火电直接空冷机组的运行技术及经济指标

百万千瓦机组直接与间接空冷系统经济性分析研究摘要：综合考虑两台100万机组直接与间接空冷系统的主要设备投资及运行费用，采用国内某工程的基础数据作为设计依据，针对4种设计方案分别进行了分析研究，对直接空冷及间接空冷系统在同背压和不同被压的情况进行了经济性分析，经过经济分析找出直接空冷与间接空冷煤价与电价的临界点，为空冷系统选型做经济比较奠定基础关键词：直接空冷；表面式间接空冷；经济性分析1 概述电厂空冷系统是火电厂的重要系统之一，其系统的运行状态直接影响到电厂的安全和经济性，其投资占电厂总投资的10%以上。

因此，无论从系统重要性还是工程投资都是电厂管理人员和设计人员关注的重点问题。

2 系统简介目前，常用于电站机组的空冷系统可分为自然通风直接空冷系统（简称直接空冷系统）和表面式间接空冷系统（简称间接空冷系统），表面式间接空冷系统依据散热器布置的型式可分为：塔外垂直布置表面式间接空冷系统和塔内水平布置表面式简介空冷系统。

2.1表凝式间接空冷系统由于散热器塔外立式布置形式的自然通风冷却塔空气通流面积的利用率较高，冷却塔面积、高度及工程量较小，间接空冷系统一般按散热器塔外立式布置方案考虑。

汽机排汽进入凝汽器，由凝汽器管束内的冷却水进行表面换热，凝汽器循环水排水由循环水泵升压至空冷塔内的空冷散热器，空冷塔冷却水出水再回到汽机房凝汽器内作闭式循环。

表面式间接空冷系统优点是采用了表面式凝汽器，冷却水和凝结水分成两个独立系统，其水质可按各自的水质标准和要求进行处理，使系统便于操作。

系统完全处于密闭状态，循环水泵扬程底，能耗小。

缺点是由于采用了表面式凝汽器，端差较高，使冷却面积相对加大，投资增高，空冷塔占地面积相对较大、防冻效果差。

2.2直接空冷系统该系统汽轮机的排汽直接用空气来冷凝，空气与蒸汽间进行热交换，其工艺流程为汽轮机排汽通过粗大的排气管道至室外的空冷凝汽器内，轴流冷却风机使空气流过冷却器外表面，将排汽冷凝成水，凝结水再经泵送回锅炉。

