鄧永勝

（國(guó)核電力規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，北京 100095）

輔機(jī)冷卻方式選擇

鄧永勝

（國(guó)核電力規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，北京 100095）

輔機(jī)冷卻系統(tǒng)有濕冷和空冷兩種，由于輔機(jī)空冷系統(tǒng)投資、占地高于濕冷系統(tǒng)，以往工程輔機(jī)多采用濕冷系統(tǒng)。隨著國(guó)家節(jié)水力度的不斷加強(qiáng)、高度節(jié)水產(chǎn)業(yè)政策的推出、輔機(jī)空冷系統(tǒng)的完善以及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的豐富，輔機(jī)空冷的應(yīng)用正逐漸增多。

輔機(jī)；濕冷；空冷；技術(shù)；經(jīng)濟(jì)；比較

1 概述

輔機(jī)冷卻系統(tǒng)有濕冷和空冷兩種，輔機(jī)空冷主要特點(diǎn)是可減少濕冷系統(tǒng)產(chǎn)生的蒸發(fā)和風(fēng)吹損失，節(jié)水效果較好；但輔機(jī)空冷系統(tǒng)投資較高、占地較大。目前，輔機(jī)多采用濕冷系統(tǒng)。隨著國(guó)家節(jié)水力度的不斷加強(qiáng)、高度節(jié)水產(chǎn)業(yè)政策的推出、輔機(jī)空冷系統(tǒng)的完善以及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的豐富，輔機(jī)空冷的應(yīng)用逐漸增多。

以下將以1000MW機(jī)組和假定基礎(chǔ)參數(shù)對(duì)輔機(jī)空冷塔和輔機(jī)濕冷塔兩種方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。

2 輔機(jī)濕冷和空冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 輔機(jī)濕冷系統(tǒng)

輔機(jī)濕冷系統(tǒng)多采用帶機(jī)械通風(fēng)冷卻塔的二次循環(huán)水系統(tǒng)，其流程為冷卻后的循環(huán)水經(jīng)輔機(jī)循環(huán)水泵送至主廠房輔機(jī)冷卻水系統(tǒng)，升溫后返回冷卻塔進(jìn)行冷卻，形成循環(huán)。該系統(tǒng)為開式系統(tǒng)，在冷卻過程中會(huì)產(chǎn)生蒸發(fā)和風(fēng)吹損失。

2臺(tái)1000MW空冷機(jī)組的輔機(jī)冷卻水量為3600m3/h，濕冷循環(huán)水系統(tǒng)共配置3格機(jī)械通風(fēng)冷卻塔和3臺(tái)輔機(jī)循環(huán)水泵（2用1備），為擴(kuò)大單元制供水系統(tǒng)，3臺(tái)循環(huán)水泵布置于1座輔機(jī)循環(huán)水泵房?jī)?nèi)。兩臺(tái)機(jī)主要設(shè)備配置如下：

（1）輔機(jī)循環(huán)水泵：

泵型：?jiǎn)渭?jí)雙吸臥式離心泵； 數(shù)量：3臺(tái)；

流量：3600m3/h； 揚(yáng)程：40m；

配套電機(jī)：N=560kW，U=10kV

（2）機(jī)械通風(fēng)冷卻塔

數(shù)量：3格；冷卻水量：3000m3/h；

出水水溫：≤33℃；風(fēng)機(jī)功率：N=110kW，U=380V

（3）平板濾網(wǎng)和鋼閘門

數(shù)量：各1塊；尺寸：2.0m×4.0m

2.2 輔機(jī)空冷系統(tǒng)

輔機(jī)空冷系統(tǒng)中主機(jī)冷油器、空壓機(jī)等設(shè)備采用閉式循環(huán)冷卻水，閉式水直接與廠區(qū)循環(huán)水系統(tǒng)連接，并由機(jī)械通風(fēng)空冷塔進(jìn)行冷卻，在冷卻過程中不會(huì)產(chǎn)生蒸發(fā)和風(fēng)吹損失，閉式水采用除鹽水。該系統(tǒng)順?biāo)鞣较蛄鞒虨椋核眠M(jìn)口蝶閥→輔機(jī)循環(huán)水泵→水泵出口蝶閥→循環(huán)水壓力供水管→輔機(jī)設(shè)備→循環(huán)水壓力回水管→機(jī)械通風(fēng)空冷塔→水泵進(jìn)口蝶閥。

2臺(tái)1000MW空冷機(jī)組的輔機(jī)空冷為單元制供水系統(tǒng)，每臺(tái)機(jī)組配置6座機(jī)械通風(fēng)空冷塔和2臺(tái)輔機(jī)循環(huán)水泵（1用1備），4臺(tái)循環(huán)水泵布置于1座輔機(jī)循環(huán)水泵房?jī)?nèi)。兩臺(tái)機(jī)系統(tǒng)配置如下：

（1）輔機(jī)空冷系統(tǒng)：

輔機(jī)冷卻水量：7200m3/h；夏季設(shè)計(jì)氣溫：32℃；出水水溫：＜38℃；空冷塔數(shù)量：12座；空冷散熱器面積：～28萬㎡；風(fēng)機(jī)功率：N=160kW，U=380V

