涉外火力发电站主厂房蒸发冷却技术

姜 梅

(西南电力设计院，四川 成都 610021)

涉外火力发电站主厂房蒸发冷却技术

姜 梅

(西南电力设计院，四川 成都 610021)

从某涉外大型火力发电站主厂房着手，介绍了蒸发冷却技术的具体应用情况和特点，同时对设计中存在的设备、管路布置等问题进行了分析探讨，为蒸发冷却技术的应用积累了经验。

火力发电站，设计，主厂房，蒸发冷却

1 工程简介

某涉外火力发电站的规划容量为：5×660 MW。其中，一期工程的建设规模为3×660 MW超临界燃煤机组，一次设计，连续施工。二期按规划设计预留2×660 MW机组的场地。

该工程位于印度马哈拉施特拉邦(Maharashtra)，是该国的首个超临界机组。该工程业主为印度APML公司，中国窗口公司为四川省机械设备进出口公司(SCMEC)，由西南电力设计院(SWEPDI)负责设计工作。其中，概念设计阶段为全厂范围，施工图设计阶段为主机岛(BTG)范围。

2012年，该电站完成施工图设计并投入施工中。

2 工程设计概况

该工程的设计依据主要是总包合同(APML与SCMEC)、主机合同、设计合同(SWEPDI与SCMEC)以及各方之间的会议纪要。

由于其涉外项目的性质，合同中所要求执行的均为国际公认的标准(如ASHRE标准)，而对中国国内现行标准没有强制要求。同时，针对当地具体的气象条件，合同也提出了一些不同于中国常规的火电站(厂)的设计要求。

本文将首先简单介绍蒸发冷却技术的基本概念，再结合该工程实际来介绍蒸发冷却技术在火力发电站(厂)主厂房通风中的应用，最后分析了其在应用中的一些特点。

3 蒸发冷却技术

蒸发冷却是一种利用自然环境空气中的干、湿球温度差和水进行热质交换，从自然环境中获得冷量的技术。它利用低品位自然能，基本上不消耗或消耗很少的一次能源，对环境无破坏作用。

蒸发冷却包括：直接蒸发冷却(DEC)和间接蒸发冷却(IEC)两种基本形式。直接蒸发冷却是指空气直接与水充分接触，实现空气的绝热降温加湿，空气与水之间的热量传递是显热交换和潜热交换的综合结果。间接蒸发冷却是指：将直接蒸发冷却得到的湿空气或循环水的冷量通过非直接接触式换热器传递给待处理的空气，实现空气的等湿降温。

3.3 中医健康宣教的重要性 小米粥营养价值丰富，有“代参汤”之美称，一般患者及家属对小米的饮食功效都比较熟悉，但是对于小米其他的作用就了解比较少。我院是中医医院，对患者进行中医健康宣教是护理工作的一个重要组成部分，也是护理质量考核的一个指标。所以对入选本课题的压疮高危患者讲解小米的中医作用是不可或缺的一部分，让患者了解小米的作用后，在知情同意的情况下愿意配合使用小米垫，真正从心里接受此实验方法，符合医学伦理范畴。

蒸发冷却是一种节能、环保、健康的冷却方式，具有广泛的应用前景，但它也存在一些不足，其限制因素主要是受室外气候条件、水资源及室内湿度要求的制约，同时也存在诸如填料问题、室外设备易受污染的问题。直接蒸发冷却技术主要应用于空气干湿球温度相差较大的干旱、半干旱地区夏季空气降温，不宜应用于对湿度敏感的场所。

4 蒸发冷却技术在某涉外火力发电站中的应用

4.1 该工程所在地区的夏季室外气象条件

夏季室外计算(干球)温度：45 ℃；夏季室外计算(湿球)温度：25 ℃；夏季大气压力：970 hPa。

4.2 该工程主厂房(含除氧间)散热量

根据相关资料，660 MW等级的火力发电站(厂)主厂房(含除氧间)的散热量为4.35×106MW/台。

4.3 该工程主厂房降温通风设计方案

在该工程的总包合同中，已经明确规定了对主厂房通风采用蒸发冷却技术的设计方案。从另一角度，我们仍需从其夏季室外气象条件进行分析，以验证该工程采用蒸发冷却技术的可行性。从上述气象参数得出，该地区干湿球温差达到了20 ℃，根据相关资料(见表1)，该地区属于蒸发冷却技术的高适应区，故对该工程主厂房的降温通风系统采用蒸发冷却的方案是有良好预期的。