火力发电厂节能技巧经济指标释义规模本尺度划定了火力发电厂节能技巧经济指标界说与盘算办法.本尺度实用于已投入贸易运行的火力发电厂纯凝式汽轮发电机组和供热汽轮发电机组的技巧经济指标的统计和评价.燃机机组.余热汽锅以及结合轮回机组可参照本尺度履行,并补充指标.1重要技巧经济指标1.1发电煤耗 b f发电煤耗是指统计期内每发一千瓦时电所消费的标煤量.发电煤耗是反应火电厂发电装备效力和经济效益的一项分解性技巧经济指标.盘算公式为：b f = B b/W f×106(1)式中：b f——发电煤耗,g/(kW•h);B b——发电耗用尺度煤量,t;W f——发电量,kW·h.1.2临盆耗用尺度煤量 B b临盆耗用尺度煤量是指统计期内用于临盆所耗用的燃料（包含煤.油和自然气等）折算至尺度煤的燃料量.临盆耗用尺度煤量应采取行业尺度划定的正均衡办法盘算.盘算公式为：B b= B h-B kc (2)式中:B b——统计期内临盆耗用尺度煤量,t ;B h——统计期内讧用燃料总量 (折至尺度煤),包含燃煤.燃油与其他燃料之和,同时需斟酌煤仓.粉仓等的变更,t ;B kc——统计期内应扣除的非临盆用燃料量 (折至尺度煤),t .应扣除的非临盆用燃料量:a)新装备或大修后装备的烘炉.煮炉.暖机.空载运行的燃料;b)筹划大修以及基建.更改工程施工用的燃料;c)发电机做调相运行时耗用的燃料;d)厂外运输用自备机车.船舶等耗用的燃料;e)修配车间.副业.分解应用及非临盆用 (食堂.宿舍.生涯办事和办公室等)的燃料.1.3全厂热效力ηdc全厂热效力即电厂能源应用率,是电厂产出的总热量与临盆投入总热量的比率.盘算公式为:ηdc= 123/b f×100 (3)式中:ηdc——全厂热效力,%;123——一千瓦时电量的等当量标煤量,g/(kW•h).1.4临盆厂用电率L cy临盆厂用电率是指统计期内临盆厂用电量与发电量的比值.盘算公式为：L cy= W cy/W f×100(4)个中：W cy= W h–W kc(5)式中:L cy——临盆厂用电率,% ;W cy——统计期内临盆厂用电量,kW·h;W f——统计期内发电量,kW·h;W h——统计期内临盆总耗电量,kW·h;W kc——统计期内应扣除的非临盆用厂用电量,kW·h.应统计的临盆用厂用电量包含：a)励磁机的电量（发电量电度表之外）;b)属于发电临盆单元需用的运行装备,如燃料堆取装备.灰管线.轮回水泵站等耗用的电量;c)购入动力.应扣除的非临盆用厂用电量包含：a)发电机作调相机运行时耗用的电量;b)厂外运输用自备机车.船舶等耗用的电量;c)输配电用的升.降压变压器 (不包含厂用变压器).变波机.调相机等消费的电量;d)筹划大修.技改工程施工耗用电量;e)修配车间.副业.分解应用（干灰分选.供给热水等）及非临盆用(食堂.宿舍.生涯办事和办公室等)的电量.1.5供电煤耗 b g供电煤耗是指统计期内每供一千瓦时电量所需耗用的尺度煤量.供电煤耗分解反应火电厂临盆单元产品的能源消费程度.盘算公式为：b g= b f/（1-L cy/100）(6)式中:b g——供电煤耗,g/(kW·h);L cy——临盆厂用电率,% .1.6分解耗用尺度燃料量B zh分解耗用燃料量是指统计期内期初库存量参加库量减去期末库存量所得到的燃料量按入厂验收热值折标煤量（含煤.油）.盘算公式为：B z= (B yc–B xc+B rc)×Q rc/29271 (7)式中:B z——分解耗用燃料量,t ;B yc——期初现实盘存燃料量,t;B xc——期末现实盘存燃料量,t;B rc——统计期燃料收入量,t;Q rc——统计期燃料入厂验收热值,kJ/kg.1.7分解发电煤耗 b zh分解发电煤耗是指统计期内全厂每发一千瓦时电量所需耗用的分解尺度煤量.盘算公式为：b zh =∑B zh/W f×106(8)个中：∑B zh=∑（B zm×Q rcm+ B zy×Q rcy）/29271 (9)式中：b zh——分解发电煤耗,g/(kW•h);∑B zh——统计期内的分解耗用尺度煤量,t;B zm .B zy——统计期内清点分解耗用燃料量（对应煤.