国电宣威发电有限责任公司300MW机循环水系统优化

哈尔滨电气 · 发表于 2007-8-15 16:50:18

孔令聪 （国电宣威发电有限责任公司发电部 0874 7257504） 摘要：在两机循环水泵进水间及出水管上加装联络电动阀，实现两机三泵运行，在冷水塔最大出力效果不变条件下，减小循环水进水温度增量，确保机组安全、经济运行，降低厂用电。 关键词：循环水系统优化两机三泵 0 前言 随着电力建设迅速增长，电站建设装机容量迅猛扩大，竞价上网已经在电力市场竞争中形成，又面对燃煤价格攀升，煤质逐日下降，我公司通过开展运行技术分析，认真查找设备和系统上存在的问题，进行挖潜改造，优化设备系统，并对不同运行方式的能耗水平进行比较，选择合理的方式，开展节能降耗，降低生产成本，使我公司经济效益得到提高。其中实现两机运行投运三台循环水泵就是挖潜改造，优化设备系统的一个项目。 1 我公司循环水系统配置情况 我公司＃8、7、9、10四台300MW汽轮发电机组先后于2001年1月2日、2001年10月29日、2003年 12月19日、2004年6月26日投产发电，循环水系统在设计上为＃7、8机水塔基准高于＃9、10机水塔基准2米，＃7、8机循环水泵集中控制与＃9、10机循环水泵控制室分开，最初＃7、8机设计、安装为单元制循环水系统。 3 投运后暴露的问题 ＃7、8机分别各配置两台循环水泵，机组负荷加至225MW以上时，如只投运一台循环水泵时机组排汽绝对压力增量过多，不经济，甚至带不满负荷； 按原设计应启动第二台循环水泵运行，然而由于循环水量增加近一倍，水流速度加快，单位水塔淋水量增加，水塔冷却效果变差，投运两台循环水泵运行与一台泵运行相比，冬季使凝结器循环水进水温度要升高1－2℃，春、秋季使凝结器循环水进水温度要升高2－4℃，夏季使凝结器循环水进水温度要升高4－5℃，凝结器进水温度最高达到28℃－30℃，暴露的问题有： 1）增启一台循环水泵功耗为1250KW，由于凝结器循环水进水温度升高，并未充分改善凝结器运行工况，降低凝结器汽测绝对压力，机组经济性达不到最大化； 2）由于循环冷却水泵进水来自本机循环水，因循环水进水温度升高引起循环冷却水进水温度升高，主机、小机冷油器、发电机氢冷器、定子冷却器、电泵冷油器、电泵电机冷却器等油温、风温、水温多次出现调不下来，危急机组安全。 4 改进方案及措施 经我公司有关工程技术人员总结分析五期＃7、8运行情况，提出在两机循环水泵进水间暗渠加装联络管阀；在两机循环水泵出水管之间加装联络管阀，可实现两机运行投运三台循环水泵，一致认为此方案投资很少，收益大。 5 实施情况
1）在六期＃9、10机在建期间，向设计院提出，要求六期＃9、10机循环水系统加装联络电动门，此优化建议得到设计院采纳，首先在六期＃9、10机建设期间加装了两机循环水系统联络管阀。 2）＃7、8机投运后由于电网负荷紧，停机消缺维修时间短，没有加装＃7、8机循环水系统联络电动门的时机，到2005年9月份，利用＃8机A级检修及停运＃7机期间，已按原方案将＃7、8机循环水泵进水间暗渠加装电动联络管阀；在两机循环水泵出水管之间加装电动联络管阀。 3）＃7、8机（或＃9、10机）两机循环水系统之间加装的联络管路及电动阀门参看下图：

