胡為杰

（四川廣安發(fā)電有限責(zé)任公司，四川 廣安 638000）

0 引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，國家加大污染防治力度，中央環(huán)保督察的重點(diǎn)將轉(zhuǎn)向企業(yè)，檢查、執(zhí)法和問責(zé)力度不斷加大，這對公司節(jié)能、廢水治理及煙氣排放都提出了更高要求?；痣姀S為適應(yīng)新時(shí)期發(fā)展，必須以節(jié)能降耗、提質(zhì)增效作為企業(yè)降低生產(chǎn)經(jīng)營成本、提高企業(yè)競爭力的主要途徑，優(yōu)化系統(tǒng)布置及設(shè)備運(yùn)行方式，加快推進(jìn)實(shí)施節(jié)能技改項(xiàng)目，同時(shí)在生產(chǎn)過程中，強(qiáng)化運(yùn)行對標(biāo)管理，優(yōu)化指標(biāo)管控，內(nèi)挖潛力，制定電廠煤耗、電耗、水耗、油耗目標(biāo)控制。在火電廠的運(yùn)行中，循環(huán)水系統(tǒng)是維持機(jī)組正常運(yùn)行的重要組成部分，同時(shí)也是主要耗能的部分，其運(yùn)行狀態(tài)直接影響到火電廠經(jīng)濟(jì)性。

1 汽機(jī)循環(huán)水系統(tǒng)組成及存在問題分析

1.1 循環(huán)水系統(tǒng)基本構(gòu)成

某廠2×330MW 燃煤機(jī)組，凝汽器設(shè)計(jì)為單背壓、單殼體、1 汽室、6 水室。循環(huán)水系統(tǒng)由循環(huán)水泵、凝汽器、涼水塔等設(shè)備組成。設(shè)計(jì)3 臺(tái)循環(huán)水泵，其出口為液控蝶閥控制。循環(huán)水系統(tǒng)為閉式循環(huán)，水源取自渠江。技術(shù)規(guī)范見表1、表2。

表1 循環(huán)水泵技術(shù)規(guī)范

表2 涼水塔技術(shù)規(guī)范

1.2 分析火電廠汽機(jī)循環(huán)水系統(tǒng)現(xiàn)狀分析

目前火電廠循環(huán)水系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行能力已基本達(dá)到國際先進(jìn)水平，但是，循環(huán)水系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行中仍然受許多外界因素影響，例如區(qū)域豐水期長機(jī)組負(fù)荷率低、地域季節(jié)性環(huán)境溫差變化大、人員技術(shù)水平偏低、設(shè)備管理能力不足等問題，導(dǎo)致系統(tǒng)偏離最佳工況運(yùn)行。同時(shí)，一些火電廠對系統(tǒng)管道網(wǎng)絡(luò)性質(zhì)關(guān)注度較低，缺乏對設(shè)備潛力深度挖掘利用，即使系統(tǒng)的整體使用效率已基本達(dá)到國際水準(zhǔn)，由于過于關(guān)注單一對象，因此缺乏對系統(tǒng)的優(yōu)化利用。此外，受外部經(jīng)濟(jì)環(huán)境及政策影響，燃料價(jià)格人工的增加、區(qū)域水電擠壓火電生存空間，致使機(jī)組利用小時(shí)數(shù)降低、國家環(huán)保政策日趨嚴(yán)厲迫使電廠加大環(huán)保投入等，導(dǎo)致火力發(fā)電廠資金短缺問題突出，電廠為壓縮投入，對設(shè)備系統(tǒng)整體優(yōu)化水平較低，加上循環(huán)水系統(tǒng)本身存在一定的復(fù)雜性，短時(shí)間內(nèi)難以順利推進(jìn)先進(jìn)化的方案與科學(xué)技術(shù)。

2 探究火電廠循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化策略

隨著國家大力推進(jìn)污染防治，中央環(huán)保督察的重點(diǎn)將轉(zhuǎn)向企業(yè)，檢查、執(zhí)法、問責(zé)力度不斷加大，火電企業(yè)要生存、要發(fā)展、要維持企業(yè)的正常穩(wěn)定運(yùn)行，確?；痣姀S的經(jīng)濟(jì)效益，就必須順應(yīng)時(shí)代，轉(zhuǎn)變觀念，以節(jié)能降耗、提質(zhì)增效作為企業(yè)降低生產(chǎn)經(jīng)營成本、提高企業(yè)競爭力的主要途徑，高度重視循環(huán)水系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，推進(jìn)系統(tǒng)優(yōu)化，提高機(jī)組效率。