油）,t.Q rcm.Q rcy——统计期内燃料入厂磨练的收到基低位发烧量（对应煤.油）,kJ/kg;29271——每千克尺度煤的收到基低位发烧量（注：因为国内尺度尚未同一,也有机构应用29307）,kJ/kg.1.8售电量 W s售电量是指统计期内发卖电量.盘算公式为:W s= W gk-W wg(10)式中:W s——售电量,kW·h;W gk——统计期内经由过程关隘计量的上彀电量,kW·h;W wg——统计期表里购电量,kW·h.1.9售电煤耗 b s售电煤耗是指统计期内每发卖一千瓦时电量所需耗用的尺度煤量.盘算公式为:b s=∑B zh/W s×106(11)式中:b s——售电煤耗,g/(kW•h).1.10分解厂用电率L fcy分解厂用电率是指统计期内全厂发电量与上彀电量的差值与全厂发电量的比值.盘算公式为: L fcy=（W f–W gk +W wg）/W f×100(12)式中:L fcy——分解厂用电率,%;1.11治理煤耗 b gl治理煤耗用于评价发电厂经营治理和厂内燃料内控程度的指标,是分解发电煤耗与发电煤耗的差值.盘算公式为: b gl= b zh－b f(13)式中:b gl——治理煤耗,g/(kW•h).2供热机组技巧经济指标2.1供热量∑Q gr供热量是统计期内用于供热的热量.盘算公式为:∑Q gr=∑Q gr1+∑Q gr2(14)式中:∑Q gr ——统计期内供热量,GJ;∑Q gr1——统计期内直接供热量,GJ;∑Q gr2——统计期内间接供热量,GJ.盘算供热量时应留意的问题：a) 供热量应包含热电厂供本厂生涯区的热量,但不包含临盆用汽;b)供热量依据热电厂供热管道出口的热值表盘算.水介质供热应进行比容修改,流量应按流量孔板的设计参数修改;c)新装汽锅或汽锅进行改革.大修后,试运转时代对外供出的热量应计入供热量中;d)供热流量表超出许可的误差规模或消失故障时,应调剂或依据其它响应表计推算其供热量;e)供热量如与售热量不合,应差别统计;f)在盘算热效力指标时,应包含电厂自用热量部分.2.2直接供热量∑Q gr1直接供热量是机组统计期内供出的热量与收受接管的热量之差.盘算公式为:∑Q gr1= [∑(D i h i)-∑(D j h j)-∑(D k h k)]×10-6(15)式中:D i.h i——统计期内供汽（水）量与其焓值,kg.kJ/kg;D j.h j——统计期内回用汽（水）量与其焓值,kg.kJ/kg;D k.h k——统计期内供热的补水量与其焓值,kg.kJ/kg.2.3间接供热量∑Q gr2间接供热量是统计期内经由过程热网加热器供水方法的供热量.盘算公式为:∑Q gr2= [∑(D i h i)-∑(D j h j)-∑(D k h k)]/ηrw×10-6(16)式中:ηrw——统计期内热网加热器效力,%.2.4供热比α供热比是指统计期内机组用于供热的热量与发电供热总热耗量的比值.总热耗量包含统计期内汽轮机进口侧.向外供热的减温减压器进口侧及汽锅向外直供的总热量.盘算公式为:α=∑Q gr/∑Q sr×100 (17)式中:α——供热比,%.∑Q sr——统计期内发电供热总热耗量,GJ.2.5热电比I热电比是指发电厂供出的热量所占发电量折热量的比值.盘算公式为: I=（∑Q gr×106）/（W f×3600）×100 (18)式中:I——热电比,%.2.6热电厂全厂热效力ηrdc热电厂全厂热效力即热电厂能源应用率,是热电厂产出的总热量与临盆投入总热量的比率.盘算公式为: ηrdc= [∑Q gr×106+ W f×3600）]/（B b ×103×29271）×100 (19)式中:ηrdc——热电厂全厂热效力,%.2.7热电厂发电煤耗 b rf热电厂发电煤耗是指统计期内热电厂每发一千瓦时电量所耗用的尺度煤量.