循環(huán)水系統節能改造及運行方式優(yōu)化

第32卷第3期華電技術(shù)Vol.32 No.32010年3月Huadian TechnologyMar. 2010循環(huán)水系統節能改造及運行方式優(yōu)化侯昭湖,楊建平,石振勤(華電包頭發(fā)電有限公司,內蒙古包頭014013)摘要:對華電包頭發(fā)電有限公司 '1. "2機組循環(huán)水系統的運行方式及循環(huán)水泵、水塔.凝汽器有關(guān)參數進(jìn)行了分析和研究;對'4. *2循環(huán)水泵電動(dòng)機進(jìn)行了高、低速改造并實(shí)施投運。依據冬季機組負荷偏低的特點(diǎn),進(jìn)行了循環(huán)水系統方式的優(yōu)化，在原來(lái)“兩機三泵”運行方式的基礎上,成功實(shí)現了“兩機一泵”的運行方式,取得良好的經(jīng)濟效益。關(guān)鍵詞:循環(huán)水泵;電動(dòng)機;節能改造;運行方式;優(yōu)化中圖分類(lèi)號:TK 223.5文獻標志碼:A文章編號:1674 - 1951 (2010)03 -0073 -04環(huán)水泵流量,33480 m'/h;循環(huán)水泵揚程,26.75 m;0引言循環(huán)水泵轉速,370 r/ min;循環(huán)水泵效率,88. 4% ;循為了執行國家及華電集團公司的節能政策適環(huán)水泵軸功率,2757.9 kW。應冬季機組調峰的需要和積極推進(jìn)節能挖潛工作，循環(huán)水泵電動(dòng)機型號, YKSL3000 - 16/2150 -1;華電包頭發(fā)電有限公司技術(shù)人員對1、"2 600 MW循環(huán)水泵電動(dòng)機功率,3000kW;循環(huán)水泵電動(dòng)機電機組循環(huán)水系統設備進(jìn)行分析、研究,將*4.*2循.壓,6000 V ;循環(huán)水泵電動(dòng)機電流,368 A;循環(huán)水泵電環(huán)水泵電動(dòng)機改為高低速電動(dòng)機,于2009年9月.動(dòng)機轉速,372 r/ min;循環(huán)水泵電動(dòng)機絕緣等級,F。29日完成了改造工作,經(jīng)過(guò)調試后正式投入運行。凝汽器型號,N-38000-4;冷卻面積,38000隨后,根據華電包頭公司冬季機組低負荷運行方式m2 ;凝汽器形式,雙殼體、雙背壓、雙進(jìn)雙出、單流及冷卻水塔防凍要求,對循環(huán)水系統運行方式節能程、橫向布置;冷卻水量,69680Vh;凝汽器平均背壓進(jìn)行理論研究和科學(xué)判斷。2009年11月3日,利(絕對壓力),0.0049MPa;水室設計壓力(絕對壓用'1機組停機機會(huì )對'1.*2 機組循環(huán)水系統冬季力),0.5MPa;凝汽器銅管總根數,42508根;冷卻介“兩機-泵"方案進(jìn)行試驗,取得了成功,使1臺循.質(zhì),循環(huán)水;凝汽器冷卻水溫,20 C(最高33C)。環(huán)水泵可在冬季保證2臺機組400 MW的正常運2循環(huán)水泵電動(dòng)機高低速改造及投運行,節約了大量廠(chǎng)用電。2.1循環(huán)水泵電動(dòng)機高、低速改造原因及可行性研究1循環(huán)水 系統運行方式及參數2.1.1改造 原因華電包頭發(fā)電有限公司一期2臺600 MW亞臨(1)包頭地區每年10月15日至次年4月15日界燃煤濕冷機組各配用1座6500m2自然通風(fēng)冷卻為采暖期,采暖時(shí)間長(cháng)達6個(gè)月且環(huán)境溫度較低，在塔,中央配水井的配水管中心標高為12. 33 m,總冷冬季單機單泵運行方式下,真空最低83 kPa,真空最卻水流量(包括輔助冷卻水流量)為66960Vh;每臺高達89.6kPa,造成水塔人口循環(huán)水溫偏低,水塔結機組配2臺長(cháng)沙水泵廠(chǎng)生產(chǎn)的同功率的定速循環(huán)水冰嚴重(在冬季擋風(fēng)板全掛且水塔旁路門(mén)稍開(kāi)的情泵。