某電廠350MW機(jī)組循環(huán)水系統(tǒng)特性研究

鄧先洪

【摘 要】對(duì)某電廠350MW機(jī)組循環(huán)水系統(tǒng)在兩機(jī)兩泵、兩機(jī)三泵及兩機(jī)四泵三種運(yùn)行方式工況下進(jìn)行試驗(yàn)，總結(jié)循環(huán)水系統(tǒng)在不同潮位和不同循環(huán)水回水閥開度下特性模型，確定最優(yōu)的循環(huán)水泵運(yùn)行方式，為電廠提供試驗(yàn)依據(jù)并指導(dǎo)機(jī)組循環(huán)水泵運(yùn)行能耗降到最低，有利于機(jī)組長(zhǎng)期經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，并以此獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益。

【關(guān)鍵詞】350MW機(jī)組；循環(huán)水泵；最優(yōu)運(yùn)行方式；經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

中圖分類號(hào)： F426.63 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2018）05-0053-002

【Abstract】The test of a 350MW unit circulating water system in a power plant was carried out under two operating conditions： two-machine two-pump， two-pump three-pump and two-pump four-pump. The results showed that the circulating water system was operated at different tide levels and different circulating water return valves. Under the opening of the characteristic model， determine the optimal circulation pump operation mode， provide experimental basis for the power plant and guide the unit to reduce the energy consumption of the circulating pump operation， which is beneficial to the long-term economic operation of the unit， and in order to obtain maximum economic benefits.

【Key words】350MW unit； Circulating water pump； Optimal operation mode； Economic operation

0 引言

循環(huán)水泵是火電機(jī)組的重要輔機(jī)之一，其消耗的電量在廠用電的比重約為10%～25%[1]，其運(yùn)行方式對(duì)整個(gè)機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有非常重要的意義。

近幾年，很多電廠為了使循環(huán)水系統(tǒng)達(dá)到最佳運(yùn)行方式，對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改造。金晏海、闞洪（2011）通過對(duì)單元制運(yùn)行方式和母管制運(yùn)行方式的調(diào)整達(dá)到節(jié)能降耗目的[2]。崔傳濤、常浩、王寶玉、莊兆意（2015）通過對(duì)循泵通流部分進(jìn)行重新優(yōu)化設(shè)計(jì)以及對(duì)循泵運(yùn)行方式進(jìn)行優(yōu)化，使循泵耗功降低達(dá)到節(jié)能效果[3]。

某電廠一期為2×350MW亞臨界壓力發(fā)電機(jī)組，循環(huán)水系統(tǒng)為開式冷卻水系統(tǒng)，循環(huán)水系統(tǒng)由純單元制運(yùn)行改為母管制運(yùn)行，配置4臺(tái)循環(huán)水泵，循環(huán)水泵為立式固體葉片混流泵，水泵型號(hào)為1500-SPV，額定流量為23400m3/h，轉(zhuǎn)速為325r/min，出口壓力為0.148kPa，泵效率為85%。水泵電機(jī)額定功率為1140kW，額定電壓為6000V，轉(zhuǎn)速為325r/min。

為了解循環(huán)水系統(tǒng)由純單元制運(yùn)行改為母管制運(yùn)行后的狀態(tài)，需對(duì)循環(huán)水?dāng)U大單元制改造后的運(yùn)行方式進(jìn)行優(yōu)化。因此，有必要通過試驗(yàn)獲得循環(huán)水系統(tǒng)在兩機(jī)兩泵、兩機(jī)三泵及兩機(jī)四泵三種運(yùn)行方式工況下，不同潮位和不同循環(huán)水回水閥開度對(duì)循泵耗功影響，為電廠最優(yōu)的循環(huán)水泵運(yùn)行方式提供參考。

1 海水潮位對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)特性的影響

不同的循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行方式下，海水潮位對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)特性影響不同，因此完成三組不同循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行方式下的潮位影響特性試驗(yàn)，并建立潮位變化對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)影響的數(shù)學(xué)模型。

