135 MW間接空冷機組雙速循環(huán)水泵設計與經(jīng)濟運行

技術(shù)交流135 MW間接寶冷機組雙速循環(huán)非泵設計與經(jīng)濟運行安貴成(陽(yáng)煤集團煤矸石電廠(chǎng),山西陽(yáng)泉045209)[摘要]根據當地氣象資料及凝汽器和空氣冷卻塔的相關(guān)技術(shù)參數,通過(guò)3個(gè)典型工況計算出最佳循環(huán)水流量,并確定了雙速循環(huán)水泵選型參數,進(jìn)行了循環(huán)水泵運行工況經(jīng)濟性分析。[關(guān)鍵詞] 135 MW空冷機組;循環(huán)水;凝汽器;傳熱系數;雙速循環(huán)水泵;真空[中圖分類(lèi)號]TK264.1+2[文獻標識碼]A[文章編號]1002 - 3364(2005)04 - 0040- 03陽(yáng)泉煤業(yè)集團有限責任公司煤矸石電廠(chǎng)安裝3臺空冷器出水溫度(即循環(huán)水進(jìn)口溫度tw)的高低哈爾濱汽輪機廠(chǎng)生產(chǎn)的CK135 - 13. 24/535/535/0.直接 影響間接空冷機組的安全經(jīng)濟運行。從經(jīng)濟性分981型135 MW超高壓、一次中間再熱抽汽凝汽式間析,希望twm盡量低些,可提高機組循環(huán)熱效率。但從接空冷機組,空氣冷卻塔(空冷塔)的空氣冷卻器(空冷空冷器安全防凍角度分析,循環(huán)水進(jìn)口溫度w不宜過(guò)器)由86個(gè)JP- 2H- ET2(15X2.346)- FE51型冷卻低。根據國內外調整試驗資料,考慮扇形段之間、冷卻三角組成,共分為6個(gè)扇形段。三角之間及-一個(gè)冷卻三角內各鋼管出口水溫的不平衡溫差等因素的影響,規定空冷器出水溫度應調整到201循環(huán)水泵 設計C以上?？绽淦鞒鏊疁囟鹊母叩瓦€與環(huán)境溫度、進(jìn)塔空氣量、空冷塔散熱量、冷卻水流量等諸多因素有關(guān)。該電廠(chǎng)所在地區多年環(huán)境溫度為-17.6 C~由空冷塔特性曲線(xiàn)可知:當百葉窗全開(kāi),循環(huán)水流量為39.6 C ,年平均氣溫10.8C。一年日均氣溫≥15 C .額定值,空冷塔散熱量為額定值(Q= 520X4.187X的天數約為130天,氣溫≤0 C的天數約為70天;氣溫335/3 600= 203 MW)時(shí),對應的環(huán)境溫度分別為0 C0 C~15 C的天數約為165天,其平均溫度為8 C。和15 C時(shí),循環(huán)水進(jìn)口溫度tml分別為20 C和36 C。凝汽器技術(shù)參數見(jiàn)表1.表1凝汽器技術(shù)參數1.1循環(huán)水泵選型S型水平中開(kāi)離心泵比立式斜流泵檢修維護方項I設計工說(shuō)排汽量D./th-i335便,性能更加穩定,因此，循環(huán)水泵確定選用S型單級循環(huán)水進(jìn)口溫度twm/C36雙吸臥式泵。在凝汽負荷(汽輪機排汽量)D。較小、循循環(huán)水進(jìn)口流量Dw/m2*h-l17 421環(huán)水進(jìn)口溫度tw較低的情況下,減少循環(huán)水量D.可冷卻管內流速V/m.s-12.1清潔系數β0. 85使凝汽器壓力不致于低于極限排汽壓力,同時(shí)可以降循環(huán)水溫升0/C10低循環(huán)水泵消耗功率。傳統的雙半容量循環(huán)水泵配置凝汽器端差8/C3.3換熱面積A/m29 000方案,全年大部分時(shí)間存在一臺泵流 量不足,兩臺泵流傳熱系數k/W+(m2."C)-13138量又過(guò)大的弊端，既不能使機組在最有利的真空下運，極限排汽壓力p/kPa8.0額定排汽壓力Poo/kPa12. 