火電廠(chǎng)循環(huán)水泵運行方式對機組經(jīng)濟性的影響

火電廠(chǎng)循環(huán)水泵運行方式對機組經(jīng)濟性的影響1宋顯璋2劉恩達3牛雪峰赤峰熱電廠(chǎng)赤峰 024001摘要:火力發(fā)電廠(chǎng)中，循環(huán)水泵的耗電量約占廠(chǎng)用電的20%，因此廠(chǎng)用電率的高低與循環(huán)水泵的運行方式有著(zhù)密切的關(guān)系。循環(huán)水泵的運行方式對于全廠(chǎng)的綜合經(jīng)濟指標有著(zhù)較大的影響。本文首先介紹了火電廠(chǎng)循環(huán)水泵的運行方式，然后對循環(huán)水泵不同運行方式進(jìn)行了經(jīng)濟性分析。關(guān)鍵詞:火電廠(chǎng);循環(huán)水泵;運行方式;機組經(jīng)濟性;影響中圖分類(lèi)號: F407文獻標識碼: A隨著(zhù)電力工業(yè)改革的深入，提高機組的經(jīng)濟性已成為火力發(fā)電廠(chǎng)中成本核算的關(guān)鍵所在。如何提高機組的經(jīng)濟性，是電力行業(yè)需要探討的問(wèn)題。機組的運行經(jīng)濟性，不僅與主設備(包括鍋爐和汽輪機)有關(guān)，而且還與輔助設備的性能和運行狀況有關(guān)。在火電廠(chǎng)中，循環(huán)水泵的耗電量占有較高的比例，因此，循環(huán)水泵能否經(jīng)濟運行對機組運行經(jīng)濟性的提高具有重要意義。電廠(chǎng)實(shí)際運行中，循環(huán)水流量控制一-般不是連續調 節，而是采用臺數調節，即采用調整并聯(lián)運行的循環(huán)水泵的臺數來(lái)改變循環(huán)水流量。電廠(chǎng)循環(huán)水泵通常有兩種運行方式，單泵運行方式和兩臺泵并聯(lián)運行方式。實(shí)踐證明，冬季低負荷時(shí)停運1臺循環(huán)水泵以節約廠(chǎng)用電、提高運行經(jīng)濟性是切實(shí)可行的。但何時(shí)可以停止或增開(kāi)1臺循環(huán)水泵才能保證運行經(jīng)濟性，由于缺乏可靠的理論計算和數據說(shuō)明，沒(méi)有作出具體明確的規定。1火電廠(chǎng)循環(huán)水泵的運行方式目前大型電廠(chǎng)的循環(huán)水泵一般采用兩種運行方式:單臺泵運行和兩臺泵并聯(lián)運行。1.1 單臺泵運行將管路性能曲線(xiàn)和泵本身的性能曲線(xiàn)用同樣的比例尺畫(huà)在同--張圖上,兩條曲線(xiàn)的交點(diǎn)即為泵的運行工況點(diǎn)，亦稱(chēng)工作點(diǎn)。如圖1,其中H-Q是泵本身的性能曲線(xiàn)，Hc_Q是管路性能曲線(xiàn)，M點(diǎn)即為泵穩定運行的工況點(diǎn)。1.2兩臺泵并聯(lián)運行由泵的性能曲線(xiàn)(H-Q)做并聯(lián)后的性能曲線(xiàn)(H-Q)#的原則是:在相同揚程點(diǎn).的流量相加而得出。圖2表示出不同型號的兩臺泵并聯(lián)后的性能曲線(xiàn)和工作點(diǎn)，其中I、II分別為兩臺泵各自的性能曲線(xiàn)，II 為管路性能曲線(xiàn)，I+II 為兩臺泵并聯(lián)性能曲線(xiàn)。兩臺泵并聯(lián)運行特性曲線(xiàn)與管路特性曲線(xiàn)相交于M點(diǎn)，該點(diǎn)即為兩泵聯(lián)合運行時(shí)的工作點(diǎn)。