（2）輔機(jī)循環(huán)水泵：

泵型：?jiǎn)渭?jí)雙吸臥式離心泵；數(shù)量：4臺(tái)；流 量：3600m3/h；揚(yáng) 程：25m；配套電機(jī)：N=315kW，U=10kV

（3）清洗水泵：

數(shù)量：2臺(tái)；流量：10m3/h；揚(yáng)程：800m；配套電機(jī)：N=55kW，U=380V

（4）變頻噴霧系統(tǒng)：

為進(jìn)一步保證輔機(jī)空冷在夏季時(shí)的冷卻能力，當(dāng)溫度高于32℃時(shí)將運(yùn)行噴霧降溫系統(tǒng)，每年噴霧水量約1.5萬 m3。噴霧水泵參數(shù)如下。

數(shù)量：2臺(tái)；流量：150m3/h；

揚(yáng)程：25m；配套電機(jī)：N=22kW，U=380V（5）充、排水系統(tǒng)：

空冷塔內(nèi)每個(gè)冷卻扇段均能獨(dú)立充水和排水，正常情況下，充排水過程為自動(dòng)控制。機(jī)組停運(yùn)或檢修時(shí)通過排水管道將冷卻段水排入貯水箱內(nèi)；當(dāng)循環(huán)水溫過低時(shí)，冷卻段將自動(dòng)排水至貯水箱，以防發(fā)生冰凍危險(xiǎn)。貯水箱布置在地下，其容積依據(jù)全部冷卻三角及地上管道部分的凈容積確定；水箱中設(shè)有自動(dòng)液位測(cè)量及報(bào)警裝置。 充水泵為2臺(tái)，1用1備。

（6）穩(wěn)壓補(bǔ)水系統(tǒng)

空冷系統(tǒng)回路中，由于冷卻水溫度變化時(shí)體積發(fā)生變化，為了保持循環(huán)冷卻水系統(tǒng)內(nèi)水壓穩(wěn)定，維持正常的水循環(huán)，空冷塔內(nèi)設(shè)置穩(wěn)壓補(bǔ)水系統(tǒng)。該系統(tǒng)由穩(wěn)壓（補(bǔ)水）泵、高位膨脹水箱以及連接管道組成。

3 技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較

3.1 技術(shù)比較

3.1.1 機(jī)械通風(fēng)濕冷塔方案

輔機(jī)濕冷系統(tǒng)具有投資省、占地省、運(yùn)行靈活、維護(hù)簡(jiǎn)單、冷卻效果好的特點(diǎn)，現(xiàn)有工程輔機(jī)多采用該系統(tǒng)；但該系統(tǒng)在冷卻過程中會(huì)產(chǎn)生蒸發(fā)和風(fēng)吹損失。

3.1.2 機(jī)械通風(fēng)空冷塔方案

輔機(jī)空冷系統(tǒng)占地及造價(jià)相對(duì)濕冷較高，但其節(jié)水效果顯著，其應(yīng)用具有較強(qiáng)的社會(huì)效益和影響力。眾多空冷機(jī)組的實(shí)施和投運(yùn)積累了豐富的設(shè)計(jì)、制造、施工、運(yùn)行、維護(hù)和管理經(jīng)驗(yàn)，目前國(guó)內(nèi)已有應(yīng)用輔機(jī)空冷系統(tǒng)的案例。

3.1.3 主要指標(biāo)比較

輔機(jī)空冷系統(tǒng)與濕冷系統(tǒng)比較占地面積增加約0.6公頃，年耗水量減少約25萬m3。

3.2 經(jīng)濟(jì)性比較

經(jīng)濟(jì)性比較表

4 結(jié)論

通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較可以看出2臺(tái)1000MW機(jī)組的輔機(jī)空冷系統(tǒng)比輔機(jī)濕冷系統(tǒng)的初投資高約2650萬元、占地面積增加約0.6公頃，但每年可節(jié)約水量約25萬 m3。隨著國(guó)家節(jié)水力度的不斷加強(qiáng)、高度節(jié)水產(chǎn)業(yè)政策的推出、輔機(jī)空冷系統(tǒng)的完善以及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的豐富，輔機(jī)空冷的應(yīng)用正逐漸增多，且國(guó)內(nèi)已有應(yīng)用案例。

綜上所述，因輔機(jī)空冷系統(tǒng)節(jié)水效果顯著，從節(jié)約用水角度考慮，工程規(guī)劃建設(shè)初期應(yīng)根據(jù)具體條件將輔機(jī)空冷系統(tǒng)作為重點(diǎn)比選方案。

［1]李博.空冷機(jī)組輔機(jī)水冷卻系統(tǒng)優(yōu)化探討［J].黑龍江電力，2010.

［2]李海.空冷電站輔機(jī)冷卻水冷卻方式的探討［J].電力勘測(cè)設(shè)計(jì)，2006.

［3]趙佰波.空冷機(jī)組輔機(jī)冷卻水冷卻方式的優(yōu)化探討［J].城市建設(shè)理論研究，2011.