国电蚌埠电厂节能项目可行性研究报告及相关资料

1国电蚌埠发电有限公司1号冷却水塔安装空气动力涡流调节装置可行性研究报告国电蚌埠发电有限公司2010年03月2目录1.必要性与可行性2.改造范围3.改造费用4.效益分析5.建议3国电蚌埠发电有限公司位于蚌埠市西南怀远县南部的孝仪乡境内，东北距蚌埠市约38km。在装2×600MW超临界燃煤发电机组，各配设计参数相同的9000m2逆流式自然通风塔一座，编号为1号冷却水塔和2号冷却水塔。本报告建议，对1号冷却水塔进行改造，安装空气动力涡流调节装置，提高冷却水塔的效率，降低发电成本，实现节能减排的目的。一、必要性与可行性1、不断降低能耗、减少资源消耗、减少环境污染，是我们国电集团确定的长期目标。为实现该目标，制定了“建设综合经营型、节能环保型、安全和谐型的“三型”电厂的战略”；提出了“大力实施节能减排，实现低碳排放，保障低碳生活”，“采用国内外燃煤发电前沿技术，大力推进技术和管理创新，深入开展设计优化，积极推广应用先进成熟的高效节能环保产品，全面实施精细化管理，控制造价，提高质量，建设创新型、效益型工程，努力提高新建项目的市场竞争力”的指导意见。（中国国电《绿色火电厂建设指导意见》）2、汽轮机冷端工况对机组效率的影响，正被业内人士日益关注。采用湿式自然通风逆流冷却塔方式冷却汽轮机乏汽的机组，冷却水塔的效率，对凝汽器真空有重大影响。冷却水塔的冷却效率，影响水塔的温降和出塔水温，而出塔水温的高低，直接、稳定、长期的影响发电机组的效率。1文献①认为，冷却水塔的出塔水温降低一度，将降低凝汽器的背压300-400pa，降低发电煤耗0.79克。（在节能减排的大形势面前，如何提高冷却水塔效率，成了火力发电企业越来越关注的课题）3、提高冷却水塔的效率，目前有多项技术，白俄罗斯科学院热质交换研究所发明的冷却水塔空气动力涡流装置技术，自1993年发明以来，已经在白俄罗斯、俄罗斯、格鲁吉亚20多座水塔上得到应用，都取得提高水塔的冷却效率5%以上，多降低循环水出塔水温1.3℃以上实际效果。2009年，国内有两座水塔应用了该技术，经白俄罗斯科学院测试，也取得夏季多降低1.3-1.6℃的成果。（见附录①）4、目前，空气动力涡流调节装置技术，已经是成熟的技术。采用这项技术，分为“参数采集和测试，实验室试验、研究和工程设计，工程施工，考核评价”四个主要阶段。四个阶段不需停机、不改变水塔内部的承力结构，不改变电厂的1文献：李秀云、林万超、林俊杰，(西安交通大学，西安710046)，冷却塔的节能潜力分析，《中国电力》，1997年第10期.P34-364热力系统，没有不可控的风险。该装置无论采用混泥土结构，还是钢结构、或其他材质，在水塔生命周期内，维护费用都很低，有明显的优势。5、白俄罗斯国家科学院热质交换研究所的中国代理机构，派出专家对1号塔的环境、设计、气象、运行条件进行了初步的考察。认为1号水塔存在传统水塔普遍存在的周向风速分布偏差大，易受自然风影响降低冷却效率的问题。如果加装空气动力涡流装置，将极大改善这种状况。降低出塔水温1.0-1.6摄氏度。根据我国600MW超临界发电机组的设计及制造参数，出塔水温降低1.0摄氏度，机组一年将减少标准煤消耗3350吨，减少二氧化碳排放9650吨。6、该技术正常实施周期为9个月。为早日获得效益，我们要求压缩为4-6个月。该技术的中方代理已经同意协调中白各方的有关机构，争取早日实施、尽可能争取在1号机停机检修前半个月内完成。二、改造范围1、水塔基本情况1.1用一个中央竖井，主水槽呈十字正交布置，管式压力配水。在冷却塔进风口区设置十字玻璃钢导风墙，十字玻璃钢导风墙规格为5500×1000×30mm。冷却塔通风筒采用双曲线型现浇钢筋混凝土结构，塔高150.601m，喉部标高119.843m，进风口标高9.80m，塔顶外半径35.986m，喉部中面半径33.0m，进风口中面半径54.210m，塔底部集水池内径121.66m，内底标高-2.0m。