（秦皇岛发电有限责任公司河北秦皇岛066000）
摘要：近年来沿海地区发电厂的数量和容量呈增长趋势，如果不采用适宜的冷却技术，沿海地区发电厂的温排水将引起愈来愈重的水体热污染，影响海洋环境和生态平衡。近来人们越来越关注直流冷却系统的可用性，并趋向于认为这是一种不利于水体环境和生态平衡的技术，直流系统将大量的温度较高的海水（41～45℃）直接排放到海域中，对海湾水体环境及海水生物产生不利影响。本文分析了电厂集控运行技术。
关键词：电厂集控；运行技术；海水冷却塔
目前，各发电企业为降低发电成本，燃用的煤质越来越偏离设计值，含硫量甚至大于1%，不得不进行配煤掺烧，结果增加了海水脱硫系统的能耗，因此了解其工艺过程及系统组成，参照设计数据及保证值，优化运行，降低厂用电率，降低供电煤耗，即节能又减排，具有普遍性。对从事这方面工作的人员，以及建设节约环保型电力企业有一定的借鉴。
一、实例分析
秦皇岛电厂一期2台200MW机组，2台炉共用1座高145m、出口内径8m的烟囱。每台汽轮发电机组的冷端配有一套海水（2台循环水泵并联）开式冷却系统。
1.海水脱硫系统概述。两台机组共用一套脱硫系统，脱硫装置自成体系，脱硫机组按两炉一塔，单元制运行考虑，辅助系统按4台机组合用的原则考虑。海水脱硫工艺是以海水作为吸收剂，采用适当的液气比在脱硫塔内对烟气进行洗涤，以去除烟气中SO2。
（1）工艺过程。一是烟气吸收系统。锅炉排出的烟气经电除尘器除尘后由增压风机升压送入吸收塔。凝汽器虹吸井里的一部分海水靠重力流入海水升压泵吸水池，再由升压泵送进吸收塔，经过喷淋后在吸收塔里形成很好的雾状液滴，将气相SO2转化为液相，可溶解的SO2立刻与海水反应，形成亚硫酸盐离子。二是海水恢复系统。吸收塔里的海水在脱去烟气中的SO2后呈酸性，含较多的SO2-3，通过吸收塔后洗涤海水的耗氧量（COD）将升高，溶解氧（DO）降低，不能直接排入海水中。所以将洗涤烟气的海水收集到曝气池，与凝汽器虹吸井扣除到升压泵的另一部分海水混合，并通入大量空气进行曝气。其作用有：一是使SSO2-3完全氧化成SO2-4；二是除去溶解的CO2以提高海水的pH值；三是降低海水的COD；四增加海水中的DO，使海水达到排放标准。
（2）系统组成。海水脱硫系统主要由烟气系统、SO2吸收系统、海水供排系统、海水水质恢复系统、供电系统、控制系统等组成。一是烟气系统。主要由增压风机、烟道挡板门、挡板门密封风机、烟道等设备组成。锅炉的烟气经电除尘器、引风机、脱硫系统入口挡板门，由增压风机升压后，进入吸收塔，被海水洗涤脱硫后经过脱硫系统出口挡板门返回烟道，由电厂240m高烟囱排入大气。每套脱硫系统配1台AN型入口静叶可调（已进行变频改造）的轴流式增压风机。风机布置在吸收塔前的烟道上。为方便检修，保证脱硫装置不影响机组的安全运行，每套脱硫系统均设置了100%容量的烟气旁路烟道，旁路烟道设双百叶窗型挡板门。二是SO2吸收系统。SO2吸收系统是脱硫装置的核心。待处理的烟气进入吸收塔与喷淋的海水接触，经海水洗涤后去除SO2。升压泵为吸收塔提供大流量的海水作为吸收剂，为保证气液两相充分接触，提高SO2的吸收效率，在吸收塔内装设填料层、除雾器。脱硫后的净烟气经除雾器除去携带的雾滴自塔顶排出。洗涤烟气后的酸性海水在吸收塔底排出，经排水管流入曝气池。三是海水供排系统。脱硫用海水取自凝汽器出口的虹吸井，海水自虹吸井堰后部经引水管自流到升压泵前水池，由升压泵送至吸收塔顶部。虹吸井中的另一部分海水从排水沟引出至曝气池与吸收塔的自排水在曝气池混合。经曝气处理后，得到恢复的海水从曝气池自流到原有的循环水排水渠后排入大海。流入曝气池的海水量通过虹吸井后原有排水渠内安装的旁路水泥闸门来控制。四是海水水质恢复系统。曝气池是系统的主要构筑物。2台机组共用一个曝气池。对应每台机组布置两台曝气风机，向池内鼓入适量的压缩空气。经过处理达到排放要求的海水由曝气池溢流至排水沟，经电厂原有的循环水排水口排入大海。曝气池排放口设有pH、溶解氧（DO）等监测仪表。
2.海水脱硫系统设计数据及保证值。海水脱硫系统除关键设备外，80%的设备均为国产设备。设计数据及保证值如下。一是设计燃煤煤质。近年来，随着电力市场经济的开放，各火电厂为降低由于设计煤种标煤单价的快速上涨，由此带来发电成本的增加，不得不大量采购劣质煤，进行配煤掺烧，增加了脱硫系统的能耗。优化运行是减少能耗的重要途径之一。二是脱硫系统入口烟气设计参数。燃用设计煤种，锅炉BMCR工况下，机组脱硫装置进口烟气设计参数见表1。保持锅炉最佳的燃烧和除尘效率，是保证脱硫系统入口烟气设计参数的前提。入口烟气越靠近设计参数，越能减轻吸收塔的负担，越能满足保证值的要求，更有利于节能减排。
