奚邱炎 蔣夢潔

(上海華電奉賢熱電有限公司，上海201403)

1 閉冷水系統(tǒng)概況

上海華電奉賢熱電有限公司采用兩套西門子SGT5-4000F（4+）級燃氣- 蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組，裝機容量2×430MW。機組采用閉式循環(huán)水對各換熱器進行冷卻，每臺機組配有兩臺由上海KSB 泵有限公司生產(chǎn)的型號為Omega350-430B 的閉冷水泵，單泵設計流量為2000t/h，設計揚程35m，電機額定功率280kW。閉冷水回水母管的水通過閉冷水泵加壓后先進入閉冷器，將攜帶的熱量傳給循環(huán)水，在進入閉冷水進水母管，分配至各個用戶，經(jīng)過換熱后，帶著熱量再匯入回水母管?；厮腹苓€與位于16米高度的閉冷水箱相通，閉冷水箱可以調(diào)節(jié)和補充系統(tǒng)水量。機組正常運行時，閉冷水泵單臺運行，一用一備。

2 存在問題

廠內(nèi)閉冷水系統(tǒng)存在閉冷泵設計流量與機組備用期間系統(tǒng)所需閉冷水流量不匹配的問題。閉冷水泵的流量設計值為2000t/h，而機組備用期間的閉冷水用戶，包括汽機潤滑油冷卻器、燃機潤滑油和燃機密封油冷卻器的實際所需流量約為200t/h，機組備用期間實際所需流量與設計值相差較大。統(tǒng)計了5、6 號機閉冷泵2018 年度能耗情況（見圖1）。

圖1 2018 年度閉冷泵電量費用構(gòu)成

目前我公司5、6 號汽機閉冷水泵的用電產(chǎn)生費用約69%是在機組備用期間。根據(jù)水泵流量和功率關(guān)系，按原閉冷水泵揚程估算出200t/h 的水泵理論功耗在23KW 至35KW 之間，原閉冷泵實際功耗為220KW，且機組為調(diào)峰機組，備用時間較長，所以閉冷水系統(tǒng)用電存在較大的節(jié)能空間。

3 閉冷水系統(tǒng)節(jié)能方案選擇

3.1 閉冷泵電機改為變頻電機

閉冷泵改為變頻運行時，閉冷泵根據(jù)系統(tǒng)用戶用水量來改變運行轉(zhuǎn)速，節(jié)約廠用電量，保持閉冷泵運行的經(jīng)濟性。但變頻電機節(jié)能效果一般，改造投資較大，不適合作為優(yōu)選方案。

3.2 閉冷水系統(tǒng)管道改造

將5、6 號機閉冷水泵出口母管連通，雙停時共用一臺泵，起到節(jié)能降耗的效果。但此方案只有在兩臺機組都備用時才能起到節(jié)能效果，且機組備用期間平均每臺機組會有1000t/h 的閉冷水流量，仍有較大浪費。

3.3 每臺機組各新增一臺小流量閉冷水泵

5、6 號機各加一臺小流量閉冷泵，在機組備用期間切換小閉冷泵運行。兩臺機組互不干擾，停備后即可切換至小流量閉冷泵運行，且小泵的流量可根據(jù)實際需要選擇，工作參數(shù)接近最佳性能點，水泵效率高，節(jié)能效果好。

綜上所述，將每臺機組各新增一臺小流量閉冷水泵作為此次節(jié)能改造的優(yōu)選方案。

4 改造方案實施

通過計算選定參數(shù)合適的小閉冷泵，并申購配套的管件和閥門，利用機組檢修期間進行安裝調(diào)試，安裝位置定在原兩臺閉冷泵之間（見圖2）。

圖2 增加小閉冷泵之后的系統(tǒng)圖

4.1 計算小閉冷泵參數(shù)

小閉冷泵選型時需確定泵的揚程和流量，機組備用期間冷卻水需求量為200t/h，所以泵的設計流量應不小于200t/h。在計算揚程時，需要先確定沿程阻力損失。機組備用期間閉冷水用戶為：a.汽機潤滑油冷油器（高度為6 米）；b.燃機潤滑油冷油器（高度為0 米）；c.燃機密封油冷油器（高度為-2 米）。通過現(xiàn)場勘查，三路閉冷水用戶為并聯(lián)連接，閉冷泵出口至汽機潤滑油冷油器這一路高度高，沿途管道較長且管件較多，判斷其沿程阻力損失最大。所以在計算沿程阻力損失時，考慮汽機潤滑油冷油器一路即可。

經(jīng)過現(xiàn)場勘查和查閱相關(guān)資料，結(jié)合現(xiàn)場閥門在閉冷泵運行期間的開度情況，估算了閉冷水沿程閥門和管件的阻力系數(shù)，計算閉冷水至汽機潤滑油冷油器的沿程阻力損失如下（見表1）。

表1 沿程阻力損失計算表

4.2 小閉冷泵選型

根據(jù)閉冷泵流量及揚程需求，咨詢相關(guān)廠家，從安全性、經(jīng)濟性綜合考慮，最終選擇型號為SM100-380(l)的雙吸離心泵（見表2）。

表2 小閉冷泵參數(shù)表

4.3 小閉冷泵安裝調(diào)試

利用機組檢修期間，進行了5、6 號機閉冷泵的安裝工作，安裝完成后在機組備用時完成了新泵的調(diào)試，泵出口電動蝶閥開度調(diào)節(jié)到30%時運行穩(wěn)定，運行電流和振動均正常。兩臺機新增的閉冷泵出口實際壓力均為0.46Mpa，實際揚程為30m，略低于設計揚程。各閉冷水用戶出口介質(zhì)溫度有明顯下降，能穩(wěn)定在正常工作溫度內(nèi)（見表3）。

表3 小閉冷泵調(diào)試數(shù)據(jù)表

根據(jù)小閉冷泵性能曲線圖（見圖3），此時運行工況下的泵出口實際流量在210t/h 左右，新閉冷泵能滿足機組備用期間冷卻所需。

圖3 小閉冷泵性能曲線圖

5 預期節(jié)能效果

新增小閉冷泵實際運行功率為27kW，是原閉冷泵功率的12%，考慮實際情況中，機組啟停頻繁，停機后存在一段需原閉冷泵保持運行的緩沖時間，估算實際一年中機組備用期間能夠用來進行節(jié)能降耗的時間約占總備用時間的一半，所以小閉冷泵一年的能耗預計減小44%左右。按照2018 年5、6 號機全年閉冷水泵耗電量計算，迎峰度夏時的備用耗電為429621kW·h，電費為0.721 元/kW·h，非迎峰度夏時的備用耗電為1251303kW·h，電費為0.686kW·h，估算一年閉冷水系統(tǒng)能節(jié)約：

1251303× 0.44 × 0.686 + 429621× 0.44 ×0.721 = 513986元

由此可見，新增小閉冷泵后顯著的提高了機組閉冷水系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性，全年大概能產(chǎn)生51 萬元的經(jīng)濟效益。

6 結(jié)論

綜上所述，通過新增小閉冷泵的方式，對廠內(nèi)原有的閉冷水系統(tǒng)進行改造，不僅極大的提升了機組閉冷水系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性，更是提高了閉冷水泵的運行效率，達到了節(jié)能增效的目的。