论文部分内容阅读
摘要：2002年10月1日起实行的《中华人民共和国水法》（简称新《水法》）把节约用水放在了突出的位置上。推广节水新技术、新工艺，发展节水型工业更显得十分重要。火力发电行业是个用水、排水大户，居5个高用水行业之首，因此，火力发电行业节水的意义重大深远，最近几年来，火力发电行业节水技术有了很大发展，其中以无水生产工艺的节水型火电空泠技术，因其节水量在65%以上倍受青睐。
关键词：节水型空冷式;火力发电;经济性
2. 节水型空冷式火力发电经济性实验
2.1 试验目的
通过对各种取、用、排、耗水测定，查清火力发电厂用水状况及用水水平。
通过合理用水分析查找耗水存在的问题，并制定出可行的节水措施。
2.2 试验条件
（1）试验期间机组按正常方式接带负荷。（2）试验期间全厂工业水、循环水系统运行方式不变。（3）试验期间转动机械冷却水等不做调整。
2.3 试验过程及内容
根据现场设备及用水情况分析，将全厂分为三级进行逐级测试。试验程序即为全厂一级、分系统二级、设备三级，逐级进行试验测试工作。（1）对试验方案进行现场技术交底。（2）进行全厂一级水平衡测试。测取全厂总补水、总排水、各系统流量，计算一级水平衡的不平衡率。（3）对循环水、工业水、化学水系统及脱硫系统进行二级水平衡测量。测取开式循环水泵出水、开式循环水回水、机力塔池风吹蒸发损失、机力塔池补水、机力塔池排水、工业泵出水、化学生水、除盐水出水、化学制水排污、脱硫系统补水、脱硫系统用水及脱硫系统排污的流量，计算二级水平衡的不平衡率。（4）对循环水、工业水系统、化学水系统及脱硫系统进行三级水平衡测量。同时对生活水系统进行测量，计算三级不平衡率。（5）对数据进行核算，对部分测点进行复测。
3 空冷装置的经济性研究
3.1 空泠机组的生命力
空冷装置的经济性严重地影响着空冷机组的发展空间。据国内20世纪90年代中期投运的200MW表面式凝汽器间接空冷装置的主要经济指标来看，空冷工程（不含汽轮机）单位造价约543元/kW，占全厂总投资单位造价的14.8%，其供电煤耗2002年为384.5g/kW.h。由此看出，火电空冷机组固然可以达到大幅度节水（该厂全厂性节水率达30%）的目的，但同时却增加了全厂性投资3%～10%，供电煤耗增加约5% （大致增多18g/kW.h） ，最终导致发电成本比常规火电湿冷机组增多约15%。那么火电空冷机组的生命力何在呢？它应该在那些水资源短缺，而当地低热值煤（低质原煤、洗中煤、褐煤等）又不能就地燃用的地区。因此从
资源合理利用出发，将低品位的低热值煤就地充分利用，将短缺的水资源节约下来，这不失为一种顾全大局的技术策略。按照这一策略，在满足空冷机组适用条件的前提下，火电空冷机组可说是有着旺盛的生命力。
3.2 在综合技术经济比较中，如何看待水资源问题
火电空冷机组的实质是用煤换水，即多消耗了煤炭，节约了水资源。这里边有个对煤与水资源的认识问题。我国是个以煤炭资源为主的能源国家，其中燃煤发电（煤电）约占全部电源的70%，而且在21世纪前不会改变电力能源结构以煤电为主的比例。水资源却不同，我国是一个严重缺水的国家，水资源短缺已经成为制约社会经济发展的主要因素。按目前的正常需要和不超采地下水，全国年缺水总量约为300亿～400亿立方米。全国现有668座城市中约有400座缺水。我国发电行业是国民经济中仅次于农业灌溉的第二用水大户。在这种情况下，火电用水思路应从过去如何解决技术条件制约转变到如何解决水资源条件和环境保护条件的制约上来，从战略和全局高度认识我国水资源问题的极端重要性和紧迫性，千方百计把节水量最多的火电空冷技术，在富煤缺水、煤价低廉且寒冷的矿口（坑口）地区推广“开来。在工业节水“十五”规划中，明确指出空冷技术作为重点开发推广的节水技术。缺水地区分为两种情况：一是严重缺水，当地水资源能力根本无法满足火电装机取水量。若当地建电厂的其它条件良好，且富煤又系低热值煤、煤价低廉、气候寒冷，个人认为此情况应采用空冷机组;二是缺水三分之一.或不缺水但综合水费昂贵，则需要经综合技术经济比较，决定冷却方案。
3.3 关于煤价低廉程度问题
总的说来，煤价越低越有利于.上空冷项目，同时综 合水费越高也利于上空冷项目，但两者有个比例关系。例如600MW火电空冷机组，当采用直接空冷系统时，年节水量多达1000m3/hx5500h=550x 10*m3/a，年多耗煤约5x10t/a，则两者比例是110：1， 因此煤、水的价格比为60（煤）：1（水）为宜。例如综合水价中工业用水价为4元/m3时，进厂标煤价小于4x60=240元/t就可以上空冷项目。
4 结语
综上所述，节水型空冷式火力发电技术是在一- 定的条件下形成的技术成果，只要严格遵守火电空冷机组的适用条件，在富煤缺水煤价低廉且漫长寒冷的北方煤矿坑口地带，发展火电空冷电厂是电力建设一条可行之路。
参考文献：
[1]杨勇平，杨志平，徐钢，王宁玲. 中国火力发电能耗状况及展望[J]. 中国电机工程学报，2013，33（23）：1-11+15.
