王開來+劉力

摘 要：介紹了火力發(fā)電機(jī)組循環(huán)水系統(tǒng)節(jié)能的必要性和可行性，通過分析和試驗(yàn)，說明了兩機(jī)三泵運(yùn)行方式對(duì)降低廠用電率起到的重要作用，并通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)給出循環(huán)水系統(tǒng)的合理運(yùn)行方式。

關(guān)鍵詞：節(jié)能；循環(huán)水；兩機(jī)三泵；廠用電

中圖分類號(hào)：TH3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.22.085

機(jī)組的廠用電率是火力發(fā)電機(jī)組的主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)之一，廠用電率對(duì)供電煤耗這些主要指標(biāo)的影響十分明顯。據(jù)600 MW機(jī)組的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，機(jī)組廠用電率每變化1%，對(duì)供電煤耗的影響系數(shù)為3.499%.由此可見，降低機(jī)組的廠用電率，將能有效地提高機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性。廣東河源電廠每臺(tái)機(jī)組都配有2臺(tái)循環(huán)水泵，循環(huán)水泵電機(jī)額定功率為3 150 kW，是電廠中較大廠用電設(shè)備，同時(shí)因河源電廠地理位置的原因，凝汽器冷卻水年均溫度為25 ℃，相比北方電廠冷卻水年均溫度20 ℃，導(dǎo)致設(shè)計(jì)排汽壓力偏高1.5 kPa，循環(huán)水泵耗電率偏高0.2%，綜合使得發(fā)電煤耗升高3.5 g/（kW·h）。因此，優(yōu)化循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行方式對(duì)電廠節(jié)能降耗，競(jìng)價(jià)上網(wǎng)意義重大。兩機(jī)三泵的運(yùn)行方式正是為了這樣的目的而進(jìn)行的優(yōu)化運(yùn)行。

1 系統(tǒng)概況

河源電廠汽輪機(jī)為哈爾濱汽輪機(jī)廠引進(jìn)三菱技術(shù)生產(chǎn)制造的超超臨界壓力汽輪機(jī)，型號(hào)為CCLN600-25/600/600，超超臨界、單軸、兩缸兩排汽、一次中間再熱、凝汽式汽輪機(jī)；最大連續(xù)出力為622.1 MW，額定出力600 MW。每臺(tái)機(jī)組設(shè)置1個(gè)冷卻塔、1根自流引水管、2臺(tái)50%容量循環(huán)水泵、1根壓力供水管、1座排水口。循環(huán)水系統(tǒng)是閉式循環(huán)，按單元制設(shè)計(jì)。循環(huán)水供水采用單元制供水系統(tǒng)，單臺(tái)機(jī)組2臺(tái)循環(huán)水泵并列運(yùn)行時(shí)工作壓力0.25 MPa。廠房外循環(huán)水系統(tǒng)如圖1所示。

2臺(tái)機(jī)組循環(huán)水泵之間設(shè)置有聯(lián)絡(luò)管，第一路是管徑為DN400的聯(lián)絡(luò)管。當(dāng)一臺(tái)機(jī)組停運(yùn)后，開啟此路通過鄰機(jī)可滿足停運(yùn)機(jī)組對(duì)循環(huán)水的需要。第二路是管徑為DN2200的聯(lián)絡(luò)管，是專門為兩機(jī)三泵運(yùn)行而設(shè)置的管道。

2 運(yùn)行方式

河源電廠循環(huán)水系統(tǒng)是按單元制方式設(shè)計(jì)，為了節(jié)能降耗，4臺(tái)循環(huán)水泵已經(jīng)都完成了高低速的改造，高速運(yùn)行時(shí)單臺(tái)循環(huán)水泵的功率為3 150 kW，低速運(yùn)行時(shí)單臺(tái)循環(huán)水泵的功率為2 250 kW。通過性能試驗(yàn)核算的結(jié)果，根據(jù)環(huán)境溫度和負(fù)荷的不同，目前單臺(tái)機(jī)組循環(huán)水泵的運(yùn)行方式有單泵低速、單泵高速、一高一低速和2泵高速4種。

在生產(chǎn)過程中，必須連續(xù)運(yùn)行的循環(huán)水泵是消耗廠用電較大的輔機(jī)，尤其是在夏季單機(jī)雙高速泵運(yùn)行時(shí)，循環(huán)水泵對(duì)廠用電率的影響更為明顯。因此，優(yōu)化循環(huán)水泵運(yùn)行方式將會(huì)對(duì)降低廠用電率產(chǎn)生明顯的作用。兩機(jī)三泵實(shí)現(xiàn)后，高溫天氣將由4臺(tái)水泵變?yōu)?臺(tái)水泵運(yùn)行，作為全廠耗能大戶，減少1臺(tái)水泵的運(yùn)行，對(duì)于節(jié)約廠用電的效果將是十分明顯的。

3 兩機(jī)三泵運(yùn)行方式試驗(yàn)

兩機(jī)三泵技術(shù)主要是將2臺(tái)機(jī)組的循環(huán)水泵出口母管通過串聯(lián)的2個(gè)閘板門以實(shí)現(xiàn)循環(huán)水泵出水側(cè)聯(lián)通，從而達(dá)到2臺(tái)機(jī)組3臺(tái)循環(huán)水泵供水的要求。

