汽機房降溫通風系統經濟性分析

沈 艷 張曉瓊

(西南電力設計院，四川 成都 610021)

汽機房降溫通風系統經濟性分析

沈 艷 張曉瓊

(西南電力設計院，四川 成都 610021)

研究了汽機房不同降溫通風方式(蒸發冷卻、壓縮式制冷、吸收式制冷等降溫通風方式)的基本原理，結合實際工程案例，對各降溫通風方式進行了設備選型，分析了各種方案的節能及經濟性，為火電廠汽機房降溫通風設計提供參考。

汽機房，降溫通風方式，蒸發冷卻，經濟性

0 引言

目前，對于地處印度、印尼等氣候條件惡劣的國外工程，對汽機房大多都有降溫要求，而汽機房降溫通風方案的選擇基本依靠經驗，很難根據當地氣候條件選出最節約能源的最佳系統。因此有必要應用工程實例對汽機房降溫通風系統各方案進行研究，分析其節能性和經濟性，為目前及以后的設計提供參考。

1 汽機房降溫通風方式原理

汽機房降溫通風方式主要有三種：蒸發冷卻、蒸汽壓縮式制冷、吸收式制冷等。

蒸發冷卻技術已有上百年甚至上千年的歷史，最早出現的是直接蒸發冷卻技術，即利用空氣和水的直接接觸實現蒸發冷卻過程。由于直接蒸發冷卻技術設備簡單，容易實現，在干燥地區得到廣泛應用和推廣[1]。

蒸汽壓縮式制冷系統(也稱壓縮式制冷機)主要是由壓縮機、冷凝器、膨脹閥和蒸發器等四大部件及其連接管路組成，其系統內充注制冷劑。其工作原理是壓縮機將從蒸發器來的低壓制冷劑蒸汽進行壓縮，變成高溫、高壓蒸汽后進入冷凝器，受到冷卻劑空氣或水的冷卻放出熱量并凝結成高壓液體，再經膨脹閥節流后變成低壓、低溫的氣液兩相，進入蒸發器進行氣化吸熱制冷，得到所要求的低溫和所需要的冷量，吸熱氣化后的低壓制冷劑再進入壓縮機，繼續進行下一個制冷循環[2，3]。

吸收式制冷與蒸汽壓縮制冷的原理相同，都是利用液態制冷劑在低溫、低壓條件下，蒸發、汽化吸收制冷劑的熱負荷，產生制冷效應。不同的是，吸收式制冷是利用制冷劑與吸收劑組成的二元溶液為工質對完成制冷循環的。目前，應用最為廣泛的就是溴化鋰吸收式機組。

2 工程實例

本文結合一工程實例，探討汽機房不同降溫通風方式的經濟性。

2.1 項目概況

1)工程位置。

印度某地區新建2×660 MW等級火力發電廠，除氧器及水箱室內置方式，汽機房長216.5 m，寬40.6 m，高32.5 m，開窗總面積為475.2 m2。

2)工程所在地區夏季室外氣象條件。

夏季室外計算(干球)溫度:47 ℃。

夏季室外計算(濕球)溫度:24.8 ℃。

夏季大氣壓力:997 hPa。

3)汽機房室內狀態參數。

室內(干球)溫度：42 ℃，換氣次數不小于5次/h。

2.2 降溫通風設計計算

1)空調負荷計算。

本文主要進行降溫通風方式的研究，對負荷進行簡化計算，圍護結構傳熱按照穩態傳熱進行計算，不考慮太陽輻射冷負荷。

表1為汽機房圍護結構相關信息定義。

表1 汽機房圍護結構類型及構造表

根據相關資料，660 MW等級的火力發電廠主廠房(除氧器及水箱室內置)的散熱量Q2=4 800 kW，則汽機房總冷負荷Q=Q1+2Q2=9 744 kW。

表2 蒸發冷卻系統

表3 蒸汽壓縮式制冷系統

2)蒸發冷卻選型計算。

根據《供暖通風空調設計手冊》，蒸發冷卻機組填料為格拉斯代克7 060，厚度為200 mm，空氣流速為3 m/h，降溫效率取0.8。

根據計算選用送風設備：每臺蒸發冷卻機組風量250 000 m3/h，每臺汽機設置3臺，共設置6臺。選用排風設備：每臺屋頂風機(No.15)風量75 000 m3/h，每臺汽機設置9臺，共設置18臺。6臺機組耗水量10 800 kg/h。蒸發冷卻系統見表2。

