循环水系统运行方式优化

Vol. 28 No 6河此电力轼术第28卷第6期Dec.2009HEBEI ELECTRIC POWER2009年12月循环水系统运行方式优化Circulating Water System Operation Mode Optimization张振科,杨慎敏(河北国华定洲发电有限责任公司,河北保定073000摘要:针对河北国华定洲发电有限贵任公司一期工程2台主要功能是向汽轮机的凝汽器提供冷却水,将由汽600MW汽轮发电机组循环水系统在实现节能方面存在的轮机低压缸进入凝汽器内的排汽,通过热交换进行问题,提出循环水系統运行方式优化方案,经试验分析证明冷却并凝结成凝结水,系统还为开式冷却水系统提该方案具有可行性,新运行方案实施后,节能效果显著,保证了机组的安全、穗定、经济运行。供水源。关键词:循环水系统;循环水泵;运行方式;节能循环水系统的循环水采用淡水;循环水泵为立Abstract: For the Shenhua Hebei Guohua Dingzhou Power式混流泵,型号为88LKXA-28.8,型式为立式、转co. Ltd. the first phase two6o0 MW units circulating water子可抽、固定叶片、混流式,单台泵流量为42855system exists in the realization of energy saving issue,thim3/h,扬程为2238m,轴功率为31852kW转速paper raises circulating water system operation mode optimi-为370r/min,每台机组配备2台,机组远行时2台zation project, and through tested verify, test and analysis,it循环水泵全部投运,无备用;配套电动机为立式电动is proved that the existence of the project certainly feasible,机,型号为YKSL3700-16,功率为3700kW额定and through tested verify this project is feasible. After the电压为6000V效率为93.6%旋转方向为逆时针implementation of the project, energy saving results are nota方向;凝汽器采用表面式热交换器,凝汽器为双壳bility, ensures safe and stable economic operation unit.Key words: circulating water system; circulating water pum体、双背压、双进双出单流程横向布置。由于循环水operation mode; energy saving系统配置问题,该机组循环水系统不能进一步实现中图分类号:TK264.11节能降耗,为保证机组的安全、经济运行,对循环水文献标志码:B运行方式进行优化改造。文章编号:1001-9898(2009)06-0039-022循环水系统存在的问题及优化方案1概述2.1存在的问题定州电厂循环水系统配置存在的主要问题为热河北国华定洲发电有限责任公司(简称“定州电控逻辑设计中只能实现跳泵联锁,不能实现压力低厂”)一期工程安装有2台600MW汽轮发电机组。联锁并且跳泵联锁时备用泵联启时间较长(8s左其汽轮机为亚临界、一次中间再热、单轴、四缸、四排右),不利于机组的安全稳定运行。汽凝汽式汽轮机型号为N600-16.7/537/537;锅2.2优化方案炉为平衡通风、四角喷燃、强制循环、全钢结构锅炉a.循环水泵运行工况由全年2台机组4台循型号为SG-2008/17.47-M903;控制系统采用西环水泵全部运行,改为每台机组2台循环水泵冬季门子TXP74控制系统。2台机组分别于2004年9一运一备,夏季2台运行无备用。月和10月完成168h连续试运行,投入商业运行。b.