600MW机组循环水系统优化试验分析

能2010年第8期.-38-ENERGY CONSERVATION(总第337期)600MW机组循环水系统优化试验分析张强(国信扬州发电有限责任公司,江苏扬州225000)摘要:国信扬州发电有限责任公司二期3' .4"机组循环水母管采用联络方式运行,相对于循环水母管独立运行,节能运行的空间较大,目前循环水泵3A进行了电机双速改造,通过循环水泵组合试验,依据凝汽器变工况计算的结果以及循环水泵耗功和机组微增出力之间的关系,对机组的循环水泵经济调度和节能潜力进行了分析。关键词:循环水泵;优化;运行方式;节能中图分类号:TM62文献标识码:B 文章编号 :1004 - 7948(2010)08 -0038 -04式为2台机组配4台同型号循环水泵,循环水泵叶1机组概况片均不可调,目前3A循泵改造为可双速运行。2江苏国信扬州发电有限责任公司3"、4"机组为台机组的循环水母管之间设有电动联络门,通常处600MW超临界汽轮发电机组，分别于2006年11于开启状态。月和2007年1月建成投产并投人商业运行。汽轮2试验目的机配套凝汽器为双壳体、单流程、双背压、表面式凝汽器,总冷却面积为38000m2,在循环冷却水温为通过循环水泵组合试验获取循环水流量与耗20亡情况下的机组背压为4. 9kPa。循环水系统为功的关系,通过主机和凝汽器的试验获取凝汽器特开式循环,冷却水源为长江水。循环水泵的配套方性数据。对凝汽器进行各种变工况计算,并由机组引人其他的陶瓷原料,通过对陶瓷制品成分的调(3)内墙釉面砖的烧结温度范围: >30C;整,来达到提高产品性能的目的。(4)内墙釉面砖的吸水率: <20%。另外,还要控制好烧成温度,防止出现生烧和3结语.过烧现象。总之,控制好以上工艺要点,才能够保证最终随着陶瓷墙地砖产量的增加,其生产过程中产生产出所需要的合格产品。生的废料越来越多。根据不完全统计，整个佛山各在整个实施方案的设计过程中,尤其在各种添种陶瓷废料的年产量已经超过400万t,按此估算加剂的选择上,还要遵循一条重要原则:用抛光废辽宁法库地区年陶瓷废料产量也应超过百万吨以料通过配方设计制作内墙釉面砖的总成本要不高上。如此大量的陶瓷废料,如果不加以利用,任其于传统方法的成本,只有这样,项目才更有意义。积累下去,将会对环境造成灾难性的破坏。本项目该项目的预期目标就是利用抛光砖的抛光废一 经研制成功将会在很大程度上解决制约墙地砖料制作内墙釉面砖,彻底解决抛光废料的环境污染生产的这一技术难题,并且每年也能节约数百万吨问题,而且对陶瓷废料的利用，就是对陶瓷原料资的陶瓷原料,它是陶瓷墙地砖生产的一场技术革源的节省。命,定能推动我国建筑陶瓷产业的发展,实现经济该项目将考核的主要技术指标如下:中国煤化工(1)抛光废料在内墙釉面砖配料中的比例:作者.MYHC N M H G溪人,大学,高级工50% ~ 80%;程师,从事轻工产品质量检测和业务管理工作。(2)内墙釉面砖的烧成温度:1050 ~ 1100C;收稿日期:2010-07-152010年第8期节能(总第337期)ENERGY CONSERVATION9-的微增出力曲线来共同确定在不同冷却水温和不表1循环水泵组合运行方式划分同负荷情况下的循环水泵最佳运行方式,以使机组分类序号循环水泵种类工况循环水泵运行分类运行在最经济的状态下。.运行方式编号2机4泵4P-013A高速+3B +4A +4B3试验原理及计算方法4P-023A低速+3B +4A+4B3.1计算理论2机3泵3P-01 3A 高速+3B +4A或4B(1)经过试验得出在不同循环水泵组合方式3P-023A低速+3B +4A或4B下,凝汽器所获得的循环冷却水流量及对应循环水2机2泵2P-01 3A 高速+4A或4B泵的耗功情况:2P-02 3B +4A或4B2P -033A低速+4A或4BNp=f(Q)注:3A.3B指3*机循环水泵。式中:Np- -循环水泵耗功,kW;Q一凝汽器循环水流量,Vh。4循环水系统优化试验结果及分析(2)通过凝汽器变工况计算可推出机组在不同循环冷却水温度,不同负荷时的凝汽器背压与循循环水系统优化试验的最终目的是获得机组在不同负荷、不同循环水入口温度下的机组最佳真环水流量的关系:空,对应这一真空值，循环水系统将保持在某一最P: =f(N,T,Q)(2)佳模式下运行。