1.换热经济性
空气的换热能力比水低得多,空冷系统需要更大的换热面积。但是在年温差较大的地区(如北方),冬季时空气温度比水温低得多,可以有更大的传热温差。例如内蒙古等地区从11月至次年2月,机组的空冷风机几乎可以停转。在这种情况下,空冷风机全年电耗大为下降,即位于高纬度地区的空冷电厂具有较好的运行经济性。
2.节水性
《火力发电厂节水导则》(2018年版)建议:
(1)在靠近煤源且其他建厂条件良好而水资源匮乏的地区,经综合技术经济比较认为合理时,宜采用空冷式汽轮机组。空冷汽轮机组的辅机冷却水宜采用带冷却塔的单独循环冷却水系统。(www.daowen.com)
(2)滨海火力发电厂的主机凝汽器冷却水应使用海水,辅机宜采用海水开式与淡水闭式相结合的冷却系统。
实际上,采用海水直流冷却方式的节水性能与空冷方式同样优异,这一点可以从导则中规定的水耗率看出。单机容量300 MW及以上新建或扩建凝汽式电厂全厂发电水耗率指标:采用淡水循环供水系统时,2.16~2.88 m3/(MW·h);采用海水直流供水系统时,0.216~0.432 m3/(MW·h);采用空冷机组时,0.468~0.72 m3/(MW·h)。
图8-20为带冷却塔循环供水的燃煤火力发电厂全厂水量平衡图。图8-21为采用空冷机组的燃煤火力发电厂全厂水量平衡图。图8-22为海水直流供水的燃煤火力发电厂全厂水量平衡图。
以100 MW机组火力发电厂水量平衡为例,对表凝式间接空冷,采用淡水循环冷却塔方式,耗水2485 m3/h;采用表面式凝汽器的间接空冷,耗水497 m3/h;采用海水直流冷却系统,耗水362 m3/h。其中,采用淡水循环冷却塔方式时蒸发损失和风吹损失共1900 t/h,间接空冷时用于空冷系统补水和散热器冲洗的水量为210 t/h,海水直流冷却方式的这一项几乎为零;而电厂中其他共有损失(如工业废水处理、厂内汽水循环、锅炉排污等)同样只有300 t/h左右。由此可见,空冷方式(例子中所举为表凝式间接空冷,直接空冷的耗水率更低)和海水直流冷却方式都是建设节水型电厂的有效措施。
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