沿海电厂循环冷却水利用液化天然气站冷排水降温技术

-1-沿海电厂循环冷却水利用液化天然气站冷排水降温技术赖志颖１邵林广２（１深圳能源集团东部电厂，深圳518120；２武汉科技大学，武汉430070）摘要：深圳能源集团东部电厂燃气蒸汽联合循环机组海水循环冷却水系统，利用广东液化天然气接收站冷排水进行降温，有效降低了电厂排水的温度，减少了对近海海域环境的冷热污染。该海水循环冷却水系统工程设计简单、投资费用低，产生了良好的经济效益与环境效益。关键词：沿海电厂循环冷却水利用冷排水降温ThecoastalpowerplantrecirculatedcoolingwaterprojectusingliquefiednaturalgasstationcolddrainagetemperaturedecreasetechnologyLaizhiying１shaolinguang２（1ShenzhenEnergyGroupEastPowerPlant,Shenzhen518120）（2WuhanUniversityofScienceandTechnology,Wuhan430070）Abstract:ShenzhenEnergyGroupEastPowerPlantgas-steamcombinedcycleunitseawatercirculatingcoolingaqueoussystem,carriesonthetemperaturedecreaseusingGuangdongliquefiednaturalgasreceivingstationcolddrainingwater,reducedthepowerplantdrainingwatertemperatureeffectively,reducedtotheoffshoreseaareaenvironmentcoldthermalpollution.Thisseawatercirculatingcoolingaqueoussystemengineeringdesignissimple,theinvestmentexpenseswerelow,havehadthegoodeconomicefficiencyandtheenvironmentbenefit.keyword:CoastalpowerplantRecirculatedcoolingwaterUsingColddrainingwaterTemperaturedecrease天然气被广泛用于发电、汽车燃料、化工原料、民用燃料等方面。尤其是近几年来国家已开始建设采用以天然气为燃料的发电厂。液化天然气液化温度为-162℃，将它气化成室温时会释放出很大的冷能，其冷量值大约是837kJ/kg。因此，合理利用这些冷能，则能产生良好的经济效益和环境效益。深圳能源集团东部电厂燃气蒸汽联合循环机组海水循环冷却水系统，利用广东液化天然气接收站冷排水进行降温，有效降低了电厂排水的温度，减少了对近海海域环境的冷热污染。该海水循环冷却水系统工程设计简单、投资费用低，产生了良好的经济效益与环境效益。1电厂海水循环冷却水利用液化站冷排水降温技术1.1工程概况广东液化天然气（ＬＮＧ）总体项目一期工程是我国第一个引进海外液化天然气（ＬＮＧ）的试点项目。该站位于深圳市东部龙岗区大鹏湾下沙村秤头角，接收站内建设有三个直径86-2-米，高53.2米，可在-162℃的超低温下储存16万m3的液化天然气储罐。广东LNG项目一期工程建设规模为370万吨/年，2006年建成投产。深圳能源集团东部电厂是广东省LNG接收站的下游用户。厂址位于深圳市东部龙岗区大鹏湾东北岸的下沙村秤头角，与LNG接收站毗邻。电厂规划容量按9套350MW级燃气蒸汽联合循环机组考虑，一期项目建设规模为3套350MW级燃气联合循环机组，2006年9月份1号机组投产,2008年1月份竣工满负荷运行。电厂的循环冷却水系统采用海水直流供水系统，取、排水口均设在近海。1.2燃气电厂循环冷却水利用LNG站冷排水技术方案深圳能源集团东部电厂的循环冷却水和与之相邻而建的广东液化天然气ＬＮＧ接收站的气化加温水均取自大鹏湾的海水。对于电厂的循环冷却水而言可以利用LNG站的低温排水，降低循环冷却水的取水温度从而提高机组的整体效率。根据资料，LNG站一期工程的气化加温水量为24200m3/h，二期工程的加温水量约14500m3/h，（温降按5℃）。若将LNG站一期工程的低温排水全部利用（排入循环水泵房前池），可使电厂一期工程的循环水取水温度降低大约1℃。LNG站最终的低温排水大约可使电厂最终容量时的循环水温度降低0.5℃左右[1]。LNG接收站设有开架式海水气化器，用海水气化LNG。通过气化工艺设备的海水有一定的温降，该低于环境温度的冷海水可用于燃气电厂的循环冷却水，从而提高燃机电厂的经济效益，减少对近海海域环境的冷、热污染。该技术方案如图1所示。