直接空冷機組尖峰冷卻系統的選型對比研究

吳迪 河北蔚州能源綜合開發有限公司

在某660MW超超臨界空冷機組的選型設計中，由于受到外界環境的影響，造成整體機組的經濟性較低。相關技術人員重視對機組的改造，能夠有效提高尖峰冷卻系統運行的效率。技術人員重視結合尖峰冷卻系統設計的理論基礎，對于整體設計方案進行改進，延長整體機組的使用壽命。

一、尖峰冷卻系統概述

結合我國能源結構調整的政策方針，在我國北部區域重視空冷電站的建設，為我國經濟發展提供充沛電能。當前技術人員重視自身能力的提升，重視對整體電站設計方案的優化，將創新意識應用于冷卻機組選型設計中，從而提高整體設備的使用效率。

660MW超超臨界空冷機組建設中，相關技術人員重視整體設計，為機組添加尖峰冷卻系統，從而提升整體設備的運行效率。技術人員在使用階段，通過對該添加排氣管道與凝結水管道等基礎設施，便于尖峰冷卻系統能夠在機組運行階段正常使用，發揮該技術的重要作用[1]。

在使用階段尖峰冷卻系統主要通過循環水的模式，能夠有效節約水資源，保證尖峰系統能夠在日常使用階段，完成對機組的冷卻工作。尖峰冷卻機組在使用階段，需要技術人員為其安裝排汽管道系統、抽真空管道系統，以及水泵等設備，能夠在正常使用階段，有效發揮尖峰冷卻系統的重要作用，對機組進行降溫，盡可能提高循環水的回收效率，在整體設備建設階段，增加一套化學處理設施，對循環水進行凈化，便于該循環水能夠繼續參與尖峰冷卻系統，發揮該設備的重要作用。

二、直接空冷機組改造

在整體設計方案制定之初，相關技術人員充分考慮了不同的季節變化，并且制定了相應的預案，逐步提升整體設備的運行質量。現階段技術人員在綜合設計中，允許該設備超頻運行，確保該冷卻系統，在夏季高溫的環境下，能夠正常發揮自身重要作用。在該設備超頻使用階段，會消耗更多的電力，不利于節能環保理念在日常生活中的應用。現階段技術人員在使用階段，應該增加空冷散熱單元，在綜合使用階段，充分考慮當前工作的不足，逐步提高整體設計質量，但是該方案在制定階段，由于整體建設周期較長，會造成當前設備難以較快投入使用，在整體改造中，設計人員對于該方案并不認同[2]。

結合我國空冷機組整體技術發展歷史，可以發現在該設備添加空冷散熱器表面噴水裝置是一項不成熟的技術。以往電站自身發展中，曾經使用該技術，結果造成整體設備腐蝕較為嚴重，并且整體機組的使用壽命大幅度降低，給電站自身發展帶來了較大的經濟損失。

技術人員結合部分電廠具體案例，在電站原有設備中加裝立式空冷三角裝置，能夠有效降低機組溫度。立式空冷三角系統的應用，其主要原理與平臺式空冷凝汽器一致，在使用階段，能夠對整體設備進行有效管理，切實提出可行性建設方案，便于該設備能夠正常發揮自身重要作用。但該設備的類型屬于空冷設備，在使用階段，如果外界的溫度過高，將會造成整體設備的工作效率降低，并且整體投入巨大，嚴重影響電力企業自身發展，一般情況下，并不適用于當前方案改造。

目前，較為成熟的改造方案有以下兩種，第一種加裝帶蒸發冷的尖峰系統，第二種是添加表面凝汽器與濕冷尖峰系統。

加裝帶蒸發冷的尖峰系統，在使用階段，主要有換熱模塊，水循環系統與風機等組成，在使用階段，能夠有效發揮自身重要作用，對于整體機組起到冷卻作用。該技術在使用階段，主要是通過管內蒸汽凝結，對外放熱，而管內淋水，在一定程度上，能夠吸收熱量，并且在風機的作用下，能夠有效帶走設備的熱量。在使用階段，該設備需要消耗大量水資源，因此，技術人員還應該重視對水資源的存儲與回收利用。而加裝帶表面式凝汽器以及機力塔的濕冷設備，在一定程度上，能夠顯著提升整體設備的制冷性能，能夠在使用中發揮自身重要作用，還能夠降低整體建設成本。在該方案設計中，重視對冷卻水的循環利用，在后續使用階段，能夠節約水資源，有效提升電站節能減排工作[3]。

