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        電廠冬季主機(jī)真空優(yōu)化運(yùn)行研究與分析

        2021-01-11 18:33:13趙閆濤
        科學(xué)與生活 2021年27期
        關(guān)鍵詞:背壓凝汽器

        摘要:近年來,循環(huán)水泵的優(yōu)化運(yùn)行越來越引起各電廠的重視。許多電廠相繼對循環(huán)水泵、循環(huán)水系統(tǒng)及真空系統(tǒng)進(jìn)行改造、試驗(yàn)和理論與實(shí)際相結(jié)合的方式進(jìn)行優(yōu)化,以盡可能達(dá)到最佳真空運(yùn)行方式,真正起到機(jī)組節(jié)能降耗的目的。本文采用理論聯(lián)系實(shí)際的方式來確定機(jī)組冬季真空優(yōu)化運(yùn)行方式,達(dá)到提高機(jī)組安全性和經(jīng)濟(jì)性的目的。

        關(guān)鍵詞:凝汽器?背壓?循環(huán)水溫升

        1引言

        神華九江發(fā)電有限責(zé)任公司(以下簡稱“九江電廠”)總裝機(jī)2×1000MW,汽輪機(jī)采用哈爾濱汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的新一代N1052-28/600/620超超臨界、一次中間再熱、單軸、四缸四排汽、雙背壓、十級回?zé)岢槠⒛狡啓C(jī)。真空系統(tǒng)采用雙背壓凝汽器,靠近電機(jī)側(cè)凝汽器屬于低壓側(cè)凝汽器,靠近汽機(jī)側(cè)凝汽器屬于高壓側(cè)凝汽器,雙背壓凝汽器對應(yīng)三臺水環(huán)式真空泵進(jìn)行不凝結(jié)氣體的抽取,利用真空泵入口母管之間兩個(gè)聯(lián)絡(luò)門進(jìn)行單雙背壓的切換,以保持凝汽器最佳真空運(yùn)行,機(jī)組安全性及經(jīng)濟(jì)性最好。

        機(jī)組在冬季運(yùn)行過程中由于環(huán)境溫度的影響,直接抽取長江水作為冷卻介質(zhì)的循環(huán)水溫度大約在10℃左右,如果凝汽器采用雙背壓方式運(yùn)行,則低壓側(cè)凝汽器背壓在低負(fù)荷運(yùn)行階段將低于3KPa,不僅對低壓側(cè)凝汽器及低壓缸安全運(yùn)行不利,而且循環(huán)水泵單耗增加,對機(jī)組經(jīng)濟(jì)性不利。因此,機(jī)組在冬季運(yùn)行期間,如何維持凝汽器真空最佳真空將是節(jié)能降耗的重要手段之一。

        2理論計(jì)算分析

        九江電廠凝汽器設(shè)計(jì)規(guī)范書要求:TMCR工況循環(huán)水溫升控制在10.52℃,凝汽器過冷度設(shè)計(jì)值為0.5℃,凝汽器端差設(shè)計(jì)值為3.26℃/3.0℃,循環(huán)倍率設(shè)計(jì)值為50。依據(jù)循環(huán)水溫升有關(guān)試驗(yàn)及計(jì)算公式,如下。

        一般汽輪機(jī)排汽為濕蒸汽(濕度大約在6~10%),每1kg排汽在凝汽器內(nèi)放出的汽化潛熱約為XC(hC-hC’)=2140~2220KJ/kg,取CP=4.187KJ/kg·K,因此有如下公式:

        其中m=DW/DC為凝汽器的循環(huán)倍率。

        可以看出,影響△t的因素有:(1)汽輪機(jī)排汽量,即汽輪機(jī)負(fù)荷。負(fù)荷越高。冷卻水溫升越高,機(jī)組真空越低。(2)冷卻水量。冷卻水量越小,冷卻水溫升越高,機(jī)組真空越低。機(jī)組負(fù)荷由外界需求決定。在機(jī)組負(fù)荷一定的情況下,可以通過增大循環(huán)水量,減小循環(huán)水溫升來提高凝汽器真空。

        根據(jù)九江電廠循環(huán)水系統(tǒng)循環(huán)倍率設(shè)計(jì)值50,可以計(jì)算出我廠循環(huán)水溫升為10.4℃,基本與循環(huán)水設(shè)計(jì)溫升(10.52℃)一致。