0行,又忙' 中國煤化工水泵流量與轉速成正比,由功率與轉速的立方:YHCNMHG收稿日期: 2004-12-23作者簡(jiǎn)介:安貴成(1970- -),男,1992年畢業(yè)于河北煤炭建筑工程學(xué)院,工程師,從事電廠(chǎng)安全生產(chǎn)管理工作。3?5熱力發(fā)電. 2005(4) ]技術(shù)交流翻成正比,同時(shí)采用變速調節可以使水泵兩種轉速下都δt=0t/(eM/D-1)(3)工作在(或接近)高效率區,為了增加循環(huán)水流量調節k=3 50pjAj(4)的靈活性,減少循環(huán)水泵消耗功率,提高機組循環(huán)熱效式中:,為與凝汽器壓力p相對應的飽和蒸汽溫率，確定循環(huán)水泵采用變極雙速電動(dòng)機驅動(dòng)。度,C;tm為循環(huán)水進(jìn)口溫度,C;Ot為循環(huán)水溫升,C;nm為循環(huán)水出口溫度,C;8t為凝汽器端1.2循環(huán)水流計算差,C;D。為汽輪機排汽量,t/h;Dw為循環(huán)水量,t/h;綜合氣象和空冷塔的資料,汽輪機排汽量為額定k為凝汽器傳熱系數, W/(m2●C);A為凝汽器冷卻值時(shí),選循環(huán)水進(jìn)口溫度wl分別為20C、28C、36C面積,為9000 m2 β清潔系數,為0.85;pw為循環(huán)水流3個(gè)典型工況。假設循環(huán)水流量分別為凝汽器設計流速和管徑修正系數,An=B* ,其中B=1.1V/d"*(V為量的若干倍,計算出對應的凝汽器絕對壓力p,當其循環(huán)水流速,x=0. 12p(1+0. 15 tw);B為水溫修正系壓力略高于極限排汽壓力時(shí),該循環(huán)水流量即可認為數,p=1-0.42β/1000X(36- twn)2 ;Aa為凝汽器負是最佳循環(huán)水流量。荷修正系數，當排汽量D.自設計值D。至臨界值Da=凝汽器壓力的高低受冷卻介質(zhì)的溫度、流量、汽輪(0. 90-0.012tw1) Da之間變化時(shí),=1。機排汽量凝汽器的傳熱系數等因素制約。凝汽器內根據t,即可查得蒸汽所對應的飽和壓力p.,由于的絕對壓力由與之相對應的飽和蒸汽溫度t,來(lái)確定，凝汽器中不可凝結氣體所占比例很小,凝汽器內的壓t,由下式?jīng)Q定:力pk和p.近似相等,即p≈p。t,=twi+ 0t+ 8t(1)Ot=tm-twl = 520D2/D.(2)表2 D。 為額定值,p隨tw、Dw變化情況tm/C項目2028Dw/m3.h-1 0t/C k/W+(m2.C)-1 at/C ts/C p/kPa k/W.(m2.C)-1 &t/C t。/C p:/kPa k/W.(m2."C)-1 &/C t:/'C px/kPe .17 421中1024044.0 34.0 5.52 6313.5 41.5 8.02 6983.3 49.3 12.0148080 1.882 250.0 35.8.024143.5 43.3 9.02 4273.51.3 13. 510 453016.71 9513.8 40.520063.6 48.3 1L.51 9333.9 56.6 17.5871141812 .3.6 43.69.01 8223.6 51.6 13. 517174.160.1 2注:①D. = D.;②Dw =0.85Dm ;③Dw =0.6Dw;④D. =0.5Dm.裹41000S20. 5型離心泵性能參數1.3循環(huán)水泵選擇運行工況轉速/r*min-1 流量/m2°h-1揚程/m_效率/% 軸功率/kW循環(huán)水泵有4種運行工況,盡可能使水泵工作在12X8 80020.5842X585595高效率區。