中國華電集團(tuán) 山東公司 華電萊州發(fā)電有限公司 山東 萊州 261400

正文：

1 華電萊州發(fā)電有限公司1050MW機(jī)組循環(huán)水系統(tǒng)簡介

華電萊州發(fā)電有限公司兩臺(tái)1050MW燃煤汽輪發(fā)電機(jī)組。汽輪機(jī)為超超臨界、一次中間再熱、單軸四缸四排汽、凝汽式，設(shè)計(jì)額定功率1050MW。凝汽器設(shè)計(jì)為雙殼體、雙背壓、單流程。循環(huán)水系統(tǒng)采用以海水為水源的直流供水系統(tǒng)，采用單元制。循環(huán)水系統(tǒng)配置情況：一臺(tái)機(jī)組配置一個(gè)取水口、一條引水溝道、三套循環(huán)水泵組、一條DN3800循環(huán)水壓力供水管道、一條DN3800循環(huán)水排水管道、一條循環(huán)水排水溝和一套尾水水輪發(fā)電機(jī)組。循環(huán)水泵型式：立軸、固定轉(zhuǎn)速、固定葉片、單級(jí)混流泵，型號(hào)2000VZNM，設(shè)計(jì)流量9.88m3/s，設(shè)計(jì)揚(yáng)程17.3m，轉(zhuǎn)速331/298r/min。循環(huán)水泵電機(jī)型號(hào)（改造后）：YKSLD2500/1823-18/20，額定轉(zhuǎn)速331/298r/min，功率因數(shù)0.78/0.74，效率93.5/92.5%，額定功率P=2500/1823kW。

2 循環(huán)水泵節(jié)能前景與改造方式的選擇

華電萊州發(fā)電有限公司地處山東省萊州市渤海灣畔，海水溫度全年平均12.7℃，其中夏季（7，8，9月）平均溫度23.8℃，春秋季（5，6，10，11月）平均溫度15.5℃，冬季（1～4，12月）平均溫度3.7℃。當(dāng)初春、秋末和冬季海水溫度較低時(shí)，兩臺(tái)定速循環(huán)水泵的運(yùn)行方式將導(dǎo)致機(jī)組真空過高，超過了最佳真空，導(dǎo)致極大的電量浪費(fèi)，甚至當(dāng)冬季海水溫度低、機(jī)組負(fù)荷低時(shí)，機(jī)組真空值已經(jīng)超過極限真空，反而降低了機(jī)組經(jīng)濟(jì)性和安全性，改造循環(huán)水系統(tǒng)迫在眉睫。

改造前海水溫度、機(jī)組負(fù)荷與真空比較：

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目前國內(nèi)電廠輔機(jī)節(jié)能改造方案主要有以下幾種：

①加裝高壓變頻器 ②由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)改為汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)

③加裝永磁調(diào)速裝置 ④進(jìn)行葉輪葉片的工作曲線在線調(diào)節(jié)

3 雙速電機(jī)循環(huán)水泵的節(jié)能分析

經(jīng)過雙速電機(jī)改造后，電廠循環(huán)水系統(tǒng)的運(yùn)行方式發(fā)生了變化。夏季或其他負(fù)荷高、海水溫度高的月份中，循環(huán)水系統(tǒng)三臺(tái)循環(huán)水泵均為高速。冬季負(fù)荷低、海水溫度最低的月份中，循環(huán)水系統(tǒng)有兩臺(tái)低速循環(huán)水泵運(yùn)行、一臺(tái)高速循環(huán)水泵備用。剩余海水溫度較低的月份中，保持一臺(tái)低速循環(huán)水泵運(yùn)行、一臺(tái)高速循環(huán)水泵運(yùn)行、一臺(tái)高速循環(huán)水泵備用。

3.1 節(jié)能計(jì)算

下表為全年萊州灣海水溫度水平與改造后循環(huán)水泵運(yùn)行方式：

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從上表看出，經(jīng)雙速電機(jī)改造后節(jié)省的電量為循環(huán)水泵運(yùn)行方式為高低速運(yùn)行和雙低速運(yùn)行時(shí)節(jié)省的電量，計(jì)算如下：