三、尖峰冷卻系統選擇對比

（一）凝氣量的確定

當前技術人員主要選擇加帶蒸發冷的尖峰系統與機立塔濕冷方案作為對比，從而探討更為有效的尖峰冷卻系統，提高空冷電站自身經濟效益。一般情況下，在直接空冷機組尖峰冷卻裝置改造中，如果凝汽量降低，在日常工作中，應該切實提升自身經濟效益，逐步降低機組背壓，能夠降低機組的煤量消耗，從而節約資源。但在使用階段，尖峰冷卻系統會消耗更多的水資源。隨著水資源的消耗，在一定程度上，原本的空冷方案將會演變為濕冷方案，造成空冷機組的優勢缺失，嚴重影響整體尖峰冷卻系統的運行質量。

其中帶蒸發冷的機組在使用階段，存在一定的不足之處，并且在后續使用階段，會造成整體設備消耗的蒸汽量增多。技術人員結合660MW超超臨界空冷機組使用場景，計算得出加帶蒸發冷的尖峰系統的最大凝氣量為240t/h。至于另一種設計方案，在使用階段會受到外界環境的變化以及機組的運行情況的變化而出現較多的變化。

（二）尖峰冷卻方案對比

在對兩種設計方案進行對比時，技術人員應該重視對整體項目的對比，并且制定更為有效的應對措施，其中帶蒸發冷機組簡稱方案一，而表面凝氣器與機力塔設計方案簡稱為方案二。技術人員對兩種設計方案進行對比，其中主要設備的設計與提供商方面，兩個方案都能夠依靠國內廠家得以實現。至于換熱特點，方案一主要為一次換熱，在使用階段，該過程主要在蒸發冷卻器內完成。至于方案二，在使用階段主要為二次換熱，并且循環水主要為顯熱換熱，并且在后續機力塔使用階段，再次發生潛熱換熱，整體表現為兩次換熱。

在整體施工周期方面，方案一整體施工周期較短，施工技術人員通過模塊化升級改造，能夠顯著提升整體設備的運行效率。至于方案二，在施工階段不僅需要在尖峰冷卻裝置中添加表面凝氣器，還需要建設機力塔，造成當前設備整體建設時間較長。

方案一與方案二均為低負荷供電，技術人員對于這兩種不同的設計方案進行對比，可以發現兩者耗電量并不存在較大差異。

（三）系統配置方案對比

在整體系統配置階段，技術人員對整體設備進行有效分析，可以發現當前技術人員在使用階段，選擇方案一比方案二需要更好的施工技術與制造技術要求。其中方案一需要12臺風機，而方案二僅僅需要2臺風機。并且在后續建設中，技術人員還應該重視蒸汽隔離閥與蒸汽分配管的應用，以便于方案一能夠正常使用。在整體方案設計中，方案一整體建設面積較大，約為128m*40.8m，而方案二整體建設面積較小，主要為16.8m*33.6m。

（四）運行參數對比

技術人員對于方案一進行有效測算，發現該設備在使用階段，需要消耗的水量為4082t/h，而方案二消耗的水量較多，為9600t/h。在方案一使用階段，技術人員對于整體設備消耗的水量進行分析，結合循環水的使用，分別測算當前設備的使用性能，可以發現方案一在使用階段需要補充水量273t，而方案二僅需要補充水268t。目前技術人員結合整體設備的功率進行統計，方案一的功率為986kW，而方案二為1375kW。

（五）工程造價對比

工程造價人員對兩種不同的設計方案進行有效計算，對于兩種不同的設計方案進行核算，可以發現方案二整體建設費用較低。其中方案一在主輔工程施工階段，需要空冷電站投入基礎資金4809萬元，而方案二僅僅需要投入4620萬元。結合該項目建設的其他費用，其中方案一為134萬元，方案二為290萬元。對于兩種不同方案建設階段應該支出的基本預備費，方案一為308萬元，而方案二為289萬元。在設計中還存在另外一項支出，方案一與廠址相關的單項工程費用為186萬元，方案二為79萬元。整體建設成本比較時，其中方案一為5437萬元，方案二為5260萬元，兩者之間相差177萬元。在后續使用階段，結合標煤消耗與成本電價等費用消耗，選擇方案二能夠具有較大的經濟效益。

四、結論

總而言之，現階段技術人員在日常工作中，應該重視對空冷機組的管理，并且使用先進的管理理念，對于整體機組進行有效設計，逐步提升整體設備性能。技術人員結合兩種不同方案的對比研究，可以發現在660MW超超臨界空冷機組尖峰冷卻改造中，選擇方案二，在運行參數與工程造價角度，方案二設計更為優秀。