為了對(duì)比“兩機(jī)四泵”和“兩機(jī)三泵”方式下的實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)，分別在300 MW和450 MW負(fù)荷下進(jìn)行了2種不同的運(yùn)行方式。試驗(yàn)過程是先保持兩機(jī)四泵運(yùn)行，然后打開兩臺(tái)機(jī)循環(huán)水出口DN2200管道的兩個(gè)電動(dòng)聯(lián)絡(luò)門，停運(yùn)2B循環(huán)水泵。循環(huán)水泵均在高速下運(yùn)行。

3.1 對(duì)廠用電的影響

2種運(yùn)行方式下對(duì)廠用電影響最大的是2B循環(huán)水泵停運(yùn)所減少的耗電量。4臺(tái)循環(huán)水泵的具體運(yùn)行參數(shù)見表1. 2B循環(huán)水泵是由2號(hào)機(jī)廠用電供電，所以2號(hào)機(jī)廠用電下降明顯。兩機(jī)四泵運(yùn)行時(shí)循環(huán)水壓力高，循環(huán)水泵出口阻力增大，所以循環(huán)水泵電流比兩機(jī)三泵運(yùn)行時(shí)大。由表1數(shù)據(jù)可知，兩臺(tái)機(jī)組廠用電減少的功率為3.4 MW左右。按照2號(hào)機(jī)上網(wǎng)電價(jià)0.46元計(jì)算，每小時(shí)節(jié)約1 564元。

3.2 對(duì)真空和煤耗的影響

2種運(yùn)行方式下，機(jī)組真空及循環(huán)水溫度的數(shù)據(jù)如表2.由試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，兩機(jī)三泵運(yùn)行時(shí)，機(jī)組的真空比兩機(jī)四泵時(shí)低。真空降低將會(huì)使機(jī)組煤耗增加。汽輪機(jī)廠家給的汽輪機(jī)排汽壓力對(duì)熱耗修正曲線如圖2所示。

由圖2可知，真空的變化對(duì)熱耗的影響為線性關(guān)系，而根據(jù)此曲線換成真空對(duì)供電煤耗的影響為：1 kPa壓力影響供電煤耗2.5 g。

由試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，300 MW時(shí)，兩機(jī)三泵運(yùn)行時(shí)真空下降0.2 kPa，按照?qǐng)D2線性關(guān)系折算至對(duì)供電煤耗的影響為0.5 g，標(biāo)準(zhǔn)煤?jiǎn)蝺r(jià)取為700元/t，2臺(tái)機(jī)組每小時(shí)發(fā)電成本增加210元。

同理，450 MW時(shí)，2臺(tái)機(jī)每小時(shí)發(fā)電成本增加630元。

3.3 試驗(yàn)結(jié)論

綜合兩機(jī)三泵方式下節(jié)約的廠用電和增加的煤耗可知，300 MW下每小時(shí)可節(jié)約1 354元，450 MW下每小時(shí)可節(jié)約934元。所以，無論是300 MW，還是450 MW負(fù)荷，兩機(jī)三泵的運(yùn)行方式都可提高經(jīng)濟(jì)效益。

同時(shí)，我們由表2中循環(huán)水溫度可以看出，兩機(jī)三泵運(yùn)行時(shí)，凝汽器入口循環(huán)水溫度比兩機(jī)四泵運(yùn)行時(shí)下降明顯，有利于提高機(jī)組真空。因?yàn)閮蓹C(jī)三泵運(yùn)行時(shí)，相當(dāng)于增加了冷卻塔的有效冷卻面積，達(dá)到降低冷卻塔出水溫度來提高機(jī)組真空的目的。這也體現(xiàn)了兩機(jī)三泵的經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)也說明了“一機(jī)雙塔”運(yùn)行方式的可行性。

4 循環(huán)水泵運(yùn)行方式建議

當(dāng)然，兩機(jī)三泵并不是任何情況下都是最經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行方式，需要根據(jù)機(jī)組負(fù)荷和環(huán)境溫度綜合考慮計(jì)算才能得出最經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行方式。停循環(huán)水泵，減少了廠用電，同時(shí)機(jī)組真空降低，供電煤耗增加。所以，當(dāng)停運(yùn)一臺(tái)循環(huán)水泵所節(jié)約的廠用電量帶來的經(jīng)濟(jì)效益，大于由于真空降低而使供電煤耗提高所增加的發(fā)電成本，就可以采用兩機(jī)三泵的運(yùn)行方式。在熱工院為河源電廠2臺(tái)機(jī)組做的節(jié)能診斷研究報(bào)告中就對(duì)循環(huán)水泵運(yùn)行方式給出了建議，如圖3所示。

由圖3可以看出，在機(jī)組高負(fù)荷或低負(fù)荷，以及環(huán)境溫度太高或太低時(shí)，兩機(jī)三泵的運(yùn)行方式就不是最經(jīng)濟(jì)的方式了。

5 結(jié)束語

本文通過對(duì)機(jī)組單元制循環(huán)水供水系統(tǒng)節(jié)能潛力的分析，介紹了通過將2臺(tái)機(jī)組的循環(huán)水供水母管以及2臺(tái)水塔聯(lián)通，實(shí)現(xiàn)了3臺(tái)循環(huán)水泵給2臺(tái)機(jī)組供水，并且通過試驗(yàn)，說明了兩機(jī)三泵運(yùn)行方式降低了循環(huán)泵的電耗，對(duì)節(jié)能起到了重要的作用。

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〔編輯：劉曉芳〕