600 MW超臨界機組循環(huán)水泵改造與優(yōu)化運行

2014年8月吉林電力Aug. 2014第42卷第4期(總第233期)Jilin Electric PowerVol.42 No. 4 (Ser. No.233)600MW超臨界機組循環(huán)水泵改造與優(yōu)化運行Retrofit and Optimized Operation for Circulating Pump of 600 MW SC Units張延風(fēng),趙曉峰,于炳偉.(遼寧清河發(fā)電有限責任公司,遼寧鐵嶺112003)摘要:針對超臨界600MW汽輪發(fā)電機組存在冬季循環(huán)水供水溫度較低,機組冷卻水流量過(guò)大,斜式軸流循環(huán)水泵不能通過(guò)出口閥門(mén)調節冷卻水流量,浪費廠(chǎng)用電的問(wèn)題,對1臺循環(huán)水泵電機進(jìn)行了高低雙速改造,改后根據不同季節水溫變化選擇驅動(dòng)轉速,調節冷卻水流量,每年可節省廠(chǎng)用電量約4. 68X10°kW●h(約187萬(wàn)元),經(jīng)濟效益顯著(zhù)。關(guān)鍵詞:循環(huán)水泵;雙速電動(dòng)機;技術(shù)改造;優(yōu)化運行中圖分類(lèi)號:TK264.11文獻標志碼:B文章編號:1009- 5306(2014)04-0037-03隨著(zhù)國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，節能減排已成為企節供水量,可有效節約電能。業(yè)可持續發(fā)展的重要途徑之一。遼寧清河發(fā)電有限責任公司為了降低發(fā)電成本,實(shí)現節能減排的目標，2改造原理及方案實(shí)施針對超臨界600MW汽輪發(fā)電機組循環(huán)水泵浪費廠(chǎng)用電的問(wèn)題,對1號汽輪發(fā)電機組A循環(huán)水泵電2.1改造原 理機進(jìn)行高低雙速改造,并確定最佳運行方式,通過(guò)一根據泵類(lèi)機械相似定律,在一- 定范圍內改變泵定時(shí)間運行,機組運行穩定且經(jīng)濟效益顯著(zhù)。的轉速,泵的效率近似不變,其性能近似關(guān)系式為:Q:/Qz -n/nz1設備概況式中:Q為n轉速的流量;Qz為n2轉速的流量。H,/H2= (n)/n:)2清河發(fā)電公司600 MW1號汽輪機組，配有2式中:H為n|轉速的揚程;H2為n2轉速的揚程。臺50%容量的斜式軸流循環(huán)水泵,轉速為370 r/P:/Pz= (n/n2)3(3)min,揚程為26 m,流量為32 400 t/h;電動(dòng)機型號式中:P為n轉速的軸功率;Pz為n2轉速的軸功YKSL3800-16/2150-1,額定功率3 000 kW ,電壓為率。6kV,額定電流370A.冬季機組循環(huán)水供水溫度平根據上述關(guān)系式,若將3 000 kW 16P循環(huán)水泵均13C,凝汽器真空度平均96.55kPa,凝汽器端電動(dòng)機改為16/18P雙速電動(dòng)機，則電機在18P運差平均8.65 C ,凝結水過(guò)冷度平均1.21 C.循環(huán)水行時(shí),水泵流量為16P 運行時(shí)的0. 89倍,揚程為泵冬季耗電率平均0. 86%,年平均耗電率平均16P運行時(shí)的0.79倍,軸功率為16P運行時(shí)的1.10%.機組保持單臺循環(huán)水泵運行，每臺循環(huán)水泵0.7倍,相當于水泵流量減少11% ,電機輸出功率可單獨運行時(shí)的實(shí)際容量為60%左右,由于循環(huán)水供減少30%。水溫度較低,機組冷卻流量過(guò)大,斜式軸流循環(huán)水泵2.2實(shí)施方案不能通過(guò)出口閥門(mén)調節冷卻水流量，節能調節受到對定子繞組采用變前后極都是60°相帶的換相限制,因此對1號機組A循環(huán)水泵電機進(jìn)行高低雙變極方式(18P接法),這種方法能使電機在2種轉速改造,采用轉速差不大的相鄰極數的雙速電動(dòng)機速均能獲得良好的運行性能。