[2]杨倩鹏，林伟杰，王月明，何雅玲. 火力发电产业发展与前沿技术路线[J]. 中国电机工程学报，2017，37（13）：3787-3794.
[3]赵天燕，孙涛，郭文. 火力发电企业环境效率及全要素生产率[J]. 财贸研究，2015，26（05）：19-25.
[4]谢龙. 我国火力发电能耗状况研究及展望[J]. 通信电源技术，2016，33（01）：165-166.
关键词：节水型空冷式;火力发电;经济性
1 空冷火力發电的特点
1.1 总体特点
（1）空冷发电技术系低温位、小温差、特大散热量的空气冷却热交换装置。该装置体积庞大，价格昂贵，可与电站锅炉价格相比，应列入电站四大设备（即锅炉、汽轮机、发电机、空泠设备）之一;（2）减少了全厂取水量65%以上，从而使火电厂址选择受水源限制的影响较小，增加了选址灵活性;（3）电厂不必担心水资源量与水费加价;（4）消除了雾气团的热污染;（5）空冷电厂基建投资有所增加，全厂总投资约增加4%～10%;（6）发电标准煤耗约增加3%8%;（7）需配备专用的空冷汽轮机;（8）空泠电厂需具备有较大的施工场地，复杂的调试及完善的防冻、防噪声措施;（9）空冷系统的冷却极限为环境干球温度。
1.2 空泠系统的特点
- 全厂节水量显著，单机200W节水率为65%及以上;300MW为70%;600W为75%（2）空泠机组在夏季短暂炎热期间，因汽轮机背压可超过满发最高背压而要减少部分发电出力（3）空冷系统的冷却性能受环境（气温、风向、风速、逆温、降雨、沙尘暴等）影响很大，故导致汽轮机的背压频繁地变化，而变成变背压的汽轮机;（4）自动化程度高，需配备程序控制、自动调节、微机数据采集装置等;（5）空冷系统，有直接空冷系统、采用表面式以汽器的间接空冷系统及采用混合式以汽器的间接空冷系统采用直接空冷系统时，其优点为节约基建投资，常用于600WW级火电机组;减少全厂占地面积;防冻手段灵活可靠;配备变频器可适应瞬间变化;适用于各种环境条件和各类燃煤电厂，要求煤价低廉，最好带基本电负荷的机组。
2. 节水型空冷式火力发电经济性实验
2.1 试验目的
通过对各种取、用、排、耗水测定，查清火力发电厂用水状况及用水水平。
通过合理用水分析查找耗水存在的问题，并制定出可行的节水措施。
2.2 试验条件
（1）试验期间机组按正常方式接带负荷。（2）试验期间全厂工业水、循环水系统运行方式不变。（3）试验期间转动机械冷却水等不做调整。
2.3 试验过程及内容
根据现场设备及用水情况分析，将全厂分为三级进行逐级测试。试验程序即为全厂一级、分系统二级、设备三级，逐级进行试验测试工作。（1）对试验方案进行现场技术交底。（2）进行全厂一级水平衡测试。测取全厂总补水、总排水、各系统流量，计算一级水平衡的不平衡率。（3）对循环水、工业水、化学水系统及脱硫系统进行二级水平衡测量。测取开式循环水泵出水、开式循环水回水、机力塔池风吹蒸发损失、机力塔池补水、机力塔池排水、工业泵出水、化学生水、除盐水出水、化学制水排污、脱硫系统补水、脱硫系统用水及脱硫系统排污的流量，计算二级水平衡的不平衡率。（4）对循环水、工业水系统、化学水系统及脱硫系统进行三级水平衡测量。同时对生活水系统进行测量，计算三级不平衡率。（5）对数据进行核算，对部分测点进行复测。
3 空冷装置的经济性研究
3.1 空泠机组的生命力
