冬季低溫環境下汽輪機冷卻塔風機運行數量與汽輪機經濟性分析

岳瀟

摘 要：本文簡單介紹了電廠汽輪機冷卻塔及冷卻塔風機對汽輪機機組經濟安全運行的重要性，重點討論分析了在低溫環境下冷卻塔風機運行數量對汽輪機機組經濟性運行的影響。本文采用的是綜合比較法，運用科學的理論分析和多組實際運行實驗數據，得出該電廠低溫環境下汽輪機冷卻塔風機的最經濟運行數量，最大限度地提高了該電廠汽輪機冷端的節能效果。

關鍵詞：發電廠循環冷卻水系統 綜合比較法 經濟運行

中圖分類號：TK264.1 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）02（c）-0054-02

冷卻塔（The cooling tower）是用水作為循環冷卻劑，從一系統中吸收熱量排放至大氣中，以降低水溫的裝置；是利用水與空氣流動接觸后進行冷熱交換產生蒸汽，蒸汽揮發帶走熱量達到蒸發散熱、對流傳熱和輻射傳熱等原理來散去汽輪機循環冷卻水產生的余熱的蒸發散熱裝置，冷卻塔風機則負責加速蒸汽流動，強化散熱的作用，以保證系統的正常安全經濟運行

1 系統概述

某電廠有兩套9E燃氣輪機聯合循環機組，共有6臺冷卻塔及相應的6臺冷卻塔風機。正常運行時一套機組運行需啟動3臺冷卻塔及其風機來冷卻循環冷卻水，現通過數據對比得出當在底溫環境下冷卻塔風機運行數量與機組運行經濟性的最優組合。

根據2017年2月4日于某電廠夜間采集的數據（每小時取樣一次）分析如下。

對數據進行平均數處理得如下結果。

根據以上數據進行簡單估算，3#冷卻塔風機啟停影響汽機負荷約56.425MW·h-56.125MW·h=300kW·h，而停3#冷卻塔風機省電196.4088kW·h，由此數據片面判定低溫環境下停運一臺冷卻塔風機的運行方法并不經濟。下面我們對此結論進行較為詳細的數據計算驗證。

2 冷卻塔風機運行數量與汽輪機經濟性數據分析

經過分析討論，因為在機組運行過程中會有空壓機、循環水補水泵、EH油循環泵等輔助設備的啟停運行操作，它們與3#冷卻塔風機同時影響廠用電，影響對外送電量，使得該電廠甲線、乙線的母線行碼無法準確地反映出3#冷卻塔風機啟停對電量的影響，故在此不對母線行碼進行討論。燃機天然氣氣碼受人為抄表等主觀因素影響較大，參考意義不大，在此亦不進行討論。現主要利用2017年2月4日燃機和汽機發電行碼進行數據計算：

由數據分析計算（由于計算過程過于復雜冗長，在此不進行推算）得正常運行中燃機負荷對汽輪機負荷影響比例在7∶3左右，故將400kW·h燃機負荷轉化為對汽機負荷影響約為171kW·h。故同等情況下，將燃機負荷波動影響汽機負荷部分扣除得320-171=149kW·h<196.4088kW·h

此外，由于停運一臺冷卻塔風機，使得循環水的蒸發量減少約1/3左右從而減少了循環水的使用費用，進而縮短了江邊大功率“深井泵”、循環水補水泵等其他輔助設備的運行時間，節約了部分電能。

3 結論

在將3#冷卻塔風機停運后的機組運行過程中，我們發現循環水溫度上升3℃～4℃，真空下降1～2kPa，其最終會平衡穩定在一正常狀態，對機組正常穩定經濟運行無影響。根據精確數據計算以及科學的對比分析得出低溫環境下停運一臺冷卻塔風機的運行方有一定的經濟性。

4 結語

以上結論的得出，主要采用數據綜合對比法，通過逐步深入的科學分析，以及各項安全的試驗得出的數據結論驗證。其次，對于問題的研究我們不能根據簡單的表面數據得出片面的結論，而應通過科學的方法與周密的計算，綜合考慮，才能得出保證機組安全高效運行的最優方案。

參考文獻

[1] 劉加根，嚴玢，余瓊.冷卻塔風機運行節能之模式與策略分析[J].建筑科學，2009（2）：35-38.

[2] 陳建平，曹冬冬，王亞麗.冷卻塔風機優化節能控制系統的設計[J].機械設計與制造，2014（4）：96-98.