循環(huán)水系統(tǒng)雙機(jī)一塔運(yùn)行分析

王潤興 劉延軍

火力發(fā)電廠汽輪機(jī)排汽進(jìn)入凝汽器后，排汽熱量被循環(huán)水帶走，同時(shí)排汽凝結(jié)后形成真空，循環(huán)水流量、溫度均影響機(jī)組真空。發(fā)電廠中發(fā)電水耗也主要為循環(huán)水損耗，循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行方式對機(jī)組安全、經(jīng)濟(jì)有很大影響，因此綜合考慮循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行方式，對機(jī)組安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行至關(guān)重要。

為了緩解冷卻塔結(jié)冰、降低發(fā)電水耗，某電廠通過分析、論證、調(diào)整冷卻塔運(yùn)行方式，實(shí)現(xiàn)了循環(huán)水系統(tǒng)雙機(jī)一塔運(yùn)行，經(jīng)28天的運(yùn)行實(shí)踐得出：在凝汽器真空度基本不變的情況下，雙機(jī)一塔運(yùn)行較為經(jīng)濟(jì)，也無安全隱患，而且運(yùn)行方式較為靈活，根據(jù)機(jī)組負(fù)荷以及循環(huán)水溫度可隨時(shí)切換循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行方式。

系統(tǒng)簡介

某電廠2？30MW機(jī)組汽輪機(jī)為北重汽輪機(jī)，額定功率為330MW，額定采暖抽汽量為550t/h，最大抽汽量為600t/h。循環(huán)水系統(tǒng)按一機(jī)一塔設(shè)置，冷卻塔淋水面積為4500m2，每臺機(jī)組配置2臺循環(huán)水泵。冷卻水塔分內(nèi)、外區(qū)配水。兩臺機(jī)組循環(huán)水泵出口有聯(lián)絡(luò)管、凝汽器出水也有聯(lián)絡(luò)管，通過閥門切換循環(huán)水系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)擴(kuò)大單元制運(yùn)行。

雙機(jī)一塔的論證

必要性：發(fā)電廠中循環(huán)水損耗主要有：風(fēng)吹損耗、蒸發(fā)損耗、冷卻塔排污。機(jī)組長期負(fù)荷低時(shí)，雖然冷卻塔負(fù)荷減小，但冷卻塔損耗減少不多，發(fā)電水耗反而增大；冬季冷卻塔切外區(qū)配水后，冷卻塔結(jié)冰依然嚴(yán)重，且冷卻塔結(jié)冰后填料存在被冰塊墜落損壞威脅；冬季機(jī)組供熱后，若供熱負(fù)荷過大時(shí)凝汽器排汽量減少，循環(huán)水帶走熱量減少，循環(huán)水溫度會更低，冷卻塔結(jié)冰更嚴(yán)重；若機(jī)組運(yùn)行中清理冷卻塔淤泥等工況均要求冷卻塔必須調(diào)整運(yùn)行方式。

可行性：該電廠循環(huán)水系統(tǒng)設(shè)計(jì)擴(kuò)大單元式供回水系統(tǒng)。夏季工況，每臺機(jī)組的循環(huán)水量為38115m3/h；冬季工況，每臺機(jī)組的循環(huán)水量為16347m3/h。因此，冬季雙機(jī)一塔運(yùn)行，冷卻塔流量可以滿足要求。

該地區(qū)當(dāng)?shù)仄骄髿鈮毫?5.2KPa，汽輪機(jī)低壓缸排汽壓力設(shè)計(jì)5.2KPa，，冬季該廠1、2號機(jī)組真空均在91～92KPa之間，機(jī)組真空允許進(jìn)行雙機(jī)一塔運(yùn)行。

正常運(yùn)行中，循環(huán)水系統(tǒng)各聯(lián)絡(luò)門開啟，循環(huán)水系統(tǒng)為擴(kuò)大單元制運(yùn)行方式。若進(jìn)行一塔雙機(jī)運(yùn)行，在擴(kuò)大單元制運(yùn)行方式基礎(chǔ)上，維持冷卻塔全塔配水時(shí)，關(guān)閉需停用塔的兩個(gè)回水門，即可實(shí)現(xiàn)兩機(jī)一塔運(yùn)行方式，操作十分簡單。