哈尔滨电气 · 发表于 2007-8-15 16:51:26

[Post=20] 6 实施效果
1）我公司通过实现＃7、8机或#9、10机循环水系统两机三泵运行后，两机水塔水位相对稳定，不会出现大起大落、水塔满水或干水现象；尤其在夏天两机三泵运行方式，凝汽器循环水进水温度相对一机一泵运行方式升高1－2℃，比一机两泵运行方式低2－3℃, 最高只达到26－27℃，相当程度避免了因一机两泵运行方式使循环水进水温度及循环冷却水进水温度升高引起机组油温、风温、水温调不下来的情况，既能确保机组安全运行，又能在降低凝结器汽侧压力的前提下，降低厂用电消耗，提高机组运行经济性。 2）试验工况及参数： 2005年10月27日，在通过在环境气温22℃，＃8机261MW负荷条件下，改变循环水泵运行台数，每种运行方式运行两小时，＃8机运行参数参看下表前两种工况,后又将＃8机负荷加到292 MW，参数见第三、四种工况： <table cellspacing="0" cellpadding="0" border="1"><tbody><tr><td valign="top" width="23%" colspan="3">项目 </td><td valign="top" width="11%">单位 </td><td valign="top" width="16%">两机三泵工况 </td><td valign="top" width="16%">一机两泵工况 </td><td valign="top" width="16%">一机两泵工况 </td><td valign="top" width="16%">两机三 泵工况 </td></tr><tr><td valign="top" width="23%" colspan="3">负荷 </td><td valign="top" width="11%">MW </td><td valign="top" width="16%">261 </td><td valign="top" width="16%">261.1 </td><td valign="top" width="16%">292 </td><td valign="top" width="16%">293 </td></tr><tr><td valign="top" width="6%" rowspan="3">主 汽 </td><td valign="top" width="17%" colspan="2">压力 </td><td valign="top" width="11%">MPa </td><td valign="top" width="16%">16.18 </td><td valign="top" width="16%">16.17 </td><td valign="top" width="16%">16.76 </td><td valign="top" width="16%">16.72 </td></tr><tr><td valign="top" width="17%" colspan="2">温度 </td><td valign="top" width="11%">℃ </td><td valign="top" width="16%">536 </td><td valign="top" width="16%">536 </td><td valign="top" width="16%">528 </td><td valign="top" width="16%">534 </td></tr><tr><td valign="top" width="17%" colspan="2">流量 </td><td valign="top" width="11%">t/h </td><td valign="top" width="16%">807.9 </td><td valign="top" width="16%">808.1 </td><td valign="top" width="16%">908 </td><td valign="top" width="16%">905 </td></tr><tr><td valign="top" width="6%" rowspan="2">高 排 </td><td valign="top" width="17%" colspan="2">汽压 </td><td valign="top" width="11%">MPa </td><td valign="top" width="16%">3.26 </td><td valign="top" width="16%">3.25 </td><td valign="top" width="16%">3.7 </td><td valign="top" width="16%">3.5 </td></tr><tr><td valign="top" width="17%" colspan="2">汽温 </td><td valign="top" width="11%">MPa </td><td valign="top" width="16%">336 </td><td valign="top" width="16%">336 </td><td valign="top" width="16%">317 </td><td valign="top" width="16%">327 </td></tr><tr><td valign="top" width="6%" rowspan="3">再 热 </td><td valign="top" width="17%" colspan="2">汽压 </td><td valign="top" width="11%">℃ </td><td valign="top" width="16%">2.89 </td><td valign="top" width="16%">2.88 </td><td valign="top" width="16%">3.4 </td><td valign="top" width="16%">3.18 </td></tr><tr><td valign="top" width="17%" colspan="2">汽温 </td><td valign="top" width="11%">MPa </td><td valign="top" width="16%">537.5 </td><td valign="top" width="16%">534 </td><td valign="top" width="16%">530 </td><td valign="top" width="16%">531 </td></tr><tr><td valign="top" width="17%" colspan="2">流量 </td><td valign="top" width="11%">t/h </td><td valign="top" width="16%">688.61 </td><td valign="top" width="16%">689.47 </td><td valign="top" width="16%">774.97 </td><td valign="top" width="16%">772.2 </td></tr><tr><td valign="top" width="6%" rowspan="2">低 缸 </td><td valign="top" width="17%" colspan="2">排汽压力 </td><td valign="top" width="11%">℃ </td><td valign="top" width="16%">7.7 </td><td valign="top" width="16%">7.6 </td><td valign="top" width="16%">8.2 </td><td valign="top" width="16%">7.7 </td></tr><tr><td valign="top" width="17%" colspan="2">排汽温度 </td><td valign="top" width="11%">KPa </td><td valign="top" width="16%">40.9 </td><td valign="top" width="16%">40.7 </td><td valign="top" width="16%">42 </td><td valign="top" width="16%">41 </td></tr><tr><td valign="top" width="23%" colspan="3">凝结水温度 </td><td valign="top" width="11%">℃ </td><td valign="top" width="16%">40 </td><td valign="top" width="16%">39 </td><td valign="top" width="16%">39 </td><td valign="top" width="16%">40 </td></tr><tr><td valign="top" width="23%" colspan="3">循环水进水压 </td><td valign="top" width="11%">MPa </td><td valign="top" width="16%">0.16 </td><td valign="top" width="16%">0.174 </td><td valign="top" width="16%">1.74 </td><td valign="top" width="16%">0.15 </td></tr><tr><td valign="top" width="23%" colspan="3">循环水进水温 </td><td valign="top" width="11%">℃ </td><td valign="top" width="16%">25 </td><td valign="top" width="16%">26 </td><td valign="top" width="16%">27 </td><td valign="top" width="16%">25 </td></tr><tr><td valign="top" width="23%" colspan="3">循环水出水温 </td><td valign="top" width="11%">℃ </td><td valign="top" width="16%">35.8 </td><td valign="top" width="16%">35.0 </td><td valign="top" width="16%">35 </td><td valign="top" width="16%">36 </td></tr><tr><td valign="top" width="23%" colspan="3">给水压力 </td><td valign="top" width="11%">MPa </td><td valign="top" width="16%">17.94 </td><td valign="top" width="16%">17.50 </td><td valign="top" width="16%">19.7 </td><td valign="top" width="16%">18.8 </td></tr><tr><td valign="top" width="23%" colspan="3">给水温度 </td><td valign="top" width="11%">℃ </td><td valign="top" width="16%">270 </td><td valign="top" width="16%">270 </td><td valign="top" width="16%">272 </td><td valign="top" width="16%">275 </td></tr><tr><td valign="top" width="7%" colspan="2" rowspan="3">#1 高 加 </td><td valign="top" width="16%">进汽压力 </td><td valign="top" width="11%">MPa </td><td valign="top" width="16%">5.31 </td><td valign="top" width="16%">5.32 </td><td valign="top" width="16%">6.0 </td><td valign="top" width="16%">5.89 </td></tr><tr><td valign="top" width="16%">进汽温度 </td><td valign="top" width="11%">℃ </td><td valign="top" width="16%">400 </td><td valign="top" width="16%">401 </td><td valign="top" width="16%">375 </td><td valign="top" width="16%">391 </td></tr><tr><td valign="top" width="16%">疏水温度 </td><td valign="top" width="11%">℃ </td><td valign="top" width="16%">243 </td><td valign="top" width="16%">243 </td><td valign="top" width="16%">242 </td><td valign="top" width="16%">249 </td></tr><tr><td valign="top" width="7%" colspan="2" rowspan="4">#2 高 加 </td><td valign="top" width="16%">进汽压力 </td><td valign="top" width="11%">MPa </td><td valign="top" width="16%">3.32 </td><td valign="top" width="16%">3.34 </td><td valign="top" width="16%">3.7 </td><td valign="top" width="16%">3.6 </td></tr><tr><td valign="top" width="16%">进汽温度 </td><td valign="top" width="11%">℃ </td><td