上汽N600-24.2/566/566超臨界機組停運后運行優(yōu)化節(jié)能探索

唐勇強

【摘 ?要】大唐湘潭發(fā)電有限責任公司600MW機組采用上海汽輪機廠生產的N600-24.2/566/566超臨界凝汽式汽輪機。機組停運后，由于汽輪機本體疏水及抽汽管道疏水開啟，大量余熱、余汽進入凝汽器。為了保護汽輪機低壓缸葉片及凝汽器，避免汽輪機葉片和凝汽器冷卻管道過熱損壞，機組停運后直至鍋爐帶壓放水前，需一直維持凝結水泵、循環(huán)水泵運行，為低壓缸轉子、疏水擴容器和凝汽器提供減溫和冷卻水。直至鍋爐帶壓放水后，開啟汽機側主汽管及甲乙側疏水管道疏水，疏水完畢后才可停運凝結水泵和循環(huán)水泵運行。在現有設備的情況下，不經過改造，通過運行優(yōu)化調整，采取措施可以實現提前停運凝結水泵，通過凝補水泵來實現低壓缸噴水減溫，提前停運循環(huán)水泵，通過臨機循環(huán)水或者沖洗水泵來提供循環(huán)冷卻水。在保障機組安全運行的前提下，大幅節(jié)約了廠用電。

【關鍵詞】優(yōu)化調整;減溫冷卻;節(jié)能

1前言

大唐湘潭發(fā)電有限責任公司3、4號汽輪機為上海汽輪機廠生產的超臨界、單軸、三缸四排汽、一次中間再熱、凝汽式汽輪機，型號為N600-24.2/566/566。

機組安全設計要求，低壓缸排汽、疏水擴容器溫度需控制在80℃以下，溫度到達80℃時，需開啟噴水減溫來控制溫度，保證低壓缸轉子葉片不過熱和變形。凝結水和循環(huán)水溫需控制在60℃以下，避免凝汽器鋼管脹開、變形和漏水。低壓缸噴水系統(tǒng)向雙流低壓缸兩端噴水環(huán)的噴嘴提供凝結水，凝結水能使離開汽輪機末級葉片的蒸汽，在進入低壓缸排汽室之前降低溫度。機組停運后，大量汽機本體疏水排向低壓缸凝汽器，過高的排汽溫度，必須控制排汽溫度在合格范圍內，否則過高溫度引起熱變形和過度差脹所造成的摩擦，會使得金屬脫落并削弱轉動部件，如鉚釘、圍帶等，最終將發(fā)生損壞。排汽溫度過高還會使凝汽器冷卻水管因受膨脹產生松弛、變形甚至斷裂。凝汽器疏水擴容器溫度高，對疏水擴容器各管道也會造成影響，甚至損壞影響機組真空。

因此，機組停運后較長時間內，必須維持一定量的凝結水和循環(huán)冷卻水做低壓缸噴水減溫和凝汽器疏水擴容器、凝汽器鋼管冷卻使用。按機組原有設計模式，需要凝泵和循泵長期運行，導致機組停運后耗費大量電力，600MW機組在現有設備的基礎上，通過運行優(yōu)化調整，可以在保證機組安全的前提下，提早停運凝結水泵和循泵等大量功耗大的電機運行，大量減少電力損耗。

2運行優(yōu)化調整思路

大唐湘潭發(fā)電有限責任公司600MW超臨界機組，均布置有兩臺凝結水泵，一臺變頻運行，一臺工頻備用，凝結水經凝結水泵出口至疏擴減溫水、低壓缸噴水、低壓缸水幕保護。還布置有三臺凝補水泵，凝補水泵出口壓力可達0.5Mpa，其正常做凝汽器補水使用，通過合理倒換操作，可以通過除鹽水至鍋爐上水這一路徑，將除鹽水返送至凝結水管道，做疏擴減溫水、低壓缸噴水、低壓缸水幕保護用，在關閉除氧器上水門后，凝補水泵供水也可以達到低壓缸噴水減溫和噴霧、疏擴減溫水所需要的壓力。滿足各噴水減溫用戶的需求，同時通過開啟凝汽器海底放水門，實現對凝汽器水位進行控制，保障機組停運后的安全。

