李越

（神华国华寿光发电有限责任公司，山东寿光 262714）

常规塔与高位塔经济性比较

李越

（神华国华寿光发电有限责任公司，山东寿光 262714）

介绍了常规塔和高位塔的基本情况，分别从初期投资、运行维护费用和成本回收等方面，对两种凉水塔的经济性进行了对比分析，得出高位塔在实际应用中更具有优势和发展前景的结论。

高位塔；常规塔；运行维护；初始投资；成本回收；经济性

1 常规塔与高位塔概况

1.1 常规自然通风逆流式湿式冷却塔

常规自然通风逆流式湿式冷却塔（以下简称常规塔）在我国电厂使用最多，这种塔型的通风筒通常采用双曲线型，用钢筋混凝土浇制，如图1所示。

图1 常规塔

由图1可知，热水由管道通过竖管（竖井）送入热水分配系统，然后通过喷溅设备将水洒到填料上，经填料后成雨状落入集水池，收集后循环冷却使用。塔筒底部为进风口，塔外冷空气从进风口进入塔体，穿过填料下的雨区和热水流动成相反方向流过填料（故称逆流式），通过收水器回收空气中的水滴后再从塔筒出口排出。

常规塔冷却效果好，但通气阻力相对较大，所以填料体积小。现在大多采用薄膜式填料，其淋水密度不宜太大，一般采用6～8m3／（m2·h）。虽然一次性投资较高，但没有机械设备，不耗电，日常运行维护工作量小，运行稳定。

1.2 高位收水自然通风逆流式湿式冷却塔

在循环冷却水系统中产生的主要费用是循环水泵的电耗。循环冷却水量越大、扬程越高、水泵所消耗的轴功率就越大，电耗就越高。通常，厂址所在地外部环境条件和机组容量决定了所需循环冷却水量，因此，能否降低水泵扬程就成了能否降低电耗的关键。

目前，常规塔采用冷却水由塔进风口上部滴落到塔下部集水池的收水方式，冷却水滴落的高差造成了水泵扬程的浪费。

高位收水自然通风逆流式湿式冷却塔（以下简称高位塔）不同于常规塔之处主要在于，取消了常规塔底部的集水池和雨区，取而代之的是在填料层下部直接采用收水装置，使冷却水经过收水装置收集后汇入高位集水槽，从而提高循环水泵吸水高度，降低循环水泵扬程和水滴滴到水池的噪音，达到节能降噪的目的。

1.3 高位塔与常规塔工艺流程

虽然高位塔与常规塔在工艺设计和布置方面不尽相同，但传热的基本原理是相同的，即以焓差为热传导的推动力进行水气之间的热交换计算；而在空气动力计算方面，都是由塔筒内、外空气密度差提供抽力。高位塔与常规塔工艺流程对比如图2所示。

2 常规塔与高位塔配置

某火力发电厂建设2台1 000MW超超临界湿冷机组，下面以该厂为例对2种配置方式的经济性进行比较，表1为汽轮机最大连续功率（TMCR）工况下循环水系统冷却水量。高位塔和常规塔方案的配置比较见表2。

3 常规塔和高位塔经济性比较

3.1 2种塔型初投资

根据表3所列2种水塔投资初投资情况，可以计算得出2种水塔的初投资差值。初投资差值＝高位塔初投资-常规塔初投资＝32 206-16 900＝15 306（万元）。

图2 常规塔和高位塔工艺流程对比

表1 循环水冷却水量

表2 常规塔和高位塔塔体配置比较

表3 2种水塔初投资比较 万元

3.2 2种塔型方案运行费用

2种水塔方案年运行费用见表4，目前该厂发电成本为0.252元／（kW·h）（呈逐年上升趋势），可计算出高位塔每年可比常规塔节省电费数额

μ＝W×t×m＝5219×5500× 0.252÷10000＝723.3534（万元）。

表4 2种水塔运行电费比较

3.3 2种塔型方案年总费用

根据表5中数据计算2种水塔年总费用差值NF＝P×AFCR+μ＝15306×13%+（-723.3534）＝1266.4266（万元）。

表5 2种塔型年总费用比较 万元

3.4 成本回收年限

成本回收年限N＝P／μ＝15 306／723.353 4＝21.16（年）。一般电厂设计寿命为30年，成本回收期为21年，在寿命期的后9年可为电厂节省成本M＝9×μ＝9×723.3534＝6510.1806（万元）。

从目前国家的发展形势来看，随着高位塔国产化和技术的日渐成熟，高位塔的初期投资会越来越低，发电成本逐年升高，成本回收年限会越来越短，所以，高位塔在降低成本方面表现出来的优势会越来越明显。

4 结论

从上述2种冷却塔方案的经济比较可以得出以下结论。

（1）冷却塔体型和高度。在相同设计条件下，达到同样出塔水温时，高位塔较常规塔的塔筒尺寸小。

（2）淋水填料体积。高位塔的填料体积较常规塔少。

（3）初投资。常规塔初投资较高位塔低。

（4）年运行费用。高位塔年运行费用要远低于常规塔。

（5）年总费用。电价对年总费用有较大的影响，经过对电价敏感性分析，当电价上涨至0.495元／（kW·h）时，高位塔方案年总费用低于常规塔方案。

（6）节能、降噪。高位塔装设高位收水装置后，由淋水填料底部下落的水滴经过收水斜板在空中截流收集，高位塔比常规塔节约水头8.3m。可见，高位塔比常规塔具有明显的节能效果，且减少了水滴下落冲击造成的噪声污染。

综合以上因素考虑，在相同设计条件下，达到同样出塔水温时，虽然高位塔工程初投资较高，但高位塔具有淋水填料体积小、节能、降噪、投资低等优点，考虑到将来上网电价的上调，高位塔将更具优势。

［1］李磊.火力发电厂年固定分摊率的选择［J］.华电技术，2010，32（10）：40-42.

［2］张文斌，陈建功.电力工程水务设计手册［M］.北京：中国电力出版社，2005.

（本文责编：白银雷）

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1674-1951（2015）07-0038-02

李越（1985—），男，黑龙江牡丹江人，工程师，从事电厂集控运行方面的工作（E-mail：271132120＠qq.com）。

2015-01-27；

2015-06-11