某電廠1000MW機(jī)組循泵優(yōu)化運(yùn)行

胡俊

（廣東大唐國際潮州發(fā)電有限責(zé)任公司廣東潮州515723）

某電廠1000MW機(jī)組循泵優(yōu)化運(yùn)行

胡俊

（廣東大唐國際潮州發(fā)電有限責(zé)任公司廣東潮州515723）

為驗(yàn)證某電廠1000MW機(jī)組在循環(huán)水的進(jìn)水溫度與負(fù)荷量一定的狀況下，表現(xiàn)出的最佳運(yùn)行背壓和最佳運(yùn)行方式。某電廠將運(yùn)行1000MW機(jī)組循泵，使其機(jī)組以進(jìn)水溫度為16℃，以滿負(fù)荷的機(jī)組運(yùn)行，以此試驗(yàn)來記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，從而和實(shí)際運(yùn)行情況作比較分析。

1000MW機(jī)組；最佳運(yùn)行背壓；循泵

1 引言

循環(huán)水泵的配置與設(shè)計(jì)對(duì)凝汽器壓力、水泵耗功、水流量汽輪機(jī)等主要參數(shù)的影響十分巨大，所以循環(huán)水泵對(duì)整個(gè)汽輪機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性與合理性也十分重要。因此，循泵的配置也需進(jìn)行不斷地優(yōu)化。隨著目前研究力度不斷深入，大幅的循環(huán)泵耗功增量需要投運(yùn)更多的循泵來增加循環(huán)水流量，但是當(dāng)循環(huán)水流量所增加過多時(shí)，機(jī)組的運(yùn)行可能反而會(huì)變得不經(jīng)濟(jì)。因?yàn)椋m然凝汽器經(jīng)過改善所得到的優(yōu)點(diǎn)反而會(huì)被循環(huán)泵的功耗增加所抵消，機(jī)組在運(yùn)行時(shí)的溫度與負(fù)荷的升高也會(huì)導(dǎo)致機(jī)組出現(xiàn)惡化，從而使得機(jī)組增加了熱耗。然而由于目前節(jié)能降耗的形勢已成為大趨勢，很多電廠都開始改造自身循環(huán)系統(tǒng)的冷端系統(tǒng)，同時(shí)要想改善冷端系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，也必須不斷優(yōu)化改善循環(huán)泵的運(yùn)行情況，所以對(duì)于循環(huán)泵運(yùn)行的研究一直是一個(gè)研究熱點(diǎn)。通常情況下，電廠需要確定一個(gè)最佳的循環(huán)水系統(tǒng)的運(yùn)行方式，以使得不同機(jī)組負(fù)荷、溫度和水流量下的機(jī)組運(yùn)行的能耗變得最低。

某電廠啟動(dòng)2×1000MW（7’、8’機(jī)組）火力發(fā)電機(jī)組，凝汽器為雙背壓設(shè)計(jì)，循環(huán)水系統(tǒng)為海水冷卻的開式循環(huán)，每臺(tái)機(jī)器配備3臺(tái)立式循環(huán)水泵，并且2臺(tái)機(jī)組的6臺(tái)循泵之間均有聯(lián)絡(luò)閥，可組成母管制的循環(huán)水系統(tǒng)。

這次試驗(yàn)將分別采用兩機(jī)兩泵、兩機(jī)三泵、兩機(jī)四泵、兩機(jī)五泵以及兩機(jī)六泵這5種不同組成的方式，將記錄下機(jī)組在500MW、750MW、1000MW這3種負(fù)荷狀況下的運(yùn)行情況，以測取不同循環(huán)泵的組合下相應(yīng)的背壓、冷卻面積、冷卻倍率等參數(shù)，該循環(huán)水系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化模式能夠精確地掌握循環(huán)泵的運(yùn)行，它能產(chǎn)生節(jié)能效應(yīng)的效果，關(guān)鍵是通過運(yùn)用改變運(yùn)行的臺(tái)數(shù)來調(diào)節(jié)系統(tǒng)流量，其實(shí)也就是調(diào)整其循環(huán)水的進(jìn)水溫度以及機(jī)組的整體負(fù)荷等來調(diào)節(jié)流量進(jìn)行試驗(yàn)。

2 試驗(yàn)原理及試驗(yàn)方案

2.1 冷端優(yōu)化試驗(yàn)原理

該試驗(yàn)將利用在不同的循環(huán)泵組合方式下，將循環(huán)水泵耗功的變化和機(jī)組背壓的變化量來進(jìn)行比較，得到凝汽器進(jìn)出水溫度、循環(huán)水流量和循環(huán)水泵耗功的相應(yīng)參數(shù)變化，同時(shí)以機(jī)組出力的凈收益最大作為相應(yīng)原則，確定最優(yōu)組合方式和機(jī)組運(yùn)行的最優(yōu)背壓。

