火电厂辅机冷却水系统的选择方法探讨

火电厂辅机冷却水系统的选择方法探讨
发布时间：2021-12-15T07:19:35.027Z 来源：《科技新时代》2021年10期作者：鲁芳志[导读] 辅机冷却水系统作为火电厂最关键的系统之一，并且通常需要较大力度的投资，直接关系到电厂的安全和经济运行。

中国水利水电第八工程局有限公司湖南省长沙市 410000
摘要：作为电厂重要系统之一的辅机冷却水系统，通常关系到电厂的安全和经济运行。

本文针对火电厂辅机冷却水系统进行对比分析，主要涉及机械通风湿式冷却塔和机械通风干式冷却塔机械，在方案配置上，包括主厂房外辅机冷却水系统、主厂房内辅机冷却水系统配置，分布做好方案实施分析，引入技术和经济分析对比项目，有针对性对比管控，以更加鲜明的获得对比控制分析结果，指导方案的科学选择。

关键词：火电厂辅机；冷却水系统；选择对比
2 1引言
辅机冷却水系统作为火电厂最关键的系统之一，并且通常需要较大力度的投资，直接关系到电厂的安全和经济运行。

热力发电厂辅机及其电机在运行的过程中会产生大量热量，这些热量如果没被及时带走将使辅机温度过度升高，导致辅机无法常运行；也会使润滑油不能被及时冷却，造成机组轴承温度升高影响机组运行的安全性与可靠性，因此设置辅机冷却水系统的主要目的是为了带走这些多余的热量。

火电厂辅机冷却水系统的管理控制，需要做好科学化比较，具备全过程分析意识，解决相关问题，做好系统管理优化，重视在选择上，能引入相关指标控制机制，做好冷却水管理，引入可靠对比分析方法，使得方案选择对比更加清晰。

本文阐述的内容均在保证火电厂辅机能够安全运行的前提下对逆流式机械通风湿式冷却方案和机械通风干式冷却塔冷却方案进行了系统布局、节能性、经济性等方面的比较分析，选出相对更加合适的辅机冷却水系统方案。

3 2机械通风冷却塔的分类与区别
3.1 2.1逆流式机械通风湿式冷却塔
逆流式机械通风湿式冷却结构的形态以正方形或者矩形为主，风筒以玻璃钢为主，通过实施钢筋混凝土的框架结构，保障冷却塔稳定、承载力提升。

逆流式机械通风湿冷结构的主机正常使用的是风冷机组，辅机采用循环式湿冷系统。

完整的辅机循环冷却水系统运作过程是辅机循环水泵对冷却水进行升压，把冷却水输送至主场辅机，与主场本机进行热量交换之后，携带大量热量的冷却水重新回到冷却塔内冷却，冷却后继续通过辅机循环水泵加压进行周而复始的循环工作。

该配置系统一般包含了：辅机循环水泵房、辅机循环水管路、一些列控制阀、机械通风湿式冷却塔等设施。

湿式冷却系统分为开放式和封闭式，开放式的冷却水直接与空气接触，会存在蒸发、排污等损耗，通常需要及时补充淡化水。

3.2 2.2机械通风干式冷却塔机械
干式冷却设备的冷却水不直接设置在塔内，其往往需要布置在冷却塔周围，形成冷却三角，实现空气热交换管理，达到稳定散热冷却效果。

通风干式冷却系统的辅机循环冷却水是在密闭系统中循环，辅机换热器加热的循环水通过管道导入机械通风冷却塔内设置的散热器，散热器由冷空气冷却，实现热量交换，冷却水循环后沿管道流回辅机循环水泵房，进行周而复始的循环工作。

通风干式冷却系统的冷却水始终在管道里循环，不直接接触空气，支传导热量，不传导介质，使用的冷却水以淡水为主（一般为工业用水），需要控制好水质[1]。

该配置系统同样包含了：辅机循环水泵房、辅机循环水管路、一些列控制阀、机械通风湿式冷却塔等设施。

3.3 2.3两种机械通风冷却塔的区别和共同点
两种方式共同点在于干式与湿式系统都包含自然通风冷却系统以及强制通风冷却系统。

两种方式主要区别在于干式冷却塔使用的系统设备是冷却水在经过翅片管束把热量传导至空气中，冷却水不与空气进行接触，支传导热量，不传导介质。

在高温季节或者出现高温的时间段内，冷却水可以直接喷到散热器进气口，使温度降低至系统满足高温工作的条件要求；而逆流机械通风湿冷结构较为复杂，由水冷、风冷集为一体的冷却系统，工作过程中会进行传热传质。

主要其工作原理是冷却水系统通过进水和排水母管的设置，实现热量交换[2]。

另外还有干湿联合冷却系统，干湿联合冷却系统也采用了强制通风干式冷却系统，但在高温状态下进行蒸发冷却的方式进行降温。

4 3火电厂辅机冷却水系统方案配置
火电厂辅机冷却水系统方案的探索和实施，对最终的冷却效果具有重要意义，需对常规方案分析，明确辅机冷却水系统的实施方案。

在系统方案的配置分析上，主要对比闭式系统湿式冷却方案和闭式系统半干半湿方案。

本文对辅机冷却水系统的设计要求以及配置方案完全依据《大中型火力发电厂设计规范》（GB50660-2011）第12.7.3条[3]。

4.1 3.1湿式冷却方式
（1）主厂房外辅机冷却水系统
主厂房外辅机冷却水系统的实施，主要是能包括对通风冷却塔有效管理，进水温度为39℃，出水温度小于33℃；冷却塔风筒材料主要是玻璃钢；电机功率、轴功率分别为55KW和47KW；辅机冷却水泵采用单级双吸卧式离心泵，其流量为2300m3/h；扬程40m；辅机冷却水管道采用的单元制式，主要是扩大的冷却系统，提升冷却性能。