盘算公式为:b rf= B b×106×（1-α）/W f(20)式中:B rf——热电厂发电煤耗,g/(kW•h).2.8供热煤耗 b r供热煤耗是指统计期内热电厂每供出一百万千焦热量所耗用的尺度煤量.推举采取公式（21）统计盘算获得,也可采取公式（22）予以验证.盘算公式为:b r= B b×α/∑Q gr×103 (21)或为:b rxh= 34.16/(ηgl×ηgd)(22)式中:b r——供热煤耗,kg/GJ;b rxh——供热煤耗,kg/GJ;ηgl——汽锅效力,%;ηgd——管道效力,%.2.9热电厂发电厂用电率L fcy热电厂发电厂用电率是指统计期内热电厂每发一千瓦时电量所耗用的电量.盘算公式为:L fcy=（W cy- W r）/W f×100 (23)式中:L fcy——热电厂发电厂用电率,%.2.10热电厂供热厂用电率 L rcy热电厂供热厂用电率是指统计期内热电厂每供一百万千焦热量所耗用的电量.供热厂用电量包含纯供热耗用的厂用电量和公用体系分摊.盘算公式为:L rcy= W r/∑Q gr(24)个中：W r = W cr+（W cy - W cf - W cr）×α(25)式中:L rcy——热电厂供热厂用电率,kW·h/GJ;W r ——供热厂用电量,kW·h;W cf——纯发电用厂用电量,kW·h;W cr——纯热网用厂用电量,kW·h.2.11热电厂临盆厂用电率 L cy热电厂临盆厂用电率,是指统计期内热电厂发电.供热厂用电量与发电量的比值.热电厂临盆厂用电率与纯凝电厂临盆厂用电率寄义与符号一致.盘算公式为:L cy= W cy/W f×100 = L fcy +L rcy×α×3600/106(26)式中:L cy——热电厂临盆厂用电率,%.2.12热电厂供电煤耗 b rg热电厂供电煤耗是指统计期内热电厂每供一千瓦时电量所需耗用的尺度煤量.盘算公式为：b rg= b rf/（1-L fcy/100）(27)式中:b rg——热电厂供电煤耗,g/(kW•h);b rf——热电厂发电煤耗,g/(kW•h);L fcy——热电厂发电厂用电率,% .3帮助技巧经济指标3.1负荷率 X负荷率是指机组运行平均负荷与机组额定容量的比值.全厂性指标为各机组指标加权平均值.盘算公式为：X= P pj/P e×100(28)式中:X ——负荷率,%;P pj——机组平均负荷,MW;P e——机组额定容量,MW.3.2发电分解耗水率d fd发电分解耗水率是指统计期发电用新颖水量(不含反复应用水).盘算公式为：d fd= G xs/W f(29)式中:d fd——发电分解耗水率,kg/( kW•h);G xs——发电用新颖水量(不含反复应用水),kg.3.3发电补水率L fd发电补水率是指统计期内汽水损掉量.汽锅排污量.空冷塔补水量.变乱放水量.电厂自用水量.机组启动用水量等总量占汽锅总蒸发量的比例.全厂性指标为各机组指标加权平均值.盘算公式为：L fd= D fd/D L×100(30)式中:L fd——发电补水率,%;D fd——发电补水量,t;D L——汽锅总蒸发量,t.3.4供热补水率L gr供热补水率是指统计期内热电厂向社会供热未收受接管的水（汽）量占汽锅总蒸发量的比例.盘算公式为：L gr= D gr/D L×100(31)式中:L gr——供热补水率,%;D gr——供热补水量,t.3.5汽水损掉率L qs汽水损掉率是指统计期内机.炉及热力轮回体系因为漏泄引起的汽水损掉量占汽锅总蒸发量的比例.汽水损掉量盘算为：发电补水量与外部回到热力体系水量之和减去对外供水供气量.热力体系自用汽水量.汽锅吹灰用汽量.汽锅排污水量.全厂性指标为各机组指标加权平均值.盘算公式为：L qs= D qs/D L×100(32)式中:L qs——汽水损掉率,%;D qs——汽水损掉量,t.3.6热值差ΔQ热值差是指统计期内入厂煤收到基低位发烧量的加权平均值与入炉煤收到基低位发烧量加权平均值的差额.