某沿海電廠(chǎng)600 MW機組循環(huán)水系統運行方式優(yōu)化試驗研究

28東北電力技術(shù)2012年第5期某沿海電廠(chǎng)600 MW機組循環(huán)水系統;運行方式優(yōu)化試驗研究潘繼真，魏海濤，肖國振(河北國華滄東發(fā)電有限責任公司,河北滄州061113)摘要:通過(guò)對某沿海電廠(chǎng)2 x600 MW機組循環(huán)水系統試驗研究，分析在設計裝配條件下不同季節海水溫度變化對機組運行經(jīng)濟性的影響，并根據海水溫度變化得出兩機四泵、兩機三泵及兩機兩泵的最佳運行時(shí)段，對同類(lèi)型600 mW機組循環(huán)水系統運行方式的優(yōu)化提供了借鑒。關(guān)鍵詞:沿海電廠(chǎng);循環(huán)水系統;運行方式;經(jīng)濟性;試驗研究[中圈分類(lèi)號] TK264.1 [文獻標志碼] A [文章編號] 1004-7913 (2012) 05 -0028 -04Experimental Investigation on Operation Mode Optimization of the Circulation Waterof 600 MW Power Units in One Coastal Power PlantPAN Ji-zhen，WEI Hai-tao, XIAO Guo -zhen( Hebei Guohua Cangdong Power Co., Id., Cangzhou, Hebei 061113, China)Abstract: Experimental invetigation on the circulation water of two 600 MW power units in one costal power plant is made. On thecondition of design assembly, the effects of seawater temperature variation on unit operation economy at different season are studied.And according to seawater temperature variation, the optimal operation time of two units and four pumps, two units and three pumps,and two units and two pumps are given. The results of the research can provide guidance for the operation mode optimiztion of circule-tion water of same type 600 MW power units,Key words: Coustal power plant; Circulation water; Operation mode; Economy; Experimental investigation某電廠(chǎng)在投人商業(yè)運營(yíng)初期，循環(huán)水系統保持過(guò)以下方式進(jìn)行:循環(huán)泵電機變頻改造,循環(huán)泵電兩機四泵運行方式。夏季,由于海水溫度高，兩機機改雙速，在兩機三泵運行方式下進(jìn)-步停運1臺四泵運行方式能夠很好地滿(mǎn)足機組在各工況下的運循環(huán)泵以實(shí)現兩機兩泵運行方式。目前，由于國內行需求。但是隨著(zhù)炎熱夏季的結束，環(huán)境溫度和海大容量循環(huán)泵電機變頻改造費用很高且成功案例很水溫度逐漸降低，在兩機四泵運行方式下凝汽器端少、變頻器故障率較高、對環(huán)境要求苛刻、維護工差逐漸增大、凝汽器真空逐漸升高，循環(huán)水泵耗能作量大且設備壽命短等原因，在目前技術(shù)條件下暫多的弊端越來(lái)越突出。循環(huán)水系統經(jīng)濟運行可以通不適宜進(jìn)行改造。循環(huán)泵電機改雙速費用相對較系統運行后，設備排放污染小，環(huán)保效果明顯，符合國家的“節能減排”政策,為發(fā)展分布式能[4] 姚景林，曹小林分布式能源系統的研兗現狀[J]. 沈陽(yáng)工程學(xué)院學(xué)報，2007,3 (1): 7-9.源、建設低碳社會(huì )邁出了具有非常意義的一步。[5] 張洪偉，龍妍，黃素逸分布式能源系統的方案選擇及性能分析[J]. 暖通空調，2004, 34 (5): 47-51.