光熱電站空冷技術應用的選擇與創(chuàng)新
發(fā)布者：本網記者Jason | 來源：CSPPLAZA光熱發(fā)電網 | 2評論 | 9212查看 | 2012-09-25 16:16:00
CSPPLAZA光熱發(fā)電網報道：光熱發(fā)電在應用層面面臨的一大瓶頸是冷卻問題，在大多數(shù)光熱電站的建設地區(qū)，水資源極度緊缺，水的價值甚至可能要高于光熱電站輸出的電力價值，這極大程度地制約了水冷技術的應用，空冷隨之成為了業(yè)界不得已的選擇。
光熱電站配置空冷設施，一方面要增加較大的投資成本，同時，空冷設備自身的運行還要消耗大量電力，這大概相當于光熱電站自身發(fā)電能力的5%左右，這些因素都將削弱光熱電站的盈利能力。
業(yè)界正在尋求更先進的光熱電站空冷技術的解決方案，并開始在多個CSP項目中應用。明年，備受關注的美國Ivanpah光熱電站將完成建設，這個總裝機392MW的大型塔式光熱電站就將采用空冷技術。
2010年，來自巴黎高等礦業(yè)和能源研究中心的Denis Bonnelle，法國電力公司的Frederic Siros以及來自國際能源署的高級分析師Cedric Philibert等三個研究人員組成的研究團隊就在2010年SolarPACES大會上發(fā)表過一篇學術論文，討論是否可以改進海勒式間接空冷技術，應用于光熱發(fā)電？他們建議利用對流驅動的海勒空冷塔代替風機。
海勒式間接空冷技術已經在傳統(tǒng)電站上有所應用，土耳其的Bursa燃氣聯(lián)合循環(huán)電站總裝機1400MW，空冷系統(tǒng)即采用海勒式間接系統(tǒng)，由匈牙利EGI公司設計和供應設備(包括噴射式凝汽器至空冷塔的全部設備和系統(tǒng)及輔助空冷系統(tǒng))。Bursa電站空冷塔高135m，底部直徑122m，喉部直徑67m。
上述研究團隊設想通過建設高塔來對傳統(tǒng)的海勒空冷塔進行改進，這種高塔更像一個巨大的煙囪。而事實上，CSP電站和煙囪的結合有較長的歷史，太陽能煙囪熱氣流發(fā)電技術早在1978年由德國J.Schlaich教授首先提出。隨后由德國政府和西班牙一家電力企業(yè)聯(lián)合于1982年在西班牙建成世界上第一座太陽能煙囪發(fā)電站，但此后這種技術的發(fā)展并不順利，其中面臨的主要挑戰(zhàn)在于對塔的建設高度要求過高。
但對于其設想的這種技術，相關成員并未做詳細的解讀。在投資成本方面，上述研究團隊的成員Bonnelle表示，“這種空冷設施適用于裝機規(guī)模較大的電站，規(guī)模效益較好，但應用于小型電站則很不經濟。經過測算，裝機低于300MWe的光熱電站不適合此類技術的應用?！?nbsp;
基于較為保守的推算，對于300MWe規(guī)模大小的光熱電站，需要建設高達500米，直徑達60米的煙囪塔，耗資約2800萬美元。相對應300MWe的大規(guī)模電站來說經濟性尚可，而如果把電站規(guī)模擴大至1000MWe，則僅需要建設660米高的煙囪塔，相對節(jié)約投資55%，規(guī)模效益突出。
但此項建議在2010年被提出后，尚未在實際電站中進行應用。即將于明年完工的Ivanpah光熱電站仍采用了風機進行空冷。但上述研究團隊認為，Ivanpah光熱電站的裝機已經超過了300MW，達到了應用他們提議的這項技術的可行范圍，這也是一種進步。伴隨光熱電站的裝機規(guī)模趨于更大規(guī)模化，這種技術的經濟性將會逐步顯現(xiàn)。
