循環(huán)水系統冷端改造及運行優(yōu)化

開(kāi)發(fā)與應用能源研完與管理2016(1)93·DOI:10.16056/.10057676.201601025循環(huán)水系統冷端改造及運行優(yōu)化鄧冀平',賈愚,萬(wàn)忠海2,陳林國2,鄢華1(1.中電投江西電力有服公司新昌發(fā)電分公司,南昌3301172.江西省電力科學(xué)研究院,南昌330096)摘要:針對新昌電廠(chǎng)循環(huán)水冷端存在的問(wèn)題,進(jìn)行分析,提出改造措施。并在改造后對循環(huán)水系統進(jìn)行運行優(yōu)化實(shí)驗,根據實(shí)驗數據,結合凝汽器變工況特性,計算出機組循環(huán)水泵最佳運行組合。實(shí)踐證明,循環(huán)水冷端優(yōu)化改造后,達到了較大的節能目的,使電廠(chǎng)獲得最大經(jīng)濟效益。關(guān)犍詞:凝汽器;最佳真空;循環(huán)水泵;組合優(yōu)化;節能降耗中圖分類(lèi)號:TM621文獻標志碼:A文章編號:1005-7676(2016)01-0025-04Cooling Water Circulation System Renovation and Operation OptimizationDENG Jiping JIA Yu, WAN Zhonghai, CHEN Linguo, YAN Hua(1. The new CPl Jiangxi Power Co Ltd of Xinchang power company, Nanchang 330117, China2.Jiangxi Electric Power Science Research Institute, Nanchang 330117, China)Abstract In view of the problems existing in the cold end of circulating water in Xinchang power plant, the analysis is caredout and the improvement measures are put forward. And after the transformation of the circulating water system to optimizethe operation of the experiment, according to the experimental data, combined with the characteristics of the condenservariable condition, calculated the unit circulating water pump optimal operation combination. Practice has proved that theoptimization of the cold end of the circulating water can achieve the purpose of energy saving and the maximum economicKey words: condenser; optimum vacuum; circulating water pump; combination optimization; energy saving and consumptionreduction引言運行方式少,不能滿(mǎn)足現場(chǎng)實(shí)際需要。本廠(chǎng)循環(huán)水泵電耗率設計值為≤0707%,2010年循環(huán)水泵電耗新昌電廠(chǎng)循環(huán)冷卻水系統采用帶自然通風(fēng)冷卻率為081%,2011年為076%,平均為0.78%,以塔的擴大單元制循環(huán)供水系統,每臺機配置2臺循上存在的問(wèn)題是影響循環(huán)水泵電耗率的重要原因。環(huán)水泵及1座自然通風(fēng)冷卻塔,2臺機組的4臺循通過(guò)釆取措施,調節循環(huán)水量,使汽輪機在達到或環(huán)水泵共用1座循環(huán)水泵房,布置在2塔之間。目接近最佳真空下運行,可以降低循環(huán)水泵電耗率,前,循環(huán)水系統存在如下問(wèn)題:1)#、拉冷卻塔降低廠(chǎng)用電率及供電煤耗,達到進(jìn)一步節能的目的聯(lián)絡(luò )門(mén)偏小,無(wú)法實(shí)現2機3泵運行;2)循環(huán)水泵在此背景下開(kāi)展循環(huán)水系統冷端改造及運行優(yōu)化研收稿日期:2015-12-14中國煤化工作者簡(jiǎn)介:鄧冀平(1965-),男,江西吉安人,工程師,本科,畢業(yè)于東北電CNMHG開(kāi)究方向:大型火電廠(chǎng)汽機專(zhuān)業(yè)、集控運行及節能降耗管理。