參考文獻:[6]熊永剛， 尤占平，郝長(cháng)生.分布式能游系統在某藥廠(chǎng)的應[1] 羅必雄分布式能源站的系統集成與優(yōu)化運行研究[].用方案分析[J].制冷與空調， 2008, 8 (B06): 77-79.電力技術(shù), 2010, 19 (7): 7-9.作者中國煤化工2] 徐林德分布式能源系統設計優(yōu)化分析[J]. 能源工程，iYHCN M H G師，主要從事技術(shù)經(jīng)2007, 27 (5): 30-33.擠方面礦元工作F。3] 劉翠玲，張小東分布式能源- 中國能源可持續發(fā)展的有效途徑[1].科技情報開(kāi)發(fā)與經(jīng)濟, 2009, 19 (21): 125(收稿日期2012 -03 -08)2012年第5期東北電力技術(shù)29 .低，但由于進(jìn)口電機設計空間狹小，改造困難相對900008000 t循環(huán)水流量較大，國內一些廠(chǎng)家對進(jìn)口電機改造后存在的問(wèn)題f 70000 :+水象功率5500尚未得到徹底解決，目前國內對大容量進(jìn)口電機改“600004500劉50000 !雙速條件尚不成熟。根據汽溫及海水溫度變化調整菜400003500 .循環(huán)泵運行臺數的方法是最容易實(shí)現的，隨著(zhù)設備2500制造業(yè)技術(shù)水平的提高和日常運行維護工作的深20000 t人，設備可靠性得到了大幅度提升，單泵運行期間10003040500設備跳閘的幾率很低，通過(guò)設備檢修維護工作的深循環(huán)水出口門(mén)開(kāi)度/%人、定期試驗和輪換工作的推進(jìn)及專(zhuān)項控制措施的圖1兩機兩泵運行方式 ;執行，兩機兩泵的安全運行方式得到保障|-4)。90 000650000001設備 系統簡(jiǎn)介5500 ，60000某電廠(chǎng)地處沿海，一期工程采用2臺600 MW劉50000 .40000- +循環(huán)水流量3500亞臨界、中間再熱、單軸四缸四排汽、凝汽式汽輪一水泵功率機組，為上海汽輪機有限公司采用美國西屋公司技20000 .2 500術(shù)生產(chǎn)，主蒸汽壓力為16.7 MPa,主蒸汽溫度為100003070809010011538 C,再熱蒸汽壓力為3.234 MPa,再熱蒸汽溫醋環(huán)水出口門(mén)]開(kāi)度傳度為538 C，額定工況蒸汽流量為1 758. 297 Vh,圖2兩機三泵運行方式額定工況下設計凈熱耗為7745.5 kJ/kWh;凝汽器為雙背壓、雙殼體對分流程、表面式凝汽器，冷卻面積為38 000 m',循環(huán)倍率為55,設計平均背壓飛60000為5.4 kPa,凝汽器阻力約為70 kPa,設計出水溫國50000度為10~33 C，設計進(jìn)水溫度為20~43 C;每E 40000臺機組配備2臺型號為2BE1 353 -0MY4的水環(huán)式告30000↓甘水泵功率0000 t真空泵，轉速為590 r/min,凝汽器最低運行背壓150070809(100110下抽吸壓力為4.9 kPa,真空泵極限抽吸壓力為循環(huán)水出口[]開(kāi)度/%3.3 kPa。該電廠(chǎng)循環(huán)水系統采用海水直接冷卻，未設置圖3兩機四泵運行方式冷卻水塔,循環(huán)水通過(guò)凝汽器自然降溫后直接排至組循環(huán)水聯(lián)絡(luò )門(mén)關(guān)閉，在A(yíng)機組凝汽器循環(huán)水出大海。在2臺機組循環(huán)泵出口設置聯(lián)絡(luò )管，在聯(lián)絡(luò )口門(mén)開(kāi)度分別為100%、90% 和80%時(shí)，循環(huán)水流管上設置隔斷蝶閥,能夠實(shí)現雙機循環(huán)水系統的快量與循環(huán)水泵耗功變化均不大，綜合分析可將速聯(lián)通和隔絕。每臺機組配置2臺由日本進(jìn)口的雙90%開(kāi)度作為兩機四泵運行方式下的循環(huán)水出口門(mén)簡(jiǎn)形、立式、單支座、固定轉速、固定葉片、可抽開(kāi)度。芯斜流泵，轉速為330 r/min,電機功率為3 300 kW,由圖2可見(jiàn)，在兩機三泵運行方式下，2臺機.單臺泵流量為10. 31 m'/s,揚程為21.44 m。.