火力发电厂循环冷却水系统的设计分析

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。

循环冷却水余热回收供热节能分析国网黑龙江省电力有限公司绥棱县供电分公司黑龙江绥棱 152200摘要：在传统火力发电厂供热时，能源一般使用煤、石油、天然气等能源，供暖效率较低，可生产对人类有害的气体，使用循环冷却水余热回收技术可以改变这一点。

通过这项技术的使用，使整个供暖过程变得干净、环保，节约大量的能源，增加供暖的规模，运用循环冷却水余热回收技术很重要。

关键词：循环冷却水；余热回收取暖节能；前言：现阶段大型火力机械组的实际热效率一般在40%左右，55%以上的热量通过锅炉排出烟雾和冷凝器冷凝排出的方式分散在环境中，再利用这一部分的热量，可以大大提高机组的能量利用率，分离式热利用管交换机和低压省煤器研究发电厂的排烟余热技术，通过对烟气余热加热凝结水进行分析，结果显示该余热回收方式能够有效地提高机器设备的效率。

1循环冷却水系统循环冷却水必须再循环，特别是当水被用作冷却水的来源时，必须再循环；为了提高水的再利用率，从根本上节省水资源，实现节能和减少排放的目标。

水的条件，可以使用河流，河流，湖泊，海洋，地下，中等封闭的冷却水系统，循环冷却水系统通常分为封闭式和开放式冷却系统。

冷却水系统位于冷却装置所在的水泵上，通常可分为预泵、冷却水系统，后泵和两级泵。

在预泵和后泵配置中，应最大限度地利用剩余水头在封闭式冷却系统中冷却水的温度取决于干球温度和风速，主要取决于自然条件。

在年平均温度较低的地区，可以使用或者只能在寒冷季节使用。

水的温度、水质、使用等，必须单独安装冷却水循环系统。

为了实现冷却循环，必须特别注意以下参数：效率系数输入功率与性能之比、发动机功率和单位能量消耗，输送时的能耗系数自控阀。

2循环冷却水余热回收供热节能分析2.1循环水余热回收循环水中回收余热的整个计划主要由两个项目组成，在第一阶段中热回收通常依靠工业蒸汽抽汽装置220MW来完成。

进入冷却塔前由于有剩余压力，利用冷却水的阻力以及阀门和弯曲管，可以弥补剩余压力的一部分，所以我们需要在热泵站安装一个增压泵，进而提高压力。

有关火力发电厂循环冷却水系统的设计分析【摘要】循环冷却水系统是火力发电厂的重要部分，其工艺与流程设计的好坏，直接决定着火电厂运行效率的高低。

本文作者基于多年的实践经验，以参与的某发电有限公司闭式冷却塔系统设计为例，基于目前我国循环冷却水技术现状，对火力发电厂循环冷却水系统设计进行优化探讨，以期在实际工作中具有借鉴作用。

【关键词】火力发电厂；循环冷却水系统；设计分析中图分类号：tm621文献标识码： a 文章编号：前言火电厂循环冷却水处理工作的好坏，对火电厂的安全经济运行有重要影响，将直接关系到电厂的节能、降耗。