詳細(xì)的運(yùn)算過程為：①通過試驗(yàn)可得出凝汽器在不同的循環(huán)水泵組合方式作用下，獲取的循環(huán)冷卻水流量和相應(yīng)的循環(huán)水泵的耗功，②計(jì)算循環(huán)機(jī)組在不同循環(huán)冷卻水溫度、不同負(fù)荷時(shí)凝汽器背壓與循環(huán)水流量的關(guān)系，然后由機(jī)組微增出力試驗(yàn)得到的結(jié)果，可求出機(jī)組在不同負(fù)荷下，由于背壓的變化引起的機(jī)組出力變化值情況。③得出在不同的循環(huán)水泵組合運(yùn)行方式下，并計(jì)算出循環(huán)水泵耗功和機(jī)組出力變化值之差，當(dāng)該差值達(dá)到最大時(shí)，該組合方式即為循環(huán)水泵的最優(yōu)組合方式。

2.2 循環(huán)水泵組合試驗(yàn)方案

循環(huán)水泵試驗(yàn)前必須檢查電機(jī)系統(tǒng)絕緣情況是否良好，聯(lián)軸器是否在同一軸線上，軸承密封的沖洗管路是否連接完成，吸入管與輸出管是否有各自的支架，泵是否直接承受了管道的重量，管子內(nèi)部是否清洗干凈，雜物是否清除，各指示儀表、安全保護(hù)裝置及電控裝置是否靈敏、準(zhǔn)確可靠，盤車是否靈活，無異常現(xiàn)象，電機(jī)的轉(zhuǎn)向是否與泵的轉(zhuǎn)向相符，各固定連接部位是否無松動(dòng)現(xiàn)象，各潤滑部位是否加了潤滑劑。

因?yàn)檠h(huán)水系統(tǒng)是開式循環(huán)，且循環(huán)泵葉角不可調(diào)，而所謂開式循環(huán)水泵是相對(duì)于閉式循環(huán)水泵而言的。如果循環(huán)水冷水從外面引入，冷卻設(shè)備后的熱水排出到外部，所有的循環(huán)水都是從外部河流、水塔、水庫、湖泊等引入，然后再排出到這些水源，就是開式系統(tǒng)，用于這個(gè)開式系統(tǒng)的循環(huán)水泵就是開式循環(huán)水泵。而有些設(shè)備對(duì)于循環(huán)水質(zhì)有要求，外部的水質(zhì)不能滿足要求，所以先采用合格水來冷卻設(shè)備，熱水將會(huì)回到一個(gè)換熱器，用換熱器外部的冷水來冷卻里面的熱水。當(dāng)換熱器的熱水冷卻后，再送回設(shè)備去冷卻設(shè)備。這種系統(tǒng)的水是內(nèi)部循環(huán)的，所以成為閉式循環(huán)水系統(tǒng)，用于其中的水泵就是閉式循環(huán)水泵。因此該電廠循環(huán)水泵的日常組合運(yùn)行模式一共有一機(jī)一泵、一機(jī)兩泵、一機(jī)三泵、兩機(jī)三泵、兩機(jī)五泵5種運(yùn)行方式，并且循環(huán)泵的5種不同的運(yùn)行方式其實(shí)是表示了5種不同的循環(huán)水流量。

3 凝汽器變工況計(jì)算

凝汽器其實(shí)是機(jī)組運(yùn)行中的一個(gè)至關(guān)重要的輔機(jī)之一，有一些電廠可能會(huì)通過改善循環(huán)水泵的運(yùn)行來試驗(yàn)出最佳的循環(huán)水泵運(yùn)行方式。但是目前來說，很多電廠往往是按照往年的一些進(jìn)水溫度和機(jī)組負(fù)荷的積累規(guī)律來選擇循環(huán)水泵的最佳運(yùn)行方式，但是這種方法實(shí)際上是存在一定弊端的，因?yàn)椴粌H水循環(huán)中的進(jìn)水溫度可能具有晝夜溫差，而且每一年所展現(xiàn)的氣溫的規(guī)律實(shí)際上也是不一樣的。因此，本次試驗(yàn)中對(duì)所采用的凝汽器變工況的計(jì)算方法進(jìn)行了一些調(diào)整，具體來說是由于不同凝汽器的進(jìn)水溫度、負(fù)荷和進(jìn)水流量都是不同的，而通過簡化的計(jì)算方法，往往可以得到一個(gè)平均的傳熱系數(shù)，從而便可以推算出凝汽器的壓力。而為了保證這一計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性，凝汽器的傳熱系數(shù)的簡化公式也需要進(jìn)行相應(yīng)的修正，因?yàn)槟鞯淖児r熱力計(jì)算的一個(gè)關(guān)鍵就是傳熱計(jì)算，所以必須更加精確。

