2×460MW燃气蒸汽联合循环机组冷却塔选型对比分析

侯龙通

摘要：本文通过冷却塔热力计算数学模型，对比分析了2×460MW燃气蒸汽联合循环机组机械通风冷却塔和自然通风冷却塔的设计计算参数以及两种冷却塔形式所用循环水系统的水利计算结果，并从多方面对两种冷却形式进行了综合经济比较和动态经济分析。计算结果显示在满足冷却任务的前提条件下，考虑到热电联产机组运行多样的特点，机械通风冷却塔更具有技术优势；动态经济方面，机械通风冷却塔年总费用要低于自然通风冷却塔约2.5%。

关键词：热电联产机组；冷却塔；机械通风；自然通风

随着我国天然气工业的高速发展，天然气热电联产项目以其节能减排，绿色环保的显著优势得到大规模的推广。冷却塔作为电厂冷却系统的关键设备，其合理选型直接影响经济成本和机组运行多样化，因此冷却塔选型的对比与分析具有重要的意义。本文针对2×460MW燃气蒸汽联合循环机组对这两种冷却塔型式分别进行技术分析与经济分析。

1 热力计算数学模型

冷却塔的热力计算采用相对成熟的焓差法，基本方程式[1～4]如下：

N=kβxvV1000Q=∫t1t2Cwi″-tdt

式中：N为冷却数；βxv为填料容积散质系数，kg/m3.h；V为填料总体积，m3；Q為单塔处理水量，m3/h；t1为冷却塔进水温度，℃；t2为冷却塔出水温度，℃；i为冷却塔淋水装置中对应于某点温度的空气比焓，kJ/kg；Cw为水的比热，4184kJ/kg.℃；i″为与i对应的饱和空气焓，kJ/kg；k为蒸发水量带走的热量系数。

计算采用的淋水填料为1.25m 国产高效斜波，填料热力、阻力特性系数为：

式中：q为淋水密度，m3/m2.h；λ为气水比。

2 计算结果对比分析

分别就两种冷却塔的技术参数进行对比分析。表中方案一表示机械通风冷却塔，方案二表示自然通风冷却塔。自然通风逆流式冷却塔，淋水面积5500m2。塔底部直径DB=91.5m、总高度Hges=127.96m、喉部直径DT=51.65m、出口直径DA=55m、进风口高度HLE=8.15m，填料顶部直径为84.48m、填料层面积为5500m2。

3 经济性分析

两台机组在热季和冷季的循环水量分别为59446 m3/h和43542m3/h。循环水泵运行台数为热季2机4泵，冷季2机3泵。循环水系统运行时间按供热年利用小时数5665小时计算、经济使用年限20年、大修费率按0.025计算、投资回收率按0.08计算。

4 结论

（1）从技术比较结果来看，2×460MW燃气蒸汽联合循环机组采用12 座机械通风逆流式冷却塔和两座淋水面积为5500m2的常规自然通风逆流式冷却塔两种塔型方案都是可行的。

（2）方案二 （自然塔方案）运行安全稳定，维护量少，但是占地较大。方案一（机械通风冷却塔方案）具有占地少、布置灵活、投资省、工期短、可根据不同季节的循环水量调整风机运行台数、启停灵活、对地基承载力要求较低等优点，对于本工程场地条件限制和供热机组运行方式多样的特点，机械通风冷却塔有一定技术优势。

（3）从经济比较结果来看，方案一的年运行费用较方案二高573.24万元，但方案一的初投资较方案二低约5018 万元；动态经济分析显示方案一较方案二年总费用值低71.3万元，占年费用总值的比例约为2.5%。

参考文献：

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[3]火力发电厂水工设计技术规定NDGJ588，能源部西南电力设计院，1988，10.

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