为减少备用泵启动时间,对主泵跳闸后,备机组循环水系统采用自然通风冷却塔单元制循用泵的连锁逻辑进行修改:主泵跳闸后,将备用泵启环供水系统,厂房外循环水系统主要由取水口、进水动逻辑与循环水泵正常启动逻辑一致(先开出口液管、进水前池、2台100%容量的循环水泵、循环水泵控蝶阀,出口液控蝶阀开到15度后,再启动备用循出口管道、凝汽器、虹吸井、循环水排水管、排水井、环水泵),改为跳过出口液控蝶阀必须开到15°度才排水管和排水头等部分组成;厂房内循环水系统的能启动备用循环水泵的条件,先启动备用泵再开出收稿日期:200907-01作者简介:张振科(1970—)男,工程师主要从事火力发电厂汽轮机技术检修及管理工作VoL 28 No 6阿此电力轼木第28卷第6期Dec.2009HEBEI ELECTRIC POWER2009年12月口液控蝶阀;增加循环水泵出口压力低时联启备用循环水泵在切换过程中倒流水量平均约为循环水泵逻辑。9333t/h,循环水倒流进入凝汽器温度为32℃,流3优化方案可行性分析出凝汽器可能达到的最高温度为60℃(低压缸压力为20kPa时对应的排汽温度),循环水最高温升为为保证修改逻辑后机组能够安全运行,在定州28℃。凝汽器最大排汽量计算公式(由热平衡公式电厂1号机组A级检修期间,做了循环水泵切换试导出)为:验,并邀请河北省电力研究院以“循环水泵切换对主Q, (i, -ib)=Q2 (ic-ia)(1)机影响”为专题进行试验分析。式中:Q为循环水流量,t/h;Q2为低缸排汽流量,31试验过程t/h;i为循环水退水焓值,kJ/kg;i为循环水进水试验模拟机组运行期间单台运行循环水泵跳闸焓值kJ/kg;i为低压缸排汽焓值,kJ/kg;i为凝结后备用泵联锁启动的过程,对2台泵分别进行运行水焓值,kJ/kg中跳闸工况试验。在设备联动过程中,使用超声波冬季运行工况下,机组正常运行时:Q1=46000流量计对循环水流量进行测量,观察循环水泵联动t/h;=134kJ/kg(32℃水温);i=63kJ/kg(15过程中的循环水流量变化。℃水温);i=2560kJ/kg(低压缸排汽压力为5kPa3.2试验结果时对应的排汽温度焓值);id=134kJ/kg(32℃水冬季工况下,2台循环水泵单独稳定运行流量温)。代入式(1)可得均为46000t/h左右,运行循环水泵跳闸,备用泵联Q2=4600×134632=1346th(2)锁启动过程中,循环水流量迅速减少,而备用泵启动后流量逐渐恢复。循环水流量恢复到20000t/h大从式(2)计算结果看,循环水的冷却能力大于低约需要25s,其中循环水维持负流量(循环水倒流)压缸排汽量,冬季运行工况下单台循环水泵正常运时间大约需要10s,最大倒流流量为11000t/h行能够满足机组运行要求。3.3试验分析机组循环水泵切换过程中:Q1=9333t/h;i3.3.1循环水泵切换的水流量分析134kJ/kg(循环水流向改变温度变为原来退水温乱.倒流水量对竖井水位的影响。运行泵跳闸度);i=251k/kg(极端情况下,循环水温度与蒸后,循环水流量迅速减少,当已经启动的备用泵开始汽温度相同);i=2608kJ/kg(低压缸压力为20上水后,循环水流量稳定上升,直至达到正常出力。kPa时对应的排汽温度焓值);id=134kJ/kg(32℃冷却塔竖井的计算尺寸为5.6m×5.6m×14.97水温)。带入式(1)可得m;经过循环水流量积分计算,循环水10s倒流水量Q2=933X(251-1342=41.4:h(3)约为25.92m3,平均倒流流量约为9333t/h;冷却塔竖井截面积为31.36m2,倒流水量相当于0.84m机组50%额定负荷下的排汽量为602.675t/h,水柱高度,不会导致水塔竖井水位大幅度下降。30%额定负荷下的排汽量为405561t/h,利用插值b.循环水倒流对机组凝汽器运行的影响。由法计算出的排汽量相当于机组负荷则W441.4-405.561于循环水泵切换时对水塔竖井水位影响不大,所以循环水倒流时对机组凝汽器不会造成影响凝汽器(50%-30%)+30%=33.6%(4)水侧不会发生抽真空现象。从式(4)计算结果看推算出机组正常运行时,3.3.2循环水泵切换的热力学分析循环水泵跳闸后,循环水流量会迅速从46000t/h利用循环水流量的变化对凝汽器最大安全排汽下降到逆流的11000t/h,循环水冷却能力迅速降量进行半定量评估,确定机组运行时的最小负荷。低造成汽轮机排汽不能冷却进而影响机组真空,导按照最恶劣工况进行计算,循环水平均倒流流量为致机组跳闸,机组安全运行负荷仅为33.6%会影9333t/h,低压缸排汽温度取排气压力为20kPa时响机组安全运行。