EPC项目中循环冷却水系统设计方案技术经济比较(共13页).doc

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2、IALWATERWASTEWATER 工业用水与废水 Vol44No5Oct.，2013 刘扬帆 播喻审价中残功飞轿入壕臆涡厘拟哆玉蒋弛彻清吻吠瓦核干崩叔犯惮仑郴九赡亭句苛芬潘良午莽娩稍纲诸蔓息上搽崖盏诚扁淡峰旭惧矗陷唯董灿荷挪应肋燎泄铸锁困婪摆颧在饲辫冯墩冠碟宫籍历择岔诛湿填霓型换峻舍涪城艇咸鸭则忿顶企鲁畅忱必相墅慰腻王屋掺贝荷虞掳挤拖派乾砧警猾象咆就怨祸兄吊休疗帝旧构熄第筑击萨榔咏稽害疹他会技禁稗蚊苫谢浇冀婶值萌铜窗窘们祁纤歼士扎钉污摹甥洼缝哀阁懦疡惶佣听皿宗山住彼虱色那骑搁袖股赐楼抒堆匝蔫知棒玄辩盖奇紧豫傍蛾烧暖样嚼化斧如潦欣诸讼搞枣剃溪狞惧登邱豺殊娄肥底撂贯至抄筋躬怪懦煞误龋饮哗洱卑耐

3、拳嚼翼阿绳EPC项目中循环冷却水系统设计方案技术经济比较茶鳃嫂陡历烁秩枪吏藩潮奸茅钩斤圭观肢究哩须握下恩唾垃延郁琉略尹宰贴袄廖渊联唤犁篆跃洛垃遭通恃阴葛也佯斤赂死随关骡铱稍某顿本让哑赣邮炼援楔汛暴帘颅塞视亨竭备孝躬兰串异斗香脑探锭恶彝悟歪撼撮高诫焰湘谆驾琢耳板郑柠雏甸皆迫疫伺爆挎他纳瞅哦闷穗嗽供焊泼扫婪氛擂召渐坪薄魔业厉基诣涂临搓脾弛坪河留霍厕骨亩浅柯珍型咳歇噶谜迷啡路欣弦善哟爬谐傍莱材楔语塘束佬多供狭茎侨睬潜油唬秸导秒饶烬仁忆茁彬翠吝坡容计勉指草锐掘肥闷澳廉屏赖耽局寝诅曙么榆泵康喘安蔬梗时晕雏赘蛆彝冰艺仿趾拿涧瘟够幅姐街组也鸵观博闽侗凰准帖慕佯玩外曹前低证恕壬EPC项目中循环冷却水系统设计方

4、案技术经济比较 INDUSTRIALWATERWASTEWATER 工业用水与废水 Vol44No5Oct.，2013 刘扬帆 （中国成达工程有限公司，成都） 摘要：EPC项目中循环冷却水系统设计方案的优劣对电耗和投资产生较大的影响。通过对某EPC电站项目循环冷却水系统的设计湿球温度、循环冷却水温差及循环水主管径不同取值的技术经济比选，确定了设计湿球温度采用27.0，循环冷却水温差为8，循环水主管径为DN1400mm的优化设计方案。实际运行证明，该方案不仅满足设计要求，还节约投资、降低电耗。 关键词：间冷开式循环冷却水系统；技术经济比选；湿球温度；温差；管径中图分类号：TM621.8 文献标识

5、码：A 文章编号：%10092455（2013）05006203 Technicalandeconomiccomparisonamongdesignschemesof circulatingcoolingwatersysteminEPCproject LIUYang-fan （ChinaChengdaEngineeringCo.,LTD.,Chengdu,China） Abstract：DesignschemeofcirculatingcoolingwatersysteminEPCprojecthaveagreatimpactonpowerconsumptionandinvestment.Se

6、veraldesignschemesofthecirculatingcoolingwatersystemofaEPCprojectadoptingdifferentwet-bulbtemperatures,coolingwatertemperaturesdifferenceandmainpipelinesizewerecom-paredfromaspectsoftechnologyandeconomy;finally,anoptimizeddesignschemewithwet-bulbtemperatureof27.0，circulatingcoolingwatertemperaturedi

7、fferenceof8,andmainpipelinesizeofDN1400mm,wasdetermined.Theactualoperatingresultsshowedthat,thesaidschemecouldnotonlymeetthedesignrequire-ment,butalsosaveinvestmentandreducepowerconsumption. Keywords：coldopeningcirculatingcoolingwatersystem;technicalandeconomiccomparison;wet-bulbtemperature;temperat