        依據(jù)楊海生1,孟向明2論文《一種確定循環(huán)水系統(tǒng)最佳溫升的計(jì)算方法》理論分析,得到最佳循環(huán)水溫升隨機(jī)組負(fù)荷及環(huán)境總影響溫度的變化曲線,計(jì)算結(jié)果對指導(dǎo)現(xiàn)場運(yùn)行操作具有實(shí)際意義。

        由于環(huán)境溫度、冷卻塔端差及凝汽器端差對凝汽器壓力的影響是相同的或等效的,因此將三者之和作為一項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行考慮,稱作為總影響溫度。

        從圖1分析得出,在溫度較高時(shí),循環(huán)水最佳溫升隨負(fù)荷變化不大,且數(shù)值均較小,這意味著需要較大的循環(huán)水流量。在溫度較低時(shí),循環(huán)水最佳溫升隨負(fù)荷變化大,坡度陡,允許循環(huán)水有較大的溫升。從圖表中可以查出,在總影響溫度16.2℃時(shí),額定負(fù)荷下循環(huán)水最佳溫升為12℃。

        根據(jù)我廠凝汽器設(shè)計(jì)運(yùn)行高、低壓側(cè)特性線,在總影響溫度20℃以下時(shí),額定負(fù)荷下凝汽器高、低壓側(cè)背壓曲線基本上是一致的(冷卻水量84060t/h,冷卻面積60000m2)。

        3實(shí)際參數(shù)分析

        以九江電廠1000MW機(jī)組各時(shí)間段不同負(fù)荷循環(huán)水溫升統(tǒng)計(jì)參數(shù)進(jìn)行對比分析。

        從以上統(tǒng)計(jì)表可以看出:

        (1)機(jī)組在夏秋季運(yùn)行時(shí),冷卻水溫度高,循環(huán)水泵采用“一高一低”或“一機(jī)兩低”運(yùn)行方式,循環(huán)水溫升大約控制在8℃~15℃,基本達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

        (2)機(jī)組在冬季運(yùn)行且冷卻水溫度低時(shí),高負(fù)荷階段循環(huán)水泵采用“兩機(jī)兩低”和循環(huán)水出口聯(lián)絡(luò)門全開運(yùn)行方式,凝汽器雙背壓運(yùn)行,循環(huán)水溫升大約控制在15℃~25℃;低負(fù)荷階段循環(huán)水泵采用“兩機(jī)三低”和循環(huán)水出口聯(lián)絡(luò)門全開運(yùn)行方式,凝汽器單背壓運(yùn)行,循環(huán)水溫升大約控制在11℃~15℃,但是真空值低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)維持在3KPa以上。

        (3)分析得出在高負(fù)荷階段循環(huán)水溫升偏離設(shè)計(jì)值比較多,大約在5℃-15℃。依據(jù)最佳真空溫升值12℃左右,建議機(jī)組在冬季運(yùn)行且循環(huán)水溫度低于12℃時(shí)全程采用單背壓運(yùn)行方式。

        4結(jié)論

        (1)機(jī)組在冬季運(yùn)行且循環(huán)水溫度≤12℃時(shí),#1、2機(jī)循環(huán)水泵采用“兩機(jī)兩低”或“兩機(jī)三低”運(yùn)行方式,備用泵投入“聯(lián)鎖”備用,循環(huán)水聯(lián)絡(luò)門全開,全程采用單背壓運(yùn)行方式;

        (2)若一臺機(jī)組停運(yùn),則適當(dāng)開啟循環(huán)水系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)門(10%-25%),停運(yùn)停運(yùn)機(jī)組的循環(huán)水泵。

        5參考文獻(xiàn)

        [1]周利慶,等,循環(huán)水泵運(yùn)行方式優(yōu)化方法及其在華能南通電廠中的應(yīng)用[J].電站輔機(jī).2003.3(1):33-37.

        [2]楊海生1,孟向明2,一種確定循環(huán)水系統(tǒng)最佳溫升的計(jì)算方法.汽輪機(jī)技術(shù).2007.8(4):259-261.

        作者簡介:趙閆濤,男,漢族,高級工程師,碩士學(xué)位,現(xiàn)從事火力發(fā)電廠集控運(yùn)行工作。

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