已有实践证明，通过优良的水质稳定剂、加强运行监督外，提高运行人员的素质等措施，可以在一定程度上提高循环冷却水系统性能，做好循环冷却水处理工作。

但是，循环冷却水系统在火力发电运行过程出现的能源消耗、废水处置、大量资金耗费等问题，依然是目前发电行业中有待解决的难题。

如何基于目前我国循环冷却水技术现状，对火力发电厂循环冷却水系统设计进行不断优化，是值得每一个设计人员进行深入探讨的问题。

1. 发电厂循环冷却水系统组成及流程循环冷却水系统包括循环冷却水泵、冷却构筑物、循环水池及循环水管网。

该系统运行时，循环冷却水送至各生产车间供生产设备冷却用水，经过冷却设备的循环用水，利用循环水泵的余压送至冷却构筑物，冷却后的水流至循环使用。

为确保该系统良好、稳定的运行，一般在系统中设置了旁滤和加药装置。

系统循环水路线为由水塔经滤网经循环水泵至凝汽器最后返回水塔，循环水在进入汽机房后一路供凝汽器，另一路供开式冷却水系统，其回水送至凝汽器回水母管，返回水塔。

供水流程图如图1所示。

2. 火力发电厂循环冷却水系统的设计优化分析2.1冷却塔设计优化循环冷却水系统中主要设备之一是冷却塔。

循环水经过凝汽器后水温会升高，必须经冷却塔降温后达到水的入口温度，从而使水不断循环经过凝汽器，达到循环使用和冷却工艺介质的目的。

在冷却塔中，热水从塔的上部向下喷淋后呈图1 系统循环水路线水滴或水膜状，空气则由下向上与水滴或水膜逆向流动，或水平方向交流流动，空气与水接触过程中，通过对流传热或蒸发传热的方式进行热交换，达到降低水温的目的。

350MW机组循环水泵节能优化及经济性分析一、前言随着能源资源的日益枯竭和环境保护意识的增强，节能减排已成为企业发展的重要课题。

在火力发电厂中，循环水泵是消耗大量电能的设备，其节能优化对于整个发电系统的能源利用效率至关重要。

本文以某350MW机组循环水泵为研究对象，对其节能优化进行分析，并对其经济性进行评估。

二、项目背景某350MW机组循环水泵是火力发电厂中的重要设备，其主要作用是将冷却水从冷却塔中抽取，通过换热器冷却发电机组后再回到冷却塔中循环使用。

循环水泵的运行需要消耗大量的电能，因此对其进行节能优化具有重要意义。

在进行节能优化前，首先需要对循环水泵的运行情况进行全面的了解，包括其工作参数、运行时长、电能消耗等方面的数据进行采集与整理。

通过对这些数据的分析，可以确定出循环水泵存在的能耗问题并提出相应的节能优化措施。

三、节能优化措施1.参数优化：通过对循环水泵的运行参数进行合理调整，可以实现节能的目的。

通过调整水泵的流量、扬程等参数来减少不必要的能耗，提高泵的运行效率。

2.设备优化：选用高效、低能耗的水泵设备对原有循环水泵进行替换，提高设备的整体性能和能效比，从而减少能源消耗。

3.控制系统优化：对循环水泵的控制系统进行优化，采用先进的自动化控制设备，实时监测和调整水泵的运行状态，达到最佳节能效果。

4.维护保养优化：加强循环水泵的维护保养工作，保证水泵设备的正常运行，减少能源的浪费。

通过以上的节能优化措施，可以有效降低循环水泵的能耗，提高整个发电系统的能源利用效率。

四、经济性分析在进行节能优化时，需要对节能措施的经济性进行评估，以确定其是否值得实施。

主要包括以下几个方面的经济性分析：1.投资成本：对节能优化措施所需的投资成本进行评估，包括设备升级替换费用、控制系统改造费用、维护保养费用等。

2.节能效益：通过对节能优化后的能耗数据进行对比分析，计算出节能优化后的能耗降低情况，从而得出节能后的能源成本节约。

电厂凝汽器循环冷却水系统详解火力发电厂凝汽器冷却水系统凝汽器循环冷却水系统总体可分为三类：直流冷却系统循环冷却系统间接冷却系统循环冷却水系统简单，换热器数量少，只有管程一种通常为黄铜管或不锈钢管或钛管。

但是工作量较大，主要设备包括取水泵、旋转滤网、冲洗设备和检修起吊设施及系统管道等，其工作量约占电厂冷却水系统总工作量的70%以上。

直流冷却系统•最简单的冷却系统，水只经过热交换器一次，排放水直接回到水源地，耗水量大，可能造成热污染；•由于冷却水的来源一直在更新，冷却水没有再次直接循环回收利用，所以水中矿物质基本是保持不变的。

•直流冷却系统回水管路有的采用封闭式管道,有的采用明渠排放。

因此在组织施工时需要结合设计图纸的要求进行确定是土建专业施工，还是安装专业进行施工。

•直流冷却系统设备主要包括提升泵、旋转滤网、冲洗水装置、液控蝶阀以及冷却水输送管道等。

•直流冷却系统一般需要布置较长的冷却水管线，由布置在海洋、江河或湖泊中供水泵房的水泵直接将冷却水提升输送到冷却设备，这一段的管线较大，一般情况下，300MW机组冷却水管线工程通径为DN1800mm , 600MW机组冷却水管线为DN2200mm ,现场施工时土方开挖工作量大，占用场地较大，对现场整体组织施工影响较大，因此需要在项目组织实施过程中提前策划，避免对后续项目的施工带来不利影响。

