技術(shù)交流會發(fā)言稿
為了顧及發(fā)電與節(jié)水的矛盾,在我國北方產(chǎn)煤區(qū)發(fā)展空冷機組十分必要?绽浒l(fā)電技術(shù)是采用空氣冷卻作為電站冷源一種發(fā)電方式,它起源于20世紀(jì)30年代,在德國、美國、南非等國均有應(yīng)用。目前南非空冷機組裝機容量居世界第一位。在火電廠得到應(yīng)用的空冷系統(tǒng)有三種,一種是直接空冷系統(tǒng),即gea系統(tǒng);一種是采用混合式凝汽器的間接空冷系統(tǒng),即海勒式;還有一種是采用表面式凝汽器的間接空冷系統(tǒng)。世界上第一臺1500kw直接空冷機組,于1938年在德國一個坑口電站投運,已有60多年的歷史。世界上幾個典型空冷機組是:1958年投運的意大利空冷電站2x36mw機組、1968年投運的西班牙160mw電站空冷機組、1978年投運的美國懷俄明州wodok電站365mw空冷機組、1987年投運的南非matimba電站6x665mw直接空冷機組。
與濕冷機組相比,空冷機組具有如下特點:
1、節(jié)水能力強。與濕冷機組比,可節(jié)約66%--84%的耗水量的能力,增加了火電廠廠址選擇的靈活性,不必?fù)?dān)心水資源的變遷、減量與水量加價。大型燃煤空冷電廠為實施“節(jié)水最大化、排放最小化(零排放)”創(chuàng)造了條件。從統(tǒng)計的數(shù)據(jù)看,最低節(jié)水率在66%,最高的達(dá)到84%。比如,常規(guī)濕冷火電廠全廠耗水量按設(shè)計裝機容量計算,每百萬千瓦約為一噸每秒。按年運行8000小時計,年耗水量約3000萬噸,可供一座中型城市50萬居民的生活用水。而如果火力發(fā)電廠汽輪機采用空氣冷卻系統(tǒng)(簡稱發(fā)電廠空冷系統(tǒng))作為冷源,若其耗水量僅以節(jié)約66%計算,同樣使用一噸每秒的水量,可建三百萬千瓦的空冷電站?绽錂C組年節(jié)水量約萬噸,按每噸水價1~2元計,可節(jié)省~4000萬元,五年可節(jié)省1~2億元。
2、發(fā)電煤耗高。由于空冷機組比濕冷機組背壓高,其循環(huán)熱效率約低5%;空冷機組的發(fā)電煤耗約增加3%~8%。以600mw機組相比,空冷機組發(fā)電煤耗比濕冷機組煤耗高約10~15g/kw.h.空冷電廠的實質(zhì)是以煤換水,即多耗掉燃煤才能大幅度節(jié)水。
但從另一方面來說,在我國的廣大北方地區(qū),年平均氣溫較低,尤其在漫長的冬季,室外空氣溫度常常達(dá)到零下十幾度甚至零下二十幾度,考慮到空冷汽輪機組以及空冷系統(tǒng)的安全運行,水蒸汽的冷凝溫度卻不能太低,這中間的溫差如果能夠采用復(fù)合循環(huán)加以利用,是可以較大幅度提高空冷機組的發(fā)電效率,從而降低整個機組的發(fā)電煤耗,提高整個機組的經(jīng)濟(jì)效益。計算表明:600mw低溫型復(fù)合循環(huán)機組與初參數(shù)相同的復(fù)合循環(huán)機組相比,可以使煤耗率降低8.3%;取所比較的直冷機組煤耗為290g/kwh,則在冬季運行時,相同工況下低溫復(fù)合循環(huán)機組煤耗將降低20 g/kwh以上。
3、占地占空間大。取消了龐大濕式冷卻塔,消除了從塔頂逸出的霧氣團(tuán)對環(huán)境的熱污染與淋水噪聲;但空冷電廠的空冷凝汽器裝置需要龐大的空間位置(例如600mw機組的空冷凝汽器裝置需3.6萬m3空間約為同容量常規(guī)電廠凝汽器空間的12倍),同時又必須供應(yīng)大量環(huán)境空氣;空冷式火力發(fā)電廠需具備較大的施工場地,復(fù)雜的調(diào)試及完善的防凍、降噪聲措施;
4、增加了投資成本。采用空冷式火力發(fā)電技術(shù)系低溫位、小溫差、特大散熱量的空氣冷卻熱交換裝置。該裝置體積龐大,價格昂貴(1套600mw直接空冷裝置約3億元人民幣),可與電站鍋爐價格相比,應(yīng)列入電站四大設(shè)備(即鍋爐、汽輪機、發(fā)電機、空冷裝置)之一;空冷電廠基建投資有所增加,全廠總投資約增加4%~8%;