摘要：本文以某海水直流冷却电厂为研究对象，依据其所在地的供水条件及水文气象条件，并与系统布置相结合，对可变参数（凝汽器面积、冷却倍率等）重新实施组合，借助优化计算方法，选择海水直流冷却水最合理、最经济的参数，望能为此领域研究有所借鉴。
关键词：直流冷却电厂；海水；冷端优化
冷端优化实际就是与厂址条件、年运行费及发电收益以及冷端设备价格等因素相结合，通过对多种方法进行技术、经济性对比，从中找寻最为合理的冷却系统配置，最终对冷却各个设备的设计参数加以明确。某滨海电厂所建造的是超临界燃煤机组（3×350MW），所用供水系统为比较先进的扩大单元制海水直流供水系统，冷却水源为海水。本文结合当前实况，就其冷端优化方案探讨如下。
1.冷却优化的具体含义分析
冷端优化的主要目的就是与原材料、厂址条件、冷端设备价格及供排水系统所需建筑物造价、年运行费用、发电收益等因素相结合，通过对多种方案进行技术性、经济性比较，从中明确最佳的冷端系统配置，也就是循环水供排水管道、冷却水量、凝汽器面积、汽轮机低压缸配置方案及循环水泵等方面的最佳配置，明确最合理、经济的冷端设备设计参数。
2.厂址自然条件及循环水系统概述
（1）厂址自然条件。该电厂的厂址位于靠近海岸区域，南北方向分布，滨海平原地貌，有较多的植被发育，并且岸滩海床比较稳定、平缓，沿岸有着比较小的输沙量。海域潮汐具有不规则的半日潮特征，而潮流呈现为往复流（南北方向），涨潮历时与落潮历时大致相当，有着比较小的潮差，以及比较弱的水动力。（2）循环水系统。该电厂将海水当作自己运作的冷却介质，29.5℃为其设计水温，而在具体的循环水系统上，选用的是扩大单元制海水直流供水系统，各台机组均配置有排水暗沟、压力供水管、自流引水管、取水头部、重力排水管、压力排水管及2×50%容量循环水泵等。
3.冷端优化的计算方法分析
计算海水直流冷端优化时，所采用的是年费用最小法，也就是把投资依据事先设定好的回收率，向每一年进行分摊，然后加上微增出力所产生的耗煤费、水泵耗电费等，便是年费用，其最小值，便是最优方案。在整个计算结果当中，各个方案当中的相同部分，并不在年费用中。计算流程为：（1）年费用。计算公式为NF=P（AFCR）+μa，在此公式当中，μa所代表的是年运行费，P所代表的是总投资现值，NF表示的是年费用值，AFCR代表的是年固定分摊率。（2）年固定分摊率。计算公式为AFCR=CR+MR。在此公式当中，MR表示的是大修费率，CR代表的是资金回收系数。（3）资金回收系数。计算公式为CR=i（1+i）n/i（1+i）n-1。公式当中，n所代表的是工程的经济使用年限，i代表的是投资回收率。
4.选择冷端优化的计算参数
（1）具体的设备参数。①汽轮发电机组的各项热力数据：当汽轮发电机处于TMCR工况下，其凝气量是654t/h，而在具体的排汽焓值上，维持在2346.4kj/kg；②凝汽器。选用的是双流程、单壳体凝汽器，因将海水当作冷却介质，所以在选择凝汽器冷却管材上，最终选用的是钛管，其堵管冗余量＜6%，清洁系数设定为0.9%。凝汽器单价依据每平米1100元来考虑。③端差。
依据相关规范，凝汽器在具体端差上，应≥2.78℃，如果计算值小于此值，那么可将端差设定为2.78℃。④循环水泵。所选用的是立式斜流泵，单台机组依据2×50%的容量来进行配置。⑤循环水管。对于循环水管而言，选用焊接钢管来实施优化组合。（2）经济指标。机组的年利用小时为7500小时，年固定费用率为14%，其中，年维修费用率是2.6%；标煤价为每吨75美元，上网电价为每度6.8美分；电厂的使用年限为25年。
5.冷端优化方案的组合及结果分析
5.1组合冷端优化计算方案
组合不同的可变参数，比如凝汽器面积、冷却倍数等，通过试算，给出4种方案组合，并对其进行对比，其性能指标为：（1）方案1。其额定背压为8kPa.a，凝汽器端差为3.3℃，汽轮发电机组热耗为7851kJ/kW.h，锅炉效率为93.5%，管道效率为99%，厂用电率为6.23%，全厂净热耗为9049kJ/kW.h，发电标准煤耗为289.79g/kW.h，供电标准煤耗309.17g/kW.h。（2）方案2。额定背压为7.8kPa.a，凝汽器端差为2.78℃，汽轮发电机组热耗为7836kJ/kW.h，锅炉效率为93.5%，管道效率为99%，厂用电率为6.28%，全厂净热耗为9036.5kJ/kW.h，发电标准煤耗为289.23g/kW.h，供电标准煤耗308.75g/kW.h。（3）方案3。其额定背压为7.5kPa.a，凝汽器端差为2.78℃，汽轮发电机组热耗为7819kJ/kW.h，锅炉效率为93.5%，管道效率为99%，厂用电率为6.32%，全厂净热耗为9020.8kJ/kW.h，发电标准煤耗为288.61g/kW.h，供电标准煤耗308.21g/kW.h。（4）方案4。额定背压为7.2kPa.a，凝汽器端差为2.88℃，汽轮发电机组热耗为7802kJ/kW.h，锅炉效率为93.5%，管道效率为99%，厂用电率为6.46%，全厂净热耗为9009.8kJ/kW.h，发电标准煤耗为287.98g/kW.h，供电标准煤耗307.84g/kW.h。
5.2冷端优化计算结果
（1）投资费用。伴随设计背压的降低，循环水量的增大，投资费用有明显增加，即方案1的冷却倍率为62倍，背压为8kPa，因而有着最低的投资费用；而方案4的冷却倍率为78倍，背压为7.2kPa，有着最高的投资费用。（2）运行费用。方案3的冷却倍率为752倍，背压为7.5kPa，有着最低的运行费用，方案2的冷却倍率为65倍，背压为7.8kPa，运行费用位于方案3之后；而方案1的冷却倍率为62倍，背压为8kPa，以及方案4的冷却倍率为78倍，背压为7.2kPa，因而有着较高的费用。（3）年总费用。基于年总费用而言，方案二最低，方案1位列其次，方案3、4较高。
6.结语
综上，方案4无论是在投资费用试样，还是在运行费用上，都最高，也是最不佳的方案；而方案2最优；尽管其在投资费用上要多于方案1，年运行费用多于方案3，但年运行费用却少于方案1，投资费用少于方案3，有着最低的年费用。所以，建议选用方案2。
参考文献：
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作者简介：孙玢（1988-07），女，汉族，籍贯：河北石家庄。