工況1為2臺泵高速并聯(lián)運行;工況2為210 6001531534單臺泵高速運行;工況3為設計工況,2臺泵低速并聯(lián)34952X7 400342X4089 00013.832412運行;工況4為單臺泵低速運行。循環(huán)水系統流量-揚程設計參數見(jiàn)表3。表3循環(huán)水系統流量 阻力參數2循環(huán)水泵經(jīng)濟運行運行工況流量/th-1 2X8 70010 5002X7 4008700在排汽量D.和循環(huán)水進(jìn)口溫度tm一定的條件揚程/m20.214.817_13.5下,不同循環(huán)水泵的運行工況,提供的循環(huán)水流量Dw選擇1000S20. 5型單級雙吸離心泵,配套YDKS10不同,又中國煤化工增加循環(huán)水流量/12 - 800/560KW型電動(dòng)機。根據該型循環(huán)水泵的性D.,提|Y片C N M H Giu 0Pr;但是,增加能曲線(xiàn)和循環(huán)水系統揚程流量特性曲線(xiàn),可知表3所循環(huán)水流量(即改變循環(huán)水泵運行工況)需要循環(huán)水泵要求的工況參數均得到了滿(mǎn)足(表4)。功率消耗增加OPp。只有當兩者功率差OP= OPτ-C 熱力發(fā)電2005(4)] ??技術(shù)交流OPp>0時(shí),在經(jīng)濟上才是合算的。荷排汽量時(shí),最佳運行工況為工況3;汽輪機為0.8倍選循環(huán)水溫度twl分別為20 C、28 C、36 C以及額定負荷排汽量時(shí),最佳運行工況為工況2。當循環(huán)負荷分別按額定負荷、80%和60%額定負荷時(shí)的汽輪水溫度胡為36 C,汽輪機為0. 8倍額定負荷排汽量機排汽量等工況計算出對應的凝汽器絕對壓力見(jiàn)表時(shí),最佳運行工況為工況3;汽輪機為0. 6倍額定負荷排汽量時(shí),最佳運行工況為工況4。表5不同工況下凝汽器絕對壓力p值kPaD%/t+h-工況2028363結語(yǔ)8,012. 08.0采用變極雙速電動(dòng)機驅動(dòng)的雙半容量循環(huán)水泵配3359.0置系統,增加了循環(huán)水流量調節手段,保證了機組在各種工況下對冷卻水流量的經(jīng)濟用水要求,使機組在接近最佳真空下運行,很大地提高了機組運行的循環(huán)熱0.89.3效率和綜合經(jīng)濟性。倍Da-268311.57.010, 5[參考文獻]19.2[1]山東省電 力學(xué)校.汽輪機設備及運行[M].北京:水利電0.62力出版社,1987.倍D。=20110.0[2]山西省電力工業(yè)局. 汽輪機設備運行[M].北京:中國電5.58.512. 5力出版社,1998.當循環(huán)水溫度lw為20 C,汽輪機額定負荷運行[3]哈爾濱電力學(xué)校. 熱工學(xué)理論基礎[M]北京:水利電力時(shí),工況2比工況4凝汽器真空提高1. 0 kPa,查機組出版社,1985.真空修正曲線(xiàn)可折合多發(fā)電功率150 kW(1%o) ,但循[4] CK135 - 13. 24/535/535/0. 981型汽輪機證明書(shū)[S].哈爾濱汽輪機廠(chǎng),2004.環(huán)水泵耗功增加122 kW,綜合經(jīng)濟效益為多發(fā)電功[5]陽(yáng)煤集團間接空冷系統技術(shù)文件[Z]. 山西捷益熱能設備率28 kW,工況2為最佳運行工況。有限公司,2004.同理，當循環(huán)水溫度w為28 C,汽輪機為額定負(上接第19頁(yè))- 124.[32] Sliger R N, John C K, Nick M M. 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