實(shí)施及效果

為了緩解冷卻塔結(jié)冰、降低發(fā)電水耗。2010年1月6日該電廠切換冷卻塔運(yùn)行方式，關(guān)閉1號冷卻塔內(nèi)、外區(qū)回水電動門，1、2號機(jī)組凝汽器循環(huán)水均回至2號冷卻塔，維持2號冷卻塔正常補(bǔ)水和排污，關(guān)閉1號冷卻塔補(bǔ)水、排污，維持雙機(jī)一塔運(yùn)行方式。具體運(yùn)行參數(shù)見表：

冷卻塔運(yùn)行方式切換為雙機(jī)一塔后，檢查冷卻塔淋水密度良好，運(yùn)行片刻后，冷卻塔大冰開始掉落，為了防止冷卻塔冰塊堵塞冷卻塔出口濾網(wǎng)，組織人員利用一定工具阻止冰塊流向?yàn)V網(wǎng)。

通過近28天運(yùn)行觀察，雙機(jī)一塔運(yùn)行期間1、2號機(jī)組真空均大于91KPa，機(jī)組真空完全達(dá)到設(shè)計(jì)要求；通過調(diào)整維持循環(huán)水濃縮倍率小于4.4時(shí)，2號冷卻塔自來水平均補(bǔ)水量為560t/h（取28天平均值），而調(diào)整前冷卻塔總補(bǔ)水量為793t/h（取2009年12月平均值）。

安全及經(jīng)濟(jì)性

安全性：該電廠雙機(jī)一塔運(yùn)行時(shí)，2號冷卻塔運(yùn)行水位1.88m、1號冷卻塔停運(yùn)水位1.57m，循環(huán)水泵前池水位均為正常10m；經(jīng)過調(diào)整循環(huán)水濃縮倍濾維持3.5～4.4之間；設(shè)計(jì)冷卻塔全塔配水時(shí)，最多運(yùn)行兩臺循環(huán)水泵。雙機(jī)一塔運(yùn)行時(shí)，為了保證安全、防止循環(huán)水系統(tǒng)超壓，只能投入一臺循環(huán)水泵聯(lián)動備用，同時(shí)在DCS上冷卻塔配水電動門掛上“禁操”。這樣也解決了循環(huán)水系統(tǒng)超壓的可能?？傊p機(jī)一塔運(yùn)行采取措施后不存在安全隱患。

經(jīng)濟(jì)性：通過2010年01月6日至2月3日該電廠循環(huán)水系統(tǒng)進(jìn)行雙機(jī)一塔運(yùn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)期間雙機(jī)真空遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)真空，真空略微變化對機(jī)組負(fù)荷影響可忽略。（注：試驗(yàn)時(shí)當(dāng)?shù)卮髿鈮毫?5.3kPa、低壓缸排汽設(shè)計(jì)背壓力5.2kPa。）

雙機(jī)一塔運(yùn)行時(shí)，循環(huán)水壓力升高0.01MPa，1B循環(huán)泵電流上升6A、2A循環(huán)泵電流上升2A，循環(huán)水泵每小時(shí)耗電量增加：

W=1.732譛Icos%O=？000祝？+2）？.85=70.67KW.h

折合人民幣每小時(shí)增加電費(fèi)損失=0.3？0.67=21.2元。

雙機(jī)一塔運(yùn)行時(shí)2號冷卻塔平均補(bǔ)水量為560t/h，雙機(jī)雙塔運(yùn)行時(shí)冷卻塔補(bǔ)水總量為793t/h，每小時(shí)節(jié)水233t，目前該地區(qū)自來水價(jià)格每噸3.5元，折合人民幣=233？.5=815.5元。

綜合經(jīng)濟(jì)效益=815.5-21.2=794.3元。

在機(jī)組低負(fù)荷或機(jī)組真空達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)，維持雙機(jī)一塔運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益明顯，根據(jù)性能試驗(yàn)數(shù)據(jù)參考，若雙機(jī)一塔運(yùn)行對機(jī)組真空造成較大的影響，即真空下降>0.4KPa時(shí)，應(yīng)立即恢復(fù)雙機(jī)雙塔運(yùn)行。

[1]大唐寶雞熱電廠設(shè)計(jì)資料

[2]火力發(fā)電廠經(jīng)濟(jì)指標(biāo)計(jì)算方法