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1、F113IIIK3- 通辽发电厂三期工程可行性研究空冷方案调整空冷系统优化专题研究报告 通辽发电厂三期工程可行性研究空冷方案调整空冷系统优化专题研究报告目录1 概 述1.1 工程概况1.2 设计主要原则1.3 区域自然条件1.4 采用空冷系统的必要性2 空冷系统简介2.1 直接空冷系统2.2 带混合式凝汽器的间接空冷系统2.3 带表面式凝汽器的问接空冷系统2.4 直接空冷技术的优越性2.5 国内外空冷系统的发展与展望3 直接空冷系统优化设计3.1 优化目的3.2 优化方法3.3 亚临界机组优化过程及结果3.4 设备选择与布置3.5 超临界机组的空冷系统优化4 结论及建议1 概述1.1 工程概况
2、通辽发电厂位于内蒙古通辽市西北郊，是东北电网中部一座大型区域性发电厂，现有机组容量为800MW，分两期建设建成，每期工程各装设两台国产200MW燃煤发电机组，已分别于1985年和1990年相继建成投产。通辽发电厂是适应霍林河露天煤矿开发而建设的电厂。随着霍林河煤矿的开发利用和通霍铁路的建成投运，为了充分发挥国家“六五”、“七五”期间在该地区大量投资的经济效益和少数民族地区的发展与稳定，国家计委、电力、铁路、煤炭、水利等部门从八十年代末期开始为其倾注了很大的精力，以推动通辽发电厂三期扩建工程尽早实施，实现该地区煤炭、运输、电力同步协调发展，达到资源合理配置和投入产出综合平衡的目的。随着国家“十五
3、”计划的落实和西部开发战略的实施，恢复通辽发电厂三期工程建设，尽快实现通辽地区煤炭、运输、地下水资源开发与电力建设协调发展，充分发挥国有资产的效益，对于少数民族地区的发展和稳定都具有重要意义。为此，2001年8月，通辽发电厂再次委托我院，依据现在的工程外部条件对1994年国家原已批准过的2300MW亚临界机组方案的三期工程可行性研究报告进行方案调整，针对扩建1600MW超临界机组方案或扩建2300MW机组方案进行论证，编制通辽发电厂三期工程可行性研究调整方案，提出调整方案的装机推荐意见。2003年12月，为执行国家在富煤缺水地区规划火电厂的产业政策，把节水作为一个首要的考虑因素，积极推广应用空
4、冷技术，业主要求我院进行“通辽发电厂三期工程可研空冷方案调整”工作。1.2 设计主要原则1.2.1 本设计执行火力发电厂设计技术规程DL/T-5000-2000版的有关规定。1.2.2 本期建设规模为安装1600MW凝汽式汽轮机组，预留四期再扩建2600MW机组的条件。1.2.3 汽轮机排汽冷却采用机械通风直接空气冷却系统。辅机冷却采用带湿式冷却塔的二次循环供水系统。空冷凝汽器面积通过初步优化确定。1.2.4 本期生活用水从老厂生活水系统上引接，其它用水均来自经过轴承冷却用后的二期循环水排污水，不再扩建水源地。1.2.4 机组设计年运行7300小时，年利用5400小时。1.3 区域自然条件1.