表4 吸收制冷系統

表5 各設備造價表

3)蒸汽壓縮式制冷系統選型計算。

根據焓濕圖及計算結果，選用空調末端設備：每臺組合式空氣處理機組風量200 000 m3/h/臺，制冷量1 400 kW，每臺汽機設置5臺，共設置10臺。選用排風設備：每臺屋頂風機(No.18)風量63 000 m3/h，每臺汽機設置16臺，共設置32臺。

配套空調冷源設備選擇如表3所示。

4)吸收制冷系統選型計算。

吸收式制冷系統空調計算負荷與蒸汽壓縮式制冷系統相同，空調末端設備與蒸汽壓縮式制冷亦相同，不同之處在于空調冷源的選擇。吸收式制冷系統選型如表4所示。

2.3 經濟比較

各方案設備造價見表5。

三種方案的初投資及運行費用對比見表6。

表6 三種方案初投資及運行費用對比表

從表6可以看出，蒸發冷卻的初投資和年運行費用均遠低于蒸汽壓縮式和吸收式制冷方案，初投資費用較蒸汽壓縮式制冷方案減少約2 149萬元，每年可節約運行費用約876.9萬元，較吸收式制冷方案減少約2 713萬元，每年可節約運行費用約810.9萬元，具有相當大的經濟效益。

3 結語

由于蒸發冷卻技術不使用CFCs制冷劑，對大氣無污染。其驅動能源——干空氣能為一種清潔可再生的能源，由于節電而節煤，從而減少了溫室氣體CO2以及污染物SO2等的排放。所以利用這一技術符合當前國家的節能減排產業政策。

采用蒸發冷卻機組可以滿足房間的室內溫度要求，但設計選用時應結合具體工程氣象參數和房間功能及用途，科學客觀地研判采用蒸發冷卻系統是否能滿足要求顯得尤為重要。在印度、印尼等具有干熱氣候特點的地區，發電廠汽機房內采用蒸發冷卻完全滿足汽機房內溫度及換氣次數的要求，且初投資和年運行費用均遠低于蒸汽壓縮式和吸收式制冷方案，具有較大的經濟效益，是一種較經濟且完全可行的降溫通風方式。

總的說來，蒸發冷卻是一種節能、環保、健康的冷卻方式，與建設環境友好社會的理念一致，對于地處印度、印尼等氣候條件惡劣的國外工程，應用在汽機房的降溫通風系統中具有良好的適宜性和應用前景。

[1] 白志剛,王艷萍.直接蒸發冷卻技術在火力發電廠的應用[J].能源與節能,2011(6)：108-109.

[2] 劉云霞.火電廠汽輪機房通風、供暖節能模擬研究[D].武漢：華中科技大學,2009.

[3] 劉衛華.制冷空調新技術及進展[M].北京：機械工業出版社,2004:83-102.

Analysis on the economy of ventilation cooling system of the steam-turbine house

Shen Yan Zhang Xiaoqiong

(SouthwestPowerDesignInstitute,Chengdu610021,China)

The paper studies basic principles of various ventilation cooling techniques of the steam-turbine house including evaporative cooling, compression refrigerating, absorption refrigeration and other cooling ventilation methods, carries out facilities selection of cooling ventilation methods by combining with actual engineering examples, and analyzes their energy conservation and economy, which has provided some guidance for cooling ventilation design of the steam-turbine house of the thermal power plant.

steam-turbine house, ventilation cooling technique, evaporative cooling, economy

1009-6825(2015)02-0115-02

2014-11-02

沈 艷(1983- )，女，工程師； 張曉瓊(1964- )，女，高級工程師

TU834.3

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