具體的過程是，在計(jì)算出特性參數(shù)后使用公式BTH建立計(jì)算模型，同時(shí)通過改變循環(huán)水進(jìn)水溫度、熱負(fù)荷這兩個(gè)變量，再推導(dǎo)出其凝汽器的壓力。然后將計(jì)算得到的壓力和傳熱系數(shù)與試驗(yàn)值相比較，再根據(jù)這些偏差確定出修正值，從而對(duì)計(jì)算模型進(jìn)行修正。最后利用修正后的計(jì)算模型推算出不同環(huán)循泵運(yùn)行組合方式下，機(jī)組在各種負(fù)荷、不同循環(huán)水進(jìn)水溫度時(shí)的凝汽器壓力。

4 循環(huán)泵最佳運(yùn)行方式及機(jī)組最佳運(yùn)行背壓

背壓機(jī)組是熱電聯(lián)合生產(chǎn)（熱電聯(lián)產(chǎn)）運(yùn)行的機(jī)組，熱電聯(lián)產(chǎn)使能源得到合理利用，是節(jié)約能源的一項(xiàng)重要措施。在眾多的汽輪發(fā)電機(jī)組中，背壓機(jī)由于消除了凝汽器的冷源損失，在熱力循環(huán)效率方面是最高的。

一般凝汽器在其設(shè)計(jì)階段，在一些特性條件確定的情況下，通過經(jīng)濟(jì)技術(shù)的比較，運(yùn)用受益最大的方法來確定其最佳背壓。背壓其實(shí)叫汽輪機(jī)出口排汽壓力，俗稱背壓，是指做完功以后還具有蒸汽。在發(fā)電廠這些蒸汽經(jīng)過凝汽器變?yōu)樗a(bǔ)充到鍋爐，在其他廠礦是要輸送給其他部門做生產(chǎn)用蒸汽，所以要保證一定的壓力和溫度，一般在0.5～1MP之間，溫度200多度，不回到鍋爐。而使得循環(huán)水泵耗功的增加值和機(jī)組負(fù)荷的增加值的差值，達(dá)到最大時(shí)的循環(huán)泵運(yùn)行組合的凝汽器壓力就是最佳背壓。

此次試驗(yàn)以兩機(jī)四泵運(yùn)行方式為基準(zhǔn)量，另外4種運(yùn)行方式為比較變量，分別測出循環(huán)泵功率和循環(huán)水流量的數(shù)據(jù)，得到凈出力收益。在進(jìn)行各種組合運(yùn)行狀況的比較后，便可以確定凈最佳的運(yùn)行方式以及最佳背壓。

5 實(shí)際應(yīng)用

在實(shí)際應(yīng)用中，由于機(jī)組的調(diào)峰非常頻繁，循環(huán)水溫的晝夜溫差也比較明顯，則需要考慮到實(shí)際的進(jìn)出水溫度和機(jī)組實(shí)際負(fù)荷的客觀變化規(guī)律作出判斷，只有這才能避免循環(huán)水泵的啟停頻繁，于此同時(shí)參考相關(guān)數(shù)據(jù)可以對(duì)循環(huán)水泵運(yùn)行方式做出合理的選擇。

發(fā)現(xiàn)兩機(jī)三泵方式運(yùn)行的凝結(jié)水的過冷度是小于凝汽器設(shè)計(jì)規(guī)范的凝結(jié)水過冷度的，滿足了運(yùn)行要求，經(jīng)濟(jì)性也提高了，以上結(jié)論說明按此方法對(duì)循環(huán)水泵運(yùn)行進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化，方法可行。

[1]郭永樹.提高大型汽輪發(fā)電機(jī)自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)強(qiáng)勵(lì)能力的探討[J].沈陽工程學(xué)院學(xué)報(bào)，自然科學(xué)版，2015（1）：34～35.

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TM621.7

A

1004-7344（2016）28-0085-02

2016-9-18

胡?。?986-），男，助理工程師，本科，主要從事電廠運(yùn)行工作。