組循環(huán)水聯(lián)絡(luò )管閥門(mén)開(kāi)啟，在A(yíng)機組凝汽器循環(huán)水出口門(mén)開(kāi)度分別為70%、85%和100%時(shí)進(jìn)行測2試驗結果分析量，開(kāi)度從70%升至85%時(shí)，循環(huán)水流量增加較2.1 循環(huán)水流量和循環(huán)水泵耗功試驗結果多，從85%升至100%全開(kāi)時(shí)的循環(huán)水流量變化很為取得兩機四泵、兩機三泵、兩機兩泵不同組小，相應2次變化時(shí)的循環(huán)水泵耗功增加量基本一合方式下A機組的實(shí)際運行數據，配合不同的循致，“ 中國煤化工兩機三泵運行方環(huán)水聯(lián)絡(luò )門(mén)狀態(tài)和機組凝汽器循環(huán)水出口門(mén)開(kāi)度,式下在每種循環(huán)泵組合方式下分別進(jìn)行3組試驗，見(jiàn)圖YHCNMHG下, 2臺機組循1 ~圖3。環(huán)水聯(lián)絡(luò )管閥門(mén)開(kāi)啟，在A(yíng)機組凝汽器循環(huán)水出由圖1可見(jiàn)，在兩機四泵運行方式下，2臺機口門(mén)度分別為40%、50%和60%時(shí)進(jìn)行測量，開(kāi)30東北電力技術(shù).2012年第5期表1機組負荷在各工況 下的背壓計算值kPa600 MW500 MW400 MW300 MW水溫/C兩機四泵兩機三泵兩機兩泵兩機四泵兩機三泵兩機兩泵兩機四泵兩機三泵兩機兩泵兩機四泵兩機三泵兩機兩泵5.03.03.3.9.07.54.310.04.73.112.55..1.515.03.84.5.8.4.64.83.417.54.66.5.85.44.53.24.95.27.3s. 1i.13.53.64.42255.68.325.09.3.77.96.627.57.27.610.58.96..35.530.08.28.711.87.810.8.56.16.39.513.59.01.67.78.09.8.2時(shí)，循環(huán)冷卻水入口溫度在5 ~ 33 C取值的凝汽器背壓見(jiàn)表1?？紤]到汽輪機排汽的極限背壓值,寧750對低于3 kPa的背壓計算值均取為3 kPa來(lái)進(jìn)行計算。2.4最佳真空值根據循環(huán)水泵在不同組合方式下的流量與耗功嘉45關(guān)系和在不同海水溫度下凝汽器真空與機組負荷的50 L對應關(guān)系，得出A機組在不同循環(huán)水組合方式下0030040700電功率/M的凝汽器背壓，即可計算出背壓變化所引起的機組圖4凝汽器熱負荷與電功辜的關(guān)系 曲線(xiàn)出力變化。對機組出力變化和循環(huán)水泵的耗功變化匯總比度從40%升至50%時(shí)，循環(huán)水流量增幅較大，而較，可得在不同主機負荷、不同循環(huán)冷卻水溫時(shí)A從50%變至60%開(kāi)度時(shí)的循環(huán)水流量增幅略低，機組運行的最佳真空值見(jiàn)表2。同時(shí)，相應循環(huán)水泵耗功變化不大，綜合分析可將2.5循環(huán)水泵節能運行方式50%開(kāi)度作為兩機兩泵運行方式下的循環(huán)水出口門(mén)在實(shí)際工作中可根據每周或每月的循環(huán)水溫情開(kāi)度。況，同時(shí)參考負荷調度計劃情況，制定切合實(shí)際的2.2凝汽器熱負 荷的確定通過(guò)各主機試驗工況下的凝汽器特性計算，可循環(huán)水泵運行方式和啟停規則，最大限度地接近最表2 A機組運行的最佳真空值kP得在不同電功率下的凝汽器熱負荷如圖4所示。水沮/C 600 MW2.3凝汽器 背壓試驗結果在忽略潮位變化影響的前提下，凝汽器變工況計算有3個(gè)重要的變量參數，第一個(gè)變量為循環(huán)水流量，即對應不同的循環(huán)水泵組合方式;第二個(gè)變量為凝汽器循環(huán)冷卻水入口溫度;第三個(gè)變量為凝汽器熱負荷，即對應不同的主機負荷。根據各負荷試驗下的凝汽器實(shí)際運行特性，分0o中國煤化工，別改變上述3個(gè)變量參數，通過(guò)凝汽器變工況計YHCNMHG30.05.3算,得出A機組在不同循環(huán)水泵組合方式下，負8.7.4荷分別為600 MW. 500 MW. 400 MW. 300 MW33.08.62012年第5期東北電力技術(shù)3135.0表4優(yōu)化前后的節能效果對比兩機風(fēng)裝運行區城0.0優(yōu)化前優(yōu)化后ρ 25.循環(huán)水泵凝汽器循凝汽器循節能效!