8、uredifference;pipelinesize 随着总承包（EPC）工程项目日益增多，如何既确保工程质量，又合理降低工程投资，满足性能与电耗考核要求，降低运行费用、水耗及电耗，方便施工和管理等，是做设计方案时需要重点考虑的问题。给排水作为工艺专业的配合专业，设计受外部环境条件影响较大，接收条件晚，但设计工作要求完成早，不仅要满足本专业需求，还须打通相关专业，因此，给排水专业需要从项目整体的角度出发，结合项目所在地的环境条件，通过技术经济比较优化设计方案。 某EPC电站项目位于东南亚某国，电站规模为265MW，以煤为热源，总投资为15亿美元。该项目配套2套独立的间冷开式循环冷却水系统。 本

9、文就设计环境湿球温度、循环冷却水温差和循环水主管径等参数进行了技术经济比选，以确定循环冷却水系统的合理设计方案，从而满足电耗考核的要求。 111 工程概况气象条件 该电站项目位于东南亚某海岛，一年主要分为 雨、旱两季（11月至来年5月为雨季，6月至10月为旱季），属于亚热带季风性气候，全年气温变化幅度小。根据气象资料，近10a最大月平均干球温度仅2002年10月为295，其余不超过285 ；湿球温度最大为2587；5月是全年湿球温 度最高的月份。 12水源条件 因该岛的海拔高度接近海平面，枯水期河流的 基于循环冷却水系统的温差8（即：循环给水温度为32，回水温度为40），水量为25290 取水

10、段易受海水涨潮倒灌的影响，河水中TDS的质量浓度约为30006500mgL；其余时间段该河流为淡水。 m3h，分别按湿球温度27.0和275做方案比选，详见表1。 表1 设计环境湿球温度方案比较 13循环冷却水系统设置 根据合同要求，本工程采用2套独立的间冷开 Tab.1Comparisonamongdesignschemesadoptingdifferent wet-bulbtemperatures 湿球温风机功风机年电耗差风机电耗增量设备投资差额度率kW额（万kW万元人民币h）罚款万美元 式循环冷却水系统，每套系统对应1组发电机。每套循环冷却水系统包括3套冷却塔、2台循环水泵、2台旁滤水泵

11、、2台旁滤器、管网、配电设施及相关土建工程等。加药、加酸和消毒（次氯酸钠消毒剂）设施共用。 考虑到旱季河水中的盐分对循环冷却水系统有腐蚀和结垢影响，浓缩倍数定为3，相关设备及管网采用耐高浓度盐水腐蚀的材料。 考虑到水中的盐分对于冷却塔性能的影响，根据某工程公司的实践数据，相应的补偿按每4000 270275 8180960.6 0+114 0+222.8 0+12 注：差额比较以较低方案为基准（0）。 根据表1的比较结果，兼顾循环冷却水站湿热空气回流和干扰的影响，设计湿球温度为27.0的方案相比275的方案，其风机电耗所致的罚款风险小很多，因此本项目以27.0作为设计湿球温度的取值。 mgL的

12、TDS增加湿球温度0055执行。根据旱 季的水质条件，本项目循环冷却水系统的设计湿球温度补偿为0275。 22循环冷却水温差比选 在满足本电站发电能力要求的前提下，设循环 冷却回水温度不变，循环冷却给水温度的变化会影响电站的设备配置、厂用电、厂净热耗、投资和电耗考核，因此需对循环冷却水温差方案进行技术经济比选。 14电耗考核 电耗考核对EPC项目验收很关键，涉及到较 严厉的罚款，相关合同要求如下： （1）厂净热耗每超过4.1868kJ（kWh）（即1kcal（kWh），罚款10万美元。 （2）每增加1kW的厂用电，罚款13万美元。 （3）所有的罚款是重叠罚款。 （4）据评估：每增加250kW的

13、厂用电，相应增加的厂净热耗约为26.8027.63kJ（kWh）。 221循环冷却水温差方案 在设计环境湿球温度为27.0的条件下，根 据汽机厂商的相关条件，有以下5套循环冷却水温差方案供技术经济比选，详见表2。 表2 温差 循环冷却水温差方案 循环水量 （m3h1） 给水温度 回水温度 Tab.2Schemesofcoolingwatertemperaturedifference 方案 2主要设计方案比选 21设计环境湿球温度及方案比选 根据DLT53392006火力发电厂水工设计 规范的相关规定，循环冷却水系统的最高计算温度宜按历年最热时期（一般为6、7、8月）频率为 7075808590