系統設計在"1、'2冷卻水塔塔池及*2、*3循環(huán)況下),2臺機組循環(huán)水泵電耗達到廠(chǎng)用電水泵入口前池之間均設聯(lián)絡(luò )門(mén),在"1、'2機組循環(huán)的1.3%。泵出口供水母管設計循環(huán)水母管聯(lián)絡(luò )門(mén),可以均衡(2)進(jìn)入采暖期后，由于內蒙古電網(wǎng)供熱機組*1. *2冷卻水塔水位,以保證"1、*2機組循環(huán)水系運行,純凝汽火電機組開(kāi)始調峰,華電包頭公司采暖統的聯(lián)絡(luò )運行方式。設計運行方式為冬季“一- 機一期平 均月負荷70%左右,造成機組循環(huán)水量偏大，泵"、夏季“一機兩泵”春秋季“兩機三泵”。循環(huán)水循環(huán)水泵電耗率增加。系統圖如圖1所示。(3)國內已有很成熟的循環(huán)水泵電動(dòng)機高低速*1、"2機冷端設備參數如下:改造中國煤化工循環(huán)水泵形式,88LKXA -26. 8立式斜流泵;循2.1.2MH(,電叨L從還以旭的、口雙據C.NMH&據。電動(dòng)機雙速收稿日期:2009-11-06改造前、后數據見(jiàn)表1?！?4●華電技術(shù)第32卷圖。單的內(十9Fi1.收球網(wǎng): 2.裝球室: 3.來(lái) 自凝結水系統: 4.開(kāi)式水系統:5.收球網(wǎng): 6.裝球室: 7.來(lái)自凝結水系統: 8.開(kāi)式水系統;9.41~14循環(huán)水泵: 10.年1~4清污機: 1.41自然通風(fēng)冷卻塔: 12 2自然通風(fēng)冷卻塔: 13.溢流放水全雨水井:14.溢流放水至雨水井: 15. 由中水系統來(lái): 16.由循壞水補112水泉來(lái)“14圖1 '1. '2機組循環(huán)水系統圄表1 電動(dòng)機雙速改造前、后參數對'4、"2循環(huán)水泵電動(dòng)機進(jìn)行高低速改造。在"1、*2極數機組循環(huán)水系統分開(kāi)運行方式下，于2009-09-30 T項目16極(原來(lái))18極(改造后)00:40,投入'4循環(huán)水泵低速電動(dòng)機運行,運行工況良額定功率/kW30002100好。*4循環(huán)水泵高低速運行時(shí)參數見(jiàn)表2。額定電壓/V6000表2'4循環(huán)水泵高速電動(dòng)機和低速電動(dòng)機運行參數額定電流/A36858負荷/真空/循環(huán)水泵凝汽器水溫/C額定轉速/(r●min-')372301W kPa電流/A人口 出口功率因數0.770.734循環(huán)水泵高速400 84.24 36815.65 29.22效率/%93.292.8°4循環(huán)水泵低速400 83.78 2686.28 32.12最大轉矩/倍1.8偏差0 0.641000.53 2.90啟動(dòng)轉矩/倍1.0.02.3循環(huán)水 泵高低速改造后的節能效果啟動(dòng)電流/倍6.5(1)以冬季單機單泵低速兩機運行方式下,全年(2)循環(huán)水泵應用雙速電動(dòng)機驅動(dòng)的經(jīng)濟性、運行 180d,每天24h計算,高低速運行節約電量為應用性分析。改造前具有代表性的運行方式為冬季W(wǎng) =/3U(4 -12)cos0t =7x6.3x(368 -6個(gè)月“兩機兩泵"高速運行和春秋季3個(gè)月采用268) x0.73 x24x 180 x2 =688.216435(萬(wàn)kW●h)?！皟蓹C三泵"高速運行,炎熱季節的3個(gè)月采用“兩(2)以春秋季、夏季“兩機三泵”、“兩機四泵”,機四泵”高速運行。循環(huán)泵應用雙速改造后,冬季6在1臺循環(huán)水泵低速運行方式下，全年低速運行個(gè)月“兩機兩泵”低速運行和春秋季3個(gè)月采用“兩100d,每天24h計算,節約電量為機三泵”高.