能源研究與管理2016(1)開(kāi)發(fā)與應用究意義重大。h計)[2×3300×4%×5500kWh=2904萬(wàn)kWh,采1循環(huán)水系統的改造用變頻電機后每年節約廠(chǎng)用電量:[525.6-25962904]萬(wàn)kWh=20924萬(wàn)kWh1.1目前循環(huán)水系統存在的問(wèn)題2塔貫通再加1臺循泵雙速電機改造方案分以本廠(chǎng)循環(huán)水系統運行工況設計有3個(gè)工況,冬下幾部分季1機1泵,夏季高負荷1機2泵,春秋季2機31)將#1、#冷卻塔進(jìn)行貫通。在#、#塔之泵,但2臺機組冷卻塔之間的輸水聯(lián)絡(luò )母管直徑偏間開(kāi)挖1條聯(lián)絡(luò )溝渠,采用明溝型式,明溝寬8m小,為1400mm。在2冷卻塔高低差為200mm深16m(正常時(shí)的通流面積為80m),總長(cháng)約137時(shí),根據伯努利方程式:m。在2機3泵運行時(shí),50%臺循環(huán)水泵流量為61P+pgh +pV/2=P2+pgh+pV2/2+h(1)m3/s,水的流動(dòng)速度076ms,經(jīng)計算此時(shí)2塔的水聯(lián)絡(luò )管最大通流能力僅為1.6m3s,僅為單臺循位差僅為60mm,完全可滿(mǎn)足任何工況下2塔的水泵額定流量的13%。如采用2機3泵運行時(shí),3臺位平衡;循環(huán)水泵運行的總流量不能均勻地分流到2座冷卻2)對A循環(huán)水泵電機進(jìn)行雙速改造;塔,無(wú)法實(shí)現2機3泵運行方式;同時(shí)汽輪機冷端3)將2臺機循環(huán)水泵出口母管聯(lián)絡(luò )閥改造成可系統受環(huán)境因素的影響較大,不同季節的循環(huán)水溫調式。差超過(guò)25℃,機組負荷也經(jīng)常發(fā)生變化。同一天內通過(guò)以上改造,可實(shí)現以下功能峰谷差值為1倍,但現循環(huán)水系統釆用普通電機無(wú)1)可滿(mǎn)足循環(huán)水系統設計2機3泵運行。調整轉速的電機,不同負荷、不同季節的凝汽器循2)實(shí)現機組停運時(shí),凝汽器內通過(guò)小流量的冷環(huán)水供水量只有依靠增減循環(huán)水泵的臺數來(lái)實(shí)現調卻水,加快機組冷卻速度。節,而單臺循環(huán)水泵電機容量大,循環(huán)水泵大部分3)實(shí)現冷卻塔貫通后,將#、#2機循環(huán)水系時(shí)間不在經(jīng)濟工況點(diǎn)運行的情況,致使廠(chǎng)用電率高,統連為一體,可避免末貫通,某臺機循環(huán)水故障將發(fā)電煤耗高,發(fā)電成本增大,為解決上述問(wèn)題,開(kāi)導致機組非停的惡性事故,提高機組的可靠性。展如下循環(huán)水系統冷端改造及運行優(yōu)化研究對于循環(huán)水泵最優(yōu)運行方式的研究,文獻[5]針12循環(huán)水系統改造方案及經(jīng)濟效果分析對東汽600MW級機組冷端模塊進(jìn)行計算,下面引為提高循環(huán)水系統運行方式靈活性,滿(mǎn)足不同用該研究成果數據對新昌電廠(chǎng)不同循環(huán)水溫和負荷季節、不同水溫、不同負荷下主機最佳真空對循環(huán)條件下循環(huán)水泵最優(yōu)運行推算如下水量的要求,可采用和循環(huán)水泵電機變頻和2塔貫以2臺機2機3泵運行工況為例,根據各工況通再加1臺循泵雙速電機2種改造方案。點(diǎn)運行統計時(shí)間和計算得出的2機2泵切換到2機循環(huán)水泵電機變頻改造是通過(guò)對每臺機組中13泵和2機4泵時(shí)汽輪機功率增量與水泵耗功增量臺循環(huán)水泵電機進(jìn)行變頻改造,通過(guò)高壓變頻調速的差值,得出2臺機2機3泵運行工況下汽輪機凈技術(shù),根據機組負荷大小,不同季節的環(huán)境溫度變增電量如表1所示?；纫蛩?合理控制循環(huán)水量維持凝汽器排汽壓力對表1中各工況點(diǎn)節約的廠(chǎng)用電量進(jìn)行匯總計的最佳真空,達到提高機組運行效率,降低機組煤算,總共為1682萬(wàn)kWh耗,降低循環(huán)水泵電機耗電率,節約廠(chǎng)用電。