余热电站冷却系统节能技术应用概要.docx
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余热电站冷却系统节能技术应用概要
余热电站冷却系统节能技术应用
可行性研究报告
工程部余热发电处
二OO九年元月
1研究的目的和意义2
2当前行业状况2
3投资估算4
4经济分析5
5结论6
1研究的目的和意义
1.1节能挖潜
余热发电技术应用本身就是一项较好的节能降耗和循环经济典型项目，对提高企业能源利用效率和资源综合利用起着决定性作用。
研究优化余热发电工艺系统，开展节能挖潜，在余热发电循环水冷却系统采用双曲线冷却塔自然冷却方式，对提高余热电站系统运行的经济性有着一定的现实作用和指导意义。
1.2资源综合利用
在余热发电循环水冷却系统采用双曲线冷却塔自然冷却方式，可以较好实现节电和节水的“双节”资源一体化效应。
2当前行业状况
2.1应用类型
目前国内小型电站循环冷却系统有一下两种类型：
（1）湿冷（以水为冷却介质）方式，它又分为双曲线冷却塔自然冷却和玻璃钢机械冷却两种方式；
（2）风冷（以空气为冷却介质）方式。
2.2特点与适用性
2.2.1双曲线冷却塔自然冷却方式，在大中型火电厂中普遍采用。
它适合循环水量较大的冷却系统。
主要特点：
投资大，占地面积大，运行成本低，循环水飘逸损失小。
2.2.2玻璃钢机械冷却方式，在余热发电项目普遍采用。
它适合循环水量不大的冷却系统。
主要特点：
投资小，占地省，运行成本相对较高，循环水飘逸损失大。
它尤其适合在气候潮湿的南方使用。
2.2.3风冷（以空气为冷却介质）方式，它主要应用在我国西部缺水地区。
目前国内外电站空冷有二大类：
一是间接空气冷却系统，二是直接空气冷却系统。
其中间接空气冷却系统又分为混合式空气冷却系统和表面式空气冷却系统。
世界上第一台1500KW直接空冷机组，于1938年在德国一个坑口电站投运，已有60多年的历史，几个典型空冷机组是：
1958年意大利空冷电站2×36MW机组投运、1968年西班牙160MW电站空冷机组投运、1978年美国怀俄明州Wodok电站365MW空冷机组投运、1987年南非Matimba电站6×665MW直接空冷机组投运。
当今采用表面式冷凝器间接空冷系统的最大单机容量为南非肯达尔电站6×686MW；采用混合式凝汽器间接空冷系统的最大单机容量为300MW级，目前在伊朗投运的325MW（哈尔滨空调股份有限公司供货运行良好。
全世界空冷机组的装机容量中，直接空冷机组的装机容量占60％，间接空冷机组约占40％。
主要特点：
耗水量小，投资大，冷却效果较湿冷方式差，运行成本最高。
从运行电站空冷系统比较，直接空冷系统具有：
（详见下表）
（1）背压高；
（2）由于强制通风的风机，使电耗大；
（3）强制通风的风机产生噪声大；
（4）钢平台占地，要比钢筋混凝土塔为小；
（5）造价相比湿冷方式大。
4×30MW空冷机组与湿冷机组技术经济比较表
序号
项目
单位
空冷系统
湿冷系统
1
耗水量
m3/h
75
530
2
空冷机组节约用水
m3/h
455
0
3
年平均用水量
104m3/a
52.5
371
4
全年水费
万元/年
52.5
371
5
空冷机组年节约水费
万元/年
253.4
0
6
冷却系统投资
万元
3300
2160
7
设计背压
Kpa
15
5
8
发电标煤耗
g/KW.h
415
390
9
全年标煤耗量
104t/a
34.86
32.76
10
全年燃料费
万元/年
12201
11466
11
冷却系统耗电
KW/h
2071.2
1920
12
冷却系统年耗电量（15）×7000
万度/年
1449.84
1344
13
空冷多耗电量
万度/年
105.84
0
14
全年电费
万元/年
652.428
604.8
15
年总费用（4+6+10+14）
万元/年
16205.928
14601.8
16
年总费用差价
万元/年
1604.128
空冷比湿冷发电成本增加
元/度
0.0191
注：
1表中冷却系统投资未考虑厂外补给水系统及水处理系统的投资。
2标煤价按350元/吨计，电价以0.45元/度计，水价按1.0元/吨计。
3每年投资分摊以13%计。
4年利用小时按7000小时计。
3投资估算（湿冷方式）
目前9MW余热电站一般配置玻璃钢冷却塔能力为：
3800～4000t/h，冷却风扇电机配置为2×90kw；18MW余热电站一般配置玻璃钢冷却塔能力为：
7500～9000t/h，冷却风扇电机配置为3×90kw或3×132kw。
现以大连余热电站循环水冷却系统为例：
冷却塔投资及特性比较一览表
项目名称
玻璃钢塔
双曲线塔
备注
投
资
（万元）
土建工程
90
500
含地基处理
设备及安装
160
80
合计
250
580
配
置
及
特
性
循环水量t/h
7500
7500
风机电机kw
3×90
无
计算值按2.5×90
飘逸损失%
1
0.5
年损失水量t
555000
277500
按7400h/年运转
玻璃钢冷却塔水池分项土建工程（3×2500t/h）造价
名称
数量
单位
单价
合价
说明
中锦
现价
中锦
调整价
土方工程
1638
m3
46
46
75348
75348
中锦单价为2008年7月份招标时的综合单价。
混凝土工程
791.4
m3
600
550
474840
435270
钢筋工程
57.782
t
7500
5300
433365
306245
金属结构
0.194
t
9500
7200
1843
1397
铁件
0.711
t
8500
5500
6043.5
3910
砌体工程
m3
650
600
0
0
合计
991440
822170
元
4经济分析
（1）余热发电机组年运转时间按7350h计（年均运转率84%），循环冷却系统在机组停运后还要继续运行一段时间，一般较机组多运行6～8小时，因此循环水冷却系统按7400h/年计算是合理的。
（2）冷却塔风机年耗电量：
（其中一台电机为调速电机）
2.5×90（计算值）×7400=166.5×104（千瓦时）
（3）采用玻璃钢冷却塔每年多损失水量：
555000-277500=277500（吨）
（4）若电价按0.58元/kwh（河南省现行35KV以上电价，不含基本电价）计，水成本按0.6元/吨计（含加药费用），则：
①年耗电费用：
166.5×104kwh×0.58元/kwh=965700（元）
②年增加水费：
277500t×0.6元/吨=166500（元）
③年度增加运行成本费用（①+②）：
113.22万元。
（5）增加投资回收期：
①采用双曲线冷却塔增加投资额：
580-250=330（万元）
②增加投资回收期（不含利息）：
330÷113.22=2.915（年）
③增加投资净回收期（含利息）：
（年均利率按10%计）
（1+3×10%）×330÷113.22=3.79（年）
5结论
采用双曲线冷却塔主要是土建部分投资大些，施工周期相对长些。
就目前市场情况，利用我们自己生产的水泥来制作，实际投资额可能会少些。
其次，采用玻璃钢机械风冷塔还会增加一定的维护费用（如润滑油、风扇叶片及备件等），而采用双曲线冷却塔可以说基本上是免维护型。
从以上经济分析看，投资回收期不会超过四年。
这是一个很好的企业节能和资源综合利用举措。
随着市场电价和水价的继续上涨，采用双曲线冷却塔的综合经济效益会更为显著。
因此建议：
今后建设的余热发电项目，应尽量考虑采用双曲线冷却塔。
工程部曹国钊
2009-1-21
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