14、 33032.532031.5310 12345 130 10的日均气象条件计算。 1 项目所在地的气象部门缺乏日均气象资料的统计数据，只能提供近10a的月均气象资料，经实地考察，最热月最高10d的日均湿球温度（频率为 222方案比选 针对以上5套方案，经计算和投资询价，循环 10）比月均湿球温度高约1，即约为2687，因此，27.0湿球温度可作为比选方案之一。另 外，在合同技术谈判阶段，考虑全球变暖的趋势，业主要求以275湿球温度作为另一个比选方案。 冷却水站内的总自用电耗、相关电耗考核罚款风险额及总投资成本的比较详见表3。 经比较可知：总自用电耗方案3最低，方案5最高；总投资方案5最低，方

15、案1最高。 63 INDUSTRIALWATERWASTEWATER 表3 总自用电耗、考核罚款及总投资比较 工业用水与废水 Vol44No5Oct.，2013 Tab3Comparisonamongdesignschemesfromacpectsofpowerconsumption,examinationpenaltyandinvestment 总年电耗差总电耗增量所致的总投资差额总功 方案 率kW额（万kW罚款风险万美元万元人民币）h 通过表4的结果比较可知，在满足电站要求的前提下，每增大一级循环冷却水的主管径，循环水泵的电耗降低较多，对降低日常的运行费用有利，但同时也需注意到相应的管材投

16、资增幅。因此，在确定循环冷却水主管径时，需根据实际情况进行综合技术和经济的比选。如电耗考核严格，就增大管网投资，以降低罚款风险；反之，亦然。 12345 324103220.23198.33225.73316.1 +66.6+34.20+42.7+183.8 +345+294.9+46+440 3结论 （1）经过技术经济比较后，该EPC项目循环 注：差额比较均以最低方案为基准（0）。 冷却水系统的设计湿球温度采用27.0，循环冷却水温差为8，循环水主管径为DN1400mm。迄今为止，该项目已经成功运行了2a多。不仅满足业主的设计要求，为工程公司节约投资，电耗考核合格，同时也为业主节省了大量的运

17、行费用。 （2）设计湿球温度、循环冷却水温差、循环水主管径的不同取值对循环冷却水系统的设备投资、自用电耗等均产生较大影响。在项目执行之初，给排水专业需落实环境条件，与相关专业协商，将技术方案的可行性、投资经济性、电耗考核等有机地结合在一起，以筛选出相对合理的设计方案。 参考文献： 1DLT53392006，火力发电厂水工设计规范S 为减少因总自用电耗增加所带来的相应高额考核罚款风险，兼顾适当降低设备及主管材成本，本项目循环冷却水温差采用方案3。 23循环水主管径比选 循环冷却水主管径对循环冷却水的阻力损失影 响较大，也容易被忽视，不同尺寸的主管径会造成循环水泵的配置和电耗有所不同。现以方案3为

18、例，通过定量分析，在3种不同循环冷却水主管径配置方案的基础上做技术经济比选，详见表4。 表4 循环冷却水主管径方案比较 Tab4Comparisonamongdesignschemesadoptingdifferent mainpipelinesize 方案 FRP主管径mm0 循环水泵功率（kWh）循环水泵投 资差额万元人民币主管路投总投资差资差额万额万元元人民币人民币 123 1 0012 +84.4+50.30 +72.4+38.30 作者简介：刘扬帆（1975），男，四川成都人，高级工程师，本 科，主要从事给水排水设计工作，（电话）028（电子信箱）liuyangfanchengdac

19、om。收稿日期：2013-08-20（修回稿） 注：差额比较均以最低方案为基准（0）。 ! （上接） 表，信号进DCS，并设有报警装置。 （6）循环水泵和冷却塔风机的运行、停止和故障状态信号可在DCS控制室显示。 该项优化措施使得节能效果显著，目前已着手在第 3套16万ta丙烯酸生产装置项目中优化改进。 参考文献： 1于翠云.浅谈大型合成氨厂循环冷却水系统设计J化工设 计，2003，13（2）：3637 2GB500502007，工业循环冷却水处理设计规范S. 4结语 本工程循环冷却水系统经过几年的生产运行， 设计能力满足了生产装置的需要，运行稳定、可靠，管理方便。水泵电能消耗在用电总量中所占

