循环冷却水系统改造工程经济分析

摘 要：A发电公司现有8台汽轮发电机组（4台100MW、4台200MW），改造前冷却水系统全部采用水库的水直流供水或以水库为冷却水池循环供水。改造后的循环供水系统主要包括一个补给水泵房、两个循环水泵房和两个冷水塔。与项目确定前的比较，冷却水系统改造后理论设计每年节约开支2198万元，实际测试每年节约开支2061万元。

关键词：火力发电厂；冷却水系统；改造；经济性

引言

循环冷却水系统在火力发电厂中是一个相对独立的系统，也是对机组在经济性方面有着很大的影响作用重大辅助性质的系统，同时，也是汽轮发电机组冷却设备的重要辅助系统。在电厂之中，循环系统作为循环冷却水系统内的核心，其耗电量约占整个系统发电量的1.5%～2%左右[1]。因此，在日常的生产过程中采用合理有效的改造方案，优化设计合理使用减少水资源的浪费。这样既能保证生产和设备的安全运行又能节约水资源水的消耗，成本效益与环境效益收效明显[2]。

1 冷却水系统方案

1.1 改造前的冷却水系统

改造前冷却水系统全部采用水库的水直流供水或以水库为冷却水池循环供水。供水通过地下水泵房8台循环水供水泵将水库水输送到供水闸门井，再通过两根供水母管供给8台汽轮发电机组冷却用水；回水是通过两根回水母管回至明渠，再用10台排水泵将明渠回水送回到水库。

在灌溉期，当农灌用水等于或大于A发电公司的直流冷却水量时，排水经排水明渠排往下游农灌水渠。当农灌用水小于A发电公司的直流冷却水量时，排水经排水明渠部分排往下游农灌水渠，部分排往排水泵房，由排水升压泵送回水库循环利用。

非灌溉期，全部冷却水经排水明渠排往排水泵房，由排水升压泵送回水库循环利用。

1.2 存在的主要问题

原有的进排水系统路径长，进水隧道及管路长约3.5km，排水明渠长5km，已经运行30多年，系统漏损水量较大。特别是5km的排水明渠，蒸发及渗漏损失均很大，导致A发电公司的耗水量远比正常发电用的耗水量大，既浪费了可贵的水资源，又增加了该公司的水费负担。近年随着国家用水政策的变化，水价不断上涨，公司支付的水费也不断上涨。

1.3 改造方案

改造后的循环供水系统主要包括一个补给水泵房、两个循环水泵房和两个冷水塔。补给水泵房是在原地下水泵房基础上改造而成，将原来的8台循环水供水泵改造为4台补给水泵，重新敷设两根DN1200补给水母管，废除原来的两根供水母管、明渠及10台排水泵。两个循环水泵房和两个冷水塔均为新建项目，并在每个循环水泵房内分别安装两台轴流式循环水泵。

改造后的循环水系统运行方式，由补给水泵房4台补给水泵，通过两根补给水母管，分别作为两个冷水塔的补充水源、5～8号机夏季参混水水源及至1～4号机的DN800补水管。1号循环水泵房向1号循环水母管供水，该母管主要向每台机的1号凝汽器及8号机2号凝汽器供水。2号循环水泵房向2号循环水母管供水，该母管主要向除8号外的每台机的2号凝汽器及8号机3号凝汽器供水。各机组循环水回水，1～4号机回至#1冷水塔；5～8号机回至#2冷水塔。为保证20MW机组夏季冷却水需求，在5～8号机侧新装两台兑水泵，以便在循环水温度过高时使用。

2 冷却水系统改造后的经济效益分析

2.1 耗水量及水费

A发电公司共安装8台汽轮发电机组，装机容量为1250MW。以项目确定前的2003年为例，则全年机组的利用小时数平均为5547.41小时，全年缴纳水费4217万元，按单价为0.52元/m3计算，相当于耗水量8109.615×104m3。冷却水系统改造后，实测补水流量为0.97m3/s，折合全年（按365天，每天24小时计算）耗水量为3058.99×104m3，按单价为0.52元/m3计算，全年水费为1590万元。与2003年相比节约水费2627万元。

2.2 冷却水系统电耗

以项目确定前的2003年为例，全年取排水泵及5号机组循环水泵合计用电量为9456×104kWh，排水站发电量为894.06×104kWh，冷却水系统实际用电8562×104kWh。系统改造后，转三台循环水泵时实测循环水泵耗电量8160kWh/h，补水泵耗电量为110kW/h，转4台循环水泵时实测循环水泵耗电量11640kWh/h，补水泵耗电量为110kW/h，按设计每年5个月4台循环水泵运行，7个月3台循环水泵运行，则改造后每年耗电量为8522×104kWh，改造后每年用电量与2003年相比减少40×104kWh，按税后上网电价0.19689元/kWh计算，每年节约电费7.8万元。

2.3 对煤耗的影响

冷却水系统改造后，按2～8号7台机组年利用小时5500小时计算，在凝汽器端差与2003年保持一致的情况下，在设计工况下7台机组年增加标准煤耗量20607t。标准煤价按2003年的278元/t计算，则改造后每年增加煤耗费用573万元。

3 结束语

冷却水系统改造后，按2～8号7台机组年利用5500小时、水塔全年运行考虑，实际测试全年耗水量为3058.99×104m3，耗电量为8522×104kWh，年增加标准煤耗量20607t。2003年交纳水费4217万元，水费单价为0.52元/m3，冷却水系统实际用电量为8562×104kWh，税后上网电价为0.19689元/kWh，标准煤价278元/t。以此为基准，冷却水系统改造后，理论计算每年节约水费3033万元，节约电费7.8万元，增加煤费用843万元，三项合计每年节约开支2198万元。实际测试每年节约水费2627万元，节约电费7.8万元，增加煤费用573万元，三项合计每年节约2061万元。

理论计算与实际测试机组耗水量偏差较大的主要原因是现有的冷却水系统及运行方式不合理，对现行冷却水系统及运行方式进行改造，具有显著的经济效益。冷却水系统改造后，不再向厂外排放工业用水，有效地保护了水资源，具有显著的社会效益。

参考文献

[1]田晓光.有关300MW机组循环冷却水系统节能优化应用研究[J].科技与企业，2015：209.

[2]孙志君，段原锋.除尘风机冷却系统的节水改造[J].现代制造技术与装备，2007（3）：161-162.

作者简介：李昂（1983，11-），男，辽宁省铁岭市人，华北电力大学在读，研究方向：动力工程技术经济分析。