如循1.3雙速改造后運行節能分析環(huán)水泵電機變頻冷端改造后,通過(guò)改變循環(huán)水泵電改造后18極水泵的揚程H=(258×0872)m=19機轉速,凝汽器冷卻水量可連續調節,可實(shí)現在保53m,流量Q=(12.2×0.87)ms=1061m3s,軸功率證機組最佳真空的條件下,循環(huán)水泵電機電耗下降N=M×08373,改極前每臺電機平均功率P=3038到設計值。循環(huán)水泵電機變頻改造后節約廠(chǎng)用電量kW,相應可近似推算出18級電機功率約為3038(按年發(fā)電量72億kWh):72×10kWhx(0.78%-kW×0.873,即18極電機功率為200lkW0.707%)5256萬(wàn)kWh,循環(huán)水泵變頻室空調每天冬季12月底、1、2月份,循環(huán)水進(jìn)水溫度低消耗電量(每臺循環(huán)水電機變頻室需要3臺20匹空于10℃,機組凝汽器真空在-97kPa以上,基本上調):(2×3×20×0.75×24)kW·h=2160kWh。按熱季處于極限真凵中國煤化工后,可使循環(huán)4月120d計,每年變頻室空調消耗25.92萬(wàn)kW·h水流量?jì)H減」CNMHG節,循泵采用電量。每年變頻器損耗電量(按可利用小時(shí)數5500低速運行方式不會(huì )對凝汽器真空造成影響,并能滿(mǎn)開(kāi)發(fā)與應用能鰾研憲與管理2016(1)95·表1改造后2機3泵運行工況凈增電量kW·h水溫/C負荷%1510041059016015.5298444372.5494229699697755496001028488518077488569636924950101168804574450967248012334806043337561505705171204212170104700足凝汽器對循環(huán)水的需求量,且有一定的余量。如2采用2塔貫通再加1臺循泵雙速電機改造后每臺機循環(huán)水泵運行方式為1臺低速泵和1臺高速泵,年節廠(chǎng)用電量:[1037+168.2]萬(wàn)kWh=271.9萬(wàn)改極前每臺電機電機平均功率P=3038kW,可近似kWh推算改極后電機功率約為3038kW×0.873=表2為2種改造方案的優(yōu)缺點(diǎn)、費用及經(jīng)濟效2001kW,按低速電機運行1000h計,可節約廠(chǎng)用應對比,本廠(chǎng)選擇2塔貫通再加1臺循泵雙速電機電1037kW×1000=103.7萬(wàn)kWh的改造方案。表22種改造方案的優(yōu)缺點(diǎn)對比蕖改造內容優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)估計投資費用投資回報Wh率/年1)全國600MW等級機組極少循環(huán)對A、C循環(huán)速度快、中間環(huán)節狹窄;3)變頻泵與工頻變頻528萬(wàn)正長(cháng)設備壽命效率低4)初投資較土建暖通200萬(wàn)元,20924717同時(shí)可以實(shí)現軟起動(dòng)。另外土建和暖通6)變頻般在4%左右。貫通2塔之間新建雙速電機改造方案成熟受現場(chǎng)情況的限制單臺泵電機改造區域為高效區工程量較大,施工時(shí)間較長(cháng)。費用35萬(wàn)元循泵以C循環(huán)水泵運行方式切換靈活;無(wú)附加雙速電機倒換需要停泵2塔貫通255萬(wàn)元,2719雙速電機雙速改造能量損耗;機組安全可靠進(jìn)行倒換?？偼顿Y290萬(wàn)元電機性增強2運行優(yōu)化及效果驗證614改造后的循環(huán)水泵有多種運行配伍方式,在2機4泵(4高3高1低),2機3泵(3高高1普514低)和2機2泵(2高/高1低)6種配伍方式下E464進(jìn)行了主機熱力性能試驗與凝汽器性能試驗,針對4146種不同循環(huán)水泵運行方式時(shí)的經(jīng)濟性差異,并考慮機組的極限背壓(100%負荷約30kPa,50%負荷凝汽器進(jìn)水溫度A℃C約20kPa),結合凝汽器變工況特性,計算獲得了圖1機組循環(huán)水系統經(jīng)濟調度操作圖機組在不同凝汽器進(jìn)水溫度、不同凝汽器進(jìn)水流量kWh),若以全年發(fā)電量60億kWh計算,將節約下的循環(huán)水泵最佳運行方式,圖1為在不同的循環(huán)4200t發(fā)電標煤,節能降耗效果明顯。水進(jìn)水溫度、不同負荷下的循環(huán)水系統經(jīng)濟調度操3結論作圖。