EPC项目中循环冷却水系统设计的具体方案技术经济比较 EPC项目中循环冷却水系统模块设计方案技术经济比较 INDUSTRIALWATER＆WASTEWATER 工业用水与废水 Vol．44No．5Oct.，2013 刘扬帆 （中国成达工程有限公司，成都610041） 摘要：EPC项目中循环冷却水系统设计的具体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DN1...
技术经济比较 INDUSTRIALWATER＆WASTEWATER 工业用水与废水 Vol．44No．5Oct.，2013 刘扬帆 （中国成达
有限公司，成都610041） 摘要：EPC项目中循环冷却水系统模块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的优化设计的具体方案。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 文献标识码：A 文章编号：%1009－2455（2013）05－0062－03 Technicalandeconomiccomparisonamongdesignschemesof circulatingcoolingwatersysteminEPCproject LIUYang-fan （ChinaChengdaEngineeringCo.,LTD.,Chengdu610041,China） Abstract：DesignschemeofcirculatingcoolingwatersysteminEPCprojecthaveagreatimpactonpowerconsumptionandinvestment.SeveraldesignschemesofthecirculatingcoolingwatersystemofaEPCprojectadoptingdifferentwet-bulbtemperatures,coolingwatertemperaturesdifferenceandmainpipelinesizewerecom-paredfromaspectsoftechnologyandeconomy;finally,anoptimizeddesignschemewithwet-bulbtemperatureof27.0℃，circulatingcoolingwatertemperaturedifferenceof8℃,andmainpipelinesizeofDN1400mm,wasdetermined.Theactualoperatingresultsshowedthat,thesaidschemecouldnotonlymeetthedesignrequire-ment,butalsosaveinvestmentandreducepowerconsumption. Keywords：coldopeningcirculatingcoolingwatersystem;technicalandeconomiccomparison;wet-bulbtemperature;temperaturedifference;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2×65MW，以煤为热源，总投资为1．5亿美元。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。 11．1 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29．5℃，其余不超过28．5 ℃；湿球温度最大为25．87℃；5月是全年湿球温 度最高的月份。 · 1．2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 取水段易受海水涨潮倒灌的影响，河水中TDS的质量浓度约为3000～6500mg／L；其余时间段该河流为淡水。 m3／h，分别按湿球温度27.0℃和27．5℃做方案比选，详见表1。 表1 设计环境湿球温度方案比较 1．3循环冷却水系统设置 根据
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、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
。 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 27．027．5 818．0960.6 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27．5℃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。 mg／L的TDS增加湿球温度0．055℃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0．275℃。 2．2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。 1．4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／（kW·h）（即1·kcal／（kWh）），罚款10万美元。 （2）每增加1kW的厂用电，罚款1．3万美元。 （3）所有的罚款是重叠罚款。 （4）据评估：每增加250kW的厂用电，相应增加的厂净热耗约为26.80～27.63kJ／（kW·h）。 2．2．1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／ （m3·h－1） 给水温度／ 回水温度／ Tab.2Schemesofcoolingwatertemperaturedifference 方案 2主要设计方案比选 2．1设计环境湿球温度及方案比选 根据DL／T5339—2006《火力发电厂水工设计
》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 ℃7．07．58．08．59．0 ℃33．032.532．031.531．0 ℃4040404040 12345 2420023130 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 2．2．2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26．87℃，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27．5℃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，方案1最高。 ··63 INDUSTRIALWATER＆WASTEWATER 表3 总自用电耗、考核罚款及总投资比较 工业用水与废水 Vol．44No．5Oct.，2013 Tab．3Comparisonamongdesignschemesfromacpectsofpowerconsumption,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 3241．03220.23198.33225.73316.1 341802294 +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： ［1］DL／T5339—2006，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。 2．3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 Tab．4Comparisonamongdesignschemesadoptingdifferent mainpipelinesize 方案 FRP主管径／mm0 循环水泵功率／（kW·h）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 00＋12 +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，（电线（电子信箱）liuyangfan＠chengda．com。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t／a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模块设计［J］．化工设 计，2003，13（2）：36－37． ［2］GB50050—2007，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比例较大，循环冷却水用水最高点位于31．5m标高层，经过与工艺专业协商，冷凝器可降至23．5m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，（电线，（电子信箱）hecdwzy＠126．com。收稿日期：2013-08-09（修回稿） · ———————————————————————————————————————————————
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