2.1 將循環(huán)水泵電機(jī)由單速改為雙速控制

循環(huán)水系統(tǒng)的作用是為了冷卻汽輪機(jī)低壓缸排汽，并在凝汽器內(nèi)建立真空。在該系統(tǒng)中，循環(huán)水泵是關(guān)鍵設(shè)備，其主要作用是將從水塔淋下的循環(huán)水送至凝汽器冷卻水側(cè)，循環(huán)水吸收汽輪機(jī)的排汽熱量后再返回至涼水塔[1]。循環(huán)水泵主要有工頻和變頻2 種形式。其中變頻運(yùn)行方式主要以平移泵特征與變速原理為依據(jù)運(yùn)行。工頻運(yùn)行方式，就是定速運(yùn)行，在機(jī)組負(fù)荷低或季節(jié)變化環(huán)境溫度低的情況下，機(jī)組真空度已接近最佳，提高真空與循環(huán)水泵電耗相比已無助于提高機(jī)組經(jīng)濟(jì)性，相反還造成廠用電增加，降低整機(jī)經(jīng)濟(jì)性[2]。因此，與定速水泵相比，變速水泵在節(jié)能與操作的便利性方面占據(jù)較大優(yōu)勢，即使在低負(fù)荷情況下仍然可以節(jié)約電能。

某廠設(shè)計(jì)循環(huán)水泵為單速控制，在實(shí)際運(yùn)行中從節(jié)能管理為出發(fā)點(diǎn)，須對設(shè)備進(jìn)行技改，在進(jìn)行綜合成本核算后，如果改型為變頻控制投資成本較大，回收周期較長。于是采取對其中一臺(tái)循環(huán)水泵電機(jī)（如B 泵）通過改變電機(jī)線圈檔位由單速改為雙速控制，即春秋冬季根據(jù)機(jī)組負(fù)荷及真空情況切為低速運(yùn)行，夏季則改回高速以滿足機(jī)組負(fù)荷需要。機(jī)組運(yùn)行中循環(huán)水泵高速運(yùn)行電流為159 A，低速運(yùn)行電流為95 A，經(jīng)核算節(jié)約廠用電約225 kW/h，效果明顯。

2.2 對循環(huán)水泵運(yùn)行方式優(yōu)化

基于季節(jié)環(huán)境溫度及機(jī)組接帶負(fù)荷變化等條件下，對循環(huán)水泵運(yùn)行方式進(jìn)行研究，利用季節(jié)特點(diǎn)以及負(fù)荷特點(diǎn)，在保證機(jī)組最佳真空前提下，通過修改熱工邏輯實(shí)現(xiàn)單泵運(yùn)行，并試驗(yàn)不同運(yùn)行方式下循環(huán)水泵的耗能情況，固化運(yùn)行方式。實(shí)際運(yùn)行中還應(yīng)充分考慮負(fù)荷變化需要的具體時(shí)間，做好節(jié)點(diǎn)控制，精細(xì)調(diào)整，避免出現(xiàn)不必要的損失，降低機(jī)組綜合廠用電率，主要包括3 點(diǎn)。1）機(jī)組低負(fù)荷運(yùn)行，凝汽器排汽喉部溫度低于34℃（或凝汽器壓力低于3.5 kPa）時(shí)，運(yùn)行單臺(tái)高速循環(huán)水泵。加負(fù)荷過程，凝汽器排氣喉部溫度高于35℃（或凝汽器壓力高于4 kPa）時(shí)，增啟低速泵，保持一高一低循泵運(yùn)行。減負(fù)荷過程，凝汽器排氣喉部溫度低于32℃（或凝汽器壓力低于3.0 kPa）時(shí)，停低速泵，保持單臺(tái)高速泵運(yùn)行。2）2 臺(tái)循環(huán)水泵運(yùn)行，停1 臺(tái)循環(huán)水泵前，注意須先解除循環(huán)水泵備用，再進(jìn)行停泵操作，待停循泵停運(yùn)正常后再投入循泵備用。期間如發(fā)生循環(huán)水泵跳閘，應(yīng)立即手動(dòng)啟動(dòng)備用泵運(yùn)行?？刂七壿嬋鐖D1 所示。3）A 或C 循環(huán)水泵需計(jì)劃檢修前，應(yīng)先將B 循環(huán)水泵由低速改為高速。如A 或C 循環(huán)水泵故障緊急停役，則直接啟動(dòng)B 循環(huán)水泵保持一高一低循環(huán)水泵運(yùn)行，低負(fù)荷仍保持2 臺(tái)循環(huán)水泵運(yùn)行。