冷却塔通风筒由48对人字柱与基础连接，人字柱采用Φ800mm预制钢筋混凝土结构。冷却塔基础采用环板基础，现浇钢筋混凝土结构，宽度7.00m，厚度1.50m，人字柱中心线与环板基础顶面交点处半径为57.864m。塔底设4m宽环形巡视道路。1.21号水塔于2008年底投入运行。设计冷却水进口温度20℃；设计冷却水量19.4m3/s；冷却水管内设计流速2.18m/s；凝汽器设计压力（真空）凝汽器A4.4KPa(a)、凝汽器B5.4KPa(a)；2、本期对1号水塔的入风口进行改造，安装由白俄罗斯科学院研究、设计的空气动力涡流调节装置。三、改造费用1号冷却水塔安装空气动力涡流调节装置项目总投资概算800万元；5其中试验测试费：330万元施工、装置费用：470万元四、效益分析这是节能降耗的项目，具有经济效益、环境效益和社会效益。1、空气动力涡流调节装置的经济效益根据预测，项目完成后，1号水塔的出塔水温将降低1.0～1.5℃。超临界600MW发电机组水塔出口水温对机组经济性的影响水温降低值（℃）11.31.6凝汽器背压平均降低值（Kpa）0.370.460.56煤耗减少（g/kwh）0.91.21.4节省标煤量（t/年）：按80%负荷率计算4118.165127.896275.01按75%负荷率计算3860.774807.395882.82按63%负荷率计算3243.054038.214941.57节省燃料费用（万/年）：按80%负荷率计算350.04435.87533.38按75%负荷率计算328.17408.63500.04按63%负荷率计算275.66343.25420.03按平均降低1.3℃，负荷率按63%计算，一年将节少标准煤4038吨。如按每吨标准煤800元计算，则每年减少燃料成本323万元。2、环境效益年减少二氧化碳排放12000吨，减少粉煤灰排放550吨，减少环境综合损失费用50万元。23、社会效益2黄盛初、孙欣等，《中国煤炭开发与利用的环境影响研究》，2003年8月6日；中华人民共和国2001年国民经济和社会发展统计公报，开发利用一吨煤的环境成本在150—250元之间。6积极完成国家制定的节能减排政策，有助于行业和地方完成节能减排指标。有助于树立和维护有社会负责感的国电企业形象。五、建议白俄罗斯（包括前苏联）的空气动力专家，以20年的台风原理和技术研究为基础，经十多年的水塔空气动力学实验，7年多的工业水塔试验和推广应用，冷却水塔空气动力涡流装置技术，已经是成熟、可靠的技术。作为国电集团，一向以创新作为我们发展的立脚点。一项技术，能使我们的发电煤耗降低1.2g，应该是非常宝贵的。如果全集团都采用该技术，将带来巨大的社会、经济、环境效益。建议早日实施，早日受益。附件：附件1:天津华能杨柳青热电有限责任公司6号水塔安装空气涡流装置提高水塔冷却效率的报告附件2:上海吴经电厂2号冷却塔安装空气动力涡流调节装置提高冷却水塔效率的初步报告附件3:上海吴泾第二发电有限责任公司收资情况汇报7附件1天津华能杨柳青热电有限责任公司6号水塔安装空气涡流装置提高水塔冷却效率的报告2008年12月，完成国内首座由白俄罗斯科学院研究设计的冷却塔空气动力涡流装置的安装，经白俄罗斯科学院测试，并对8个月的实际运行数据进行科学分析，得出综合结论——自然通风冷却塔空气动力涡流装置，能够有效提高冷却塔的效率。6号水塔安装空气动力涡流装置后，提高水塔出入口水温差（温降）1.3℃以上。根据长时间实际生产数据分析，出入塔水温（温降）平均提高1.77℃。年降低燃料成本150万，2.6年收回投资。一、概况1.天津华能杨柳青热电有限责任公司现总装机容量1200MW，其中三期工程装有两台（5号、6号）300MW亚临界、中间再热、单轴双缸双排汽、单抽式凝汽式汽轮机组。5号、6号机组各配用一台N-17990-1型凝汽器和一座5000m2自然通风冷却塔，冷却塔由华北电力设计院设计，于1999年投入商业运行。2.