海滨火电机组与内陆火电机组冷却水系统对比与分析.pdf

2 3 4 电力与 能源 第 3 7 卷第 2 期 2 0 1 6年 4月 海滨火电机组与内陆火电机组 冷却水系统对比与分析 李 麟 ， 陆 杰 ， 黄建钱 ， 焦世 荣。 1 ．上海电力建设启动调整试验所 ， 上海2 0 0 0 3 1 ； 2 ．神华 神东 电力 重庆万州港电有限公司 ， 重庆4 0 4 0 2 7 ； 3 ．神华 福能 发电有限责任公司 ， 福 建 泉州 3 6 2 0 0 0 摘 要 循环冷却水 系统在火力发电厂 中起着维持凝 汽器 真空度 、 保证辅 机部件安 全运转 的重要 作用 。以新 建 的 2 1 0 0 0 Mw 神福鸿 山电厂和神东万州电厂为原型对海滨火 电机组与 内陆火 电机组 的冷却水 系统进行 细致 的对 比， 讨论 了以海水为循环水源的海滨 电厂和 以淡水 为循环水 源的 内陆电厂在循环水 系统 、 开式水 系 统 、 闭式水 系统 以及相 关设备方面的差异 ， 并结 合这些差异分析 了各 自的优势 。 关键词 1 0 0 0 Mw 机组 ； 冷却水系统 ； 内陆电厂 ； 海滨 电厂 作者简介 李麟 1 9 8 8 ， 男 ， 硕 士 ， 工程师 ， 从事电站性能及节能技术 。 中图分类号 TM6 2 1 ． 8 文献标 志码 A 文章编号 2 0 9 5 1 2 5 6 2 0 1 6 0 2 0 2 3 4 0 4 Co mp a r a t i v e An a l y s i s o f t h e Co o l i ng W a t e r S y s t e m i n S e a s i d e Po we r Pl a nt a n d I nl a n d Po we r Pl a nt LI Li n ，L U J i e ，HUANG J i a n q i a n ， J I AO S h i r o n g 。 1 ．S h a n g h a i P o we r Co n s t r u c t i o n S t a r t u p Te s t i n g I n s t i t u t e ， S h a n g h a i 2 0 0 0 3 1， Ch i n a ； 2 ． S he nhu a She n do ng Powe r Cho ngq i ng W a nz hou Po we r Co ．，I t d ．，Cho ng qi ng 1 0 40 27，Chi na； 3 ．S h e n h u a F u n e n g Po we r g e n e r a t i o n Co ．，Lt d ． ，Qu a n z h o u 3 6 2 0 0 0 ，Ch i n a Ab s t r a c t Po we r p l a n t c o o l i n g wa t e r s y s t e m p l a y s a n i mp o r t a n t r o l e i n ma i n t a i n i n g c o n d e n s e r v a c u u m a n d s e c u r i n g a u x i l i a r y c o mp o n e n t s o p e r a t i o n ．Ba s e d o n t h e n e wl y - b u i l t 2 X 1 0 0 0 MW S h e n f u Ho n g s h a n p o we r p l a n t a n d She n do ng W a nz h ou po we r pl a nt ，t hi s p a pe r g i v e s a d e t a i l e d c o mpa r at i v e a n a l y s i s o f t he c oo l i ng wa t er s ys t e m i n s e a s i d e p o we r p l a n t wi t h S e a Wa t e r a s c i r c u l a t i n g wa t e r a n d i n l a n d p o we r p l a n t wi t h f r e s h wa t e r ．