圖1 控制邏輯圖

2.3 停機(jī)過程中循環(huán)水泵運(yùn)行優(yōu)化

停機(jī)過程中隨著機(jī)組負(fù)荷降低，低壓缸排汽量持續(xù)減少，對循環(huán)冷卻水量需求也隨之減少，應(yīng)及時(shí)改變循環(huán)水泵運(yùn)行數(shù)量，降低廠用電。因此停機(jī)過程中應(yīng)密切監(jiān)視負(fù)荷、溫度等關(guān)鍵參數(shù)，控制凝汽器熱源進(jìn)入量，選擇性的停運(yùn)部分循環(huán)水泵。1）停機(jī)過程中，負(fù)荷減至循環(huán)水溫升低于6℃時(shí)，應(yīng)及時(shí)停運(yùn)1 臺(tái)高速循環(huán)水泵，直到保留1 臺(tái)低速泵運(yùn)行。2）機(jī)組負(fù)荷低于100 MW 關(guān)閉輔汽至除氧器加熱電動(dòng)門，機(jī)組打閘后即關(guān)閉主蒸汽管道至凝汽器疏水門。再熱器抽真空保養(yǎng)結(jié)束即關(guān)閉再熱蒸汽管道及輔汽系統(tǒng)至凝汽器疏水門。3）真空到0 即停止軸封供汽，關(guān)閉所有凝汽器、除氧器蒸汽和疏水門。每隔4 h開啟汽機(jī)本體內(nèi)、外汽缸和導(dǎo)氣管疏水5 min 后關(guān)閉。4）機(jī)組打閘后除氧器水位控制在低限，如水位過高、水溫超過70℃，禁止向凝汽器溢流，可采取向定排或地溝放水措施。5）汽機(jī)轉(zhuǎn)速到0，投入連續(xù)盤車。逐漸降低滑潤油溫度至30℃～35℃。連續(xù)盤車投入0.5 h，且冷油器進(jìn)、出口油溫接近并低于35℃，停運(yùn)最后1 臺(tái)循環(huán)水泵。

2.4 對循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行方式進(jìn)行優(yōu)化

四川水電豐富，火電機(jī)組在豐水期停備時(shí)間較長，應(yīng)提高備用設(shè)備利用率。某廠采用閉式循環(huán)水系統(tǒng)，循環(huán)水泵將從水塔淋下的循環(huán)水送至凝汽器水側(cè)，循環(huán)水吸收汽輪機(jī)的排汽熱量后再返回水塔。循環(huán)水從設(shè)置在水塔上部的淋水盤處落下，冷空氣從水塔的下部進(jìn)入水塔，與循環(huán)水逆向流動(dòng)，起到冷卻循環(huán)水的作用，在這個(gè)過程中如果增加循環(huán)水在涼水塔中的冷卻面積，可降低循環(huán)水入口水溫，有利于提高凝汽器真空度，提高機(jī)組經(jīng)濟(jì)性，優(yōu)化機(jī)組效率。因此通過分析相鄰機(jī)組循環(huán)水系統(tǒng)布置情況，合理進(jìn)行優(yōu)化，將相鄰機(jī)組的2 個(gè)涼水塔及循環(huán)水系統(tǒng)出水管路進(jìn)行連通，機(jī)組一運(yùn)一備時(shí)，2 臺(tái)機(jī)組的循環(huán)水出水及涼水塔實(shí)現(xiàn)聯(lián)絡(luò)運(yùn)行，從而增大循環(huán)水出水冷卻面積，降低循環(huán)水入口溫度。

3 結(jié)語

經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境污染相伴相生，國家全面打響藍(lán)天、碧水、凈土保衛(wèi)戰(zhàn)，加大污染防治力度，環(huán)保檢查、執(zhí)法、問責(zé)力度不斷加大，這對公司節(jié)能減排提出了更高的要求。因此，在實(shí)際生產(chǎn)過程中，火電企業(yè)應(yīng)該高度重視汽機(jī)循環(huán)水系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，及時(shí)解決運(yùn)行中存在的問題，不斷進(jìn)行升級改造、優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行，節(jié)能降耗、提質(zhì)增效，以提高企業(yè)社會(huì)競爭力。