（北方联合电力和林发电厂 内蒙古呼和浩特 011500）
摘要：北方联合电力和林发电厂2×660MW超临界间接空冷燃煤发电机组主机循环水采用国产自主研发的自然通风间接空冷系统，辅机冷却水采用机械通风间接空冷系统。这两种冷却方式可实现冬、夏季自动切换，本技术的应用可有效的节约用水，使得机组水耗指标在蒙西电网同类型机组中位列前茅。
关键词：间接空冷系统；机械通风间冷系统；能耗指标；经济性
0 引言
和林发电厂一期工程建设2×660MW超临界间接空冷机组，给水泵、引风机均采用小汽轮机驱动，凝汽器的循环冷却水合并采用间接空冷系统进行冷却。原设计辅机冷却水采用开闭式相结合的冷却方式，开式水用机力通风冷却塔冷却。本着节约用水，提高机组能耗指标的原则，通过对辅机冷却水两种冷却方案的分析、比较，最终确定采用机械通风间冷塔对辅机冷却水进行冷却，不设闭式循环冷却水系统。优化后的冷却方案，机组设计水耗指标达到国内同类电厂低耗水的先进水平，在蒙西电网处于领先水平。
1 辅机冷却水系统
1.1概述
发电厂中许多转动机械轴承及主辅机冷油器、换热器运行过程中均会产生一定的热量，这些热量如果不能及时排出，集聚在设备内部，将会引起设备超温甚至损坏。为确保设备的安全运行，电厂中需设置完备的辅机冷却水系统。
1.2 冷却水系统分析
和林发电厂主机采用国产自主研发的间接空冷系统，机组的设计背压为10kPa，夏季满发背压为25kPa，相应的饱和温度、间接空冷系统出水温度如下表1所示。对于660MW超临界机组，按照规程要求，辅机冷却水系统要求的进水温度（即：冷水温度）约为28-38℃，出水温度（即：热水温度）约为38-48℃。
通过表1数据可以看出，夏季高温、高背压时段，主机间接空冷系统的出水温度无法满足辅机冷却水系统的进水要求，即无法满足辅机冷却水系统的冷却要求。
2 辅机冷却水系统方案选型及性能比较
2.1 辅机冷却水系统方案
当主汽轮机、给水泵汽轮机、引风机汽轮机排汽冷却合并采用间接空冷系统时，辅机冷却水系统可采用的主要冷却方案如下：
方案一：湿式冷却系统（包括：自然通风湿冷系统、机力通风湿冷系统、蒸发冷却器系统），多数空冷电厂采用此方案。
方案二：为进一步节水，辅机冷却系统也采用空冷系统。该形式的冷却系统早有使用先例，特别是国外严重缺水地区，对辅机冷却水均采用闭式循环空气冷却方式，如：美国的Wyodak电厂365MW直接空冷机组工业闭式冷却系统、西班牙的乌特里拉斯电厂160MW直接空冷机组的辅机冷却采用机力通风的间接空冷系统，中东地区的伊朗、土耳其等国火电厂的辅机冷却也均采用空冷系统。国内的神华胜利电厂2×660MW空冷机组、华能左权电厂2×660MW空冷机组、山西山阴2×300MW机组、山西右玉发电厂2×300MW机组的辅机冷却也采用机械通风间接空冷系统。
根据空冷散热器的布置形式，可分为卧式布置（也叫W型冷却器）、见图1，立式布置两种形式，见图2所示。
2.2湿式冷却水系统方案分析（机力通风冷却塔与蒸发冷却器）
国内空冷机组电厂辅机冷却系统绝大多数采用湿式冷却系统，湿式冷却又主要包括两个方案：一、带机力通风冷却塔的开式冷却系统；二、带蒸发冷却器的闭式冷却系统。以下对两方案从系统的布置、运行、节水等方面进行比较。
2.2.1带机力通风冷却塔的开式循环冷却系统方案
本工程原设计辅机循环冷却水采用开闭式相结合的冷却方式，冷却水量为6400m3/h，冷却系统采用带逆流式钢混结构机力通风冷却塔二次循环供水系统。两机配三格逆流式钢混结构机力通风冷却塔和三台循环水泵。机力通风冷却塔呈一字行布置。