轉速變換在1只專(zhuān)用驅動(dòng)水泵,根據不同季節水溫變化選擇驅動(dòng)轉速調改極箱內手工政接連接片即可實(shí)現,該電機定子有中國煤化工收稿8期:2014-05-15| YHCNM HG作者簡(jiǎn)介:張延風(fēng)(1973)，男，高級工程師,從事電廠(chǎng)汽輪機優(yōu)化運行的研究工作?！?7●2014年8月吉林電力Aug. 2014第42卷第4期(總第233期)Jilin Electric PowerVol.42 No. 4 (Ser. No.233)168槽,16P接法時(shí),平均每極下占10.5槽,平均每.旬至5月中旬保持A泵(低速)與B泵并列運行,平極每相占3. 5槽,16P運行時(shí),三相繞組是對稱(chēng)的;均水溫18.1 C ,凝汽器真空度95. 0 kPa ,凝汽器端而18P接法時(shí),平均每極下占9.333槽,平均每極每差6.5 C，凝結水過(guò)冷度1.0 C,泵的耗電率相占3.111槽,18P運行時(shí)，三相繞組不對稱(chēng)。不對1.01% ,其他數據詳見(jiàn)表1.5月中旬至9月中旬,保稱(chēng)的三相繞組對電機的運行產(chǎn)的影響,通過(guò)采用先持A泵(高速)與B泵并列運行,運行數據詳見(jiàn)表1。進(jìn)電磁計算程序設計消除。A循環(huán)水泵電機的高低9月中旬至11月中旬,運行方式與3月中旬至5月雙速接線(xiàn)示意圖如圖1所示。中旬相同。11 月中旬至下一年3月中旬,保持A泵改成高低雙速電機后,定子繞組以原16P為基(低速)單獨運行,平均水溫13.3 C,凝汽器真空本極，星接,電機各項性能不變。在18P轉速時(shí),定96. 3 kPa,凝汽器端差6.8 C，凝結水過(guò)冷度1.2子繞組以角型接法,因繞組仍有較高的分布系數,故C,耗電率0. 62% ,其他數據詳見(jiàn)表1。無(wú)論哪種方其輸出功率仍能滿(mǎn)足低速時(shí)水泵所需功率,且電機式運行,如果1號機組停止運行,一般在停機10 h的溫升、振動(dòng)噪聲也均能符合出廠(chǎng)的規定值。16P后循環(huán)水泵停止運行,停運后開(kāi)啟1臺泵的出口蝶運行時(shí)采用原電機電流互感器,差動(dòng)保護功能及方閥，保持開(kāi)式水泵運行，向開(kāi)式水系統正常供水。式不變,電機在18P運行時(shí)將差動(dòng)保護退出。改造時(shí)只更換定子繞組,電機其余零部件全部利用,電機4改造效果原進(jìn)出線(xiàn)、進(jìn)出水、安裝位置等情況均不改變。電機改造費用25.0萬(wàn)元,安裝費用3.8萬(wàn)元，3優(yōu)化運行共計28. 8萬(wàn)元,工期共為25天。改造前后技術(shù)數據見(jiàn)表2。改造后2臺循環(huán)水泵優(yōu)化運行方式為,3月中四團四-①一-u四一團一團Q- U四一@-回自Y回-0四一回一-'z四-四0-回圖圖四-回x四-回回回團①團回-目國@回四v0-0回四一-va.低速檔接線(xiàn)(角接)b.高速檔接線(xiàn)(星接)圈1循環(huán)水泵電機接線(xiàn)示意圉裹1 A.B 循環(huán)水泵運行數據循環(huán)水泵電流/A泵 功率/kW負荷/MW真空/kPa 人口溫度/C 出口溫度/C排汽溫度/CA(低速與B并列)263252094.9817.828. 134.6A(高速與B并列)33023693.6326. 032. 938. 4A (低速單獨)253243896. 34中國煤化工33. 2MYHCNMH G●38●2014年8月吉林電力Aug. 