复合循环空冷系统与直接空冷系统经济性比较分析

【摘 要】通过对复合循环空气冷却系统工作原理的分析，在系统设备产、耗功量与性能指标的分析基础上得出机组汽轮机最佳真空。结合算例中机组所在地区的气候条件，从理论上对复合循环空冷系统与算例中选择的蒙东600MW直接空冷系统的做经济性比较。综合分析复合循环空冷系统的经济性收益，进一步证实复合循环空冷系统的可行性，对空冷系统的研究和工程应用具有指导意义。 
　　【关键词】发电功率增量；环境温度；变工况；最佳真空 
　　前言 
　　近年来提出的复合循环空冷系统具有直冷系统的节水率，同时可实现接近于湿冷机组的真空。由于复合循环空冷系统真空不受外界环境与机组工况的约束，在系统设备配合下真空是可以人为大范围调节的，这就相对于直接空冷系统大大的增强了环境适应能力且很好的解决了“高温难满发”的难题[1]。本文以蒙东地区600MW直接空冷机组为例，结合当地的气候条件在经济性上与复合循环空冷系统做详细的比较。 
　　1 复合循环空冷系统与直冷系统比较 
　　如图1、2中给出了直接空冷系统与复合循环空冷系统的主要设备图。复合循环空冷系统的设计结构[2]其相对于直接空冷系统是在空冷散热器与汽轮机凝汽器之间插入了由氨汽轮机与压缩机并联而成的系统，其运行方式主要取决于机组负荷与外界的环境温度。通过氨汽轮机的运行，实现低温时段排汽潜热的利用，通过压缩机的运行保证机组的高温满发与提高设备的利用率。 
　　2 算例的气候条件与系统真空的选取 
　　由于复合循环空冷系统与直冷系统设备的运行功率与外界环境温度有直接的关系，对系统做经济性的分析需结合机组的气候分布做计算。算例中气候条件分布采用典型年气温—小时分布如图3所示，结合机组的运行负荷变化，本文采用满负荷加权小时数，全年加权小时数为5500h。 
　　复合循环空冷系统在不同的外界环境温度与负荷下，最佳真空的计算中选取采用了系统功率的增益函数[3]： 
　　（1） 
　　式中，Pst—系统相对于直接空冷真空变化的发电功率增量，kW；Pat—复合循环空冷系统低温时段潜热利用氨汽轮机发电功率，kW；Pac—高温时段压缩机耗功率，kW；Pap—氨泵的功率，kW。在机组负荷与环境温度为定量时，不同真空值对应有不同的增益函数Y值，其中Y为最大值时对于的真空值为系统的运行最佳真空，计算结果如图4所示。 
　　3 空冷系统经济性比较预测分析