机组实际运行中,循环水泵跳闸对应的排汽温度,其他参数均取设计值利用凝汽器后机组真空下降同时机组会因背压上升而自动减的热量平衡计算公式,可以计算出这种工况下的机负荷,所以实际的真空变化较计算略有迟缓机组能组最大排汽量,在小于这个排汽量的情况下可以认否在25s(循环水恢复正常值时间)左右维持真空不为循环水泵联动是安全的。到跳闸值,还有待实践检验。(下转第49页)Vol 28 No 6阿此电力技木第28卷第6期Dec.2009HEBEI ELECTRIC POWER2009年12月证TA二次回路接线的正确性。角法,要求差动TA二次均为Y接线则接线系数b.差动用TA极性安装要统一,即:变压器绕均为1。组采用负极性,TA绕组也应采用负极性,且L1端b.平衡系数调整:一般设接近各侧二次电流算均朝向各自母线侧。TA伏安特性应满足10%误差术平均值的那一侧作为基本侧,选为1;基本侧电流曲线,饱和倍数特性应满足现场运行方式要求。设为l,则其它侧平衡系数计算公式为:K=lb/I,c.应优化保护装置配置选型,尽量选用内、外其中I为其它非基本侧二次电流值转角可灵活整定的保护装置,避免因装置设计原因限制主变压器保护二次回路接线。4更换主变压器后正确的接线方式d.对于采用TA二次外转角进行相位校正的通过分析可知:主变压器差动保护使用的TA主变压器差动保护,需在装置投运前进行六角形图如为同极性,即TA极性端均朝向母线侧(常规安装法检查其二次接线正确性并使用微机保护测试仪要求),则三角形接线方式为U头V尾,V头W尾,对保护装置本身进行模拟特性检查。W头V尾;如果保护用TA一次侧极性端朝向主变e.在主变压器差动保护电流二次回路进行更压器侧(非常规安装方式),一次设备安装时应尽量改后,必须在主变压器首次带负荷过程中,对差动保避免此种安装方式,三角形接线方式为U尾Ⅴ头,护进行向量检查,测量变压器各侧二次电流的大小V尾W头,W尾U头。装置本身要求主变差动和相位,作出负荷向量图,各侧同名相电流的向量和TA接线均为Y接线。应为零或接近零方表明二次接线正确。还要用高内阻电压表测量差动回路的不平衡电压,其电压应符结束语合继电保护规程的规定。一般情况下,在额定负荷区外故障主变压器差动保护误动跳闸将影响电时,此不平衡电压不超过0.15V。向量检查正确网的安全稳定运行。二次回路接线错误(如现场施后,主变压器差动保护方可正式投入运行。工误接线等),将导致差动保护电流回路极性或相序3变压器差动保护相位校正错误,通过对更换变压器后不同连接组别后的二次接线错误示例进行差动保护误动原因的分析,并在3.1主变压器差动保护相位校正方法分析的基础上更改接线方式,利用差动保护测试仪按常规纵联差动保护接线,通过电流互感器二对接线方式的正确性进行测试,可保证接线的正确,次接线进行相位校正,称为外转角方式;利用微机保避免差动保护的误动作。护软件计算的灵活性,直接由软件进行相位校正,变参考文献:压器各侧电流互感器二次接线同为星形接法,称为1韩笑赵景峰邢素娟电网微机保护测试技术[M.北京中内转角方式,内转角的计算方法又可分为星形侧向国水利水电出版社,2005三角形侧(称Y→△)校正的算法及三角形侧向星形[2]苏文博李鹏博,张高睡继电保护事故处理技术与实例[M北京:中国电力出版社,2002.侧(称△→Y)校正的算法2种。[3]李玉海,刘听李鹏电力系统主设备继电保护试验[M]3.2接线系数及平衡调整系数的校正北京:中国电力出版社,2005.a.对于外转角二次接线,TA二次Y接线时接本文责任编辑:王洪娟线系数为1,△接线时接线系数为1.732;对于内转·。··小·····:·:::s:。(上接第40页)5结束语4方案实施效果定州电厂采用循环水系统运行方式优化方案后,既保证了机组的安全、稳定运行,又在节能降耗定州电厂循环水系统运行方式优化后,每台机方面取得了很好的效果。在今后的工作中,1台循组2台循环水泵在冬季、夏季工况下均运行正常(1环水泵故障,另1台备用泵切换运行的逻辑修改方台循环水泵故障,另1台备用泵切换运行的逻辑修案还有待检验和进一步改进。为进一步实现节能降改方案未经检验),与循环水系统运行方式优化前相耗,该厂还将在循环水系统改造,运行方式合理调度比较2台机组4台循环水泵全年可节约用电3087等方面来继续完善循环水系统运行方式万kWh。本文责任编辑:杨秀敏