馬巖昕

(黑龍江華電齊齊哈爾熱電有限公司，黑龍江 齊齊哈爾 161000)

0 引言

某電廠2臺(tái)300 MW供熱機(jī)組于2007年建成投產(chǎn)，循環(huán)水系統(tǒng)由4臺(tái)循環(huán)水泵(其中2臺(tái)帶高速循環(huán)水泵和低速循環(huán)水泵)、#1，#2機(jī)組各由2臺(tái)凝汽器組成。在正常運(yùn)行的情況下，當(dāng)機(jī)組負(fù)荷大于60%時(shí)，采用2臺(tái)循環(huán)水泵供1臺(tái)機(jī)組的運(yùn)行方式。為了節(jié)約廠用電，從2009年冬季開始，采用循環(huán)水系統(tǒng)啟動(dòng)2臺(tái)低速循環(huán)水泵帶2臺(tái)機(jī)組的運(yùn)行方式。

1 循環(huán)水系統(tǒng)的組成

循環(huán)水系統(tǒng)是由冷卻水塔、循環(huán)水泵、清污機(jī)、膠球沖洗系統(tǒng)和凝汽器及有關(guān)設(shè)備組成的系統(tǒng)。

每臺(tái)機(jī)組配2臺(tái)循環(huán)水泵，循環(huán)水泵容量為 2×60%，循環(huán)水泵在設(shè)計(jì)條件下連續(xù)運(yùn)行。在機(jī)組熱耗保證(THA)工況下，夏季冷卻倍率為60倍，春、秋季為51倍，冬季為36倍。夏季、冬季分別按1機(jī)2泵、1機(jī)1泵方式運(yùn)行，春、秋季按2機(jī)3泵方式運(yùn)行。循環(huán)水系統(tǒng)流程為：嫩江水→江岸泵→反應(yīng)沉淀池→冷卻水塔→攔污柵及清污機(jī)→循環(huán)水泵→液壓控制出口蝶閥→凝汽器及輔機(jī)(板式換熱器及水環(huán)式真空泵等)→循環(huán)水壓力回水管→冷卻水塔(蒸發(fā)一部分)。

凝汽器型號為N-17000-8，單殼體，對分雙流程、表面式；冷卻面積為17 000 m2，其上部與汽機(jī)排汽缸采用柔性連接(彈性補(bǔ)償節(jié))。

膠球清洗系統(tǒng)的主要設(shè)備包括收球網(wǎng)、膠球循環(huán)泵、裝球室、分匯器、噴球器及手動(dòng)球閥。

2 循環(huán)水系統(tǒng)的的工作原理

循環(huán)水泵的主要作用是將冷卻水送入凝汽器內(nèi)，冷卻水吸收了在汽輪機(jī)內(nèi)做完功的蒸汽的汽化潛汽，使其凝結(jié)成水后，再返回到冷卻水塔循環(huán)使用。

循環(huán)水泵是保證凝汽式汽輪機(jī)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要部件，其運(yùn)行工況的優(yōu)劣直接影響著發(fā)電廠的安全發(fā)電和經(jīng)濟(jì)效益。因此，保持循環(huán)水泵在最佳工況下運(yùn)行，是降低綜合廠用電率的最有效辦法，其工作原理如圖1所示。

3 存在的問題

冬季2臺(tái)機(jī)的真空度一直在-0.097 5 MPa以上，而300 MW供熱機(jī)組的最佳真空度是-0.095 0 MPa，凝汽器的最佳真空度對指導(dǎo)汽輪機(jī)組的運(yùn)行具有非常重要的意義。機(jī)組在冬季工況下運(yùn)行，冷卻水溫很低，同樣的冷卻水量可以達(dá)到更高的凝汽器真空度，若凝汽器真空度高于其機(jī)組最佳真空度，就會(huì)白白消耗循環(huán)水泵的功率而毫無收益，造成了大量綜合廠用電的浪費(fèi)。

4 采取的措施及方法

(1)供熱開始初期(本年度的10月15日至11月15日、次年的3月15日至4月15日)，2臺(tái)機(jī)組啟動(dòng)2臺(tái)高速循環(huán)水泵，循環(huán)水回水上雙塔運(yùn)行。此時(shí)，2臺(tái)機(jī)組的冷卻水塔還沒有上擋風(fēng)板，凝汽器水側(cè)入口溫度一般為16～20 ℃，因凝汽器水側(cè)入口溫度較高，白天負(fù)荷為250 MW，2臺(tái)機(jī)組的真空度一般為-0.093 6 MPa，夜間負(fù)荷為210 MW，2臺(tái)機(jī)組的真空度一般為-0.095 0 MPa左右。為了保證機(jī)組在最佳真空運(yùn)行，采用了2臺(tái)高速循環(huán)水泵帶2臺(tái)機(jī)組的運(yùn)行方式。