低速配合運行,炎熱季節的3個(gè)月采用W2 =√3U(4 -1)cosOt =/3x6.3x (368 -“兩機四泵”高、低速配合運行,節約電費67萬(wàn)元左268) x0.77 x24 x 100 =201. 646368(萬(wàn)kW●h)。右。由于采用雙速電動(dòng)機,不但提高了循環(huán)水泵的(3)以全年總發(fā)電量58億kW .h計算,全年節效率,增加循環(huán)水系統運行的靈活性,而且滿(mǎn)足冬季約的電量電費和降低的廠(chǎng)“用電率分別為機組循環(huán)水的供水需要,減少水塔結冰,節約廠(chǎng)用中國煤化工: 688. 216435 +電。因此,該方案切實(shí)可行。201.HCNMHGh);2.2循環(huán)水泵電動(dòng)機高低速改造后的運行全平下約電貿=下約電量x電價(jià)=由于華電包頭發(fā)電有限公司4臺循環(huán)水泵在正常889. 862 803 x0. 2849 = 253.521 9126(萬(wàn)元);運行中電流大小不同，*2、 '4循環(huán)水泵電流偏大,于是全年降低的廠(chǎng)用電率=全年節約電量+全年總第3期侯昭湖,等:循環(huán)水系統節能改造及運行方式優(yōu)化●75●發(fā)電量=6855 976.48 +5 80000000=0.0 15(% )。3.1.3處理 危險因素的對策根據以上分析，華電包頭發(fā)電有限公司采取了3“ 兩機一泵”運行方式優(yōu)化及實(shí)施嚴格的防范措施，制訂了《冬季“兩機- -泵"運行方3.1該方案可行性及試驗過(guò)程中的危險因素分析式調整措施》，進(jìn)行人員培訓并責任到人。3.1.1該方案的可行性分析3.2該方案的執行步 驟及注意事項由于該運行方式在國內電廠(chǎng)從來(lái)沒(méi)有應用過(guò)且3.2.1該方案的執行步驟風(fēng)險性較大,對此,華電包頭發(fā)電有限公司組織專(zhuān)題(1)選擇在'1、2機組400MW左右低負荷時(shí)會(huì )進(jìn)行研究討論和論證,認為該方案具有可行性。進(jìn)行調整試驗。(1)由于包頭地區冬季在2臺機組平均負荷(2) '1、*2機組正常運行，凝汽器真空均在8560%的情況下,真空最低83 kPa,真空最高達89.6 kPa以上,"1、 '4循環(huán)水泵運行(1臺高速泵和1臺kPa,再加之“兩機一泵" 運行時(shí),2臺水塔淋水密度低速循環(huán)泵),循環(huán)水出口母管壓力保持在0.20降低,通風(fēng)量增大，在負荷不變的情況下,凝汽器真MPa?？詹粫?huì )下降太大,估計在3kPa左右。(3)保持'1、*2冷卻水塔塔池聯(lián)絡(luò )- -次、二次(2)由于循環(huán)水流量的偏斜運行會(huì )造成沒(méi)有循門(mén) 和循環(huán)水泵前池聯(lián)絡(luò )一次、二次門(mén)開(kāi)啟。環(huán)水泵運行的機組冷卻水塔水位快速上升,出現溢(4)保持'1、*2 機組循環(huán)水出口母管聯(lián)絡(luò )一流;另一臺循環(huán)水泵運行的水塔水位會(huì )快速下降,造次、二次門(mén)開(kāi)啟。成缺水。根據2009年7月份'1、"2機組循環(huán)水系(5) *1、2冷卻水塔塔池水位在1.5 ~1.7m之間。.統“兩機三泵"方式分析(水塔水位偏差10cm), '1、(6)檢查關(guān)閉'1. *2冷卻水塔旁路門(mén)。'2水塔水位偏差不會(huì )超過(guò)25 cm,若保持試驗前水(7) *2 機組啟動(dòng)*3 循環(huán)水泵運行(高速泵),位在1.7m左右,估計不會(huì )出現水塔溢流和缺水保持“兩機三泵”的運行方式，注意循環(huán)水泵出口壓現象。力和電流穩定,水塔水位正常。