循环水系统优化试验包括了凝汽式中:P:一计算凝汽器背压,kPa;器特性试验和循环水泵组合工况试验两部分,对各N-机组负荷,kW;项试验的结果和数据进行汇总计算和综合分析,可T一循环水进水温度,C。(3)由机组微增出力试验的结果可求得机组得出机组的最佳真空以及相应的循环水泵最佳组在不同负荷下，背压变化所引起的机组出力变化合方式。4.1循环水泵组合试验值,并以背压计算最高值作为基准值进行计算比.4.1.1循环水流量和循环水泵耗功测试结果交。循环水流量测量进行了若千个工况的试验,对ON=f(N,Pr)(3)各试验工况的测试结果进行分类划分,可得出3类式中:ON-机组出力变化值,kW。共7种模式，在7种模式下得出的循环水流量和循(4)在不同循环水泵组合运行方式下,通过比.环水泵耗功结果。由不同循环水泵组合方式下的较机组出力变化值与循环水泵耗功之差,具有最大循环水总流量和循环水泵总耗功数据可绘出图1。值的情况即为最佳循环水泵组合运行方式。F= MAX( AN-Np)(4)60000 (有环水筑靠功1 5000ss 003.2循环水泵组合方式40003500针对该厂二期机组配套循环水泵的组成方式、3000机组目前的实际运行情况以及各种工况下的测量， 450002 500结果,循环水泵的组合方式可分成3类共7种方式2000 服隆40000来进行计算分析，如表1所示。.1 5003.3长江水位变化对循环水泵功率的影响35 000一般江水由于潮汐变化引起循环水泵人口水位发生变化,会对循环水泵的耗功产生影响,其影围1 3"机循环水总流 上与循环水泵总耗功关系曲线响量一般在50 ~ 100kW之间，而在循环水泵优化4. 1.2中国煤化工计算中,两种模式下的机组净增功率差均在CNMH G,循环水管道系.100kW以上,故在实际优化计算中，忽略水位变化统的压力损天越小,循坏水泉的运行点越偏向于大引起的循环水泵耗功变化。流量和低功耗状态点,故在保证机组安全运行的情节能2010年第8期ENERGY CONSERVATION. (总第337期)况下,应尽量开大凝汽器循环水出水门开度。12机组实际运行中循环水泵运行方式为2机4泵和2机3泵时,凝汽器循环水进口压力(表压)分别为95kPa和80kPa左右,循环水出口压力均为负压,故在2机3泵和2机4泵的情况下,凝汽器循环水出水门应保持全开。2机2泵时,由于循环水流量过低,凝汽器循5101520一25303s环水出水门开度如果过大,凝汽器循环水出水虹吸循环水温度/心容易被破坏,进而将影响机组的真空。目前在2机图2 600MW 负荷下不同循环水泵运行方式2泵运行时,循环水出水门的开度没有十分明确的下的凝汽器特性曲线指导值,而是根据经验值保持在70%~85%之间运行。试验期间在450MW负荷2机2泵运行方11水温=33C式下，曾发生过B侧循环水出水门开度过大导致永温=30%出水虹吸状况被破坏, B侧循环水流量大幅减小，水温=2SC循环水温升增大,真空相应升高了约0. 9kPa。水温=20C对已进行的多个2机2泵的试验数据分析后,东湖=IS%建议在2机2泵的运行模式下,循环水出水门的开水温=5T度保持在70%以下。尤其是在从2机3泵模式停泵转为2机2泵时,更需要注意在停泵前提前关小负荷/MW循环水出水门开度。圉32机4泵(3A高速)方式运行下的凝汽器特性曲线4.2凝汽器变工况计算结果水温=339,对于凝汽器变工况计算来说,共有三个主要的?永温=30个。变量参数:第-一个变量为循环水流量,即对应不同的循环水泵组合方式;第二个变量为凝汽器循环冷水温=25弋。却水入口温度,这是随着季节和气候条件变化的;第求温=20三变量为凝汽器热负荷,即对应不同的主机负荷。末温=15%.木蓝=10根据各负荷试验下的凝汽器实际运行特性,分求温=5C别改变上述三个变量参数,通过凝汽器变工况计00 350 405000550600负荷/Mw算,可得出3*机组在不同循环水泵组合方式下,机组在600MW、540MW、500MW 450MW. 400MW、图42机2 泵(3A低速)方式运行下的凝汽器特性曲线350MW和300MW负荷时,循环冷却水人口温度4.3最佳真空及循环水泵最佳组合方式在5 ~33C之间时的凝汽器背压。