盘算公式为:ΔQ= Q rc,ar- Q rl,ar(33)式中:ΔQ ——热值差,kJ/kg;Q rc,ar——入厂煤收到基低位发烧量,kJ/kg;Q rl,ar——入炉煤收到基低位发烧量,kJ/kg.4节能减排小指标4.1汽锅效力汽锅输出热量与输入热量的百分比,一般采取热损掉法进行盘算,单位：%.4.2汽锅平均蒸发量统计期每小时平均汽锅末级过热器出口的主蒸汽流量,可采取热工换算盘算取得,单位：%.4.3汽锅排烟温度汽锅末级换热器后（一般为空气预热器）后的烟气温度的算术平均值,单位：℃.4.4汽锅给水温度汽锅省煤器前给水温度,单位：℃.4.5汽锅凉风温度汽锅空气体系风机进口温度的加权平均值,也称送风温度,单位：℃. 4.6过热器减温水量汽锅各级过热器减温水量之和,单位：t/h.4.7再热器减温水量汽锅各级再热器减温水量之和,单位：t/h.4.8氧量汽锅省煤器后烟气中氧的容积含量百分率,取各烟道检测内心读数的算术平均值,单位：％.4.9空预器漏风率漏入空预器烟气侧的空气质量流量与进入空预器的烟气质量流量得百分比.盘算办法为：（出口过量空气系数/进口过量空气系数-1）×90%,个中α为过量空气系数：21/（21－该处氧量）,单位：％.4.10空气预热器烟气差压汽锅空预器烟气侧前后的压力差值,取烟道算术平均值,单位：Pa.4.11脱硝差压汽锅脱硝烟气前后的压力差值,取烟道算术平均值,单位：Pa.4.12汽轮机热效力汽轮机热效力是指每千瓦时发电量相当的热量占发电热耗量的百分比,反应汽轮发电机组的能源应用效力.盘算办法为：3600/热耗率,单位：%.4.13汽轮机热耗率汽轮机热耗率是指汽轮发电机组从外部接收热量与发电量的比值,单位：kJ/(kW•h).4.14汽轮机主蒸汽温度汽轮机主汽门前主蒸汽管道蒸汽温度算术平均值,单位：℃.4.15汽轮机再热蒸汽温度汽轮机中压主汽门前再热蒸汽管道蒸汽温度算术平均值,单位：℃. 4.16汽轮机主蒸汽压力汽轮机主汽门前主蒸汽管道蒸汽压力算术平均值,单位：MPa.4.17汽轮机再热蒸汽压力汽轮机中压主汽门前再热蒸汽管道蒸汽压力算术平均值,单位：MPa.4.18凝汽器真空体系周密性机组80％以上负荷,停真空泵并封闭进口阀后的真空降低速度.实验测试8分钟,取后5分钟平均值,单位：Pa/min.4.19真空度汽轮机凝汽器排汽端平均真空（表压力）与当地大气压的比值,单位：%.4.20轮回水进口温度凝汽器轮回冷却水进口平均温度,单位：℃.4.21轮回水温升凝汽器轮回水出口平均温度与进口平均温度的差值,单位：℃.4.22凝汽器排汽温度汽轮机凝汽器热井程度均温度,单位：℃.4.23凝汽器过冷度汽轮机凝汽器排汽压力下饱和温度与凝汽器热井水温度的差值,单位：℃.4.24凝汽器端差汽轮机凝汽器排汽压力下的饱和温度与凝汽器轮回水出口温度的差值,单位：℃.4.25给水温度汽轮机高压给水加热器体系大旁路后的给水温度值,单位：℃.4.26高加投入率高加投入率是指高压加热器投入运行小时数与响应的机组运行小时的比值.盘算办法：单台高加累计小时/（高加总台数×机组运行小时）,单位：℃.4.27冷却水塔温降冷却水塔温降是轮回冷却水经由过程冷却水塔的前后温度差,单位：℃.4.28辅机与公用体系耗电率统计期辅机与公用体系消费电量与对应发电量的比值,包含磨煤机.一次风机.引风机.送风机.排粉机.凝聚水泵.轮回水泵.给水泵与前置泵.电除尘.除灰.输煤.供制水.脱硫.畅销.空冷水塔等,单位：%.4.29辅机与公用体系单耗统计期辅机与公用体系消费电量与负载累计工质的比值.工质盘算采取蒸发量的有：引风机.送风机.增压风机.凝聚水泵.给水泵与前置泵等.工质盘算采取入炉煤量的有：包含磨煤机.一次风机.排粉机.电除尘.除尘.除灰,单位：(kW•h)/t.4.30发电机补氢率发电机月均天天补氢量.单位：m3/天.4.31节标煤量降低发电标煤耗.供热煤耗所勤俭的总标煤量.单位：t.4.32节电量降低分解厂用电率所勤俭的总电量.单位：k·kWh.发电厂重要技巧经济指标汇总表。

