中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司 广州 510663
摘要：本文通过分析工程水质，建议辅机冷却水采用开式循环冷却水系统。结合辅机冷却水用量，针对辅机冷却水是否设置升压泵进行方案对比，分析了两种方案的设备投资和运行经济性。
关键词：分布式能源站；辅机冷却水；开式水升压泵；经济性
1.辅机冷却水系统
1.1 辅机冷却水的作用
本工程为6F级天然气分布式能源站工程，建设2台60MW级燃气蒸汽联合循环热电联产机组。机组年供热年利用小时数4000小时。
燃气蒸汽联合循环电厂辅机冷却水系统的任务是向除凝汽器外所有被冷却的设备或其冷却介质提供水质、水温和水量都符合要求的冷却用水、轴封用水及其他用水量，以确保其连续安全运行[1]，包括汽轮机润滑油冷却器、汽轮发电机空气冷却器、真空泵、凝结水泵、空压机、余热锅炉部分辅机、燃机部分辅机等[2]。
1.2 辅机冷却水系统类型
按与循环水系统供水关系，辅机冷却水系统可分为：开式冷却水系统、闭式冷却水系统和开闭式结合冷却水系统[2]。
开式冷却水系统实质上是循环水系统的分支，冷却水从循环水进水管引接，使用后排回循环水系统。当利用淡水作为循环水水源时，水质不经处理或仅作简单处理后可作为辅机冷却水的，一般采用开式冷却水系统[3]。开式冷却水系统比较简单，并可以公用水系统或补给水系统作为备用或在夏季掺入低温水以保持较低的运行水温。但开式冷却水系统水质不稳定，有结垢的可能[4]。
闭式冷却水系统是指辅机冷却水系统与凝汽器使用的循环水系统分开，自成一个闭式循环系统[5]。闭式循环内辅机冷却水的冷却一般有两种方式：①冷却塔系统，设有专用的辅机冷却水冷却塔；②水一水换热器系统，用循环水作冷却水源，通过水一水换热器来冷却辅机冷却水。闭式循环内一般采用软化水或除盐水作为辅机冷却水。当采用海水作循环水或循环水水质不能满足辅机冷却水需要时，一般采用闭式冷却水系统。闭式冷却水系统比较复杂，水温比循环水水温高出4~5℃，各种辅机冷却器的设计都要满足较高水温的要求。但采用软化水或除盐水作冷却介质，可减少设备的污垢和水垢，保证设备的传热效率及减少维护工作。
开闭式结合冷却水系统为充分利用两种系统的优点，根据冷却器和机械轴承对水量、水质和水温的不同要求，分别采用开式和闭式系统。开式系统用于对水质要求较低、水温要求较严的大流量冷却器，如汽轮机润滑油冷却器和发电机空气冷却器等。闭式系统用于冷却水量较小和对温度要求不严格的冷却器，如取样冷却器和空压机冷却器等。
2.水质分析
本工程水源采用地表水，根据多次调研情况，进行了全年水质分析，本项目水质结果如下：
根据表2-1水质资料，本工程水质条件较好，地表水质经过净化处理后可满足电厂工业用水要求，且取水水源不受咸潮影响，故本工程辅机冷却水采用开式冷却水系统。
3.辅机冷却水量
表2-1水质分析结果
表3-1 单台机组辅机冷却水水量统计表
4.系统优化原则
开式循环冷却水取自凝汽器循环水系统，主要向各辅机设备提供冷却水。
对于本工程，在进行开冷水系统是否取消升压泵的经济比较时，就会出现以下几种配置方案。
方案一：设开式水升压泵；
方案二：取消开式水升压泵，提高循环水泵扬程。
对于这两种方案，首先进行阻力计算，然后比较不同压降方案的技术经济性。
5.方案经济性比较
5.1 压降计算
经过初步的计算，上述两个方案开式冷却水系统的压降见表5-1。
表5-1 开式冷却水系统压降计算对比表
由上表5-1可以得出：
方案一设置开式水升压泵，流量550 t/h，扬程30mH2O；
方案二不设置开式水升压泵，但是为了克服总的压降，需要在现有循环水泵扬程的基础上再提高约25mH2O，也即循环水泵扬程需从20mH2O提高到45mH2O。
另外，由于凝汽器循环冷却水量远大于辅机开式循环水量，若不采用升压泵，容易发生凝汽器抢水现象，运行不稳定。
5.2 技术经济比较
（1）两个方案开式冷却水系统初投资（两台机组）的对比见表5-2。
表5-2初投资比较表（两台机组）
从表5-4可以看出，从经济性上讲，方案一的初投资和运行费用均较低，比方案二约低1242万元。综上考虑，方案一更优。
6.结论
通过分析本工程水质条件较好，地表水质经过净化处理后可满足电厂工业用水要求，建议辅机冷却水采用开式循环冷却水系统。
通过技术经济比较，本工程推荐设置开式冷却水升压泵。
参考文献：
[1] 李岚，火力发电厂节约用水计算[M]，哈尔滨工业大学硕士学位论文，2005；
[2] 刘希波，火电厂水务管理[M]，北京：中国电力出版社，1998；
[3] 代炜，李攀等，开式循环冷却水系统启动方式的调整[J]，科技资讯，2012（30）：48；
[4] 赵小磊，大型敞开式循环冷却水系统设计及运行研究[J]，河南化工，2014，31（1）：56-58；
[5] 周岚，浅谈火力发电厂密闭式循环冷却水系统的应用和设计[J]，山东工业技术，2015，（2）：212；
作者简介：张怀强（1985-），男，山东潍坊人，工程师，硕士，主要从事电力设计工作。
论文作者:张怀强
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第27期
论文发表时间:2019/7/26
标签：冷却水论文; 系统论文; 辅机论文; 开式论文; 水质论文; 冷却器论文; 方案论文; 《建筑细部》2018年第27期论文;