供热机组循环水系统冬季节能优化运行措施

第35卷第1期发电技术电力建设2014年1月供热机组循环水系统冬季节能优化运行措施马岩昕，马越(黑龙江华电齐齐哈尔热电有限公司,黑龙江省齐齐哈尔市161000)摘要:针对某发电厂冬季循环水系统运行中出现的问题,阐述了300 MW供热机组循环水系统的组成及作用,分析了循环水入口温度对主机真空的影响,提出采取弹簧蓄能快速关闭调节装置与挡风板双向调整等冬季节能优化运行措施,解决了循环水系统耗电量大的问题。实施此节能措施后节约大量的综合「用电，对机组经济运行起了重要的作用。关键词:300 MW供热机组;循环水系统;综合厂用电;弹簧蓄能快速关闭调节装置Energy. Saving Optimization Measures for Circulating WaterSystem Operation of Heating Unit in WinterMA Yanxin, MA Yue( Heilongjiang Qiqihar, China Huadian Corporation Thermoelectric Co.，Ltd. ，Qiqihar 161000, Helongiang Province, China)ABSTRACT: According to the winter operation problem of circulating water system in a power plant, this paper expoundedthe composition and the function of circulating water system in 300 MW heating unit, analyzed the influence of circulatingwater' s inlet temperature on host vacuum, proposed the energy-saving optimization measures in winter which was applyingquick closing adjusting device of spring energy storage and bidirectional adjustment of wind shield, as well as solved theproblem of large power consumption of circulaing water system. After the implementaion of the energy-saving measures, itcan save large integrated auxiliary power, which plays a key role in the economic operation of the unit.KEYWORDS: 300 MW heating unit; circulating water system; integrated auxiliary power; quick closing-adjusting deviceof spring energy storage中图分类号: TM 621文献标志码: A文章编号: 1000 -7229(2014)01 -0114 -04DoI: 10. 3969/j. iss. 1000 -7229. 2014.01. 022冲洗系统凝汽器及有关设备组成,每台机组配2台循0引言环水泵,容量为2 x60% ,循环水泵在设计条件下连续某发电厂安装2台300 MW供热机组，于2007运行。年建成投产。该厂循环水系统由4台循环水泵组成，在额定工况( rated conditions,RC)下,夏季冷却倍其中2、3号循环水泵为双速泵,功率为1 600,率为60倍,春秋季为51倍,冬季为36倍。夏季冬季1 000 kW;电流为199 ,137 A;转速为496 ,425 r/ min。分别按1台机配2台循环水泵、1台机配2台机组各设2台凝汽器,正常运行当机组负荷大于1台循环水泵方式运行,春秋季改为2台机配3台高60%时,采用2台循环水泵供1台机组的运行方式。速循环水泵方式运行。循环水系统流程:嫩江江岸泵为了节约厂用电,自2009年冬季开始,循环水系统采-反 应沉淀池→冷却水塔拦污栅及清污机-→循环水用2台低速循环水泵供2台机的运行方式。本文介泵 →液控出口蝶阀-→凝汽器及辅机(板式换热器及水绍该电厂循环水系统的组成.工作原理、运行中存在环式真空泵等)- +循环水压力回水管- +冷 却水塔(蒸发的问题及改进方法,提出冬季供热机组循环水系统的-部分)2)。节能优化运行措施"。凝汽器型号为N- -17000- 8;形 式为单壳体,对分双流程、老中国煤化工0 m2 ;其上部与1循环水 系统的组成及工作原理汽机排汽缸MYHCNMHG节)。