•这些管道的一般需要在现场直接卷制，需要配备龙门吊、卷板机和较大的组合场地。

管道焊接可采用内外口双面焊接，此外还需要喷砂和防腐专业的配合。

•直流冷却水系统管线较大，一般不需要进行冲洗，但需要在管道施工过程中进行清理，并办理隐蔽签证。

循环冷却水系统•在冷却水系统中,冷却水经过循环水泵送入凝汽器,进行热交换，被加热的冷却水经冷却塔冷却后，流入冷却塔底部水池，再由循环水泵送入凝汽器循环使用,此循环再利用的冷却水则称循环冷却水。

这种冷却形式主要是最原始传统的冷却方式，系统比较简单，设备主要包括循环水泵、旋转滤网、起重设备、冲洗设备、液控蝶阀、隔断蝶阀、胶球清洗装置以及输送管线等，此外有些设计还包括配套的水处理设备和机力风机设备等。

3.火电行业节水和水循环技术研究3.1火电行业水资源代谢模型火力发电厂在生产过程中，为保证其生产和生活的正常运行，所需要从天然水体取用的新鲜水量，称为取水量；把维持生产正常运行所需要的水量称为用水量；把在生产过程中耗损的水量称为耗水量；把使用过后又排放回天然水体的水量称为排水量。

其中耗水量是衡量一个电厂节水水平的最重要的指标，为了便于比较，火电行业常使用两个“耗水率”的概念，一个是“装机耗水率”：装机为百万千瓦的电厂每秒钟所消耗的水的体积[单位为m3/ （S*GW）]；另一个是“单位产量耗水率”：发一度电所消耗的水的重量[单位为kg/（kW*h）]。

火电厂中水的消耗包括循环冷却水损失、除尘除灰排渣水损失、热力系统汽水损失、化学水处理系统水损失、厂区工业水损失和生活、消防水损失等几个方面。

其中循环冷却水损失主要由蒸发损失、排污损失、风吹损失和泄漏损失组成，一般约占全厂耗水量的70%。

除尘除灰排渣用水损失与除尘除灰排渣方式以及系统形式有关，不同的方式和系统形式其用水损失有很大差别，可以在占全厂耗水量的10%~45%的范围内变化。

热力系统的汽水损失，在锅炉部分有锅炉排污放水、锅炉安全门和过热器放汽门的排汽损失、用蒸汽推动附属机械（如汽动给水泵）的消耗、蒸汽吹灰和燃烧液体燃料（如油）时采用蒸汽雾化法的蒸汽消耗等；在汽轮机部分有轴封处的连续向外排汽，在抽气器和除氧器排气口处也会随空气排出一些蒸汽；此外还有各种水箱的溢流和热水的蒸发、管道系统法兰盘连接处不严密和阀门泄漏等。

凝汽式发电厂在正常运行情况下，热力系统的汽水损失总量不超过锅炉额定蒸发量的2%~4%。

例如额定蒸发量每小时为1000t蒸汽的炉，其汽水损失总量每小时不超过20~40t。

对于热电厂还有供热系统的汽水损失，尤其是用蒸汽作载热介质供热时，送出的蒸汽部分不能回收。

热电厂还有供热系统的汽水损失一般情况下为热网水量的1%。

化学水处理系统在运行过程中要消耗掉一部分水量，主要有酸碱废水、澄清池排渣水滤器反洗水，称之为化学自用水损失。

火力发电厂汽轮机冷端系统优化分析摘要：自新中国成立以来，随着科学技术的不断发展，在火力发电厂汽轮机及冷端系统方面都有了很大的发展和进步，在目前，我国用来研究凝汽器的很空环境一般都是由冷却水进水的温度和对汽轮机的负荷确定的，通过控制冷却水的用量，从而使得循环水泵和汽轮机所消耗的功率增加的数量来确定，这些分析都具有相当的局限性，文章仅仅考察了循环水泵与汽轮机消耗能力之间的不同状态，对冷却水产生的水资源耗费与所产生的热污染都没有加以具体考察，因此具有较大的缺陷，所以该文将重点讨论火力发电厂汽轮机与冷端结构设计的问题。