（表1）
3.海水脱硫系统优化运行。海水脱硫系统的运行增加了机组能耗。在满足脱硫系统保证值的前提下，脱硫厂用电率实测1.2%左右，影响供电煤耗4.06g/kWh。虽然国家对脱硫机组电价进行1.5分/kWh的补偿。但由于煤炭市场进一步开放，煤价节节攀升，发电厂的赢利空间越来越小，因此降低运行发电成本已成为火电厂的中心工作。降低脱硫系统的厂用电率，优化运行是电力企业节能减排工作的又一重要环节。海水脱硫系统投运以来，虽然增压风机已改变频控制，但增压风机的功耗随转速变化非常大。实践证明，在吸风机运行裕量允许的情况下，适当提高吸风机克服烟道阻力、减小增压风机克服脱硫系统烟道阻力，将增压风机入口风压设定由-0.08kPa提高到+0.2kPa，这种运行方式吸风机增加的功耗远远小于轴流变频风机降低的功耗，起到明显经济运行的效果。在风机裕量偏大的情况下，采用变频固然节能，但节能效果不够理想，增压风机尚有进一步节能空间，在增压风机试验的基础上，对风机叶轮进行改造，减小风机裕量，可降低增压风机厂用电0.1%，节省供电标准煤耗1.43g/kWh。
二、海水冷却塔相关问题
1.海水冷却塔的选用条件是：一是温排水量受限。对于沿海电厂，如果环保、海洋、渔业等部门提出严格要求，限制温排水量，从而不能采用直流取排水系统时，可考虑海水冷却塔方案。二是冷却水系统方案优选。对于某些沿海工程受地形条件或水位条件、输送距离等条件限制，直流取排水比较困难、造价较高时（尽管可能仍低于海水塔方案），也可考虑海水冷却塔方案。三是利用排烟塔的防腐能力。当沿海电厂已确定将采用排烟塔时，可考虑海水塔方案。因为海水塔和排烟塔均需要加强防腐，将两者合二为一，可以一防两用，相对节省投资。四是因环保政策趋势的长远考虑。虽然海水塔方案初投资和年运行费通常均高于直流系统方案，但采用海水冷却塔能够满足越来越严格的温排水量限制和海洋环保要求，是一种符合国家环保政策、顺应长远趋势的方案，可以避免将来因为温排水超标而被迫改造甚至关停。
2.相关问题的分析
（1）防海水及盐雾腐蚀。海水的化学成分中，对冷却塔有腐蚀的主要成分有溶解固体、硫酸盐和氯化物（Cl-）等。硫酸盐对水泥和骨料影响较大，主要会腐蚀混凝土结构.氯化物主要会腐蚀钢筋及钢构件，使被锈蚀截面快速损失且锈蚀副产品会使混凝土胀裂，继而使腐蚀越来越加重。为了避免渗透性很强的氯化物渗入混凝土内侵蚀钢筋，通风海水塔多采用木结构所用木材为产于地区的优质高密红松，浸热沥青防腐。曾考虑过木结构，相信国内会有符合要求的优质、高密、高强木材，但缺少有关木材种类、强度指标、防腐性能等资料，更无业绩资料，故不容易选用可靠的国内木材。具备可靠业绩的只有北美红松，故木材须进口才可靠，这就造成造价偏高。考虑到钢筋混凝土材料在自然塔项目上已成功应用，机力塔的运行条件与自然塔类似，最终还是采用了钢筋混凝土结构.运行两年后所作的设计回访证明，如同海水自然塔可用钢筋混凝土结构一样，海水机力塔也可用钢筋混凝土结构，并且是合理可行的。对钢混结构造成腐蚀的主要因素有：含盐雾水蒸气、菌藻类代谢物、炭化作用、化学药剂、冻融循环等。
（2）防微生物、防结垢、防堵塞。通过向循环水中加入次氯酸钠，可以抑制微生物生长和附着；加入稀硫酸可以溶解水垢；选用抗堵塞性能好的喷头和填料，可以避免堵塞。要求循环水总悬浮物含量≤50mg/L，周期性最大值可达100mg/L（每年不超过30d），设计运行温度可采用45℃，可承受最高温度为60℃。
（3）盐雾对周边环境的影响。一是盐雾影响范围和程度。根据现场观测，在迎风向2H（H为地面至壳顶高度）范围内影响程度相对较重。2H范围以外影响程度相对较轻。一般说来海水塔不应布置在主厂区的全年主导风向的上风向。二是减小盐雾影响程度的措施。安装高效收水器是目前较为实用的减小盐雾影响程度的措施。一般说来水汽中淡水含量较高，盐分含量较低，不会对周边造成过大的盐雾影响。当沿海电厂由于限高等原因已确定采用排烟塔（烟塔合一）时，可顺势采用海水塔，充分利用排烟塔已有的防腐能力，达到一防两用。
随着经济的发展和社会的进步，电厂的自动化水平不断提高，为保证电能的稳定供应作出了重要贡献。电能的稳定供应对于促进我国经济发展、社会稳定、人民生活水平的提高具有重要意义。为此，电厂要加强集控运行，不断实现现代化，并积极引进先进技术，利用现代化的计算机系统优化资源配置，提高电厂的生产效率，推动电厂的可持续发展。
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