北京基伊埃能源技術有限公司工程師David在接受CSPPLAZA記者采訪時表示，從技術上說，直接空冷，間接空冷都能滿足光熱電站的空冷需求。但直接空冷可調節(jié)性比較好，能較好地適應不帶儲熱的光熱電站的蒸汽流量波動。同時，目前的光熱電站容量相對傳統(tǒng)電站，都比較小，用直接空冷技術更劃算，而當電站規(guī)模超過一定裝機時，采用間接空冷可能更經濟。總的來說，采用哪種空冷技術，要考慮包括電廠環(huán)境，技術參數(shù)，經濟成本，水資源狀況等多個因素。
本網注：
北京基伊埃能源技術有限公司：德國GEA能源技術有限公司北京分公司，是德國GEA集團所屬企業(yè)，主要業(yè)務領域為能源工業(yè)所需的空冷技術以及常規(guī)水冷塔技術和產品。（轉下頁）
空冷系統(tǒng)主要有三種：即直接空冷系統(tǒng)、帶表面式凝汽器的哈蒙式間接空冷系統(tǒng)和帶噴射式凝汽器的海勒式間接空冷系統(tǒng)，這三種空冷系統(tǒng)在我國都有應用。
直接空冷系統(tǒng)是指汽輪機排汽直接用空氣來冷凝，由軸流風機提供冷卻空氣。汽輪機排汽通過排汽管道送到室外的空冷凝汽器內，空冷風機使空氣流過散熱器外表面，將排汽冷凝成水，凝結水再經泵送回汽輪機的回熱系統(tǒng)。直接空冷系統(tǒng)初期投資較低，占地面積小，鍋爐給水和冷卻水系統(tǒng)分離，但是耗電多，運行效率及運行穩(wěn)定性受自然風環(huán)境影響較大，噪音高，在極端氣候條件下運行維護相對簡單。
間接空冷系統(tǒng)又分為帶表面式凝汽器的哈蒙式間接空冷系統(tǒng)和帶噴射式凝汽器的海勒式間接空冷系統(tǒng)，初期投資較高，占地面積大，運行中對水質要求較高，但運行費用低，維護簡單，沒有噪音污染。
帶表面式凝汽器的間接空冷系統(tǒng)由表面式凝汽器與空冷塔構成。與常規(guī)的濕冷系統(tǒng)基本相仿，不同之處是用表面式對流換熱的空冷塔代替混合式蒸發(fā)冷卻換熱的濕冷塔，用潔凈的除鹽水代替濕冷機組的水質較差的循環(huán)冷卻水，以避免冷卻水管道臟污堵管，或結垢而降低冷卻效果。
海勒式間接空冷系統(tǒng)最早由匈牙利海勒教授于1950年在世界動力會議上首先提出，并于1962年最先應用于英國的拉格萊電廠一臺120MW機組上。1987年，我國在大同二電廠兩臺200MW首次引進了匈牙利的海勒式間接空冷系統(tǒng)，從開始在我國運行距今已18年時間。過去人們認識海勒式間接空冷系統(tǒng)的主要特點為：雖然噴射式凝汽器換熱效率高，端差小，空冷機組的煤耗較低，但存在系統(tǒng)復雜、設備多、水質控制困難、系統(tǒng)控制調節(jié)困難等。海勒式間接空冷系統(tǒng)至今只運用到300MW等級機組上，但經過這些年的發(fā)展，海勒式空冷系統(tǒng)已經有了較大的進步，EGI公司已經發(fā)展到第五代福哥型散熱器、控制系統(tǒng)可以更先進、噴射式凝汽器換熱效率可以更高等。
最新評論
2人參與
李俊
也就首航吧
2012-09-30 14:49:04
0
李俊
國內貌似沒有空冷企業(yè)說要向CSP拓展啊
2012-09-30 14:48:48
0
馬上參與
最新資訊
-
![]()
-
![]()
16小時前 10:58 -
![]()
16小時前 10:09 -
![]()
17小時前 09:39 -
![]()
17小時前 09:02 -
![]()
19小時前 07:34 -
![]()
昨天 06-03 17:00 -
![]()
昨天 06-03 15:45 -
![]()
昨天 06-03 14:53 -
![]()
昨天 06-03 14:53 -
![]()
前天 06-02 17:29 -
![]()
前天 06-02 16:30 -
前天 06-02 16:02
-
![]()
前天 06-02 15:49 -
![]()
前天 06-02 14:38