valign="top" width="16%">333 </td><td valign="top" width="16%">334 </td><td valign="top" width="16%">317 </td><td valign="top" width="16%">324 </td></tr><tr><td valign="top" width="16%">疏水温度 </td><td valign="top" width="11%">℃ </td><td valign="top" width="16%">204 </td><td valign="top" width="16%">204 </td><td valign="top" width="16%">210 </td><td valign="top" width="16%">212 </td></tr><tr><td valign="top" width="16%">出水温度 </td><td valign="top" width="11%">℃ </td><td valign="top" width="16%">200 </td><td valign="top" width="16%">200 </td><td valign="top" width="16%">244 </td><td valign="top" width="16%">243 </td></tr><tr><td valign="top" width="23%" colspan="3">热耗 </td><td valign="top" width="11%">KJ/KWh </td><td valign="top" width="16%">8083.34 </td><td valign="top" width="16%">8070.11 </td><td valign="top" width="16%">8148.36 </td><td valign="top" width="16%">7983.57 </td></tr><tr><td valign="top" width="23%" colspan="3">汽耗 </td><td valign="top" width="11%">Kg/ KWh </td><td valign="top" width="16%">3.1 </td><td valign="top" width="16%">3.09 </td><td valign="top" width="16%">3.11 </td><td valign="top" width="16%">3.09 </td></tr><tr><td valign="top" width="23%" colspan="3">热效率 </td><td valign="top" width="11%">% </td><td valign="top" width="16%">44.54 </td><td valign="top" width="16%">44.59 </td><td valign="top" width="16%">44.18 </td><td valign="top" width="16%">45.09 </td></tr><tr><td width="47"></td><td width="1"></td><td width="117"></td><td width="78"></td><td width="111"></td><td width="111"></td><td width="111"></td><td width="111"></td></tr></tbody></table>3）根据上表不同工况经济指标对比如下 <table cellspacing="0" cellpadding="0" border="1"><tbody><tr><td valign="top" width="45%" colspan="2">机组负荷及循环水泵 运行台数对比 项目 </td><td valign="top" width="18%">261MW一机两泵相对261MW两机三泵工况 </td><td valign="top" width="18%">292MW一机两泵相对261MW两机三泵工况 </td><td valign="top" width="18%">293MW两机三泵相对292MW一机两泵工况 </td></tr><tr><td valign="top" width="32%">凝汽器循环水进水压变量 </td><td valign="top" width="12%">MPa </td><td valign="top" width="18%">＋0.014 </td><td valign="top" width="18%">＋0.014 </td><td valign="top" width="18%">－0.24 </td></tr><tr><td valign="top" width="32%">凝汽器循环水进水温度变量 </td><td valign="top" width="12%">℃ </td><td valign="top" width="18%">＋1 </td><td valign="top" width="18%">＋2 </td><td valign="top" width="18%">－2 </td></tr><tr><td valign="top" width="32%">循环水出水温变量 </td><td valign="top" width="12%">℃ </td><td valign="top" width="18%">－0.8 </td><td valign="top" width="18%">－0.8℃ </td><td valign="top" width="18%">＋1 </td></tr><tr><td valign="top" width="32%">低缸排汽压力变量 </td><td valign="top" width="12%">KPa </td><td valign="top" width="18%">－0.1 </td><td valign="top" width="18%">－0.5 </td><td valign="top" width="18%">－0.5 </td></tr><tr><td valign="top" width="32%">排汽温度变量 </td><td valign="top" width="12%">℃ </td><td valign="top" width="18%">－0.2 </td><td valign="top" width="18%">＋1.1 </td><td valign="top" width="18%">－1 </td></tr><tr><td valign="top" width="32%">凝结器端差变化 </td><td valign="top" width="12%">℃ </td><td valign="top" width="18%">＋0.5 </td><td valign="top" width="18%">＋1.9 </td><td valign="top" width="18%">－2 </td></tr><tr><td valign="top" width="32%">#8机负荷变量 </td><td valign="top" width="12%">MW </td><td valign="top" width="18%">＋2 </td><td valign="top" width="18%">＋31 </td><td valign="top" width="18%">＋1 </td></tr><tr><td valign="top" width="32%">汽耗变量 </td><td valign="top" width="12%">Kg/KWh </td><td valign="top" width="18%">－0.01 </td><td valign="top" width="18%">＋0.01 </td><td valign="top" width="18%">－0.02 </td></tr><tr><td valign="top" width="32%">热效率变量 </td><td valign="top" width="12%">％ </td><td valign="top" width="18%">＋0.05 </td><td valign="top" width="18%">－0.36 </td><td valign="top" width="18%">＋0.91 </td></tr><tr><td valign="top" width="32%">热耗率变量 </td><td valign="top" width="12%">KJ/KWh </td><td valign="top" width="18%">－13.23 </td><td valign="top" width="18%">＋65.02 </td><td valign="top" width="18%">－164.61 </td></tr><tr><td valign="top" width="32%">每小时机组热耗减少增加电量 </td><td valign="top" width="12%">KWh </td><td valign="top" width="18%">＋959.17 </td><td valign="top" width="18%">＋5273.84 </td><td valign="top" width="18%">－13397.42 </td></tr><tr><td valign="top" width="32%">增加循环水泵功耗 </td><td valign="top" width="12%">KW/h </td><td valign="top" width="18%">＋625 </td><td valign="top" width="18%">＋625 </td><td valign="top" width="18%">－625 </td></tr><tr><td valign="top" width="32%">扣除增加循环水泵功耗后每小时机组净增电量 </td><td valign="top" width="12%">KWh </td><td valign="top" width="18%">－334.17 </td><td valign="top" width="18%">＋4648.84 </td><td valign="top" width="18%">－12772.42 </td></tr></tbody></table>4）试验工况结果分析 4.1 当机组负荷带到261MW时，一机两泵相对两机三泵工况，每小时机组减少的热耗量转换为电量959.17KWh，扣除因增加循环水量使厂用电增量后每小时机组净增电量为334.17 KWh ，在给煤量不变条件下，受煤质影响，机组负荷显示只增加1000KW； 4.2 增加给煤量，加负荷到292MW一机两泵相对261MW两机三泵工况每小时机组反而增加的热耗量转换为电量有5273.84KWh，加上因增加循环水量使厂用电增量，每小时机组热耗增量转换为电量有4648.84 KWh ，再加上机组负荷增量31000 KWh，全部通过增加煤量补偿； 4.3 293MW两机三泵相对292MW一机两泵工况，每小时机组减少的热耗量转换为电量有13397.42KWh，加上比292MW一机两泵工况，因循环水量减少导致厂用电减少625 KWh后，每小时机组热耗减少量转换为电量为12772.42KWh，293MW两机三泵相对292MW一机两泵工况，负荷增加了10000 KWh，且给煤量相对减少。 7 机组运行工况安全、经济分析及建议 在环境气温22℃条件下，通过对上述四种运行工况进行试验及对比分析可看出： 1）机组带负荷在225－260MW，一机两泵相对两机三泵工况，由于机组负荷不高，凝结器换热量有限，使水塔出水温度增量小于1－2℃，不会出现机组油温、风温、水温多次调不下来。但机组热耗减少量已不明显，反而增加二分之一台循环水泵电机耗电量，不经济。此负荷段采用两机三泵工况即能满足循环水量，又减少二分之一台循环水泵电机耗电量，相对为经济工况。 2）当机组负荷在260MW－300MW之间，如采用一机两泵运行方式，由于循环水流速加快，在冷却水塔效果一定条件下，使水塔出水温度升高，即机组凝结器循环水进水温度升高，机组热耗反而增加，又增加二分之一台循环水泵电机耗电量，机组并不经济，如环境气温大于22℃尤为突出，机组热耗增量更大，又会使机组油温、风温、水温多次出现调不下来，危急机组安全。所以，当机组负荷在260MW－300MW之间采用两机三泵工况即能满足循环水量，又使机组凝结器循环水进水温度增量减少，维持机组真空，且减少二分之一台循环水泵电机耗电量，相对一机两泵工况更为经济，相当程度避免了机组油温、风温、水温调不下来，保证机组安全。 8 两机投运三台循环水泵并列运行注意事项
1）当机组带负荷运行中，当低压缸排汽压力绝对压力大于8KPa时，原则上应采用两机投运三台循环水泵，不得于才采用一机投运两台循环水泵。 2）各运行人员应对各冷却水塔水位、循环水泵出水母管压力、凝汽器真空的重要参数加强监视，并做好相应的事故预想； 3）进行两机三泵运行方式并泵操作时，采用点动调控，防止循环水泵出水母管压力大幅度不动，应缓慢过渡，同时监视＃7、8机水塔水位相对稳定，不出现大量溢水或干水； 4）停运一台循环水泵后应注意监视该循环水泵出口蝶阀关闭，水泵无反转现象，否则应启动备用循环水泵，必要时关闭#1、2循环水母管联络门，并根据实际情况采取降低相应机组负荷，以及启动该机组的和备用的真空泵。 5）虽然两机循环水系统可连通，应确保循环水量，防止造成凝结器及循环水管带空气，禁止“两机两泵”方式下停一台循环水泵。 [/Post]

奥运电力 · 发表于 2008-5-26 11:31:29

增启一台循环水泵功耗为1250KW，由于凝结器循环水进水温度升高，并未充分改善凝结器运行工况，降低凝结器汽测绝对压力，机组经济性达不到最大化；
由于循环冷却水泵进水来自本机循环水，因循环水进水温度升高引起循环冷却水进水温度升高，主机、小机冷油器、发电机氢冷器、定子冷却器、电泵冷油器、电泵电机冷却器等油温、风温、水温多次出现调不下来，危急机组安全。

追风无痕 · 发表于 2008-9-10 09:28:57

分析的好！

cmhithj · 发表于 2008-12-18 20:24:52

想看看！！！！！！！！！1

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