H4.. H-QHuH.-Q1+1中國煤化工圖1單臺泵運行的工作點(diǎn)圖2不同型號兩臺泵MYHCNMH G2循環(huán)水泵不同運行方式下的經(jīng)濟性分析2.1循環(huán)水系統技術(shù)概況某火電廠(chǎng)機組是300MW亞臨界機組，其循環(huán)水泵型號為“湘江56-23A",是動(dòng)葉不可調的定速斜流泵,因此無(wú)法通過(guò)改變動(dòng)葉角度或者調整電機轉速的方式來(lái)改變循環(huán)水泵的流量,只能通過(guò)啟停循環(huán)水泵改變循環(huán)水泵的臺數來(lái)調整流量。其循環(huán)水系統設計運行方式為:夏季及春秋季運行時(shí)，一機配兩 臺循環(huán)水泵，單元制運行;冬季運行時(shí)，兩機配三臺循環(huán)水泵，擴大單元制運行;嚴冬季節或低負荷運行時(shí)，一機配一 臺 循環(huán)水泵。2.250%負荷時(shí)單臺運行與兩臺并聯(lián)運行的經(jīng)濟性比較循泵的Q_G曲線(xiàn)具有一個(gè)普遍性的特點(diǎn):通常往流量增大方向經(jīng)過(guò)最高效率點(diǎn)后，斜率逐漸增加，呈陡降型，即在這一范圍內，即使流量變化不大，也會(huì ).引起效率較大的下降。而兩臺泵并聯(lián)后的Q-H曲線(xiàn)比單臺泵的Q-H曲線(xiàn)要平坦得多，同時(shí)由于管路的阻力損失與流量是近似成平方關(guān)系的，因此管路特性曲線(xiàn)是一條較陡的近似二次拋物曲線(xiàn)，對應在Q-H曲線(xiàn)上，Q井與Q .就相距較遠。由于電廠(chǎng)選泵的結果住住是使并聯(lián)工作點(diǎn)處的流量略大于設計流量,即Q>Q設計，而在減少泵運行臺數后，因凝汽器和管道為阻力減小，每臺泵的揚程降低。流量增大，工作點(diǎn)進(jìn)-步向大流量方向移動(dòng)，效率進(jìn)一步降低。由于阻力特性曲線(xiàn)較陡，使每臺泵在并聯(lián)時(shí)和單臺時(shí)的流量相差較大(或者說(shuō)工作點(diǎn)相距較遠)，即單臺時(shí)的效率要下降得更多些。最后，因在這一流量區的Q_G曲線(xiàn)呈陡降型，更加劇了單臺運行時(shí)效率值的減小。這三個(gè)因素的綜合結果即如圖3所示。即導致泵單臺運行時(shí)的效率值比泵并聯(lián)運行時(shí)每臺泵的效率要低得多。a1(Q-B)#(0-日)單Q# °單圖3單臺與并聯(lián)運行的效率比較但是在實(shí)際運行中，也不能簡(jiǎn)單的說(shuō)單臺運行就比并聯(lián)運行經(jīng)濟性更好，實(shí)際上,循環(huán)水泵的運行方式與汽輪機的出力及循環(huán)水的入口溫度有著(zhù)很密切的關(guān)系。當循環(huán)水進(jìn)口水溫一定，汽輪機排汽流量不變，凝汽器清潔程度一定時(shí)， 凝汽器真空主要決定于循環(huán)水量的大小。理論上，增加循環(huán)水量可使機組背壓降低,機組功率增加，供電煤耗率降低;另一方面，增加循環(huán)水量使循環(huán)水泵耗功增加，供電煤耗率增加。從經(jīng)濟性的角度考慮確定循環(huán)水泵的最優(yōu)運行方式的原則是:改變循環(huán)水泵轉速或循環(huán)水泵臺數,使汽輪機所發(fā)功率的變化量與循環(huán)水泵所多消耗的功率.之差達到最大值。下面就示例機組在50%負荷時(shí)循環(huán)水泵分別為單臺運行和并聯(lián)運行時(shí)的經(jīng)濟性做--比較。