經(jīng)過(guò)循環(huán)水系統改造及運行優(yōu)化,使得在不同本文根據循環(huán)水冷端存在的問(wèn)題,開(kāi)展了循環(huán)凝汽器進(jìn)水溫度、不同負荷下,能夠保證機組凝汽水系統改造V凵中國煤化工究,實(shí)際運行器真空在最經(jīng)濟的真空附近工作,按照如圖1所示效果表明CNMHG優(yōu)化后,能夠的循環(huán)水泵調度方式,可使機組供電煤耗降低0.7g保證機組凝汽器具空在最濟具空附近工作,同時(shí)能源研完與管理2016(1)開(kāi)發(fā)與應用2臺機組循環(huán)水系統連為一體,可避免未貫通,某凹趙斌劉玲張文兵汽輪機冷端優(yōu)化的研究[小熱力透臺機循環(huán)水故障將導致機組非停的惡性事故,提高平,2007,36(1):19-23了機組的經(jīng)濟性及可靠性,具有較強的可實(shí)現性及李青高山火力發(fā)電廠(chǎng)節能技術(shù)及其應用M北京應用價(jià)值。中國電力出版社,2007.[4]李秀云,嚴俊杰,林萬(wàn)超火電廠(chǎng)冷端系統評價(jià)指標及診斷方法的研究中國電機工程學(xué)報,2001,21(9):94-98參考文獻冀玉春循環(huán)水泵運行方式優(yōu)化方法試驗分析門(mén)東北電力]王瑋曾德良楊婷婷,等基于凝汽器壓力估算法和循環(huán)水泵最優(yōu)運行[幾中國電機工程學(xué)報,2010(5):30-14技術(shù),2002(2):18-20(上接第92頁(yè))合控礦。他認為火山塌陷和鄒一石斷裂在形成過(guò)程2徐磊李三忠劉鑫等華南欽杭結合帶東段成礦特中伴隨著(zhù)一系列的次級裂隙,可能有更大的儲量,征與構造背景[門(mén)海洋地質(zhì)與第四紀地質(zhì),2012,32(5):57是找礦和井下探礦工程布置的重點(diǎn)。[3]吳玉相山鈾礦田成礦流體地球化學(xué)特征及礦床成因探4結語(yǔ)討D南昌:東華理工大學(xué),2013.相山鈾礦田已經(jīng)被開(kāi)釆了50多年,不管是成礦4]陳正樂(lè ),王永,周永貴,等江西相山火山-侵入雜巖體錯石 SHRIMP定年及其地質(zhì)意義中國地質(zhì),2013,40(1)物質(zhì)來(lái)源還是火山侵入雜巖的性質(zhì)都有許多的成果,217-231每一個(gè)后來(lái)人的研究都是建立在前人研究的基礎上[s郭建相山鈾礦田科學(xué)深鉆巖石鈾礦化蝕變作用研究D的,認識也會(huì )不斷得到進(jìn)步。例如上文中提到的北京:核工業(yè)北京地質(zhì)研究院,2014大多數的人認為相山火山侵入雜巖有S型花崗巖的[6]林錦榮,胡志華謝國發(fā)等相山火山盆地組間界面、基底特征,但楊水源最新的研究認為具有A型花崗巖的界面特征及其對鈾礦的控制作用鈾礦地質(zhì),2014,30(3)特征。鄒一石斷裂一直都被認為是相山鈾礦田的控135-140礦主斷裂,然而,現在這一看法也受到了質(zhì)疑。門(mén)]周玉龍楊松贛中相山礦田逆沖推覆構造地質(zhì)特征與成在相山找礦過(guò)程中可以將目光投注到逆沖推覆礦關(guān)系[世界核地質(zhì)科學(xué),2012,29(2):72-7構造上,逆沖推覆構造控礦在已發(fā)現的礦床中占了[8]張萬(wàn)良相山礦田鈾礦地質(zhì)研究進(jìn)展與趨勢[資源調查與絕大多數,具有較大的找礦潛力;同樣界面控礦,楊水源華南贛杭構造帶含鈾火山盆地巖漿巖的成因機制也是在實(shí)際找礦中總結出的經(jīng)驗。因此相山下一步及動(dòng)力學(xué)背景D]南京:南京大學(xué),2013.的找礦可以關(guān)注逆沖推覆構造體和界面接觸帶。[0饒澤煌江西相山鈾礦田基性巖特征及意義研究四D]南相山火山盆地,基性巖出露較少,但基性巖的昌:東華理工大學(xué),2012成巖時(shí)間和鈾礦化時(shí)間十分接近,可以進(jìn)一步探究[張萬(wàn)良江西相山鈾礦田鄒一石斷裂新解[資源調查與基性巖和鈾成礦的關(guān)系。環(huán)境,2014,35(1)46-52.[12]邵飛,鄒茂卿,許健俊,等.相山火山盆地西部SN向構參考文獻造特征及其形成機制[門(mén)鈾礦地質(zhì),2013,29(5):257-262[]楊明桂梅勇文欽一杭古地塊與成礦帶的主要特征華13]胡榮泉徐金山賈志遠等淺談鄒家山一石洞斷裂帶成南地質(zhì)與礦產(chǎn),1997(3):53-59礦條件及其控礦特征門(mén)東華理工大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版2013,36(2):113-119中國煤化工CNMH