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北方地区小型汽轮发电机组冷却水系统设计方案及其运行方案 　　引言 　　在国家节能减排号召下，为节省回收利用能源，国内钢铁、冶金、水泥、玻璃、化工行业的厂区内开始建设了一批余热利用机组用于发电及供暖。能源来自高温烟气余热，化学反应余热，废气、废液余热，低温余热（低于200℃）。机组形式大同小异，一些机组利用余热废热，通过余热锅炉（换热锅炉）产生一些中低压蒸汽，进入补汽凝汽式汽轮发电机组发电；一些机组利用工艺后的可燃气体，例如高炉煤气、兰炭尾气，经过燃气锅炉燃烧后，产生中高压蒸汽，进入凝汽式汽轮发电机组发电。进而产生经济效益，提高工厂效益。 　　由于这类机组往往是主工艺（例如炼钢）配套设施，在市场行情不明朗的情况下，主工艺的运行与否都需要根据市场行情及行业环境而定，进而对于这类项目，建设周期和投资成本也是业主看重的问题。长期而来，大电厂建设运行的自然通风冷却塔因为其建设周期长，土建投资成本高，在这类型的机组上，无法比拟机械通风冷却塔。按目前市场看，机械通风冷却塔的投资成本在200元/m3左右，而自然通风冷却塔在900元/m3，并且在9000 m3/h以下的循环水量的投资中，两者价格差距更大。故机械通风冷却塔是这类机组较为合适的选择。北方地区因冬季气温很低，冰冻期长，其循环水泵房、工业水泵房，一般都设计为半地下式、地上式。相比南方地区，全年气温较高，水泵可以露天设置，节省了水泵房的投资。故本文以已经投运的鞍钢三烧环冷机余热发电工程为依据，探讨北方地区小型汽轮发电机组冷却水系统设计方案及其运行方案。 　　正文 　　1.项目概况 　　鞍钢三烧环冷机余热发电工程按照“节约能源，保护环境”的原则，利用烧结环冷机排放的较高温度的余热废气，在三烧环冷机附近设置1台75 t/h双压余热锅炉和1台15MW的双压补汽凝汽式汽轮发电机组，将环冷机废气通过余热锅炉回收能量，产生的过热蒸汽用于汽轮发电机发电，冬季用于供热。 　　2.厂区气象条件 　　3 供水水源 　　鞍钢股份公司提供的循环水补给水水质指标见下表，由于补给水的硬度高，可能结垢，循环水进行加阻垢剂处理，以减少、控制水垢的形成。 　　4. 循环冷却水量 　　机组夏季总需冷却水量4011m3/h，由循环水泵供给4011m3/h，机组冬季总需冷却水量2711m3/h。冬季机组供热，只需考虑循环风机冷却水量210m3/h，另设工业泵两台（一用一备）用于冬季的循环冷却水。 　　5 循环水处理 　　为满足机组的安全运行，循环水加水稳剂的处理；为防止循环冷却水中的细菌增长和微生物的滋生，拟采用投加次氯酸钠杀菌灭藻处理。由于钢厂环境灰尘大，设一套无阀过滤器进行旁滤。 　　6.供水系统布置 　　该机组采用二次循环供水系统。该工程设3台循环水泵，配置1座2格机械通风冷却塔。 　　当冬季电厂热负荷很低时，汽轮机停止发电，运行锅炉供暖，冷却塔停用，考虑循环风机冷却用水量180m3/h，远小于发电时的循环总水量，故停用循环水泵，启用工业泵，循环风机冷却回水直接排入水池。 　　7.运行说明 　　该工程设3台循环水泵，配置1座2格机械通风冷却塔。夏季运行循环水泵2台，备用1台。 　　当冬季电厂热负荷很低时，汽轮机停止发电，运行锅炉供暖，冷却塔停用，考虑循环风机冷却用水量180m3/h，远小于发电时的循环总水量，故停用循环水泵，启用工业泵，循环风机冷却回水直接排入水池。 　　该工程设计为夏季工况2台冷却塔运行，系统满负荷运行；当冬季电厂发电时，可停用一格冷却塔或关闭一格冷却塔风机，同时打开冷却塔化冰管阀门，以防止冷却塔挂冰。 　　冷却塔排污： 　　A. 打开冷却塔排污管阀门进行持续排污，调整阀门开度调整排污量。 　　B.平时不进行持续排污，旁滤系统反洗时，前20分钟（可调）用循环水系统水，旁滤设备反洗后直接排放，该部分水相当于循环水系统的排污水，代替了冷却塔强制排污水，从而节约了系统用水，另外，当循环水水质较差时应进行强制排水以改善循环水系统水质，可通过打开排污阀门排污或打开进水阀门进行强制补水，由此进行冷却塔排污。 　　8.冰冻期实际运行情况处理 　　根据现场反应机力通风冷却塔的冰冻情况汇报（2011-01-01，天气晴，北风5～6级，气温-5℃～-15℃），当日的冷却塔已经全部挂冰，包括进风口，淋水填料及冷却塔水池池面。现场担心不启动主循环水，则水池冰冻会胀破混凝土水池，也会使得在发电需要循环水时不能及时启动；如果一直开着主循环水，一旦遇到寒潮来袭，会使塔内的填料增加冰冻负荷而导致垮塌。 　　根据现场反馈和分析，上述情况由于汽机未运行情况下循环水系统开启，造成了冷却塔内部冰冻发生。针对此情况，做出如下建议。 　　因冷却塔填料易燃，不得用火化冰，可就近引一路蒸汽