关键词：汽轮机；冷端系统；优化1引言汽轮机冷端系统是整个火力发电机组系统的最主要部件，对发电质量起着很大的关系。

技术人员只有了解汽轮机节能的基本原理，才能在具体的运行中实现预定的目的。

2 火电厂在凝汽式汽轮机冷端运行过程设计中所必须注意的重要因数问题2.1凝汽器最佳真空和最佳冷却水量彼此间的关系从总体上来说，不管从早期的设计阶段一直到最后的考察、审视过程，都有着一种共同的认识，也就是说汽轮机冷却端的真空压力都存在着一定的限制，并不是真空状态越好产生的效果就越好。

我们必须明白的是，在冷却水的工作温度、蒸发压力等要求维持恒定的前提下，使用可以通过调整防冻冷却水的流向来调节机里面的真空系统状态，也就是说为了提高凝汽机内部的真空度，循环水泵必须耗费较多的能量，并且必须采用较高的供热量及其相应的材料，这将造成很大的时间损耗。

正如人们所认为的，最佳的真空位置在通常情况下是不受冷却水流量大小的限制的，两者之间也具有某种特殊的联系，也就是说在汽轮机的正常运转过程中，如果总排气量不变并且相应的冷却水管入口的温度也不会发生变化，这时，从中检测出初始的冷却水量就可以很直观地获得开始时在凝汽器内部产生的压力，进而起到通过调节进水量来改变内部真空压力的作用。

而在工作环境条件相同的情况下，如果凝汽器里面的压力突然下降，会使得汽轮机的运作功率快速上升，从而帮助企业获取更大的经济利益。

循环冷却水处理1. 加酸处理21.1 原理21.2 控制参数21.3 加酸量计算21.4 加酸地点21.5 加酸注意事项：32.石灰处理32.1 控制原理32.2 加药量的控制42.3 石灰处理后的水质52.4 工艺流程与系统62.5 运行控制参数63. 加阻垢剂方法63.1 阻垢剂种类64.离子交换84.1 原理84.2 工艺参数85. 联合处理95.1 加酸与阻垢剂的联合处理95.2 石灰软化与阻垢剂的联合处理95.3 离子交换与阻垢剂的联合处理9附录：101. 极限碳酸盐硬度概念102. 循环水浓缩倍率的概念103. 循环水浓缩倍率极限值114. 循环水系统最小排污率115. CaCO3溶液平衡问题116. CaCO3溶液的稳定度117. CaCO3稳定指数I W（RSI）128. CaCO3饱和指数I B129. CaCO3饱和指数1210. 天然水中溶有离子概况表1311. 水的技术指标1312. 天然水水质类型1313. 我国地下水、主要河流的水质特征1414. 敞开式循环冷却系统水质的控制标准1415. 间冷开式循环冷却水系统水质指标1416. 巴基斯坦古杜循环水处理系统1517. 哈萨克斯坦阿克纠宾项目循环水资料：171. 加酸处理1.1 原理在循环冷却水中投加浓硫酸，是把补充水中的碳酸硬度转化为非碳酸盐硬度，其反应可以表示为：Ca(HCO3)2+H2SO4=CaSO4+2CO2+2H2O由于硫酸钙的溶解度远远大于碳酸钙，生产的硫酸钙不宜在冷却水中生产水垢析出，故加浓硫酸后可以控制循环冷却水中碳酸钙后的生成，提高浓缩倍率。

另外有游离CO2析出，有利于抑制碳酸盐水垢。

1.2 控制参数加酸处理控制循环水硬度低于极限碳酸盐硬度，因为监督与PH值有一定关系，所以也可监测PH值，一般控制PH值在7.4~7.8之间。

当把酸加在补充水中时，水中残留碱度一般控制在0.3~0.7mmol/L之间，避免出现酸性。

火力发电厂的各工艺系统供排水设计总结作者：高倬来源：《中国新技术新产品》2018年第24期摘要：该文对火力发电厂的各个工艺系统排水设计要点进行分析，主要讲解了火力发电厂系统供排水的组成部分，并对各个系统供排水的运作原理进行解析，包括汽机、锅炉系统的用水，脱硫用水、锅炉专用水等方面的内容，同时分析这些环节在运作与协作上的相关设计要点，仅供专业人士的参考与借鉴。

