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?、凝汽式汽輪機(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(tái)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

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;

若一臺(tái)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)

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.

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。