凝汽器循环水系统冷端优化

浙江电力2009年第2期.ZHEJIANG ELECTRIC POWER17凝汽器循环水系统冷端优化孙鸿斌，阮亚良(浙江浙能嘉兴发电有限公司,浙江嘉兴314201)摘要: 以提高机组运行的经济性为目的，通过运行操作上的调整试验，改变循环水系统的运行方式，提高机组运行效率，降低循环水泵厂用电率,达到运行效益的最大化，为运行日常操作提供指导性建议。关键词:凝汽器;冷端优化;循环水;节能降耗中图分类号: TK264.1"1文献标识码: B .文章编号: 1007- 1881(2009)02 - 0017- 03Steam Turbine Condenser Circulating Water System OptimizationSUN Hong-bin, RUAN Ya-liang(Jiaxing Power Generation Co. Ld.，Jiaxing Zhejiang 314201 ,China)Abstract: In order to inerease economical effciency of steam turbine ，some of operation change is implemented onsteam turbine condenser circulating water system afer testing, and can advance the ficiency, reduce auxiliarypower and achieve maximal economic benefit. These measures would be valuable to other steam turbine.Key words: condenser; cold- end optimization; circulating water system; energy saving火力发电厂热力循环的冷端介质一般以海水表1循环水泵设计参敷或设置冷却塔的冷却水为主，配以冷却水泵作为项目参数循环水系统的循环动力。循环水泵(简称循泵)出冷却水设计温度/心20力、配置运行方式及凝汽器的冷却面积、脏堵情最商冷却水设计温度/心33况都会影响热力循环的循环效率，同时循泵本身凝汽器冷却面积/34 000的电耗又影响机组的厂用电。设计循环水量/(.h")70 300循环水受环境因素的影响较大，不同季节的循泵设计流量/(t.h中)56880循泵出水压力/kPa水温差异可以超过20C，而机组的负荷率也会循泵额定电流/A489.8影响循泵的电耗。因此，如何在循泵的电耗与机组热力循环效率之间找到平衡点，是火力发电厂循环水来冷 却低压缸排汽,从而获得较高的凝汽运行调整控制的- -个重要工作。以嘉兴电厂600器运行真空。由于低压缸排汽处于湿蒸汽区，排MW机组为试验调整对象，通过- -年多 的调整试汽压力 与排汽温度之间具有一- -对应关系。所以验和数据记录，总结出了比较合理的循环水运行可以用下面的关系式来表示凝汽器各处参数的影方式，以达到合理的冷端优化目的。响关系:排汽温度=循环水进水温度+循环水温升1循环水 系统运行情况分析+凝汽器传热端差嘉兴发电厂二期工程3、4号机组为东方汽下面对循环水进水温度、循环水温升以及凝轮机厂引进日立技术的600MW机组，凝汽器采汽器 传热偏差分别进行分析。用双背压设计，海水冷却，每台机组配置两台日1.1循环水进水温 度本EBRAR公司动叶液压可调混流式循泵，根据循环水进水温度主要受环境温度的影响，从海水温度和负荷变化调整循泵的运行方式。循泵运行用中国煤化工生7心~ 33C之设计参数见表1。间。|YHCNMHG响外，由于海火电厂汽轮机组排汽进入凝汽器，需要通过水每天两次的涨落潮，造成取水口与海面的落差18浙江电力2009年第2期变化，夏季工况下，对循环水温的影响在2C左(1)试验不得破坏凝汽器的虹吸。由于凝汽右，加上循环水排水口与取水口间距离有限，在器水室的高度有12m, 循泵的最小运行叶角必低潮位时排水对取水口水温也会有一-定的影响。须保证循环水充满整个水室，主要通过监视循环据统计，因涨落潮对水温的影响时间--天内水温升是否发生突变来控制。- -般不超过2h，因此，在循泵运行调整上对此(2)试验限制排汽温度不低于25C。排汽温不予以考虑。度过低时将增加末级叶片湿度，因此在冬季气温1.2凝汽器 传热端差最低工况下，以海水温度为7C，考虑5C端凝汽器传热端差是凝汽器的-一项运行特性,差，循环水温升需达到13C左右。因此，在冬主要受凝汽器钛管的脏污和凝汽器蒸汽侧空气积季试验时，通过关小凝汽器循环水出水阀的办法聚程度的影响。另外，海水温度的高低对端差也来限制循环水流量。有影响，循环水进水温度越低，凝汽器端差就相2.2 最佳真空的获取对越大。机组的凝汽器端差通常为39C ~ 5C左右。