ΔW=ΔP×t=sqrt(3)*U*( cosφ高*I高-cosφ低I低)*t

=1.732*10.5*(145*0.78-130*0.74)*t=307.3434*8180.4

≈251.42萬kWh

計(jì)算結(jié)果表明，每年每臺(tái)機(jī)組的循環(huán)水泵經(jīng)過雙速電機(jī)改造后可節(jié)省約251.42萬度電，這是非?？捎^的。

3.2 對凝汽器膠球清洗裝置的電耗影響

因低速循環(huán)水泵出口壓力降低，導(dǎo)致凝汽器膠球清洗裝置收球困難，經(jīng)統(tǒng)計(jì)平均每天增加兩小時(shí)收球時(shí)間。因此多消耗的電量為：

W膠球=2*q膠球*t =2*11*（172+57）*2 =10076kWh

3.3 對尾水發(fā)電站的電量影響

華電萊州發(fā)電有限公司設(shè)置以循環(huán)水排水為動(dòng)力的尾水發(fā)電站，共兩臺(tái)機(jī)組。正常運(yùn)行方式為一臺(tái)尾水機(jī)組運(yùn)行一臺(tái)尾水機(jī)組水輪機(jī)沖轉(zhuǎn)備用。當(dāng)兩臺(tái)機(jī)組同時(shí)運(yùn)行時(shí)，無論循環(huán)水系統(tǒng)何種運(yùn)行方式均可滿足尾水發(fā)電站正常運(yùn)行方式，且水輪機(jī)發(fā)電量不受循環(huán)水量影響；而當(dāng)一臺(tái)機(jī)組運(yùn)行一臺(tái)機(jī)組檢修時(shí)，無論循環(huán)水系統(tǒng)何種運(yùn)行方式其循環(huán)水量均無法滿足尾水發(fā)電站正常運(yùn)行方式，只能保持兩臺(tái)尾水機(jī)組水輪機(jī)沖轉(zhuǎn)備用。

4 雙速電機(jī)循環(huán)水泵的安全分析和經(jīng)驗(yàn)探討

循環(huán)水泵經(jīng)雙速電機(jī)改造后主要可能出現(xiàn)以下幾個(gè)問題。

①循環(huán)水壓力降低，無法滿足凝汽器冷卻水水室充滿度

②循環(huán)水壓力降低，膠球收球困難，堵塞凝汽器冷凝管

經(jīng)實(shí)際運(yùn)行測算，兩臺(tái)低速泵運(yùn)行時(shí)，循環(huán)水母管壓力約為70kPa，凝汽器冷卻水進(jìn)水水室液位高度顯示為低于最高高度40cm，滿足運(yùn)行條件。

而對于循環(huán)水流速低收球困難，一方面可以增加收球時(shí)間，另一方面，可以在低負(fù)荷期間，通過截流循環(huán)水出口蝶閥提高循環(huán)水壓力和流速，進(jìn)行收球。實(shí)際運(yùn)行來看，此方法簡便可行。

5 總結(jié)與展望

輔機(jī)節(jié)能是電廠運(yùn)營的重要課題，而華電萊州發(fā)電有限公司對循環(huán)水泵電機(jī)雙速改造方案經(jīng)討論設(shè)計(jì)定型直至實(shí)際應(yīng)用，取得了很好的節(jié)能效果。經(jīng)計(jì)算，節(jié)能效益突出，運(yùn)行簡便可靠，是輔機(jī)節(jié)能新的思考方向，值得推廣，具有很大的社會(huì)效益。

對于單元制機(jī)組，循環(huán)水系統(tǒng)還有很多節(jié)能方向，例如海水溫度低時(shí)，三臺(tái)循泵向兩臺(tái)機(jī)組供水，形成單元機(jī)組循環(huán)水母管制；在安全可靠的條件下，試驗(yàn)單臺(tái)高速泵對一臺(tái)機(jī)組供水；泵的選型也可以多樣化，兩大一小的方式可以使泵的效率更高；降低凝汽器的安裝高度等。當(dāng)然，這些設(shè)想還有待于進(jìn)一步的設(shè)計(jì)計(jì)算和安全性試驗(yàn)。