侯龍通

摘要：本文通過冷卻塔熱力計算數(shù)學(xué)模型，對比分析了2×460MW燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組機械通風(fēng)冷卻塔和自然通風(fēng)冷卻塔的設(shè)計計算參數(shù)以及兩種冷卻塔形式所用循環(huán)水系統(tǒng)的水利計算結(jié)果，并從多方面對兩種冷卻形式進行了綜合經(jīng)濟比較和動態(tài)經(jīng)濟分析。計算結(jié)果顯示在滿足冷卻任務(wù)的前提條件下，考慮到熱電聯(lián)產(chǎn)機組運行多樣的特點，機械通風(fēng)冷卻塔更具有技術(shù)優(yōu)勢；動態(tài)經(jīng)濟方面，機械通風(fēng)冷卻塔年總費用要低于自然通風(fēng)冷卻塔約2.5%。

關(guān)鍵詞：熱電聯(lián)產(chǎn)機組；冷卻塔；機械通風(fēng)；自然通風(fēng)

隨著我國天然氣工業(yè)的高速發(fā)展，天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)項目以其節(jié)能減排，綠色環(huán)保的顯著優(yōu)勢得到大規(guī)模的推廣。冷卻塔作為電廠冷卻系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，其合理選型直接影響經(jīng)濟成本和機組運行多樣化，因此冷卻塔選型的對比與分析具有重要的意義。本文針對2×460MW燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組對這兩種冷卻塔型式分別進行技術(shù)分析與經(jīng)濟分析。

1 熱力計算數(shù)學(xué)模型

冷卻塔的熱力計算采用相對成熟的焓差法，基本方程式[1～4]如下：

N=kβxvV1000Q=∫t1t2Cwi″-tdt

式中：N為冷卻數(shù)；βxv為填料容積散質(zhì)系數(shù)，kg/m3.h；V為填料總體積，m3；Q為單塔處理水量，m3/h；t1為冷卻塔進水溫度，℃；t2為冷卻塔出水溫度，℃；i為冷卻塔淋水裝置中對應(yīng)于某點溫度的空氣比焓，kJ/kg；Cw為水的比熱，4184kJ/kg.℃；i″為與i對應(yīng)的飽和空氣焓，kJ/kg；k為蒸發(fā)水量帶走的熱量系數(shù)。

計算采用的淋水填料為1.25m 國產(chǎn)高效斜波，填料熱力、阻力特性系數(shù)為：

式中：q為淋水密度，m3/m2.h；λ為氣水比。

2 計算結(jié)果對比分析

分別就兩種冷卻塔的技術(shù)參數(shù)進行對比分析。表中方案一表示機械通風(fēng)冷卻塔，方案二表示自然通風(fēng)冷卻塔。自然通風(fēng)逆流式冷卻塔，淋水面積5500m2。塔底部直徑DB=91.5m、總高度Hges=127.96m、喉部直徑DT=51.65m、出口直徑DA=55m、進風(fēng)口高度HLE=8.15m，填料頂部直徑為84.48m、填料層面積為5500m2。

3 經(jīng)濟性分析

兩臺機組在熱季和冷季的循環(huán)水量分別為59446 m3/h和43542m3/h。循環(huán)水泵運行臺數(shù)為熱季2機4泵，冷季2機3泵。循環(huán)水系統(tǒng)運行時間按供熱年利用小時數(shù)5665小時計算、經(jīng)濟使用年限20年、大修費率按0.025計算、投資回收率按0.08計算。

4 結(jié)論

（1）從技術(shù)比較結(jié)果來看，2×460MW燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組采用12 座機械通風(fēng)逆流式冷卻塔和兩座淋水面積為5500m2的常規(guī)自然通風(fēng)逆流式冷卻塔兩種塔型方案都是可行的。

（2）方案二 （自然塔方案）運行安全穩(wěn)定，維護量少，但是占地較大。方案一（機械通風(fēng)冷卻塔方案）具有占地少、布置靈活、投資省、工期短、可根據(jù)不同季節(jié)的循環(huán)水量調(diào)整風(fēng)機運行臺數(shù)、啟停靈活、對地基承載力要求較低等優(yōu)點，對于本工程場地條件限制和供熱機組運行方式多樣的特點，機械通風(fēng)冷卻塔有一定技術(shù)優(yōu)勢。

（3）從經(jīng)濟比較結(jié)果來看，方案一的年運行費用較方案二高573.24萬元，但方案一的初投資較方案二低約5018 萬元；動態(tài)經(jīng)濟分析顯示方案一較方案二年總費用值低71.3萬元，占年費用總值的比例約為2.5%。

參考文獻：

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