1.1 潮位對(duì)循環(huán)水流量的影響

采用GE公司的PT787超聲波流量計(jì)測(cè)量循環(huán)水流量，并完成數(shù)據(jù)處理，處理后的潮位對(duì)循環(huán)水流量的影響曲線見圖1。

1.2 潮位對(duì)凝汽器入口水側(cè)壓力的影響

圖2表示了隨時(shí)間變化，潮位和凝汽器入口水側(cè)壓力。

從圖中可以看出，在大部分時(shí)段凝汽器入口水側(cè)壓力是隨著潮位的降低而降低，反之亦然；但在部分時(shí)段會(huì)出現(xiàn)不同趨勢(shì)，分析原因是循環(huán)水系統(tǒng)取水點(diǎn)位于閩江入海口，潮位對(duì)其影響較大，但是江水的流量對(duì)循環(huán)水水側(cè)入口壓力也有影響，因而導(dǎo)致部分時(shí)段凝汽器水位入口壓力并不隨潮位變化而變化。因此僅提供試驗(yàn)期間由潮位變化周期中潮差變化最大的一個(gè)周期的最高潮位變化和最低潮位，以及相應(yīng)周期中的凝汽器入口壓力的最高值與最低值，作為運(yùn)行參考，具體數(shù)據(jù)見表1。

1.3 潮位對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)耗功的影響

潮位對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)耗功影響較小，其變化趨勢(shì)與凝汽器入口壓力趨勢(shì)類似，但其在一個(gè)周期內(nèi)變化最大也不會(huì)超過1%，與測(cè)量誤差接近，因此不考慮潮位對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)耗功的影響。

2 循環(huán)水系統(tǒng)特性數(shù)據(jù)

結(jié)合循環(huán)水閥門特性完成循環(huán)水泵系統(tǒng)特性數(shù)據(jù)，并修正潮位對(duì)循環(huán)水流量和凝汽器水側(cè)入口壓力影響，獲取兩機(jī)兩泵、兩機(jī)三泵和兩機(jī)四泵運(yùn)行工況下的循環(huán)水系統(tǒng)特性數(shù)據(jù)。

由于考慮海水潮位變化引起循環(huán)水系統(tǒng)揚(yáng)程和流量變化，通過試驗(yàn)結(jié)果對(duì)海水潮位引起的循環(huán)水系統(tǒng)參數(shù)變化進(jìn)行修正。由于海水平均潮位平均值為7.5m，因此以此為標(biāo)準(zhǔn)。將所有數(shù)據(jù)均修正到7.5m海水潮位下的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。

2.1 兩機(jī)兩泵運(yùn)行方式下循環(huán)水系統(tǒng)特性

兩機(jī)兩泵下，循環(huán)水母管聯(lián)絡(luò)門關(guān)閉，不采用母管制運(yùn)行，當(dāng)1號(hào)機(jī)組回水閥開度25%時(shí)，母管壓力0.045MPa，循泵功率1114kW，母管流量24169t/h；當(dāng)1號(hào)機(jī)組回水閥開度33%時(shí)，母管壓力0.032MPa，循泵功率1068kW，母管流量26626t/h。

在兩機(jī)兩泵試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)2號(hào)機(jī)組的循環(huán)水系統(tǒng)阻力特性與1號(hào)機(jī)組有所不同，2號(hào)機(jī)組在凝汽器水側(cè)回水門閥位為30%下的循環(huán)水系統(tǒng)特性與1號(hào)機(jī)組凝汽器水側(cè)回水門閥位為25%的循環(huán)水系統(tǒng)特性接近，其它參考1號(hào)機(jī)組。

