赤峰熱電A廠循環(huán)水系統(tǒng)改造

劉恩達(dá) 牛雪峰

引言：針對(duì)赤峰熱電A廠循環(huán)水系統(tǒng)改造項(xiàng)目的調(diào)研分析、實(shí)施過(guò)程，以及對(duì)改造后取的成果的論述。

一、概述

赤峰熱電廠#6、#7為凝汽式汽輪機(jī)組，機(jī)組型號(hào)分別為CC25-3.43/0.98/0.294、C24-0.98/0.294。6#、7#汽輪機(jī)在非供暖期為凝器運(yùn)行，在冬季采暖熱期采用汽輪機(jī)低真空運(yùn)行的循環(huán)水供熱，供水溫度50℃—75℃、供水壓力0.8MPa，循環(huán)水年供熱量約350×104GJ。

6#汽輪機(jī)主汽溫度450℃、壓力3.80MPa，循環(huán)水系統(tǒng)配備2臺(tái)型號(hào)600S—32A水泵并列運(yùn)行，電動(dòng)機(jī)功率250KW，額定循環(huán)水流量2880T/h，水泵揚(yáng)程26m；7#汽輪機(jī)主汽溫度320℃、壓力0.98MPa，循環(huán)水系統(tǒng)配備2臺(tái)型號(hào)32SA—19A水泵并列運(yùn)行，電動(dòng)機(jī)功率450KW，最大循環(huán)水流量5000T/h，水泵揚(yáng)程26m。

二、6#、7#汽輪機(jī)不同工況的運(yùn)行方式

在供暖期內(nèi)，當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境溫度由變化趨勢(shì)為-8℃—-28℃—-6℃，對(duì)應(yīng)采暖供水溫度為50℃—75℃—48℃。在供熱初期和供熱末期室外環(huán)境溫度為-6℃—-10℃，循環(huán)水的散熱量較小，供、回水溫度差較?。ü┧疁囟?0℃、回水溫度32℃）。為適應(yīng)采暖熱用戶對(duì)室內(nèi)環(huán)境溫度的調(diào)節(jié)需求和從供熱電廠自身的經(jīng)濟(jì)效益出發(fā)，赤峰熱電廠根據(jù)供熱量的變化和機(jī)組循環(huán)水容量的大小，分階段調(diào)節(jié)機(jī)組投入低真空運(yùn)行供熱步驟為：10月至11月，6#汽輪機(jī)低真空運(yùn)行，7#機(jī)凝汽運(yùn)行；11月至12月，7#汽輪機(jī)低真空運(yùn)行，6#機(jī)凝汽運(yùn)行；12月至2月，6#、7#汽輪機(jī)低真空運(yùn)行；2月至3月，7#汽輪機(jī)低真空運(yùn)行，6#機(jī)凝汽運(yùn)行；3月至4月，6#汽輪機(jī)低真空運(yùn)行，7#機(jī)凝汽運(yùn)行。6#、7#汽輪機(jī)平均每年純凝汽運(yùn)行約7個(gè)月、低真空供熱運(yùn)行5個(gè)月。

（一）純凝運(yùn)行方式

非供熱期，6#、7#汽輪機(jī)循環(huán)水系統(tǒng)各自獨(dú)立，每臺(tái)機(jī)組2臺(tái)循環(huán)水泵連接水塔與凝汽器閉環(huán)式運(yùn)行。由于水塔位置距離汽輪機(jī)廠房較近，局部流動(dòng)阻力損失少，6#汽輪機(jī)循環(huán)水入口壓力0.19MPa，7#汽輪機(jī)循環(huán)水入口壓力0.21MPa，分別高于凝汽器入口壓力設(shè)計(jì)值0.014MPa，和0.020MPa。為確保凝汽器安全穩(wěn)定工作，運(yùn)行中采用關(guān)小各臺(tái)循環(huán)水泵（非變頻調(diào)節(jié)）出口門來(lái)控制凝汽器入口壓力。

（二）低真空運(yùn)行方式

在冬季機(jī)組供熱投入低真空運(yùn)行時(shí)，汽輪機(jī)組的循環(huán)水泵和涼水塔停止運(yùn)行，投運(yùn)采暖系統(tǒng)，并將水塔塔盆為熱網(wǎng)補(bǔ)給水的儲(chǔ)存容器。塔盆的補(bǔ)水由4、5、6、7#汽輪機(jī)冷油器出口的冷卻水予以補(bǔ)充。冷油器冷卻水出口溫度為25℃—30℃，可以抵制塔盆的結(jié)凍。但是當(dāng)室外環(huán)境溫度低于-20℃以下時(shí)，6#、7#汽輪機(jī)同時(shí)投入供熱運(yùn)行，對(duì)應(yīng)的水塔也處于停運(yùn)狀態(tài)，從熱網(wǎng)供水母管上引接1根φ159管道，將流量約60t/h，70℃的高溫水注入靜止的塔盆，做為塔盆的調(diào)溫水。

三、系統(tǒng)存在的問(wèn)題

循環(huán)水泵出口被強(qiáng)制節(jié)流運(yùn)行，必然導(dǎo)致廠用電量增加，約損失電量300kw/h。以60t/h、70℃熱水不間斷送入冷卻水塔防凍，水塔蓄水溢流，每年損失熱量：式中△g—水塔防凍熱水流量60（t/h），t—流入水塔熱水溫度70（℃），d—機(jī)組低真空停運(yùn)水塔天數(shù)150（day），h—24小時(shí)，每年丟失水量： 。