(3)由于1、*2機組循環(huán)水系統沒(méi)有循環(huán)水流(8) '1機組停止'1循環(huán)水泵運行(高速泵),量表,根據中國華電集團公司動(dòng)力技術(shù)研究中心保持2機組*3、*4循環(huán)水泵“兩機兩泵"的運行方2009年7月"1水塔性能試驗數據得知，單臺循環(huán)式。如果機組系統運行正常,該方式下短時(shí)停留,防水泵運行,流量為43 776 m'/h(設計流量33 480止造成1. *2水塔水位發(fā)生較大偏差。m'/h) ,這樣,在單臺循環(huán)水泵運行的瞬間,2臺機組(9)立即停止*4循環(huán)水泵運行(低速泵),循環(huán)循環(huán)水流量平均減少35%。根據循環(huán)水泵工作原水出口母管壓力應不低于0.15MPa,密切注意監視理,循環(huán)水泵不會(huì )過(guò)電流，*1、*2機組真空將會(huì )下*1、*2 機組真空下降速度。如果真空急劇下降,應降3kPa左右。立即啟動(dòng)"1循環(huán)水泵運行,監視*1. *2冷卻水塔水(4)在負荷不變的情況下，由于機組循環(huán)水量位變化情況。的減少,將會(huì )造成機組排汽缸溫度的上升。根據真(10)如果 *1、*2機組真空能夠穩定在82 kPa空下降的程度和水塔冷卻效果的加強綜合分析比以上, '1. *2冷卻水塔水位能夠保持穩定,投入*1.較,估計排汽缸溫度會(huì )緩慢上升7C左右,與夏季機*4循環(huán)水泵聯(lián)鎖,就地檢查*3 循環(huán)水泵運行情況組排汽缸溫度42 C情況下進(jìn)行了比較,不會(huì )造成機良好。組排汽缸*3、 *4、'5、*6軸承振動(dòng)增大。(11)如果“兩機一泵"運行方式能夠保持穩定3.1.2該方案的危險因素 分析運行,應根據循環(huán)水溫度及'1、"2冷卻水塔掛冰情由于該方案目前沒(méi)有成功的運行經(jīng)驗,理論分況掛水塔擋風(fēng)板,防止水塔嚴重掛冰。析缺少科學(xué)數據,筆者分析的危險因素如下:3.2.2該方案執行過(guò) 程中的注意事項(1) "1. *2機組真空下降較快,造成1臺機組(1)在啟、停循環(huán)水泵時(shí),必須做好聯(lián)系工作,“低真空”停機;派專(zhuān)人就地檢查循環(huán)水泵運行情況及出口蝶閥動(dòng)作(2)由于水塔水位的不平衡,造成水塔出現溢情況。流和缺水現象;中國煤化工后,應就地檢查'1、(3)排汽缸溫度上升,造成機組"3、'4、'5、"6 '2MHCNMH(午過(guò)高或大幅度降軸承振動(dòng)增大;低,如不讓心他小出月同ux生大量溢流或塔池(4)循環(huán)水泵啟、停時(shí)出口碟閥易出現卡澀,造水位降至1.2m以下,應立即恢復原方式運行。成循環(huán)水的倒流,“低真空"跳機。(3)當采用“兩機~泵”運行方式且任意機組真●76●華電技術(shù)第32卷空發(fā)生急劇下降并降至80kPa時(shí),應立即恢復原運(6)做好防止機組跳閘的事故預想。行方式。3.3“兩機一泵” 方案的實(shí)施(4)當采用“兩機-泵"運行方式且任意塔池水2009年11月3日晚高峰后,利用"1機組停機位升高發(fā)生大量溢流或塔池水位降至1.2m以下機會(huì ),對該方案進(jìn)行了實(shí)施,實(shí)踐結果表明,該方案時(shí),應立即恢復原方式運行。安全可靠,機組運行穩定,成功實(shí)現了冬季循環(huán)水系(5)注意2臺機組排汽缸溫度及3、*4、*5、"6統“兩機一泵"的運行方式,節約了廠(chǎng)用電。試驗軸瓦的軸承振動(dòng)。前后各種參數變化見(jiàn)表3。表3試驗前、后各種參數變化負荷/真空/ 循環(huán)水壓/ 水塔水循環(huán)水泵凝汽器人、出排汽缸項目運行方式機組MW kPaMPa位/m電流/A口水溫/C溫/C試驗前°1高速/4低_ '180 86.600.201.7831212.00/20. 