2.2 兩機(jī)四泵運(yùn)行方式下循環(huán)水系統(tǒng)特性

兩機(jī)四泵下，循環(huán)水不采用母管制運(yùn)行，循環(huán)水母管聯(lián)絡(luò)門關(guān)閉，當(dāng)1號(hào)機(jī)組回水閥開度40%時(shí)，母管壓力0.073MPa，循泵功率2278kW，母管流量42971t/h；當(dāng)1號(hào)機(jī)組回水閥開度48%時(shí)，母管壓力0.068MPa，循泵功率2270kW，母管流量46002t/h；當(dāng)1號(hào)機(jī)組回水閥開度68%時(shí)，母管壓力0.065MPa，循泵功率2238 kW，母管流量49118t/h。

在兩機(jī)四泵試驗(yàn)中2號(hào)機(jī)組的循環(huán)水系統(tǒng)阻力特性與1號(hào)機(jī)組接近，2號(hào)機(jī)組在凝汽器水側(cè)回水門閥位為49%下的循環(huán)水系統(tǒng)特性與1號(hào)機(jī)組凝汽器水側(cè)回水門閥位為48%的循環(huán)水系統(tǒng)特性接近，其它參考1號(hào)機(jī)組。

2.3 兩機(jī)三泵運(yùn)行方式下循環(huán)水系統(tǒng)特性

循環(huán)水系統(tǒng)母管制運(yùn)行，兩機(jī)三泵運(yùn)行。由于兩機(jī)三泵運(yùn)行時(shí)，聯(lián)絡(luò)門開啟，此時(shí)若兩臺(tái)機(jī)組的凝汽器水側(cè)阻力特性不同，兩臺(tái)機(jī)組的循環(huán)水流量分配將有所不同，因此取不同的凝汽器水側(cè)回水門開度進(jìn)行試驗(yàn)。

3 循環(huán)水系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行方式

循環(huán)水系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行控制方式，在兩機(jī)兩泵運(yùn)行工況下，循環(huán)水母管聯(lián)絡(luò)門關(guān)閉，凝汽器水側(cè)回水門開度在25%；在兩機(jī)三泵運(yùn)行工況下，循環(huán)水母管聯(lián)絡(luò)門全開 ，凝汽器水側(cè)回水門開度在40%，兩臺(tái)機(jī)組凝汽器水側(cè)回水門開度之和為80%；在兩機(jī)四泵工況下，循環(huán)水母管聯(lián)絡(luò)門關(guān)閉，凝汽器水側(cè)回水門開度在50%，兩臺(tái)機(jī)組凝汽器水側(cè)回水門開度之和為100%。

4 結(jié)論

（1）潮位對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)耗功影響較小，因此不考慮潮位對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)耗功的影響。

（2）由以上數(shù)據(jù)可知，循環(huán)水系統(tǒng)在機(jī)組正常運(yùn)行以在混流泵的特性臨界點(diǎn)右側(cè)，此時(shí)隨著循環(huán)水系統(tǒng)的流量增加，循環(huán)水泵耗功反而下降，有利于機(jī)組的節(jié)能運(yùn)行。因此在運(yùn)行策略中應(yīng)在保證凝汽器水側(cè)入口壓力的安全運(yùn)行條件下，盡量開大凝汽器水側(cè)回水門，增加循環(huán)水流量，降低循環(huán)水泵耗功。

（3）根據(jù)循環(huán)水系統(tǒng)試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，當(dāng)前循環(huán)水回水門開度的策略還有一定空間，在安全運(yùn)行允許的前提下，通過試驗(yàn)和運(yùn)行總結(jié)，尋找循環(huán)水泵各個(gè)運(yùn)行方式下的最佳的凝汽器水側(cè)回水門開度，調(diào)整循環(huán)水運(yùn)行開度策略，達(dá)到節(jié)能的目的。

【參考文獻(xiàn)】

[1]嚴(yán)小東.某電廠1號(hào)機(jī)組循環(huán)水泵性能試驗(yàn)及分析[J].應(yīng)用能源技術(shù)，2013（9）：43-46.

[2]金晏海，闞洪.循環(huán)水泵的運(yùn)行方式及節(jié)能分析[J].華電技術(shù)，2011，33（7）：77-78.