四、改造方案

（一）循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)整數(shù)據(jù)分析

6、7#汽輪機(jī)純凝汽運(yùn)行時(shí)，凝汽器入口循環(huán)水壓力偏高，循環(huán)水泵處于節(jié)流運(yùn)行狀態(tài)，存在能源損耗。對(duì)6#、7#機(jī)純凝汽運(yùn)行時(shí)改變循環(huán)水泵運(yùn)方式，得出循環(huán)水泵組的參數(shù)變化，表明同時(shí)投運(yùn)2臺(tái)循環(huán)水泵時(shí)汽輪機(jī)的循環(huán)水量有一定的富裕度，只投運(yùn)1臺(tái)循環(huán)水泵，各臺(tái)機(jī)組的出力下降了8%、真空度下降5kPa、熱量損失也有不同程度的增加，同時(shí)機(jī)組的安全可靠性降低。

（二）循環(huán)水系統(tǒng)改進(jìn)方案

根據(jù)對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)整數(shù)據(jù)分析，將6#、7#汽輪機(jī)的循環(huán)水系統(tǒng)進(jìn)行并聯(lián)改造，將4臺(tái)循環(huán)水泵投運(yùn)其中3臺(tái)，最小循環(huán)水總流量10600t/h，比6#、7#汽輪機(jī)只投運(yùn)單臺(tái)循環(huán)水泵時(shí)合計(jì)流量7800t/h增加2700t/h，可滿足6、7#汽輪機(jī)并列運(yùn)行時(shí)凝汽器的冷卻水量，并能滿足汽輪機(jī)組在額定工況下運(yùn)行，所以4臺(tái)循環(huán)水泵具備并列運(yùn)行條件。

（三）水塔系統(tǒng)改造方案

6#汽輪機(jī)、7#汽輪機(jī)同時(shí)低真空運(yùn)行供熱期間，其中1臺(tái)處于靜止?fàn)顟B(tài)水塔塔盆存水為了預(yù)防凍結(jié)，要消耗60t/h、70℃采暖熱水，每年排掉工業(yè)水21.6萬(wàn)t，排掉熱量63304GJ。為了回收因防止塔盆結(jié)凍而損失的水資源和熱能，最有效的途徑是將2臺(tái)冷卻塔的塔盆合為一體，將1個(gè)塔盆的積水外排做為熱網(wǎng)補(bǔ)水，另1塔盆接納外來(lái)補(bǔ)充水（冷油器冷卻水），使兩個(gè)塔盆在同時(shí)處于低速流動(dòng)的同時(shí)，又得到熱量的補(bǔ)償。

將6#機(jī)冷卻塔塔盆與7#機(jī)冷卻塔塔盆的DN600的排污管道進(jìn)行聯(lián)通，兩塔盆聯(lián)通管之間加裝一隔斷閥，在冬季6#、7#汽輪機(jī)同時(shí)低真空供熱運(yùn)行期間將隔斷閥開啟，使2臺(tái)機(jī)組的塔盆聯(lián)通，當(dāng)采用其他運(yùn)行方式時(shí)，將隔斷閥關(guān)閉，恢復(fù)各汽輪發(fā)電機(jī)組循環(huán)水系統(tǒng)獨(dú)立封閉運(yùn)行。

當(dāng)6#汽輪機(jī)、7#汽輪機(jī)同時(shí)供熱，如果啟動(dòng)7#汽輪機(jī)組的熱網(wǎng)補(bǔ)給水泵運(yùn)行，將7#汽輪機(jī)組冷卻水塔塔盆積水做為熱網(wǎng)補(bǔ)水時(shí)，將冷油器冷卻水排入6#汽輪機(jī)冷卻水塔的塔盆；反之，將冷油器冷卻水排入7#汽輪機(jī)冷卻水塔的塔盆。該方案即可解決冬季汽輪機(jī)冷卻水塔停運(yùn)后塔盆的防凍問(wèn)題，又可節(jié)省水資源和熱能的損失。

五、系統(tǒng)更改后運(yùn)行情況

系統(tǒng)改進(jìn)后對(duì)6#、7#機(jī)純凝汽運(yùn)行時(shí)改變循環(huán)水泵5種不同組合的投運(yùn)試驗(yàn)，表明6#、7#機(jī)純凝汽運(yùn)行時(shí)采用循環(huán)水泵并聯(lián)運(yùn)行方案，完全可以投入其中3臺(tái)，任意停運(yùn)其中1臺(tái)循環(huán)水泵，做為備用設(shè)備。采用3臺(tái)循環(huán)水泵并聯(lián)運(yùn)行，機(jī)組的熱效率基本不受影響，不僅每年可以節(jié)約151.2萬(wàn)kwh廠用電，而且為6#、7#汽輪機(jī)組提供了可靠的備用設(shè)備，有利于對(duì)4臺(tái)循環(huán)水泵進(jìn)行維護(hù)、檢修，并能夠保持各臺(tái)設(shè)備均能在健康狀態(tài)下運(yùn)行。

六、結(jié)論

赤峰熱電廠對(duì)A廠6#、7#機(jī)組循環(huán)水系統(tǒng)、冷卻水塔水系統(tǒng)改造方案據(jù)歷經(jīng)13年的運(yùn)行，得出每年可節(jié)約水資源216萬(wàn)t，節(jié)省熱損失5840GJ，節(jié)約廠用電量151.2萬(wàn)kwh。

參考文獻(xiàn)

[1]汽輪機(jī)設(shè)備及其系統(tǒng)，中國(guó)電力出版社。

[2]工程熱力學(xué)，人民出版社。

[3]汽輪機(jī)變工況熱力計(jì)算，中國(guó)電力出版社。

（作者單位：赤峰熱電廠）