考虑到汽轮机根据4.1节所得的循环水泵在不同组合方式排汽的极限背压值,故对低于3kPa的背压计算值,下的流量与耗功关系。以及4.2节凝汽器变工况均取值为3kPa来进行计算。根据数据可绘出凝汽计算的结果,可计算出3*机组在不同循环水组合器的特性曲线,即在不同负荷、不同循环水人口温方式下的凝汽器背压，随即可计算出背压变化所引度情况不同循环水泵组合方式下的凝汽器背压曲起的机组出力变化值。根据背压引起的机组出力线。图2表示在不同的循环水泵运行方式下的凝和循环水泵对应的耗功,可对不同循泵组合方式下汽器特性曲线,图中7根曲线分别代表了不同的循的机组净增出力进行比较。图5示例给出在环水泵运行方式。图3表示在循环水泵为2机4540M中国煤化工:时,不同循泵运泵(3A高速运行)方式下运行的凝汽器特性曲线。行方YHC N M H G出,在此负荷和此图4表示在循环水泵为2机2泵(3A低速运行)方循环水温下,2机3泵(3A低速)模式运行时最经式下运行的凝汽器特性曲线。济,机组净增出力最大达到2229kW。2010年第8期.节能. (总第337期)ENERGY CONSERVATTON-41-35+循环水泵耗功增加+机组出力增加302机4泵运行区域4000-士净功率增加值25? 2机3泵运行区翼主3000! 20卡2000-152机2泵运行区城1 000鱼Sow500 550 600 .3A僭泵保持低速运行循环水温20C/540MW负荷图6循环水泵运行方式的经济分 界线围圄5不同循环水泵组合时的净功率关系 曲线4.4优化后的节能效果对比汇总比较机组出力变化值和循环水泵的耗功与原来根据经验数据所制定的循环水泵运行变化值,即可得出在不同主机负荷、不同循环冷却方式相比,通过系列试验得出的最佳循环水泵运行水温时3"机组运行的最佳真空值。从计算结果来方式更加准确和具体。对于优化结果在电厂的实看,3A泵在低速模式下的循环水流量并未比高速际应用,不可能时刻完全按照循环水温度和机组负模式下少很多,但循泵功率却大幅下降,故优化后荷来进行循环水泵运行方式的调整,但可根据每周的循环水泵组合运行方式中3A循环水泵均按低或每月的循环水温度情况,同时参考负荷调度计划速模式运行考虑。由数据可绘出循环水泵运行方情况,制定出贴合实际情况的循环水泵运行方式和式的经济分界线图,如图6所示。需指出的是,优启停规则，以最大程度地接近最佳方式运行。化计算是在3"、4"机组等负荷及循环水母管联络门根据上述得到的优化结果以及某示例运行点，开启的基础上进行的,故对优化得到的凝汽器循环可实例计算出在600MW负荷下,循环冷却水温为水出水门开度及循环水泵的最佳组合运行方式而10C时,优化前后所引起的机组出力增加值以及煤言,在3'、4*机组等负荷运行模式下可以达到最优。耗降低值,如表2所示。表2600MV/10C下优化前后的节能效果对比凝汽器计算循环水泵运行方式机组净出力增加值对比折合煤耗对比背压/kPa电厂日常运行2机2泵(3A低速+)3.90计算基准电厂优化后2机2泵(3A高速+)3.73净出力+ 179kW-0.10 gkWh2机2泵(3B +4B)3.67净出力+ 166kW-0.09 g/kWh试验优化后2机3泵(3A低速+)3.35净出力+ 400kW-0. 22 g/kWh机组负荷均高于450MW时或单台机组负荷高于.5结论510MW时,启动第3台循环水泵。通过循环水泵组合试验以及凝汽器变工况等(2)每年的12月15日至次年的3月15日,循试验和计算,可得出在不同负荷下、不同循环冷却环水泵3A改为低速运行，循环水泵3B定期启动水温度时,循环水泵的最佳组合运行方式最佳凝后停运作备用。汽器循环水出水门开度以及机组的最佳运行真空。(3)每年的3月16日至5月14日、10月16.对于优化结果的实际应用,可根据实际气象状况和.日至12月14日间,3* .4"机组循环水系统采用每负荷调度计划，制定出贴合实际情况的循环水泵运机1| I中国煤化工行方式和启停规则,以最大程度地接近最佳方式运行。作者MHC N M H G人,大学,工程师，目前二期循环泵的运行方式规定如下:从事发电厂汽轮机运行工作。(1)每年的5月15日至10月15日:当3".4"收稿日期:2010-06 -21 ;修回日期:2010-07 -04