4028.7速泵運行3087. 191.712612. 0/22.0028.0'11786.301.853212. 00/26.1429.0試驗后"3 高速泵運行2307 85.640. 1815.00/30.8036.53.4“兩機一泵"方案實(shí)施后參數及節能效果分析聯(lián)。因此,在冬季“兩機- -泵"運行方式下,其中1由于此次試驗在*1機組停機時(shí)進(jìn)行，*1機組臺機組的2臺循環(huán)水泵停運,不能聯(lián)鎖備用，保證機負荷偏低,但從運行穩定后的機組真空判斷，如果保組安全。對此,華電包頭公司將進(jìn)行研究,盡量實(shí)現持2臺機組經(jīng)濟真空82kPa以上,2臺機組負荷均'1、"2機組4臺循環(huán)水泵之間的聯(lián)鎖?？杀３衷?00MW以上,不但適合該地區冬季機組(2)何時(shí)啟動(dòng)第2臺第3臺第4臺循環(huán)水泵真空的變化，也適應內蒙古電網(wǎng)冬季機組負荷率低的問(wèn)題。此次試驗在低負荷下進(jìn)行,機組的真空相的情況。今后將利用"1機組小修啟動(dòng)時(shí),對單泵運對較高,針對后面出現的機組負荷增加等情況及夏行方式下，'1、"2機組的最大負荷進(jìn)行試驗。通過(guò)季運行等問(wèn)題進(jìn)行了研究,制訂1套措施,指導運行歷年電網(wǎng)負荷和該地區的環(huán)境溫度,該方式可在冬人員依次啟動(dòng)第2臺第3臺、第4臺循環(huán)水泵。季運行至少3個(gè)月以上。以全年發(fā)電量58億kW●h計,冬季2臺機保4結論證70%負荷運行3個(gè)月,節省1臺低速循環(huán)水泵功綜合，上述分析可知,華電包頭發(fā)電有限公司對循率為例進(jìn)行計算,則節能效果如下:環(huán)水泵電機進(jìn)行高低速改造及冬季采用“兩機-泵"全年節約電量=2100 x24 x3 x30 =453. 6000的循環(huán)水優(yōu)化運行方式是成功的.可行的,節省了大(萬(wàn)kW●h);全年節約電費=全年節約電量x電價(jià)=量廠(chǎng)用電,降低了廠(chǎng)用電率,取得了較好的經(jīng)濟效益。(編輯:王書(shū)平)4 536000 x0. 2849 = 129. 2306(萬(wàn)元);全年降低廠(chǎng)用電率=全年節約電量+全年總發(fā)作者簡(jiǎn)介:電量=4536000 + 5 800000000 =0.08%。侯昭湖(1959- -) ,男,山東泰安人,副總經(jīng)理，高級工程3.5“兩機一泵"方 案實(shí)施后存在的問(wèn)題師,工學(xué)碩士,從事電廠(chǎng)安全生產(chǎn)管理方面的工作。(1)循環(huán)水泵之間聯(lián)鎖問(wèn)題。華電包頭發(fā)電有楊建平(1974- -) ,男,陜西扶風(fēng)人,工程師.從事汽輪機限公司循環(huán)水泵聯(lián)鎖為"1、"2泵互聯(lián), '3、"4泵互運行管理和節能管理方面的工作。(上接第61頁(yè))再未出現明顯的漏水情況,說(shuō)明該命。同時(shí),建議通過(guò)進(jìn)-步完善蝴蝶閥開(kāi)關(guān)自動(dòng)控處理方法是正確的。為了處理該缺陷,對引水系統制回路,更換行程開(kāi)關(guān)及固定支架等,提高蝴蝶閥工進(jìn)行了3次充放水,浪費了大量的時(shí)間、人力和物作的可靠性。力,僅放空引水系統棄掉的水量就少發(fā)電約5686(編輯;白銀雷)kW●h。鑒于蝴蝶閥活門(mén)上的密封圈老化、磨損嚴中國煤化工重,部分地方已開(kāi)裂,且已接近自然壽命,安全性已作者簡(jiǎn)IHCNMHG_大為降低，建議擇機更換，并盡量選用優(yōu)質(zhì)的高彈沈苷暉( 1975-),另,陜四渭用人,工程師,從事國際水性耐久性的橡膠密封圈,提高止水的效果和使用壽電項目EPC及水力發(fā)電設備成套技術(shù)方面的工作。