图1为600MW工况下，海水温度20C时通1.3凝汽器循环水温升过调整循泵电流得到的运行数据图。可见，随着凝汽器循环水温升在同一负荷下是由循环水循泵叶角开大，电流会增大，循环水流量增加可量确定的。因此循环水量的大小，影响着汽轮机降低排汽温度，即机组真空度提高，由此会提高的排汽温度。而循环水量的增加会导致循泵耗电机组的发电量，以此作为排汽温度收益。同时循升高，引起机组厂用电率的增加。泵电流的增加也必然导致电耗增加，当循泵电流因此，调整循泵的出力，获得最大收益的真超过382A时，机组总收益又会出现下降的趋空(即最佳真空)是日常运行调整的目的。在不同势。通常认为机组总收益的相对高点即为循泵的的机组负荷条件下，适当控制循环水量是获得最最佳运行工况点。佳真空的一种方法。图1给出的是在某一海水温度某-稳定负荷下的一个循环水最佳工况点，而我们需要的是2试验分析全年不同温度下全负荷段的循泵运行最佳工况以上述理论分析为指导，利用一年的运行时点。首先在同一海水温度时，改变机组负荷，间，在不同的海水温度条件下，在不同的负荷点取300MW,450MW及600MW3个典型负荷调整循泵叶角，获得不同的循环水量,以总功率工况，通过图1的试验方法来计算出循泵在的收益变化情况来确定最佳运行真空。3个负荷工况下的最佳运行工况点。海水温度变2.1 试验条件与控制化每超过lC，就重复相同的试验，最终绘制考虑机组运行的安全，在试验时设定了2个得到如图2所示的各条曲线。在海水温度边界条件，并通过运行监视进行控制。20~ 24C的区间，曲线出现了断点，这是由单/叶角/%32-59128988.08684828078.5775.5.743600t 40*排汽温度200”凝结水温度200总一0-汽机排汽收益kW2-- r用电收益kW0)士总收益/kW车28H -8中国煤化工40039080370360循系电流/AFYHCNMHG图1 获取最佳真空的试验示意图2009年第2期.孙鸿斌，等:凝汽器循环水系统冷端优化970065600廿300 MW单泵毋300 MW双系亚S0O古450 MW单泵实450士450 MW双泵4000-600MW单泵◆600 MW双泵300252089101112 13141516171819 2021 22324 252627 282930海水温度C￥2循泵电巍与海水温度对应关系双台循泵切换时循泵总电流的阶跃变化造成的。切换点，以降低全年的厂用电率。机组负荷高时，单/双泵的切换点对应的海(4)通过冷端优化试验，可以对循环水系统水温度为19.5C左右，而低负荷时，海水温度的运行调整进行规定和指导，嘉兴电厂通过运约为25C。行优化已经使当年的煤耗比上一年降低了这里要注意一个问题，水温变化是单边上0.89g/kWh,节能效果比较明显。行或下行的，而机组负荷是因调峰需要而频繁波凝汽器 循环水系统冷端优化项目以实际运动的，但不能因此而进行循泵的频繁启停。在机行工况为基础，试验调整和测量受到一定的限组正常的调峰范围内，循泵运行台数是否需要调制，试验结果存在一定的偏差，但节能效果是整，原则上以排汽温度的变化是否会造成统计明 显的。目前的运行操作方案还只是手动方煤耗增加为依据。为此以年平均负荷率80%，式， 建议通过DCS实现根据试验曲线、水温及月平均负荷480 MW进行测算，水温24年作为负 荷的循泵叶角自动控制，并充分考虑避免循进行循泵单、双泵的切换点。考虑7C的循环泵叶角的频繁调整。水温升，则600MW负荷下的排汽温度达到参考文献:35C，该排汽温度与机组设计真空所对应的排汽温度较为接近。[1] 中国电力工程学会 .火力发电设计技术手册[M].北.京:机械工业出版社，1998.3结论[2] 李青， 张兴营，徐光照.火力发电厂生产指标管理手册[M].北京:中国电力出版社，2007.(1)在不同的负荷条件下，通过调整循泵的[3] 丁俊齐， 刘福国，徐海东.循环水泵在线优化运行[J].出力，适当控制循环水量，可以获得在机组出汽轮机技术，2004, 46(5) :392- 394.力增量与循泵电耗比较之后的收益最大化，以[4] 赵斌，刘玲，张文兵.汽轮机冷端优化的研究[].及相对应的循泵运行状态是获得凝汽器最佳真热力透平, 2007, 36(1):19-23.空的一种方法。[5] 陈恩奇.冷端优化问题 的探讨和国内某些不同意见商榷[J]. 1997(6):23- 26.(2)由于不同负荷下循环水量的大小对真空的影响不一样，而且，在夏季海水温度高时，需2台循泵运行，单泵与双泵的切换点对最佳真空的影响也是比较大的。收稿日期: 2008-12-09(3)单泵、双泵切换时，图2中的曲线有作者简中国煤化工湖人，工程师，从150A左右的跳空区间，这是循泵本身功耗带事大型MHCNMHG工程师，从事大型来的不可避免的功耗增加，因此在根据水温调整循泵出力的同时，必须寻找合理的单、双泵机组运行管理工作。(本文编辑:陆蛰)