循环水系统由冷却水塔、循环水泵、清污机、胶球胶球清洗系统中的主要设备包括收球网、胶球循四Elecric Power Consnction Vol. 35, Na I, Jan. , 2014第35卷第1期马岩昕,等:供热机组循环水系统冬季节能优化运行措施发电技术环泵、装球室、分汇器、喷球器、手动球阀等[41。重要设备,其运行工况的优劣直接影响发电厂的安全循环水泵的主要作用是将冷却水送人凝汽器内,性和经济性[5。冷却水吸收在汽轮机内做完功的蒸汽的汽化潜热,使因此,保持循环水泵在最佳工况下运行,是降低其凝结成水后,再返回到冷却水塔,进行往返循环使综合厂用电率的最有效办法。循环水系统的工作原用。循环水泵是保证凝汽式汽轮机安全经济运行的理如图 1所示。闸板间2号冷却塔1号冷却塔8溢流井E 4日滤网间曰母r。yongyogends 牛清污机曲、1号阀门井1号机凝汽器2号 机凝汽器2号阀门井R$中中中中循环水泵房2↓3号阀门井汽机房内也去脱硫用水阀门井图1 循环水系统工作原理Fig 1 Working principle of circulating water system2存在的问题及冬季节能优化运行措施用上述数据可以算出:循环水的冷却倍率=循环水量/排入凝汽器的蒸汽量=36.1。2.1存在的问题由此可见，通过弹簧蓄能快速关闭调节装置的调冬季2台机组的真空- -直在 -0.097 5 MPa以上，节以保持机组的最佳真空是可行的。，而300 MW供热机组的最佳真空是-0.095 MPa,凝汽(2)从10月15日至11月15日及次年的3月15器的最佳真空对指导汽轮机组的运行具有非常重要日至4月15日,采用2台机组启动2台高速循环水的意义。机组在冬季工况下运行,冷却水温很低,与泵及循环水回水上双塔运行方式。此时2台机组的其他季节相比,同样的冷却水量可以达到更高的凝汽冷却水塔还没有投挡风板,凝汽器水侧人口温度一般器真空。若凝汽器真空高于机组的最佳真空,就白白为16~20C,温度还是较高的。白天负荷为消耗了循环水泵的部分功率而毫无收益,造成综合厂250 MW,2台机的真空为-0.093 6 MW左右;夜间用电的浪费61。负荷为210 MW,2台机的真空为-0. 095 MW左右。2.2冬季 节能优化运行措施为了保证机组在最佳真空下运行,采用2台高速循环(1)该电厂供热系统弹簧蓄能快速关闭调节装水泵供2台机组的运行方式。置管道外径为1219 mm,2根热网供热管道外径均为(3)从11月15日至次年3月15日,此时室外结1 000 mm。供热期间负荷为250 MW ,锅炉的主蒸汽冰,冷却水塔投挡风板。用冷却水塔挡风板控制凝汽流量为960th,再热蒸汽进人中压缸的进汽量为器入口温度为10~15 C ,并相应减少冷却水量,采用747. 12 th,汽轮机的排汽量为(539.99 +31. 85)t/h，启动2 台低速循环水泵供2台机组及循环水回水上热网最大抽汽量(负荷250MW时)为450th,因LV双塔运行方式“中国煤化王-0.095 MPa最小只能关至30%,所以排人凝汽器的蒸汽量大约的最佳真空。.fYHCNMH G为370.12 Vh。冬季时循环水的冷却倍率是36。采(4)在室外温度下降牧多,而安收大量挡风板以Elecrice Power Consruction' Vol 35. No. 1. Jan. , 201415发电技术电力建设2014年1月防止挂冰太多时,凝汽器的水侧人口温度相应增加到减少;另一方面，由于循环水温度降低,传热对数平均13~17C,这时就要调节2台机组的弹簧蓄能快速温差增大,传热量增加,前者对传热的影响小,后者对关闭调节装置(改变汽轮机的排汽量)的开关位置,传热的影响比前者大得多。因此,循环水温度降低以在保证热网供热温度及不影响机组负荷的情况下,减后 ,总的传热量增加,即排汽量一-定的情况下,凝汽器小低压缸的排汽量,控制机组达到-0.095MPa的的真空显著提高[9]。真空。表2凝汽器入口冷却水温度对凝汽器真空的影响总之,当室外温度下降较少,冷却水塔结冰不严Tab. 2 Influence of cooling water temperature at重时,用挡风板控制凝汽器人口温度为10~15 C,并condenser inlet on condenser vacuum及时调节凝汽器的循环水量,以保证凝汽器的真空接机组弹簧蓄能快速关闭凝汽器冷却水凝汽器负荷/MW调节装置开度/%进水温度/C真空/MPa近于最佳最空-0. 095 MPa。当室外温度下降较多,冷却水塔结冰严重时,用挡风板控制凝汽器入口温度10520-0.093 5为13~17C,同时调节弹簧蓄能快速关闭调节装置,5(17-0.095050-0.096 3减小低压缸的排汽量，控制机组达到-0.095 MPa的12-0.097 2(5)运行人员每2 h检查1次清污机,使杂草填2100-0.097 6料、小石子等杂物不进人凝汽器,以免凝汽器水侧出人口温差大,一旦发现温差大于规定值,立即清扫凝3效益分析汽器,从而保证凝汽器的真空为最佳真空[”1。(6)供热期间胶球冲洗系统每5天投人1次,投经采用上述节能措施后,在保证机组最佳真空运人胶球数量是凝汽器冷却水管数的10% ~ 12%行的同时,既节约了大量的厂用电,又降低了冷却水(700~1 400个) ,胶球收球率在98%以上。