圖1 循環(huán)水系統(tǒng)的的工作原理

(2)從本年度的11月15日至次年3月15日，此時(shí)，室外已開始結(jié)冰，冷卻水塔開始上擋風(fēng)板，用冷卻水塔擋風(fēng)板控制凝汽器入口溫度在10～15 ℃。要相應(yīng)減少冷卻水量，2臺(tái)機(jī)組啟動(dòng)2臺(tái)低速循環(huán)水泵，循環(huán)水回水上雙塔運(yùn)行且使凝汽器的真空度接近于最佳真空度-0.095 0 MPa。

(3)在室外溫度下降較多，需要上大量擋風(fēng)板，以防止掛冰太多，此時(shí)凝汽器的水側(cè)入口溫度增加到13～17 ℃，這時(shí)，要調(diào)節(jié)2臺(tái)機(jī)組的LV閥(改變汽輪機(jī)的排汽量)的開關(guān)位置、在保證熱網(wǎng)供熱溫度及不影響機(jī)組負(fù)荷的情況下，減小低壓缸的排隊(duì)汽量，控制機(jī)組的真空度在-0.095 0 MPa。

(4)運(yùn)行人員應(yīng)每隔2 h檢查一次清污機(jī)，使雜草、填料、小石子等雜物不會(huì)進(jìn)入凝汽器，以免凝汽器水側(cè)出入口溫差大，一旦發(fā)現(xiàn)凝汽器水側(cè)出入口溫差大于規(guī)定值，立即清掃凝汽器，以保證凝汽器水側(cè)出入口溫差，從而保證凝汽器的真空度在最佳狀態(tài)。

(5)供熱期間，膠球沖洗系統(tǒng)每隔5 d投入一次，投入膠球數(shù)量是凝汽器冷卻水管數(shù)的10%～12%(700～1 400個(gè))，膠球收球率在98%以上，一旦發(fā)現(xiàn)使凝汽器端差超過規(guī)定范圍，應(yīng)加大膠球的投入次數(shù)，直至凝汽器的端差達(dá)到規(guī)定值，避免因凝汽器的端差大而影響機(jī)組的最佳真空狀態(tài)。

在機(jī)組供熱運(yùn)行時(shí)(保證供熱溫度、流量滿足要求的情況下)，根據(jù)機(jī)組負(fù)荷的不同，調(diào)節(jié)LV閥門的開度，對凝汽器的真空度進(jìn)行調(diào)整，具體情況見表1。

表1 LV閥門開度調(diào)節(jié)對真空度的影響

根據(jù)黑龍江華電齊齊哈爾熱電有限公司機(jī)組供熱管道布置及安裝尺寸計(jì)算得出：LV閥管道?1 219 mm，2根?1 000 mm熱網(wǎng)供熱管道。供熱期間，負(fù)荷為250 MW的鍋爐主蒸汽流量為960 t/h，再熱蒸汽進(jìn)入中壓缸的進(jìn)汽量為747.12 t/h，汽輪機(jī)的排汽量為(539.99+31.85) t/h，熱網(wǎng)最大抽汽量(即負(fù)荷250 MW時(shí))為500 t/h，(因LV閥最小只能關(guān)至30%)所以，排入凝汽器的蒸汽量約為320.12 t/h。因供熱時(shí)熱網(wǎng)要求的溫度是±3 ℃，熱網(wǎng)供水流量為±300 t，所以，通過LV閥的調(diào)節(jié)，保持機(jī)組的最佳真空是可行的。在機(jī)組供熱運(yùn)行時(shí)(保證供熱溫度、流量滿足要求的情況下)，機(jī)組負(fù)荷的不變，LV閥門的開度不變，通過拆裝擋風(fēng)板，改變凝汽器入口冷卻水溫度，對凝汽器真空度產(chǎn)生影響，見表2。

表2 拆裝擋板對真空度的影響

循環(huán)水溫度對汽輪機(jī)的凝汽器真空度的影響很大，循環(huán)水溫度降低以后，白鋼管的平均溫度降低，白鋼管兩側(cè)的水膜平均溫度更低，傳熱系數(shù)降低，傳熱量減少。另一方面，由于循環(huán)水溫度降低，傳熱對數(shù)平均溫差增大，傳熱量增加，前者對傳熱的影響小，后者對傳熱的影響比前者大得多。因此，循環(huán)水溫度降低以后，總的傳熱量增加，在排汽量一定的情況下，凝汽器的真空度會(huì)顯著提高。

5 結(jié)論

通過認(rèn)真分析原因，精心調(diào)整，在供熱期間，2臺(tái)機(jī)運(yùn)行后,啟動(dòng)2臺(tái)低速循環(huán)水泵，將凝汽器的入口溫度控制在12～15 ℃，通過LV閥的調(diào)節(jié)，改變汽輪機(jī)進(jìn)入凝汽器的蒸汽量,使真空度保持在-0.095 MPa的目標(biāo)是能夠?qū)崿F(xiàn)的。這樣，會(huì)節(jié)約大量的廠用電, 對機(jī)組經(jīng)濟(jì)運(yùn)行也會(huì)起到非常重要的作用。

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