表1 四区划分范围

4.4 主厂房降温通风设计方案

1)相关计算如下。

a.主要设计输入：室外(干球)温度tw1=45 ℃，含湿量dw=12.55 g/kg=0.012 55 kg/kg；室外(湿球)温度tw2=25 ℃，室内平均温度差为5 ℃。

b.主要设计输出：室内平均温度tn=45-5=40 ℃；送风温度tj=28.4 ℃；含湿量dj=19.26 g/kg=0.019 26 kg/kg；送风温差Δtj=23.2 ℃，排风温度tp=51.6 ℃；计算风量为L1=1 798 000 m3/h。

c.根据合同中技术规范的要求，按6次/h的换气次数核算风量L2=2 665 048 m3/h。

最终的计算风量在L1和L2中取大值为2 665 048 m3/h。

2)设备选择及布置。

关于送风设备：每台汽机的主厂房设置3台蒸发冷却机组，均采用整体式机组，其风量为每台300 000 m3/h，其中2台露天布置在主厂房0米层A排外，另外1台布置在B～C框架屋顶。整个工程共设置9台蒸发冷却机组。

关于排风设备：每台汽机设置9台屋顶风机，每台风量86 250 m3/h，整个工程共设置27台。

关于设备的耗水量：单台机组的耗水量G1=L(dj-dw)=30×104×(0.019 26-0.012 55)=2 013 kg/h，9台机组耗水量G1=2 013×9=18 117 kg/h。

3)蒸发冷却系统图。

蒸发冷却系统流程图见图1；蒸发冷却系统结构图见图2。

5 主厂房通风中的一些特点及体会

火力发电站(厂)中主厂房具有厂房高、设备发热量大、热压大等特点，所以其通风换气量也大。依据国内设计标准，常用方案有自然通风、机械通风及机械通风与自然通风相结合的通风方式。

其中的机械通风又分为自然进风机械排风、机械送风机组机械排风等，常用的机械通风设备有屋顶风机、轴流风机以及机械送风机组等。但是，在某些气象条件下，常规的通风方案已不能满足主厂房的降温目的。对此，国内标准对发电厂的降温通风都有明确规定。例如，对主厂房、集中控制楼、烟气除尘和除灰建筑物内常用配电装置室，当夏季通风室外计算温度不小于30 ℃时，通风系统宜采取降温措施。所谓降温通风，是指以消除余热为目的对空气进行冷却处理，以保证室内温度满足设备安全运行的通风方式。而对于夏季干球温度高，湿球温度低，空气的含湿量低的炎热干燥地区，降温通风的冷却方式宜采用水蒸发冷却。在干燥缺水地区，夏季干热、冬季寒冷、春季沙尘天气频率较高。为防止灰尘渗入，室内应保证正压，进风应过滤。所以，在此类地区应用蒸发冷却技术，即可满足室内温度的要求、防风沙，同时较之普通的机械通风方式又降低了进风温度，减少了通风量。就此而言，这确是一个节能、环保的方案。

在国外，蒸发冷却技术已经广泛地应用在通风空调工程上。从我院多年来与东南亚一些能源公司的合作中可见一斑，目前在印度各火力发电站(厂)的招标中几乎都对主厂房通风提出了蒸发冷却技术的要求。

在火力发电站(厂)主厂房通风中运用蒸发冷却技术，应注意以下几个问题。

5.1 设备布置问题

我国制造生产的蒸发冷却机组一般为整体式，体积大、占地大，可露天布置。而在印度已建电厂中主厂房的蒸发冷却机组通常都设有专用机房，机组设备分散布置，布置灵活，占地小、便于维修。蒸发冷却技术的系统形式和设备生产技术有密切关系。作为设计方理应密切关注，同时在遵循合同的前提下向业主方提供合理可行的方案。但是，不管采用何种方案，设计时均应考虑设备占地、消防间距等要求。

5.2 管路布置问题

从管路布置来看，由于蒸发冷却机组的送风管将深入主厂房各层进行送风，其风管截面尺寸大，应注重与工艺专业各类管路的协调配合，合理分配、避免交叉碰撞。

5.3 设备补水问题

除了设备首次充水量较大外，蒸发冷却机组存在长期补水量，在设计各阶段均应充分考虑两种水量并合理布置设备的补水管。

[1] 中国建筑标准设计研究院.全国民用建筑工程设计技术措施节能专篇 暖通空调·动力[M].北京:中国计划出版社，2007.

[2] 民用建筑供暖通风与空气调节设计规范宣贯辅导教材[M].北京：中国建筑工业出版社，2012.

[3] 狄育慧，刘加平，黄 翔.蒸发冷却空调应用的气候适应性区域划分[J].暖通空调，2010,40(2):108-111.

Evaporative cooling technology for the main building of a foreign power station

Jiang Mei

(SouthwestElectricPowerDesignInstitute,Chengdu610021,China)

Starting from the major workshop of large-scale heat power station concerning foreign affairs, the thesis introduces specific application conditions and properties of evaporative cooling technology, and inquires equipment and piping layout and other design problems, which has accumulated experience for applying evaporative cooling technology.

heat power station, design, main workshop, evaporative cooling

2015-01-27

姜 梅(1971- )，女，高级工程师

1009-6825(2015)10-0127-02

TM621

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