关键词：火力发电厂；各工艺系统用水；排水设计中图分类号：TM621 文献标志码：A当前，我国仍然采用以火力发电为主的供电方式，这种发电方式在很多环节都需要得到水的协助，每个环节对水资源的供应与排水要求都存在较大差异。

所以，为了进一步节约水资源，还应该进行比较专业的规划，让系统供排水的设计更为合理，同时也能更好地满足节能、环保方面的要求。

1 火力发电厂的系统排水设计概念作为一个淡水资源严重短缺的大国，火力发电厂的整个用水系统的运作直接关乎着最终的供排水效果，为此，需要加强火力发电厂的系统排水的优化设计，具体来说，主要应该涵盖凝汽器冷却水、辅机冷却水、脱硫脱硝用水、运煤除灰用水和暖通空调用水等方面，确保每个系统的用水都可以在工艺调整下得到重复或是循环利用，同时也能促进整体供排水系统的稳定运行。

2 系统供排水的设计安装原理简析2.1 汽机、锅炉系统用水2.1.1 凝汽器冷却水和辅机冷却水火力发电厂中主要依靠凝汽式轮机开展热力循环工作，利用凝汽设备让设备运作中的水得到冷却，需要注意的是，凝汽设备与汽轮机的排气口要保持足够的真空压强，防止2个设备的运作组件之间出现协作问题。

火力发电厂中的凝汽设备一般会使用表面式，这种型号的凝汽器在实际应用过程中占用的资金较少，同时应用效果也较为稳定。

就目前的情况来看，冷凝设备在火力发电场中已经得到了较为广泛的应用。

辅机冷却水也就是我们俗称的开式冷却水，这种形式的冷却水系统在循环水系统中属于一个重要的分支，一般情况下，冷却水从循环水进水管直接进入系统的内部，经过使用环节后再循环回水系统中。

火力发电厂循环水泵变频改造节能探究火力发电厂是我国重要的电力发电方式之一，其运行中需要大量的水资源作为冷却介质。

循环水泵作为火力发电厂循环水系统中的核心设备，其运行状态直接影响着整个发电厂的运行效率。

近年来，随着节能减排要求的提高，循环水泵的节能改造成为了发电厂的重要课题之一。

通过变频技术的应用，可以实现对循环水泵的高效节能运行，从而提高发电厂的整体能效。

一、火力发电厂循环水泵的工作原理及存在的问题火力发电厂循环水泵是用来将质量流量恒定的冷却水送往锅炉，使水得以冷却，然后再回到循环水系统。

循环水泵的工作状态受到负载的变化而变化，传统的恒速运行模式下，会导致设备在部分负载下能效较低，浪费能源。

随着设备运行年限的增加，设备功率及效率逐渐下降，存在大量的能源浪费，循环水泵的节能问题亟待解决。

二、变频技术在循环水泵节能改造中的应用变频技术是一种通过改变电机工作频率来调整电机转速的技术。

通过应用变频器，可以实现对循环水泵的运行速度进行精确调控，将电机的运行状态与负载需求相匹配，达到高效节能的效果。

通过变频技术的应用，可以使循环水泵在整个负载范围内都能够实现高效的运行，最大限度地降低能耗，提高设备的运行效率。

1. 提高能效比：通过变频技术的应用，可以提高循环水泵的能效比，使得设备在不同负载情况下都可以保持较高的能效水平，从而降低能耗。

2. 减少设备损耗：传统固定频率运行循环水泵，由于负载变化，会导致设备运行于非最佳状态下，使得设备损耗加剧。

而通过变频技术的应用，可以减少设备的损耗，延长设备的使用寿命。

3. 提高设备稳定性：变频器可以对循环水泵进行平稳的启停调节，避免了传统启停带来的冲击和压力波，提高了设备的稳定性和可靠性。

4. 减少维护成本：通过变频技术的应用，循环水泵可以实现柔性启停和运行控制，减少设备的运行压力，从而减缓了零部件的磨损，降低了设备的维护成本。

四、变频改造的应用实例以某燃煤火力发电厂为例，该发电厂近年来引入了变频技术，并对循环水泵进行了变频改造。