燃机燃烧室汽轮机发电机燃机电厂取水泵站取水前池取水前池排水口凝汽器→→→→→→→→→温差8至10度温差－5度接收站压气机虹吸井接收站取水泵站气化站图1燃气电厂循环冷却水利用LNG站冷排水方案示意图-3-1.3电厂循环冷却水系统设计（1）循环冷却水水量深圳能源集团东部电厂一期工程建设3套日本三菱公司生产的M701F燃气蒸汽联合循环机组，循环冷却水系统采用海水直流供水系统。根据深圳地区的气象条件和海水水温资料，确定循环冷却倍率夏季为65倍，冬季为50倍，计算的循环冷却水水量见表1。表1循环冷却水水量单台机凝汽量（t/h）单台机凝汽器冷却水量(m3/h)单机辅机冷却水量(m3/h)单台机冷却水总量(m3/h)3台机冷却水总量(m3/h)9台机冷却水总量(m3/h)夏季冬季夏季冬季1500夏季冬季夏季冬季夏季冬季367376.9138551884525355203457606561035228195183105（2）循环冷却水系统工艺根据大鹏湾海域的水源条件及海洋水文特征，深圳能源集团东部电厂所在地区具有水域辽阔、水深较大、水质好、流速低、盐度不分层、波浪较小的特点。电厂循环冷却水的水源取自大鹏湾海域的海水，采用海水直流供水系统。深圳能源集团东部电厂燃气蒸汽联合循环机组循环冷却水系统工艺流程如图2所示。↓大鹏湾（海水）→电厂取水前池→净水间→循环水泵房→压力管→凝汽器及辅机冷却器→排水管→虹吸井→排水沟→排水口→大鹏湾图2循环冷却水系统工艺流程1.4经济效益深圳能源集团东部电厂海水循环冷却水利用LNG冷排水降温，摒弃了传统的设置冷却塔循环冷却水方式。工程投资仅为68.83万元，约占电厂总投资39亿的0.0176％，投资费用低。工程实施后，一方面保证了电厂机组安全运行的海水循环冷却水水温；另一方面日常运行费用大为节省。LNG站冷排水-4-2工程对排水海域的环境影响深圳能源集团东部电厂排水海域距岸1km以内为三类水质，1km以外为二类水质。根据GB3097－1997《海水水质标准》，三类水质人为造成的海水温升不超过4℃；二类海水夏季为1℃，冬季为2℃。2.1燃气电厂温排水单独排放情况燃气电厂温排水单独排放时，夏季4.0℃等温线距离岸边最大垂直距离为0.50km。1.0℃等温线距离岸边最大垂直距离为0.80km。夏、冬季各温升值的包络范围的面积如表2所示。由表2可知，一期工程温排水单独排放时，超过4.0℃标准的温升影响面积为0.20km2。表2各温升值的影响面积（一期工程，单独排放）（km2）温升值（℃）5.004.003.002.001.000.50夏季0.150.200.290.481.152.75冬季0.110.150.220.350.851.982.2燃气电厂循环冷却水利用LNG冷排水混合排放情况温排水混合排放时，夏季4.0℃等温线距离岸边最大垂直距离为0.74km，未超出三类海域范围。1.0℃等温线距离岸边最大垂直距离为1.18km。夏、冬季各温升值的包络范围的面积如表3所示。由表3可知，，一期工程温排水利用LNG冷排水后混合排放时，超过4.0℃标准的温升范围面积为0.18km2。表3各温升值的影响面积（一期工程，混合排放）（km2）温升值（℃）5.004.003.002.001.000.50夏季0.120.180.250.400.942.30冬季0.050.120.200.310.701.692.3温排水单独排放与混合排放对排水海域环境影响比较由表4可知，燃气电厂循环冷却水利用LNG冷排水后混合排水温升影响范围比燃气电厂温排水单独直接排放影响的范围小，夏季减少影响面积0.02km2，冬季减少影响面积0.03km2。-5-表4温排水单独排放与混合排放影响比较表季节标准值温升（℃）包络面积（km2）减少影响面积（km2）单独排放混合排放夏季4.00.200.180.02冬季4.00.150.120.03深圳东部电厂一期工程夏季温排水排放量为21m3/s，冬季为16.44m3/s。燃气电厂温排水单独排放温升8.25℃；燃气电厂循环冷却水利用LNG冷排水后，温排水混合排放温升7.25℃。降温1℃.2.4温排水温升对海洋生物生态环境的影响当燃气电厂温排水混合排放时，降温1℃（温排水混合排放温升7.25℃）的温排水排入海域水体后（燃气电厂温排水单独排放时，温升8.25℃），经过水体的扩散稀释散热过程，温排水的温度迅速下降，这对抑制海洋浮游生物生长，防止大鹏湾近海“赤潮”的产生，具有重要的海洋生态环境意义。3结论(1)深圳东部燃气机电厂循环冷却水系统由直接采用海水直流供水改为利用广东LNG站的冷排水混合取水，既合理利用了冷能资源，保证了电厂机组安全运行的海水循环冷却水水温；(2)工程设计简单、经济，日常运行费用省，对海域水体环境影响范围小，工程具有明显的经济效益与环境效益。作者简介：赖志颖（1976-），男，广东河源人，深圳能源集团东部电厂专工厂址：深圳市龙岗区大鹏镇下沙秤头角东部电厂邮编：518120电话：[phone]，E-mail：[e-mail]邵林广（1952-），男，江苏靖江人，武汉科技大学城建学院教授，硕士生导师。通讯地址：430070武汉武昌雄楚大街199号武汉科技大学城建学院E-mail:[e-mail]电话：[phone]（O）027-51012313(H)