阿機三家運行區塊運行方式環(huán)水泵出凝汽器背環(huán)水泵出果對比20.0壓/kPa門(mén)開(kāi)度/%嘉15.0兩機四泵80905.0增加出力 197 kW阿機兩泉運行區域兩機三泵70855.2增加出力 419 kW10.0兩機兩泵58.1507.3增加出力 028 kW300 350400 450 500 550 60目前，大多數電廠(chǎng)已經(jīng)實(shí)現了“兩機三泵”運:負荷/M行方式，只是沒(méi)有將海水溫度對機組經(jīng)濟性的影響圖5循環(huán)水泵經(jīng)濟運行方式分界線(xiàn)進(jìn)行深人研究，因此沒(méi)有選擇好“兩機三泵”的最佳方式運行。由循環(huán)水泵經(jīng)濟運行方式分界線(xiàn)佳運行時(shí)間，同時(shí)，有許多電廠(chǎng)還沒(méi)有在海水溫度(圖5)可知，當海水溫度高于27 C時(shí),選擇“兩低于18 C時(shí)實(shí)現“兩機兩泵”的運行方式!5-6]。機四泵”運行方式;海水溫度在18 ~ 27 C時(shí)選擇3結論“兩機三泵”運行方式;在海水溫度降至18 C以循環(huán)水系統運行方式優(yōu)化后，每年能減少廠(chǎng)用下時(shí)選擇“兩機兩泵"運行方式。電耗867.7萬(wàn)kWh,按0. 35元/kWh計算，在循環(huán)2.6節能效果分析通過(guò)對近幾年來(lái)電廠(chǎng)用作循環(huán)水的海水溫度進(jìn)水泵電耗方面至少使公司收人增加300多萬(wàn)元，節行統計，發(fā)現雖然每年同一天的海水溫度略有偏能效果顯著(zhù)。近幾年國內電力建設迅猛發(fā)展，尤其差，但每年海水溫度變化時(shí)間基本相同，2010~在沿海地區建設了許多單機容量為600 MW的機組并相繼投入商業(yè)運營(yíng)。該廠(chǎng)2 x600 MW機組循環(huán)2011年海水溫度變化與8期對應關(guān)系見(jiàn)表3。水系統經(jīng)濟運行方式的優(yōu)化對國內同類(lèi)型沿海電廠(chǎng)由表3可知，每年能夠實(shí)現“兩機兩泵"紹提供了借鑒。濟運行方式的時(shí)間長(cháng)達197 d,考慮每臺機組每年檢修循環(huán)泵停運30 d,每年實(shí)際采用“兩機兩泵”參考文獻:經(jīng)濟運行方式的時(shí)間按137 d計算，在循環(huán)泵電耗[1] 徐海新，張林，王興平，600 Mw機組循環(huán)水和真空系統方面，“兩機兩泵”運行方式比“兩機三泵"運行運行優(yōu)化[J].發(fā)電設備，20090 23 (3); 191 -194.方式每年能減少廠(chǎng)用電耗867.7萬(wàn)kWh,按0.35[2]石誠，氽平,龍國慶1000 MW超超臨界機組海水直元/kWh電價(jià)計算，至少增加公司收入300多萬(wàn)流供水系統循環(huán)水泵配量方案的探討[J]. 電力建設，2008, 51 (3): 54-55.元，節能效果顯著(zhù)。在不同的循環(huán)水泵組合方式下，根據優(yōu)化前后[3] 劉暫,王松嶺，王鵬.300MW機組單元制循環(huán)水系統優(yōu)化運行[J].汽輪機技術(shù)，2010, s3 (6): 475-477.的凝汽器循環(huán)水泵出門(mén)開(kāi)度和凝汽器背壓，可計算[4] 熊武，李明芳.豐城電廠(chǎng)4臺300 MW機組循環(huán)水泵運行在600 MW負荷、循環(huán)冷卻水溫為20 C時(shí)，優(yōu)化優(yōu)化方案[J]. 江西電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2010, 23前后所引起的機組出力增加值見(jiàn)表4。(4): 47-49.表3 2010 ~ 2011年海水溫度變化與日期對應關(guān)系[5]黃柱，康支霞，張憲循環(huán)水泵運行方式的經(jīng)濟性分析[].儀器儀表用戶(hù)。2008, 15 (4): 126 -127.海水溫度/C<1818~27>27[6] 龍德曉，賈曉朵，任若飛。循環(huán)水系統操作費用的優(yōu)化研究[J].節能技術(shù)，2009, 27 (5): 430-434.對應日期2010年10月20日2011年5月6日2011年7月6日~ 201年5月5日~7月5日 ~10月20日作者簡(jiǎn)介:潘維真(1970-), 男，學(xué)士，高級工程師，主要從事大型火間隔天數/d1S6107力發(fā)電機組檢修、維護及管理工作。循環(huán)水泵運行方式兩機兩泵兩機四泵(收稿日期2012-03-02)中國煤化工MYHCNM HG.