600MW機組單機停運后，通過臨機循環(huán)水供應循環(huán)冷卻水，機組雙停后通過沖洗水泵向本機循環(huán)水母管注水的方式，可以維持停機凝汽器循環(huán)水進口壓力在0.03Mpa以上，滿足停機后循環(huán)水及其用戶的需求，確保機組停運后凝汽器及冷卻設備所需要的冷卻水。

3運行優(yōu)化調整前后對比

通過機組停運后的多次現場實際試驗和調整，可以實現在單機停運后，即停運本機側循泵，靠臨機提供循環(huán)水，停機4小時后，及時停運凝結水泵，將低壓缸噴水、水幕噴水、凝汽器疏擴減溫水切換至凝補水泵運行，低壓缸排汽溫度及疏水擴容器溫度能控制在運行允許值以下，保障了機組的安全，同時凝結水泵停運后即可以停運開式水泵，通過循環(huán)水靜壓向開式水系統(tǒng)補水降溫。雙機均停運8小時后，可停運循環(huán)水泵，沖洗水泵向循環(huán)水母管注水來提供冷卻水。通過運行優(yōu)化調整，大大提前了凝結水泵、開式水泵、循環(huán)水泵停運時間，大幅節(jié)約了廠用電。

2018年6月7日23：59分，4號機組解列，3號機小修，二期全停。機組停運后，維持42號凝結水泵變頻運行。

2018年6月8日04：00分，停運42號凝結水泵，同時停運開式水泵，通過凝補水泵向低壓缸及疏水擴容器噴水減溫，運行43號凝補水泵，功率8KW，維持低壓缸噴水壓力在0.3Mpa以上，實現了噴水減溫的效果，低壓缸排汽溫度控制在低于65℃，疏擴溫度控制在低于45℃。在達到噴水減溫效果的同時，每小時可以節(jié)約電量402Kw.h。

2018年6月8日08：20分，停運循環(huán)水泵（功率2200KW），啟動兩臺沖洗水泵（功率100KW）向4號機循環(huán)水母管和凝汽器注水，維持4號機循環(huán)水進水壓力不低于0.03Mpa，循環(huán)水出水溫度低于35℃，凝汽器疏擴溫度低于65℃。在達到減溫、冷卻的同時，每小時可以節(jié)約電量2000Kw.h，節(jié)能效果明顯。

通過常規(guī)和運行優(yōu)化調整后的減溫方式的對比，最終都能實現減溫、冷卻的效果，目前我廠600MW機組停運后，至鍋爐帶壓放水，至少需要70個小時，運行優(yōu)化調整后，可提早停運凝結水泵66小時左右，提早停運循環(huán)水泵62小時左右，不但給機組安全帶來了保障，還能創(chuàng)造了較好的節(jié)能效果。

4總結

大唐湘潭發(fā)電有限責任公司通過技術創(chuàng)新，在保障機組安全的前提下，不斷尋求節(jié)能降耗的空間。通過實踐和摸索，優(yōu)化運行調整方式，成功探索出600MW機組停運后，通過運行優(yōu)化調整，提前停運凝結水泵、循環(huán)水泵這樣的大電機，通過運行凝補水泵、沖洗水泵這樣的小電機，在滿足停機后所需減溫水、冷卻水同時，創(chuàng)造了較好的經濟效益，降低了停運機組的廠用電。目前我廠600MW機組每次停運，通過運行優(yōu)化調整后，能節(jié)約15萬度電，上網平均電價按照0.458元/度，節(jié)約成本6.9萬元。按每年機組停運10次計算，年平均節(jié)約70余萬元。

參考文獻：

[1] 陳樂華，等.超臨界汽輪機結構系統(tǒng)說明書.上海汽輪機廠，2003.07

[2] 周懷春，等.汽輪機設備及系統(tǒng)節(jié)能.上海汽輪機廠，2008.03

（作者單位：大唐湘潭發(fā)電有限責任公司）