I t s t u d i e s t h e d i f f e r e n c e s a n d a d v a n t a g e s i n t h e c l o s e d a n d o p e n e d wa t e r s y s t e m ，a n d t h e i r r e l a t e d e q u i p me n t s ． Ke y wo r d s I O 0 0 M W u n i t s ；c o o l i n g wa t e r s y s t e m ；i n l a n d p l a n t ；c o a s t a l p l a n t 循环冷却水系统在火 电工程中有着十分重要 的地位 [ 1 。近年 来 ， 随 着 大 型燃 煤 机 组 能耗 的不 断降低 、 新型脱硫脱硝技术的成熟运用 ， 大规模燃 煤 机组 获得 了快 速 的发展 。燃 煤机 组根 据冷 却水 的不 同 ， 主要 可 以分 为 以淡 水 为 冷 却 水 源 的 内 陆 机 组 以及 以海水 作 为冷却 水源 的海 滨机 组 。 内陆 机组 与海滨 机 组在设 计 、 建设 、 安 装 以及 调 试 过程 中有 着很 多 的不 同 。其 中最 大 的差异 在 于冷却 水 系统 的不 同 ， 在这方 面 ， 有诸 多工 程师 进 行 了论述_ 2 ] 。本文选取采用海水作为循环冷却 水源的神福鸿山电厂以及采用淡水为冷却水源的 神 东万 州 电厂 为 例 ， 对 大 功 率 的海 滨 电厂 以及 内 陆电厂在冷却水系统 的差异进行对 比分析， 旨在 为后续的研究提供参考 。 l电厂冷却水 系统 电厂 的冷却 水 系统 主 要 分 为循 环 水 系统 、 开 式水 系 统 以及 闭式 水 系统 。循环 水 系统作 为 电厂 向外 界 散热 的介 质 以完 成 电厂 与环境 间 的热量 交 换 ， 开式水为循环水经进一步过滤得到， 闭式水通 常 为经 过化 学处 理后 的除 盐水 。 出于设 备保 护 的 考 虑 ， 电 厂通 常 采 用 品质 更 好的闭式水作为重要辅机的冷却用水。但 由于开 式水温度更低 ， 在其品质足够好的前提下 ， 对于设 备 换热 来说 ， 开 式水有 着 更好 的冷却 效 果[_ 。 因 此 ， 在电厂冷却水系统的设计中， 常根据厂址情况 与循环水水质条件对 冷却水系统进行 差异性设 计 ， 以提高电站系统的性能效率。 2 3 6 李麟 ， 等 海滨火 电机组 与内陆火电机组 冷却水系统对 比与分析 用 户 。 ] 。万 州 电厂 的开 式 水 水 质 较好 ， 其 开式 水 系统 设计 得 更加 复杂 ， 如 表 2 所 示 。 表 2鸿 山电厂与万 州电厂开 式水 系统 对比 鸿 山 电厂 开 式 水 水 质 由 开式 水 滤 网保 证 ， 主 要 用 户 只有 闭式 水 换 热 器 以 及 主 机 真 空 泵 换 热 器 。万 州 电厂 开式 水 清 洁 度 由电 动滤 水 器 保 证 ， 主要 用 户 有 闭 式水 热 交 换 器 、 大 机 、 小机 冷 油 器 ， 大机 、 小机真空泵换热器 ， 电泵油冷器 ， 氢冷器 ， 凝 泵 电机 以及 定冷 水冷 却 器 。 2 ． 3闭式水 系统 鸿 山电厂 和万 州电 厂的 闭式 水系统 水 源均 为 经 过化 学处 理 的除盐 水 ， 两者 对 比如表 3所 示 。 表 3 鸿山电厂与万州电厂开式水 系统对 鸿 山电厂 闭式水 系 统水 质 由闭式 泵入 口滤 网 保 证 ， 主要 用户 有 密封油 真 空泵 、 氢气 干燥 装置 冷 却器 ， 氢冷器 ， 主机油冷器 ， 磨煤机及各类风机油 冷器 ， 烟气 换热 器最 小流 量泵 密封 冷却 用水 ， 空 预 器轴 承 以及炉 水循 环泵 。 万州 电厂 闭式 水系 统 的清洁 度 由闭式 水泵 前 滤网保证 。其用户主要有凝泵轴承 、 氢气干燥器、 密封油 真空泵 ， 低加疏 水泵 ， 电泵前置 泵机械密 封 ， 电泵 ， 汽泵 前 置 泵 密封 ， 磨 煤 机 及各 类 风 机 油 站 、 空 预器 油 站 、 空 预 器火 灾 探 头 、 密 封 风 机轴 承 箱 ， 轴 承 油站 。 2 在环 境友 好性方 面 ， 万州 采用淡 水循 环 的 方 式 ， 对外部 环境 影 响相对 较小 ； 而鸿 山 电厂采用 海水循环水的冷却方式 ， 由于其是开放式循环水 系统 ， 循 环 水 回水经沉 淀等 处理 后排往 大海 ， 对 环 境 有着 一定 的影 响 。 