采用钢混结构的逆流式机力通风冷却塔循环供水系统优点为：（1）占地面积小。（2）塔体墙板采用玻璃钢挂板，减少机力塔的整体荷载，节约钢筋混凝土量。（3）塔内壁采用玻璃钢挂板后不需要防腐处理。（4）水塔运行灵活，冬季运行可不开风机或运行两格机力塔。
2.2.2带蒸发冷却器的闭式循环冷却系统方案
带蒸发冷却器的闭式循环冷却系统是将水冷与空冷，传热与传质过程融为一体且兼有两者之长的高效节能冷却设备，其工作原理是冷却介质通过蒸发冷却器把热量传给塔内管束外壁的水膜，水膜迅速蒸发带走热量，蒸发后的湿空气由蒸发冷却器上方的风机抽走，并从蒸发冷却器下部的百叶窗再进来新的冷空气，如此循环冷却。喷淋水可采用工业水、除盐水或软化水。采用蒸发冷却器闭式系统有以下优点。
（1）蒸发冷却器可布置在辅机循环水泵房屋顶，节约占地。
（2）每台蒸发冷却器为一个整体单元，不需要围护结构，因此相应减少了钢筋混凝土用量，安装维护方便。
（3）蒸发冷却器运行灵活、运行费用低、冬季根据机组运行工况可少开风机的数量、关闭喷淋系统或适当减少运行蒸发冷却器的台数，达到辅机循环水的控制水温、节水、节能、防冻的运行效果。
（4）蒸发冷却器不存在因内漏造成的二次水窜入一次水和系统内结垢后垢层脱落造成堵塞的问题，系统水质好。
（5）蒸发冷却器闭式系统相对更能适合较差水质的使用环境。辅机闭式循环冷却系统采用单元制供水系统，一机配7组蒸发式冷却塔和两台循环水泵（其中一台备用）。
2.2.3 湿式冷却水系统两方案技术经济比较
开式机力通风冷却塔方案和闭式蒸发冷却器方案的技术经济比较，见表2.
3 辅机冷却系统冷却方案技术经济比较
4 结术语
（1）辅机冷却系统采用机力通风冷却塔时，耗水量大，且冬季由于风吹损失，塔附近容易造成结冰现象。采用蒸发冷却器时，由于其冷却管为光管，需喷洒除盐水或工业水（采用工业水需进行加药处理），由其夏季，耗水量较大，且随着运行时间的增加，管外壁容易发生结垢现象，影响传热效果。
（2）辅机冷却系统采用机械通风间冷塔时，在低温、低背压时段，如：春季、秋季，特别是冬季，将辅机冷却水切换至主机间接空冷系统的循环水管道系统内（在主厂房内设置连通管道及阀门等），停运辅机冷却系统（即机械通风间冷塔：），既可满足辅机冷却要求，又可满足辅机冷却系统和主机间冷系统的冬季防冻需求、节约辅机冷却系统的运行费用。同时该系统可取消辅机循环水泵房，将辅机循环水泵设置于汽机房内，取消原设计的闭式冷却水泵、闭式水换热器等设备。
因此，考虑到本地区属于北方缺水地区，辅机冷却系统采用带机械通风间冷塔（立式布置）的单元制闭式循环供水系统。
参考文献：
[1] GB50660-2011,大中型火力发电厂设计规范［P］.
[2]温高.发电厂空冷技术.中国电力出版社，2008.
[3]赖国平，张荣克.中国石化出版社，2010.
[4]杨凤明，刘万里，孙卫平，尹继英等.北京理工大学出版社，2014.
作者简介：
王敏君，男，1973-，本科，工程师，从事发电厂技术管理工作。内蒙古呼和浩特市和林格尔县新店子镇和林发电厂
论文作者:王敏君,康君,崔成义
论文发表刊物:《电力设备》2015年第10期供稿
论文发表时间:2016/4/21
标签：系统论文; 冷却水论文; 辅机论文; 冷却器论文; 机组论文; 冷却塔论文; 方案论文; 《电力设备》2015年第10期供稿论文;