- - 旦发塔的结冰量,同时减少了每年冷却水塔的维护费用,现凝汽器端差超过规定范围,应增加胶球的投入次经济效益显著。数,直至凝汽器的端差达到规定值,避免因凝汽器的该电厂从安全方面考虑在一般情况下，夏、春 、秋季为2台机组配4台高速循环水泵运行,冬季为2台端差大而影响机组的最佳真空[8]。(7)机组供热运行时,在保证供热温度、流量的机组配3台高速循环水泵运行。现循环水系统运行前提下,对于不同机组负荷,调节弹簧蓄能快速关闭方式:冬季为2台机组配2台低速循环水泵运行;春、调节装置的开度,以保证凝汽器达到最佳真空,计算秋2季短,为2台机组配3台高速循环水泵运行;夏季为2台机组配4台高速循环水泵运行[0。下文进试验结果如表1所示。表1不同机组负荷对应的弹簧 蓄能快速关闭调节装置开度行原循环水系统运行方式与采用节能措施后运行方式的经济比较计算1-13]1。Tab. 1 Opening degree of quick closing-adjusting device ofspring energy storage under different load高速泵运行时平均电流约为177 A, 低速泵运行机弹簧蓄能快速关闭凝汽器冷却水时平均电流约为118 A。负荷/MW调节装 置开度/%真空/MPa .按1台高速2台低速循环水泵和1台高速1台00-0.095低速循环水泵各运行50天计算,采用节能措施后的循环水系统运行方式较原运行方式可节省厂用电约182. 99万kW●h;按成本电价0.37元/( kW●h)计90算,可节省费用67.7万元。70按冬季2台低速循环水泵运行150天计算,采用节能措施后的循环水系统运行方式较原运行方式可(8)机组供热运行时,在保证供热温度、流量的节省厂用电约183.21万kW●h;按成本电价前提下,机组负荷及弹簧蓄能快速关闭调节装置的开0.37元/( kW●h)计算,可节省费用67.8万元。度一定时,通过拆装档风板,改变凝汽器人口冷却水4结论温度对凝汽器真空的影响,如表2所示。循环水温度对汽轮机凝汽器真空的影响很大,循通过分中国煤 化工水系统的组成和环水温度降低以后,白钢管的平均温度降低,白钢管工作原理,MYHCN MH G昔鉴其他电厂循两侧的水膜平均温度也更低,传热系数降低,传热量环水系统设计和运行经验,在此基础上,提出该电厂Electric Power Construcion Vol 35, No 1, Jan. . 2014第35卷第1期马岩昕,等:供热机组循环水系统冬季节能优化运行措施发电技术供热机组循环水系统冬季节能优化运行分析结论。[6]梁瑞廷.集控运行[M].北京:中国电力出版社, 2011 :98.103.(1)供热机组在冬季供热期间2台机组运行时[7]钟清.汽轮机设备及系统[M].北京:中国电力出版社,2011:201 209.可启动2台低速循环水泵,将凝汽器的人口温度控制[8]汪玉林汽轮机设备运行及事故处理[M].北京:中国电力出版在12~15 C。社2006 :236-239.(2)通过调节弹簧蓄能快速关闭调节装置,改变[9] 刘爱忠汽轮机设备及运行[M].北京:中国电力出版社,2003: .汽轮机进入凝汽器的蒸汽量，使真空达到301 -362.-0.095 MPa是能实现的。[10]徐玉华.汽轮机运行值班员[M].北京:中国电力出版社,2006:452-478.(3)冬季采用2台低速循环水泵供2台机组的1]龚顾前.1 000 MW超超临界机组循环水系统设计建议[J].电力运行方式,将节约大量的综合厂用电，对机组经济运建设,2008 ,29(1) :91 -91.行起非常重要的作用。[12]杨志,龙国庆.基于逐月运行节能优化的1 000 MW火电机组循环水泵配置[J].电力建设,2012,33(10) :59 -62.5参考文献[13]李欣.燃机单循环电厂循环水冷却方式的选择[J].电力建设，[1] 李玉生.热力系统节能[M]. 北京:中国电力出版社, 2008:2009 ,30(3):67 -69.19-26.[2]李青.火电厂节能和指标管理技术[M].北京:中国电力出版社，收稿日期:2013-07-28修回 日期:2013-09- 182006 :3645.作者简介:[3] 雷铭.发电节能手册[M]. 北京:中国电力出版社, 2005 :25-29.马岩昕(1968) ,男,本科,工程师,从事发电厂节能、汽轮机、化学[4]邓建玲.火力发电厂节能评价体系[M]. 北京:中国电力出版社,运行技术管理方面的工作, E mail:hdmayanxin@ 126. com;2005 :59-62.马越(1993),女,本科,技术员,从事英语翻译工作, E-mail:[5] 陆燕荪.火力发电设备技术手册[M].北京:中国电力出版社，hdyuzhenhui@ 126 com。2007 :301-309.(编辑:杨大浩)中国煤化工MYHCNMHGElecric Power Construction Vol. 35, Na. 1, Jan. , 2014[ 7