2014第42卷第4期(總第233期)ilin Electric PowerVol.42 No. 4 (Ser. No.233)表2改造前后數據式經(jīng)過(guò)優(yōu)化后,泵在低速運行期間可以節省的廠(chǎng)用電機性能參數改造前改造后電量按下列2種工況進(jìn)行計算:A泵單獨低速運行輸出功率/kW3 0001 980時(shí)間至少為4個(gè)月,低速單獨運行時(shí)功率為2438kW ,高速單獨運行時(shí)功率為3281 kW,節省廠(chǎng)用電額定電壓/kV6量2.43X10* kW●h;A泵低速與B泵并列運行時(shí)額定電流/A370280間為4至5個(gè)月,A泵(低速)與B泵并列運行時(shí)功額定頻率/Hz5率為2520kW,A泵(高速)與B泵并列運行時(shí)功率極數1618為3 302 kW,節省廠(chǎng)用電量2.25X10°kW●h.每額定轉速/(r●min-)372331年節省廠(chǎng)用電量約4. 68X10* kW●h,約187萬(wàn)元。效率/%94.594.0功率因數0. 8300.799結束語(yǔ)空載電流/A1251101號機組A循環(huán)水泵電機通過(guò)高低雙速改造，發(fā)熱參數22131622并對泵的運行方式進(jìn)行優(yōu)化，運行安全可靠,其耗電A循環(huán)水泵電機高低雙速改造后,在內、外環(huán)凝率明顯降低，節能效果顯著(zhù),在凝汽器真空、冷卻水汽器全部通水,且循環(huán)水回水完全上塔的條件下,進(jìn)流量與溫度等主要參數能夠得以保證的前提下,單行各種工況下的帶負荷試運行。其管規格為2 220臺泵低速運行時(shí)耗電率僅為0.62%,較高速運行時(shí)mmX10mm,額定流量34200m3/h,低速單獨運行可降低0.24%。從投資成本回報周期角度來(lái)看,只電機功率2438 kW.電流253 A ,轉速330 r/min,循需低速運行1個(gè)月即可收回全部改造成本,經(jīng)濟效環(huán)水母管壓力0. 151 MPa. 管徑平均流量29 060益十分可觀(guān)。m*/h。高速單獨運行電機功率3 281 kW ,電流328(編輯韓桂春) .A,轉速372 r/min,循環(huán)水母管壓力0.162 MPa,平均流量38 128 m*/h。電機改為高低雙速,且運行方(上接第16頁(yè))3.3電場(chǎng)仿真結果分析車(chē)間)生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量檢測數據、安裝記錄等綜合分析微小的氣泡或導電雜質(zhì)對電位分布影響不大，認為,電纜終端爆炸原因為應力錐在安裝時(shí)存在局但會(huì )導致電場(chǎng)強度局部分布不均勻,導致氣泡、導電部質(zhì)量控制疏漏,A處放電點(diǎn)(圖2)附近存在氣泡雜質(zhì)所在局部區域內電場(chǎng)強度畸變,同時(shí)由圖7a、或雜質(zhì),導致A處運行時(shí)出現局部電場(chǎng)分布不均先圖8a可知,應力錐半導體延伸部位頂端存在電場(chǎng)強期放電,后延應力錐半導電層轉移到B放電點(diǎn)(圖度較為集中的點(diǎn),在工頻電磁場(chǎng)長(cháng)期作用下,氣泡或2)形成大容量貫穿性放電,電弧產(chǎn)生的具大壓力導導電雜質(zhì)所在部位產(chǎn)生局部放電,局部放電產(chǎn)生后，致電纜終端頭瓷套襮炸。為防止日后出現此類(lèi)事故,會(huì )加速缺陷周邊絕緣的劣化,進(jìn)一步造成缺陷周邊需嚴格控制電纜終端安裝工藝。電場(chǎng)分布畸變,形成惡性循環(huán),逐步形成放電通道時(shí),向電場(chǎng)強度畸變最大部位發(fā)展(半導體延伸部位參考文獻:頂端),最終形成貫穿性放電。[1]卓金玉。電力電纜終端結構中的應力錐電場(chǎng)數值分析和模擬實(shí)驗研究[J].電工技術(shù)學(xué)報, 2000,15(2):15-4結論19根據現場(chǎng)電纜終端各部件解體檢查、主絕緣放(編輯李健平)電擊穿特征、短路能量、電纜及電纜附件出廠(chǎng)(包括中國煤化工MYHCNMHG●39●