根據單臺泵運行和兩臺泵并聯(lián)運行時(shí)不同環(huán)境溫度壓力下的汽輪機功率，可以計算出兩臺泵并聯(lián)運行時(shí)汽輪機功率與開(kāi)一臺泵運行時(shí)汽輪機功率的差值，即汽輪機功率增量APi。循環(huán)水泵的最優(yōu)運行中國煤化工曾量YHCNMHG△Pi與循環(huán)水泵耗功增量OPr的差值決定的，當差值△P為正值時(shí)說(shuō)明開(kāi)兩臺泵比開(kāi)一.臺泵經(jīng)濟，當差值△P為負值時(shí)說(shuō)明開(kāi)一臺泵比開(kāi)兩臺泵經(jīng)濟。通過(guò)試驗，分別在循環(huán)水入口溫度為15°C、20°C、 25"C 時(shí)測得汽輪機功率增量APi，循環(huán)水泵耗功增量APT可通過(guò)并聯(lián)和單臺運行時(shí)循泵的流量和揚程計算軸功率并取其差值獲得，由此得到50%負荷下，循環(huán)水入口溫度為15C、20°C、25°C時(shí)的△P如表1所示。表1并聯(lián)和單臺運行方式下汽輪機所發(fā)功率的變化量與循泵多耗功率之差負荷循環(huán)水入口溫度(e)50%|1|2△P(kW)-2131.7-1784.5-1126.9由表1可以看出，在50%負荷下，循環(huán)水入口溫度分別為15°C、20°C、 25°C時(shí)的OP都為負值，說(shuō)明此時(shí)單臺泵運行比兩臺泵并聯(lián)運行經(jīng)濟。而且可以看出，循環(huán)水入口溫度越低，△P的值越小，由上文的理論分析可以推斷:在50%負荷下，循環(huán)水入口溫度小于25°C時(shí)，單臺泵運行比兩臺泵并聯(lián)運行經(jīng)濟。根據△P隨循環(huán)水入口溫度的增長(cháng)而增長(cháng)的幅度，基本可以推斷當循環(huán)水入口溫度小于30°C時(shí)，單臺泵運行比兩臺泵并聯(lián)運行經(jīng)濟。至于循環(huán)水入口溫度大于30"C時(shí)的情況，需要通過(guò)具體試驗得出數據才能判定。3結論通過(guò)對示例機組循環(huán)水泵運行方式的經(jīng)濟性分析，得到如下結論:(1)在50%負荷下，循環(huán)水入口溫度分別為15"C、 20°C、 25°C時(shí)，單臺泵運行比兩臺泵并聯(lián)運行經(jīng)濟;進(jìn)而可以推斷出，在50%負荷下，且循環(huán)水入口溫度小于30°C時(shí)，單臺泵運行比兩臺泵并聯(lián)運行經(jīng)濟。(2)對于該機組來(lái)說(shuō)，提高循環(huán)水泵的運行效率主要還應從改善運行調節方式上入手。應通過(guò)理論分析和試驗驗證，在不同的循環(huán)水入口溫度下，通過(guò)計算得到機組在不同負荷下的電廠(chǎng)凈增功率的變化過(guò)程曲線(xiàn)，根據凈增功率的大小可以由電廠(chǎng)運行人員選擇具體的循環(huán)水泵的運行方式。參考文獻[1]盛煥程,劉樹(shù)松循環(huán)水泵雙泵運行最佳時(shí)機[J].熱力發(fā)電,2003, 32(9):[2]崔修強.300MW機組循環(huán)水系統運行方式優(yōu)化[D].濟南:山東大學(xué),2004.[3]翟培強.凝汽器循環(huán)水進(jìn)口溫度變化對機組經(jīng)濟性影響的探討[J].華中電力,2002,(6). .中國煤化工YHCNMH G