根据2007年（全年）的运行数据，在平均负荷基本一致(5号机比6号机平均负荷高2.5MW，按实际负荷计算，负荷差小于1%)的条件下，6号冷却塔比5号塔冷却出口水温高1.97℃，出入口水温差（温降）低0.57℃。影响发电机组的效率。决定对6号塔进行技术改造。3.2008年，由西安热工研究院设计，更换6号水塔的填料。5月10日-23日实施。西安热工研究院于同年6月，对改造后的水塔效率进行测试，认为“冷却效率提高到设计值的118%”，使出入口水温差（温降）平均“增加1.15℃”。（根据2007年、2008年6月——11月同期运行数据统计分析，验证了出入口水温差（温降）平均“增加1.15℃”的测试值。）4．2008年，引进白俄罗斯科学院发明的冷却塔空气动力涡流装置。合同目标值——出入塔水温差（温降）提高1度以上。项目于3-6月进行水塔及相关参数测试，7-10月进行实验室研究和工程设计，11月开始安装，12月基本完成。2009年1月5日移交业主。2009年8月白俄罗斯国家科学院热质交换研究所对项目进行测试。测试综合结论：效果显著，出入塔水温差（温降）提高1.3℃以上。运行数据统计分析也验证了该结论。8二、空气动力涡流装置测试分析报告1.白俄罗斯国家科学院热质交换研究所测试分析报告要点1.16号水塔根据专利(专利号为№1293РБ)技术安装空气动力涡流装置后，冷却塔周向进风均匀性明显提高。在环境自然风基本一致的条件下，冷却塔外部可俘获空气的区域，从6米增加到18米，增大了水塔的进风量，提高了水塔的冷却效率。1.26号冷却塔安装空气动力涡流装置后，冷却效率提高了3.5—6%，提高水塔出入口水温差（温降）1.3—1.6℃。2.机组运行数据统计分析要点2.1生产月报数据分析2.1.16号塔2009年与2008年同期比较（单纯纵向比较法）①出塔水温，明显大幅度降低。1-8月平均值降低2.45℃。6-8月降低0.41℃。（考虑2009年6-8月的平均负荷比2008年同期高34.27MW（相当于高出20%），如果在同等条件下，出口水温将会有更多的差距。）②水塔温降1-8月提高了2.17℃，6-8月提高了1.43℃。（如果也考虑两年同期的平均负荷差，水塔的平均温降还会有所提高。）2.1.2以5号塔为参照，2009年与2008年同期比较（综合比较法：先横向比较、后纵向比较）①出塔水温，大幅下降。1-8月平均降低1.75℃。6-8月降低1.41℃。②水塔温降，明显提高。1-8月平均提高2.21℃。6-8月提高1.97℃。2.2十一天运行数据分析数据采集了2007年——2009年8月份同期11天（每小时1组，共1584组）的数据进行分析。2009年与2008年同期比较：（与3.1.2的数据很接近）①出塔水温，大幅下降。平均降低1.94℃。②水塔温降，明显提高。平均提高1.98℃。3测试及统计分析数据的分析3.1测试方法，测试时间点、测试时间段，测试标准，数据处理方法，都会对测试9的结果产生影响。生产运行数据分析结果与白俄罗斯科学院的数据分析结果的差异，就是以上因素作用的反映。3.2通过一次性一定时限内的测试，取得一定数量的数据（样本），利用这些数据，按照一定的方法和规则，推断整体（总体）的规律和性质，应该说是可靠的。但数据量比较少时，会有一定的偶然性。一般情况下，搜集数据量比较大的条件下做出的推断比数据量小的要可靠一些。对发电公司来讲，常年的实际运行数据，比一次测试的数据更直接、更稳定、更有效。3.3如果能够获得直接、直观、稳定、满足误差要求的观察数据，并有科学的数据处理和分析方法，对这些数据的处理结果，应该是可信的和有效的。为了对6号水塔空气动力涡流装置长时间的稳定的效果进行评价。我们选用生产月报数据为主要数据进行分析。生产数据中又选定以5号塔为参照（综合比较法）进行分析的数据为主。3.4利用综合比较法计算产生的数据和“6号水塔加装空气动力涡流装置前后冷却效果变化曲线”，形象、客观、连续地反映了水塔长周期的（2007年——2009年）冷却效果变化。有力证明2