600MW 亚临界直接空冷机组空冷系统运行技术研究摘要:本文针对600mw 亚临界直接空冷机组空冷系统的运行特性 ,分析其运行时出现的问题，找出各种影响因素，综合分析，制定出解决方案，进行技术改进，保证系统运行的安全经济性。

关键词：空冷系统；运行技术；改进我国煤炭资源丰富，但水资源却相对匮乏,近年来，国家审批电厂项目时都优先批准直接空冷机组，现在在建及准备要建的工程项目大多都是直接空冷机组，因为它可以解决很多缺水地区难建电厂的问题。

空冷机组节水，空气作为冷却介质可以免费获取，厂址没有限制且环保，对周围电器设备没有影响，所以大力推广和应用这种技术已是大势所趋。

因此，对空冷系统进行技术改进，提高运行的安全性，降低电煤消耗，提高经济性也就成了迫在眉睫的问题。

综述1. 国外发展概况发电厂空冷技术的应用始于德国，30年代末，德国首先在鲁尔矿区的1.5mw汽轮机组应用了直接空冷系统。

1977年，美国沃伊达克矿区电厂的330mw机组应用了机械通风型直接空冷系统。

80年代以来，空冷技术进一步发展起来，投运机组容量最大的电厂有南非马廷巴电厂(665mw机组，采用机械通风型直接空冷系统)和南非肯达尔电厂(686mw机组，采用表面式凝汽器的自然通风空冷塔间接空冷系统)。

目前全世界大约有1250个空冷系统在运行，采用空冷技术的发电厂的总装机容量已有37000mw其中60%是在90年代发展起来的。

2．国内发展概况我国电厂空冷技术起步是在1966年哈尔滨工业大学试验电站的50kw机组上首次进行了直接空冷系统的试验，1967年在山西侯马电厂的1.5mw机组上又进行了工业性直接空冷系统的试验。

1993年国务院重大办列为八五重大技术攻关项目的国产20万千瓦空冷机组在丰镇发电厂建成。

1994年由我国自行开发设计制造安装调试运行管理的表面式凝汽器的空冷机组在太原第二热电厂建成投入运行。

3．国产化项目介绍从2002年之后，大型电站空冷市场才开始在国内全面启动。

机组经济运行与指标管理一、主要技术经济指标的统计计算1、发电煤耗（不供热）（1）正平衡统计计算610⨯=f bW B f bb f :发电标准煤耗率，g/kWhB b :标准煤量，统计期内用于生产所耗用的燃料折算至标准煤的燃料量，包括燃煤、燃油与其他燃料之和，同时需考虑煤仓、粉仓的变化，tW f :统计期内发电量，kWh（2）用电厂效率进行反平衡校核计算529308360010⨯=c bf η3600：电的热当量，kJ/kWhηc :电厂效率，%29308：标准煤的发热量，kJ/kgq gd g c ηηηη=ηg :锅炉效率，%ηgd :管道效率，%； 一般为98-98.5%ηq :汽轮发电机组效率，%e m oi t q q ηηηηη=⨯=1003600q :汽轮发电机组热耗率，kJ/kWh ；汽轮机组热耗率上升100kJ/kWh ，将使发电煤耗上升3.7g/kWh 。

ηt 、ηoi 、ηm 、ηe ：分别指机组循环热效率、汽轮机相对内效率、汽轮机组机械效率、发电机效率，%（注意：热耗率的计算已经考虑了小汽轮机的耗汽，但以上右边等式未考虑小汽轮机耗汽的影响）qj srP Q q =，即汽轮发电机组每发1千瓦时电量所耗的热量。

Q sr :汽轮发电机组热耗量，kJ/hP qj :汽轮发电机组电功率，kWzj zj gj gj lzr lzr zr zr gs gs zq zq sr h D h D h D h D h D h D Q ---+-= D zq 、D gs 、D zr 、D lzr 、D gj 、D zj ：主蒸汽流量、给水流量、再热蒸汽流量、冷段再热汽蒸汽流量、过热减温水量、再热减温水量，kg/hh zq 、h gs 、h zr 、h lzr 、h gj 、h zj ：主蒸汽、给水、再热蒸汽、冷段再热汽蒸汽、过热减温水、再热减温水的焓值，kJ/kg sl ml bl gj gs zq D D D D D D ---+=D bl :炉侧不明泄漏量（如经不严密的阀门漏至热力系统外），kg/h 一般来说，“原因不明”的泄漏量不应超过额定负荷下主蒸汽流量0.5%，性能良好的机组不明泄率率应小于0.3%。