5、3.1 自然地理条件通辽发电厂所在地区属于内蒙古通辽市管辖。该厂坐落于通辽市西北11km的双泡子境内，距长春约300km。电厂位于西辽河平原中部，喀尔沁草原的南缘，地貌形态比较简单，地势广阔平缓，由西向东逐渐倾斜。扩建区域内原为风成地貌，稍有起伏，现已被一、二期工程杂填土覆盖。地面标高在180.68m183.71m之间。扩建区内无永久性建构筑物，仅有一、二期工程遗留下的部分施工临建及一条220kV线路需拆迁。1.3.2 水文气象条件通辽电厂位于西辽河冲积平原中部，为内蒙古草原区。属温带冷草原夏雨气候区。该区四季分明，春季干旱多风沙，夏季短暂炎热而多雨，秋季凉爽、温差较大；冬季受西伯利亚高压冷气
6、流影响，气温低，冬天冷且漫长，达6个月之久。本区全年各季降水量分配极不均匀，多年降水量为338.1mm。每年从6月份起进入雨季，7月份降雨最多，其多年平均值为116.4mm，68月份降水量约占全年降水量的69%。冬季降水量最少，冬季（12-2月）降水量仅占全年的2%。由于受西伯利亚冷气流影响，全年盛行西风、西北风，夏季多南风。年大风日数达33.8天，沙暴日数在8.2天。厂址处在西辽河流域，其百年一遇洪水位标高为181.80m。厂区地面标高为180.68-183.71m，主厂房等主要建（构）筑物的零米标高均为182.50m。通辽地区的气象特征值如下。a） 极端最低气温-30.9b） 极端最高气温
7、39.1c） 多年平均气温6.1d） 多年平均相对湿度56e） 多年平均气压994.1hPaf） 多年平均降雨量394.7mmg） 多年平均蒸发量1195.7mmh） 最大冻土深度1.79mi） 最大积雪深度0.14mj） 多年平均风速3.7m/sk） 主导风向冬季 WNW、夏季SSW、全年SSWl） 10分钟平均最大风速33m/sm） 30年一遇10m高10分钟平均最大风速U1030.8m/s夏季频率P10%的气象参数见表1-1。频率P10%的气象参数表1-1湿球温度干球温度相对湿度大气压力hPa22.725.679%1004.6通辽地区各月气象条件详见表1-2。29通辽地区各月气象条件表1
8、-2月份项目1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月年 值气压（hPa）平均气压（hPa）1003.51002.2998.1991.4987.0983.8982.3986.6992.1997.81001.41002.7994.1气温（）平均气温-14.1-10.5-2.08.216.221.123.822.415.77.4-3.1-11.46.2平均最高气温-7.4-3.34.714.723.027.029.228.122.614.53.7-5.012.7平均最低气温-20.1-16.7-8.61.19.015.219.117.79.81.9-8.5-16.20.33极端最高气温
9、39.1极端最低气温-30.9水汽压（hPa）平均水汽压1.11.32.44.37.814.921.219.411.76.02.81.57.8最大水汽压36.3最小水汽压0.1相对湿度平均相对湿度55%48%44%42%45%61%73%73%65%57%55%55%56%最小相对湿度5%1%0%0%00%2%12%15%12%0%0%0%0%降水量（mm）平均降水量1.43.56.214.331.972.1118.681.638.120.44.52.1394.7一日最大降水量 5.642.022.455.042.058.7108.498.448.546.015.123.3108.4蒸发量（m
10、m）平均蒸发量28.644.8106.6223.5314.9269.2224.1193.5165.9127.660.832.61795.7最大蒸发量2172.4积雪深（cm）最大积雪深14风速（m/s）平均风速3.53.74.45.24.63.73.12.73.13.53.83.43.7最大风速17.320.223.833.021.023.029.018.027.617.021.316.333.0风向WSWSSWSSWSSWSSWSWNWSSWNWWNWNWNWSSW天气日数（天）大风日数1.11.44.38.17.03.01.60.81.02.12.11.233.8沙尘暴日数0.60.61.
11、32.31.60.60.20.20.10.10.20.47.51.3.3 典型年气温小时及运行小时分布由于空冷汽轮机组通过空冷凝汽器等设备直接与空气进行热交换，故环境气温的变化对机组背压的影响很大，使得汽轮机的背压处于变幅大、变化频繁的运行状态中，直接影响机组热耗、发电量。因此，在空冷机组设计过程中，必须根据有代表性的典型年的气象数据，通过优化计算和分析合理确定设计气温并选择空冷系统设备规模。通常需要厂址最近气象站至少近5年全年小时气温资料，从中确定具有代表性的典型年，并以典型年的小时气温统计作为设计的依据，同时将机组年发电量按照典型年气温对应的机组负荷分布进行统计，并以此作为经济比较的依据。
12、通辽电厂三期工程典型年气温一小时及运行小时分布见表1-3。典型年气温小时及运行小时分布表1-3温度（）全年（h）递增累积（h）递减累积（h）频率（%）运行工况（h）运行小时（h）利用小时（h）1007550-30=-30008760100.0000000-28-27.0-28.9118760100.0001011-26-25.0-26.934875999.9903032-24-23.0-24.9711875699.9506065-22-21.0-22.92940874999.8732102419-20-19.0-20.95797872099.54162734638-18-17.0-18.9114211866398.894537149678-16-15.0-16.9187398854997.59546