空冷装置的经济性严重地影响着空冷机组的发展空间。据国内20世纪90年代中期投运的200MW表面式凝汽器间接空冷装置的主要经济指标来看，空冷工程（不含汽轮机）单位造价约543元/kW，占全厂总投资单位造价的14.8%，其供电煤耗2002年为384.5g/kW.h。由此看出，火电空冷机组固然可以达到大幅度节水（该厂全厂性节水率达30%）的目的，但同时却增加了全厂性投资3%～10%，供电煤耗增加约5% （大致增多18g/kW.h） ，最终导致发电成本比常规火电湿冷机组增多约15%。那么火电空冷机组的生命力何在呢？它应该在那些水资源短缺，而当地低热值煤（低质原煤、洗中煤、褐煤等）又不能就地燃用的地区。因此从
资源合理利用出发，将低品位的低热值煤就地充分利用，将短缺的水资源节约下来，这不失为一种顾全大局的技术策略。按照这一策略，在满足空冷机组适用条件的前提下，火电空冷机组可说是有着旺盛的生命力。
3.2 在综合技术经济比较中，如何看待水资源问题
火电空冷机组的实质是用煤换水，即多消耗了煤炭，节约了水资源。这里边有个对煤与水资源的认识问题。我国是个以煤炭资源为主的能源国家，其中燃煤发电（煤电）约占全部电源的70%，而且在21世纪前不会改变电力能源结构以煤电为主的比例。水资源却不同，我国是一个严重缺水的国家，水资源短缺已经成为制约社会经济发展的主要因素。按目前的正常需要和不超采地下水，全国年缺水总量约为300亿～400亿立方米。全国现有668座城市中约有400座缺水。我国发电行业是国民经济中仅次于农业灌溉的第二用水大户。在这种情况下，火电用水思路应从过去如何解决技术条件制约转变到如何解决水资源条件和环境保护条件的制约上来，从战略和全局高度认识我国水资源问题的极端重要性和紧迫性，千方百计把节水量最多的火电空冷技术，在富煤缺水、煤价低廉且寒冷的矿口（坑口）地区推广“开来。在工业节水“十五”规划中，明确指出空冷技术作为重点开发推广的节水技术。缺水地区分为两种情况：一是严重缺水，当地水资源能力根本无法满足火电装机取水量。若当地建电厂的其它条件良好，且富煤又系低热值煤、煤价低廉、气候寒冷，个人认为此情况应采用空冷机组;二是缺水三分之一.或不缺水但综合水费昂贵，则需要经综合技术经济比较，决定冷却方案。
3.3 关于煤价低廉程度问题
总的说来，煤价越低越有利于.上空冷项目，同时综 合水费越高也利于上空冷项目，但两者有个比例关系。例如600MW火电空冷机组，当采用直接空冷系统时，年节水量多达1000m3/hx5500h=550x 10*m3/a，年多耗煤约5x10t/a，则两者比例是110：1， 因此煤、水的价格比为60（煤）：1（水）为宜。例如综合水价中工业用水价为4元/m3时，进厂标煤价小于4x60=240元/t就可以上空冷项目。
4 结语
综上所述，节水型空冷式火力发电技术是在一- 定的条件下形成的技术成果，只要严格遵守火电空冷机组的适用条件，在富煤缺水煤价低廉且漫长寒冷的北方煤矿坑口地带，发展火电空冷电厂是电力建设一条可行之路。
参考文献：
[1]杨勇平，杨志平，徐钢，王宁玲. 中国火力发电能耗状况及展望[J]. 中国电机工程学报，2013，33（23）：1-11+15.
[2]杨倩鹏，林伟杰，王月明，何雅玲. 火力发电产业发展与前沿技术路线[J]. 中国电机工程学报，2017，37（13）：3787-3794.
[3]赵天燕，孙涛，郭文. 火力发电企业环境效率及全要素生产率[J]. 财贸研究，2015，26（05）：19-25.
[4]谢龙. 我国火力发电能耗状况研究及展望[J]. 通信电源技术，2016，33（01）：165-166.