（2）主厂房内辅机冷却水系统配置
内辅机冷却水系统主要以大开式、小闭式循环系统配合的结构模式，冷却水系统通过进水和排水母管的设置，实现热量交换，期间设置旋转滤网、主机冷油器、给水泵汽轮机冷油器、机械真空泵冷却器，实现内辅机冷却水系统的长期稳定运转。

闭式循环冷却水系统的水体介质以清水为主，避免介质中存有过多的钠离子，做好必要的测试验收[3]。

4.2 3.2闭式系统的半干半湿方案
（1）主厂房外辅机冷却水系统
主厂房外辅机冷却水系统的控制，主要包括对冷却水水温的管理，确保主冷却塔的水温在33℃以内，空压机冷却水独立供应，其余冷塔出水提供由主机供应。

做好必要的管理分析，在寒冷时期做好保温控制，大部分运行时间都可以利用主厂房内的板式换热器进行热交换。

冷却水源保持清洁，水源介质同样需要控制钠离子的含量，保障系统设备长期稳定的运行。

（2）主厂房内辅机冷却水系统
主厂房内辅机冷却水系统以闭式系统结构，对汽机、锅炉各辅机提供冷却水，控制冷却水的介质质量，做好机组控制管理，机组一般设置不少于10m3闭式水膨胀水箱，应配置2台100％容量的冷却水泵，保障冷却水管理能力提升，发挥有效的热交换管控力，重视解决有关的冷却水运行问题。

5 4方案产生的技术及技术经济比较
5.1 4.1技术比较
机械通风湿式冷却塔方案实施中，在技术应用上具有实施效率高的特点，有效解决换热效率不足的问题，在水温较低的条件下，有效的提升辅机运行能力。

但是水质质量差、杂质多，导致辅机运行效果不足，需要做好系统控制，重视解决复杂性运行协调问题。

技术应用使用上，湿式冷却塔方案的噪声分贝值更大，对于噪声环境控制要求高的系统建设来说，需要额外做好必要的消声、隔声处理，提供降噪管理，有效提升费用管理能力[5]。

湿式冷却塔方案也存在水耗量大的特点，在设备选型和运行管理上，不能发挥有效的控制效果，很多安全管理问题不能解决，在冷却水的控制上，因为安全度方面存在问题，需要做好精确化技术指标设置和调节干式冷却塔间接换热，换热效率低，导致出塔水的温度高，对热量的传递散失能力弱，单次循环散热能力差。

可能导致对各种辅机设备的影响，不能发挥积极控制力，在辅机管理上，缺乏有效的控制效果，很多投资管理能力不足，导致初投资和总费用管理效果不佳，但是其噪声量低，噪声很小，对冷却塔内部的水体消耗量小，闭式运行的故障率低，有利于节约维护成本，规避了运行管理方面的问题。

利用喷淋降温系统向散热器表面喷水，水蒸发降温的换热方式，使得塔内温度下降，但需要控制降温水的PH值，避免对设备造成腐蚀破坏。

干式冷却塔方案需要做好防冻控制，主要是能通过改变风机转速、风机反转调节等方式，同步做好冷空气隔离，做好保温，以达到保温控制效果[4]。

5.2 4.2经济比较
机械通风湿式冷却塔方案与干式方案的经济比较，可以从水量的耗费、功率消耗、占地等方法分析，比较指标方案，经过全面化的经济指标对比整合，以得出二者在经济方面的表现特点。

在水量的耗费方面，干式具有更明显的节水优势，在方案比较中，正常运行条件下，干式方案全年水量少消耗26.2万m3，水费节约70万；湿式冷却方案的功率大，耗电量高，本方案全年用电量可增加4万元；湿式冷却方案占地，主要涉及布置3段机械通风湿式冷却塔和1座辅机冷却水泵房。

而干式系统在主厂房外布置10段机械通风干式冷却塔，虽占地略有差别，但总平面综合布置，一般不会造成占地投资费用差异。

综上，两种方案均有各自的优缺点，需要结合实际的工程设计与规划，从方案的经济性、技术性以及是否符合节水政策等更加全面的角度进行综合分析，再合理地做出选择。

6 5结语
火电厂的辅机冷却水系统的方案选择，需要做好全方位的比较，在技术和经济性指标的比较管理上，能发挥积极控制力。

做好辅助管理，提升方案选择控制效果，进行必要的管理分析，做好科学化管理优化，提升方案选择控制效果。

本文希望通过阐述的内容能够使得在进行冷却水辅机系统选择的问题上，火电厂应以遵循国家节能减排的政策为基础，以细化对比指标，结合实际需求和客观条件，进行更加细化且全面的比较分析，发挥积极选择效果，选出相对更加合适的辅机冷却水系统方案。

参考文献：
[1] 王忠平,吴文浩,童家麟.基于单耗理论分析吸收式热泵系统热经济性[J].区域供热,2012(06):14-16.
[2]舒斌,戚永义,孙士恩,周崇波,何晓红.参数变化对LiBr吸收式热泵性能的影响[J].节能,2012(07):28-30.
[3]王红霞.供热计量收费之后的控制调节问题[J].区域供热,2012(02):47-48.
[4]朱启保.吸收式热泵技术在电厂冷却水系统中的应用[J].有色冶金节能,2010(05):19-21.
[5]白音木仁. 电厂辅机冷却水的冷却方式比较[J]. 内蒙古科技与经济, 2015, 000(005):87-88.。