空冷喷淋节能改造效益分析

李虎，赵田中

(黄陵矿业煤矸石发电公司，陕西 黄陵 727307)

空冷喷淋节能改造效益分析

李虎，赵田中

(黄陵矿业煤矸石发电公司，陕西 黄陵 727307)

随着电厂节能减排工作的不断深入，提高发电机组经济运行的经济性已显得越来越重要。本文介绍黄陵矿业煤矸石发电有限公司空冷增装喷淋装置降低汽轮机排汽压力，提高机组的经济性的情况。

空冷系统；节能；改造；喷淋装置；经济性

1 概况

黄陵矿业煤矸石发电有限公司装设两台300MW、亚临界、一次中间再热、单轴、双缸双排汽、直接空冷凝汽式汽轮发电机组。空冷系统的冷却性能受环境条件的影响很大，对环境气温和自然风的变化非常敏感。该机组在2015年7月份投运以来，当环境温度达到30℃以上，机组运行工况变差，机组真空度降低；当环境温度高达35℃以上时，机组运行工况恶化，更是严重制约机组负荷。

根据机组的运行状况，为了提高电厂的经济效益，降低发电煤耗，达到节能增效的目的，决定加装空冷喷淋装置。

2 空冷机组技术参数分析

黄陵矿业煤矸石发电公司#1、#2机空冷岛采用机械通风直接空冷系统，由北京首航艾启威冷却技术有限公司设计与制造，主要技术参数见表1。该系统位于45m高空平台上，两台机共60台轴流风机，共12排南北布置的三角形管束散热器。由于空冷机组的出力受环境温度的影响较大，在夏季高温时段机组背压较高，增加了机组发电煤耗，凝结水精处理入口温度最高达75℃，严重时机组出力受阻。大风天气的气象条件下，运行条件恶化，易发生机组高背压跳闸的事故。据对标铜川华能等同类型电厂的情况，通过合理布置管路，合理选择喷水压力，雾化效果较好，实现较低的落水率，背压降低5～8kPa，取得了很好的效果，可见对直接空冷装置进行冷却是降低空冷机组背压的一种行之有效的方法。

我公司三期电厂单台机组共设计6列空冷凝汽器30台风机，每列凝汽器单面散热面积为67101m2，翅片管束高度为9.5m，冷却段尺寸为11.1m，风机尺寸为9m。由于夏季环境温度的升高，汽轮机排汽背压随之上升，不能带满负荷运行（目前在环境温度35℃时，机组背压最高35kPa，只能带280MW负荷），严重影响机组做功效率。

表1 直接空冷凝汽器主要技术参数表（单台300MW机组）

图1 A型塔喷淋布置

3 改造方案

为了节约用水，该方案利用的是喷雾冷却及蒸发冷却相结合的原理。将不锈钢喷嘴成三角形布置，与管束平行，与管束的距离控制在1米左右，见图1。利用喷嘴喷出的水雾与散热器入口处空气混合吸热，降低空气温度，提高空气湿度，部分雾珠汽化，其它雾珠喷入到管束表面蒸发，最后剩余的雾珠应在通过管束岐片的过程中充分汽化吸热，从而达到降低管束温度和单元内空气温度，提高空冷管束的换热效果的目的。该系统能够弥补空气环境温度升高对管束散散热的影响，避免了风向、风速变化后，在散热器入口处形成的热风回流现象，有效控制了机组背压的升高，彻底解决了炎热夏季对直接空冷机组空冷岛入口处空气温度的影响。

喷淋降温系统中最关键的部件为雾化喷淋，在流量一定的条件下，雾化压力越大，雾化颗粒度越小，雾化效果也会越好，在A型塔内均匀大量的高压雾化喷嘴，可大大提高除盐水转化为水蒸汽的效率，在选择合适的压力条件下，喷淋高压雾化喷嘴平均颗粒度小于20μm，在微风条件下基本可悬浮在空气中，所以通过以上改造，对提高机组的经济性能和安全性能都是行之有效的。

4 节能改造成果分析

夏季机组背压最高达到35kPa，喷淋投入后，可降低背5～8kPa。缓解机组夏季运行压力，最大限度的降低发电煤耗、提高机组运行经济性，背压降低1kPa，供电煤耗降低2g/kWh，经济效果非常明显。按照预估数据进行测算，用除盐水量70t/h，环境温度33℃，背压降低5kPa计算。

（1）空冷喷淋运行成本：除盐水量70t/h，除 盐 水每 吨10元， 用 电 每小 时110k·W，每度电按0.29元计算。每小时共消耗成本：70×10+110×0.29=731.9元。

（2）因投空冷喷淋产生的效益：平均环境温度33℃，背压降低5kPa，按背压每降低1kPa，供电煤耗降低2g/kW·h，按照年平均三个月高温天气，每天喷淋7个小时，即630小时计算，标煤单价300元/吨计算，俩台机组一年可节约标煤：△E=2×300MW×630h×2g/kW·h×5 =3780吨。可带来经济效益3780×300=113.4万元；成本消耗为731.9元×630h=46.11万元。合计产生经济效益113.4-45.19=68.21万元，经济效果非常明显。

5 结语

通过空冷喷淋改造前后消费能源费用的对比，可以得出以下结论：增加喷淋装置后多使用了水资源和电力，但是节约了不可再生资源——煤炭，总体节约费用明显。通过本次改造，电厂的经济运行效率将会提高，解决了生产运行的一系列问题。

[1]胡振岭，刘万里，荆云涛.空冷技术研究[M].北京理工大出版社，2011.

[2]王高谦.电厂增装空冷喷淋装置节能改造的经济效益[J].科技论坛，2010.

F282

A

1671-0711（2017）01（下）-0064-02