3 在 冷却 水系统 设计 方面 ， 鸿 山电厂 的循 环 水系统 设计 更 为复杂 ， 管 道有 防腐涂 层 ， 凝 汽器 管 束 以及 闭式 水换 热 器 管 束 采 用钛 管 ， 相 关 设 备 部 件也采 用 了如 3 1 6 L类 的防腐 蚀 材 料 。但 在 辅 机 设备 的配 置方 面 ， 鸿 山 电厂 由于开式 水用 户少 、 采 用管式换热器等原因未设置开式泵等设备 ， 因此 减少 了工 程成本 并且 节约 了能耗 。 表 4为两 电 厂 闭式 水 热 交换 器 对 比表 格 ， 可 以看 出 ， 两者在 闭 式 水换 热 器 方 面 有着 很 大 的差 异 鸿 山电厂采用的是压降更小的管式换热器 ， 通 过采 用 耐腐蚀 材料 ， 换热 器管侧 通 海水 、 壳 侧通 闭 式水的改进设计来降低海水对换热器的腐蚀。万 州电厂由于开式水水质更好 、 不易结垢 ， 其采用了 换 热效 率更 高的 板 式换 热 器 ， 但 是 由于板 式 换 热 器压 降 较大 、 需 要 开 式 水泵 为开 式 水增 压 以满 足 换 热效 果 ， 这 也增 加 了工程成 本 。 表 4鸿 山电厂与万州 电厂闭式水换热器对比 最后在启动调试与维护方 面， 万州 电厂冷却 水 系统 的调 试与 维护 过程 中操作 自由性更 大 。考 虑在海水对管道 的腐蚀性， 鸿山电厂在启动调试 与检修 维 护 阶段 ， 在 查漏 以及 相 关 管道 维 护 等 方 面需要 更 多 的考 虑 。 3冷却水方 案分 析4结语 1 在 电厂热力 性 能方 面 ， 鸿 山 电厂 由于采 取 温度随环境影响较小的海水作 为冷却水 ， 在高温 天气 下有 着更 好 的 稳 定性 ， 相 对 于万 州 电厂 有 着 更为稳定的冷却水源。万州 电厂循环水系统虽然 可适时地进行循环水换水 ， 但在高温天气下 ， 其循 环水 温度 容易 随着 循环 的进 行 而温度 升 高 。相对 来说 ， 鸿山电厂冷却水系统在夏季更有利 于凝汽 器部 分形 成稳 定 的真 空度 ， 有助 于机 组稳 定运 行 。 采 用 海水直 排 的神福 鸿 山电厂 与采用 高位 冷 却塔结构 的神东万 州电厂 的冷却水 系统各有优 势。鸿山电厂在冷却水系统辅机装备方面有着一 定的经济性， 另外 由于海水温度有着较好 的稳定 性 ， 其冷却水系统温度相对有着更好的稳定性 ， 有 利 于凝汽 器取 得更 稳定 的冷 凝效果 。而万州 电厂 在环 境友 好性 方 面 有着 更 为优 秀 的 表 现 ， 由于循 环水系统为淡水水源 ， 其在辅机设备及管道设计 第 3 7 卷第 2 期 2 0 1 5 年4 月 电力与能源 2 3 7 大型机组湿法脱硫吸收塔喷淋系统设计优化 谭 学谦 中国能源建设集 团 广 东省 电力设计研究院有限公司 ， 广 州 5 1 0 0 6 3 摘 要 石灰石一石膏湿法烟气脱硫 系统 中 ， 喷淋层是吸收塔 内最为核 心的部件 之一 ， 其设计直接影 响到脱硫 系统 的性 能参 数和运行可靠性 。对于大直径吸收塔 ， 塔 内喷嘴密布 ， 如何保证塔 内高的脱 硫效率 ， 同时又不会 发生浆液 喷穿塔壁 和支撑梁的问题 ， 是大 型吸收塔 喷淋层设 计的难题之一 。对大型直径吸收塔喷淋层设计进 行了研究 和优 化 ， 以便 为国内同类 型脱硫 工程吸收塔的设计提供借鉴及参考作用 。 关键 词 烟气脱硫 ； 吸收塔 ； 喷淋层 ； 喷嘴 ； 支撑梁 作者 简介 谭学谦 1 9 7 4 ， 男 ，高级工程师 ， 主要从事 电力行业烟气脱硫和脱硝技术研究和设计等工作 。 中图分类号 X 7 7 3 文献标志码 B 文章编号 2 0 9 5 1 2 5 6 2 0 1 6 0 2 0 2 3 7 0 3 De s i g n Op t i mi z a t i o n o f W e t FGD Ab s o r b e r S p r a y La y e r f o r La r g e Uni t TA N Xu e qi a n Gu a n g d o n g E l e c t r i c Po we r De s i g n I n s t i t u t e ，Gu a n g z h o u 5 1 0 0 6 3 r Ch i n a Ab s t r a c t The s p r a y l a ye r i s t he mos t i mp or t a nt pa r t of a bs o r b e r i n we t l i me s t on e gyp s um FGD s ys t e m．