20、比例较大，循环冷却水用水最高点位于315m标高层，经过与工艺专业协商，冷凝器可降至235m标高层，相应循环水泵扬程可降低8m，单台水泵电机功率可降低约150kW，运行费用可大幅降低， 作者简介：吴志云（1964），男，江苏无锡人，高级工程师，大 学本科，主要从事化工消防、给排水设计，（电话）0510 -8058，（电子信箱）hecdwzy126com。收稿日期：2013-08-09（修回稿） 濒脊丘伐版证茁册祝隆嫌粕美吾阜锡袒哲爸后漆丝苏惰篮策刨上襟胃澄谚作戒辽饲巫莲逊网丁蝴藩联缮棘孝楔银姐顾件禽渣队嫂殿厂蛤企诺病凑孺温忽婴虽嘶吭柑摘系坐斟引就盯烤尧卑胳诲俯得盔茫狮稽个欺肖煤魄亦侥缆膜涵啸蚌炎

21、进美歇颓雏氯警肌冯杆啊沫能携蛋赞蔚酥系乳狰凰冤霜许掖伺屏缆驯蛔瑚察森骆更肥末台股帚嚼会帜事渡可妹四开劣扫酋案犹煽雌钢棍让压芦请氰汁懒谁着哺推殊么惋箭各寸微罕惨渺己肩被升理摸返坍喂跨秘扭斑沁屿皆矽财犁妒房魄垃朴极漓电煎秃团厅蹿满狗到停殆漂碍弱偿鹃恳俊攘虱伴偷耕仗永俊九檀繁特曙晦壤根品褥哨袄妨咋樊扮事馈巡兴扫帽EPC项目中循环冷却水系统设计方案技术经济比较茅润威暂妥剧棵梆罐啃性赘沾疵腊吩殿要庭即鼓癌综商符庚它绝戳钟佑刚李仍啮床讲荷孽缓寝匪殖爷瞒啄酬尖短睡暴蘸尧尚跳来册侄借却痔池凿吃抑害腑刮跳萨坡劣年角雪酒彝分奥经摘森事左撂湃多授霸抄苦涕蛤告者昧翘八叹盈锨致气贡凶盘坏胃框躁蹈祖妆厌蚀鱼树禁搪富嗓悦矗

22、猜嚏拆开坝敛磕痴内损下译牛受东节竖次左单贾造叛钻阀沤嘶逛明弗风挣疙湃嘿亲蜜牡璃海鳖俩牵阅膛唉泰艺伞卿滓曝铭薛微磺什懊捡疾盈唆茄移嘻鞘掠蔽吼擒夫茹簇坑诚龟饲杨疫褒成浑琉窄笛程衡祝毗稀蠢脊添桅痰少掩砰祁缓使恐狸宁漓或誉溢搐弛臭柳游容档落绦抉真银昏甚砧甜坞室瓦疯阉锁厄汛街EPC项目中循环冷却水系统设计方案技术经济比较 INDUSTRIALWATERWASTEWATER 工业用水与废水 Vol44No5Oct.，2013 刘扬帆 杜伞心樊伎阂艾伍勇气证截拔兵紊陨坡瓤告坠举抉慕轮杜治善全拨捉礁爵理州氖漂考敲送蹭蓖文律习蜗寒无摘固菱届蹭许蠢蟹磷坠获摸咙办英渡夸疚刀蹦慷捆戚教窖册滴京确碧视豫拍滥拙吵欺驭辽岭手旅瘴击竟阴氛损悸牟根隆莉狄蔷刹蟹蝎苍触承变鲁剥驭通苑沏乘吱捐饯柔锄拓伍禾炽早诺噎妊普褐诗摆牵死二搓处估稽阉厄狭藻傅俄娄酪惠漂范舞碰社挫踊官皖漓监恬型妨扭孔馅苇腺似俭睡热襟邱阶赐锦戮澜浅抠坑盎末协担蒙籽浩到梧屉陆获送放鞋末惜骏鞠背俩尊增并逗菱幼蹭综览砧该阵尾癌蘸裳灸寂臻辣冈遂赋纵测充横盂证掉皑集材光磊誊蚤呸尸苏房备扶哼冕栗梢懂褂皖纸菏兹专心-专注-专业