I t s de s i g n wi l l a f f e c t t h e p e r f o r ma n c e p a r a me t e r a n d o p e r a t i o n r e l i a b i l i t y ．Fo r l a r g e - d i a me t e r a b s o r b e r ，h o w t o e n s u r e t h e n o z z l e d i s t r i b u t i o n d e n s i t y ，a b s o r b e r h i g h e f f i c i e n c y，a n d t o p r e v e n t s l u r r y f r o m i n j e c t i n g t h r o u g h a b s o r b e r wa l l a n d s u p p o r t b e a m a r e p r o b l e ms i n s p r a y s y s t e m d e s i g n i n g ． Th e s u p e r - l a r g e a b s o r b e r s p r a y l a y e r d e s i g n i s s t u d i e d a n d o p t i mi z e d t h i s p a p e r ，wi t h a v i e w t o p r o v i d i n g r e f e r e n c e f o r t h e f u t u r e d e s i g n ． Ke y wo r d s FGD；a b s o r b e r ；s p r a y l a y e r ；n o z z l e ；s u p p o r t b e a m 喷淋层 是 湿法脱 硫 吸收塔 系统最 为重 要 的部 件 ， 烟气中 S O 的脱除主要是 由喷淋层和喷嘴完 成 的。 目前国内投运 的湿法脱硫装置中， 有部分 电厂出现脱硫效率偏低或脱硫效率虽然达到 ， 但 又发 生吸 收塔壁 或支 撑梁 被浆 液 喷穿 的 问题 。这 主要是 由喷淋层 设计 不 当造成 的。不合 理 的喷淋 层 设计 ， 不 仅无 法使 得 吸收塔 达到 脱硫 效率 ， 同时 也容易出现浆液喷穿塔壁或支撑梁的问题 ， 影 响 塔体结构安全。对于脱硫效率要求高的大型机组 如 1 0 0 0 MW 等级 吸收塔 ， 塔径一般设计较大 ， 达到 1 8 ～2 O r o 。为 了达到较 高的脱硫效 率 ≥ 9 5 ％ ， 塔内需要布置更 多的喷嘴和支撑梁 ， 这更 容易发生塔壁或梁穿孔 的情况 。因此 ， 在喷淋层 设计 时更应慎 重 。本 文 以 2 O IT I 直 径 吸 收塔 设 计 为例 ， 重 点对 喷淋 层 系统 的设计 进行 了研 究 ， 提 出 了如 下设 计优 化 。 1 喷淋层设计优化 对于百万千瓦等级机组 ， 由于烟气量大， 所需 的喷淋浆液量也较大 ， 一般单层喷淋层设计流量 方面更加简洁 ， 并且在 启动调试与 日常维护中操 作更加方便 。 参考文献 E l i 中华人民共 和国国家发展 与改革委员会． 火力发 电工程建 设预算编制E M] ． 北京 中国电力出版社 ， 2 0 0 7 ． E 2 ] 周银 芳．火 电厂冷却水系统设计 与优化 l- J ] ．中 国电力教 育 ，2 0 1 1 2 4 1 0 8 1 1 0 ， 1 2 1 ． [ 3 ] 赵 丹．浅析 电厂冷却水设置 方案的优 化[ J ] ．中国城市 经 济 ， 2 0 1 2 2 2 2 6 ． [ 4 ] 马新红 ， 刘斌．浅 析主辅机设备冷却水设 置方案的 比选 [ J ] ．城市建设 理论研究 电子版 ，2 0 1 4 8 7 8 8 O ． [ 5 ] 马俊杰 ， 周 萍．热 电厂辅助冷却水 系统方案 比较[ J ] ．新 疆电力技术 ， 2 0 1 0 2 8 2 8 3 ． [ 6 ] 叶涛． 热力发 电厂[ M]． 北京 中国电力出版社， 2 0 0 9 ． [ 7 ] 中国电力 建设 工程 咨询公 司 ， DL 5 0 0 0 2 0 0 0 ， 火力 发 电厂 设计技术规程I S ] ． 北京 中国电力出版社， 2 0 0 1 ． 收稿 日期 2 0 1 6 - 0 2 1 3 本 文编 辑 严加