某300MW机组循环水泵出力不足的诊断分析

第48卷第1期中国电力Vol. 48, No. 12015年1月ELECTRIC POWERJan.2015龙电E某300 MW机组循环水泵出力不足的诊断分析马汀山,程东涛,许朋江,居文平，陈恺,任丽君(西安热工研究院有限公司,陕西西安710032)摘要: 某300MW机组投产以来循环水流量不足，极大地影响了机组的经济性。通过试验诊断分析得到,循环水系统设计阻力小于实际值，导致按照设计阻力选型的循环水泵出力不足，使得循环水流量偏小,影响了机组运行的真空。根据循环水系统实际阻力特性，对循环水泵进行重新选型整体改造,取得了较好的效果,与改造前相比，供电煤耗降低1.174~1.200g/(kw.h)。 据此,提出了循环水泵在设计选型时的注意事项。关键词:循环水泵;循环水系统阻力;水泵选型;节能中图分类号: TK264.1文献标志码: B文章编号: 1004-9649(2015)01-0037-030引言表1某300MW机组单台循环水泵设计性能Table 1 Designed parameters of the circulating pump循环水泵为凝汽器及其他系统提供冷却水，for a 300-MW unit是湿冷汽轮发电机组的主要辅助设备之一，其运循环水泵流量/轴功率/转速/扬程/m效率/%行性能的好坏直接影响汽轮发电机组的真空11-61。运行方式(m's")kW(r. min')某300MW机组投产以来就出现循环水流量不足5.1815.5088.0的现象，表现为凝汽器冷却水温升偏高6.9%~2机3泵5.5314.7090088.542520.2%，机组真空偏低0.27kPa以上。每到夏李.1机1泵6.9811.0088385.2循环水温度较高时，循环水流量即不足，限制厂泵并联运行应完全能满足凝汽器及其他铺助设备机组满负荷运行，极大地影响了机组的经济性，对冷却水的需要。下文详细介绍问题诊断思路和方法。.2 循环水泵实际运行情况实际运行中，凝汽器冷却水温升偏高约6.9%1原因分析~20.2%，影响了机组的运行真空。循环水泵在1机2泵、2机3泵、1机1泉运行方式下，循环水1.1循环水泵设计性能分析流量分别减少约16.9%、9.6%和6.5%，分别影响该300 MW机组为N300- 16.7/537/537型凝汽机组真空约0.69 kPa、0.39 kPa和0.27 kPa， 全年式汽轮机组，循环水系统与同期建设的另一台机平均影响机组发电煤耗1.0 g/(kW.h)以上。由于组共同采用扩大单元制供水系统。2台机组各配夏季循环水温度较高，循环水流量不足对机组真套2台1600KLA-15型循环水泵，循环水泵运行空的影响将超过0.69kPa。为了保证机组运行真方式主要有: (1)单台机组2台循环水泵并联运行空，不得不增开循环水泵，导致循环水泵的年平(简称: 1机2泵); (2)2台机组共3台循环水泵均耗电率增加。并联运行(简称: 2机3泵); (3)单台机组单台循通过检查确定，凝汽器冷凝管内和前后水室环水泵运行(简称: 1机1泵)。循环水泵设计性能比较清洁，循环水系统管路及相关阀门内没有任如表1所示。按照该循环水泵设计性能，在2台何异物日工作正常。因此初步判断为:凝汽器冷循环水泵并联运行时的出口总流量为37296my/h,却水流量不足由循环水泵出力不足导致。而该机组凝汽器设计冷却水流量为36 000 m*/h循环水泵出力不足就是指实际运行巾循环水(其他用户冷却水流量为1 296 m/h).2台循环水泵出口流址达不到其设计流址(即不能满足凝汽器收稿日期: 2014-10-29基金项目:国家科技支撑计划项8 (2011BAA04B03);中国华能集团公司科学中国煤化工作者简介:马汀山(1982- -). 男，福建长汀人，T学硕士，高级T程师，从:MYHCNMHG化技术的研究。E-mail: matingshan@ tpri.com.cn37I F王发电中国电力第48卷及其他冷却系统需要的冷却水流量)。造成循环水2F泵出力不足的主要原因有: (1)实际流量扬程特性未达到设计值:(2)流量扬程特性与循环水系统阻力特性不匹配: (3)泵通流部分磨损或损坏，性能下降。第3种情况属于第1种情况的范畴。◆1机2泵;循环水泵出力不足直接导致凝汽器冷却水流■2机3泵;▲1机|泵;量的减少，凝汽器冷却水流量减少约1000m/h*2台新泵并联运行设计点时将影响机组真空降低约0.15kPal7"，可见消除和0.01.02.03.04.05.06.07.08.09.0 10.011.012.0避免循环水泵出力不足对提高机组的运行经济性流量(m'.s)极其重要。为了找出循环水泵出力不足的原因,图2循环水系统阻力与循环水泵的实际工作点确定提高循环水泵出力的最佳技术方案，对该Fig.2 The resistance of the circulating water system and300MW机组的循环水泵及循环水系统性能进行the actual operation condition of the pump了诊断试验。首先，参照CB/T 3216- -2005 中的表2循环水泵的实际工作点与设计工作 点的差异方法进行循环水泵流量扬程特性与设计性能的比较Table 2 Difference between the actual and designed(见图1),循环水泵的实际流量扬程特性完全达到operation conditions of the circulating pump了其设计水平，排除了上述导致出力不足的第1循环水循环水单泵实单泵设循环水单泵设单泵实种和第3种原因，即循环水泵出力不足不是由于泵运行总流量/ 际流量/计流量/系统阻计扬程/ 际轴功循环水泵性能下降或其性能未达到设计值所致。方式(m's") (m's) (m's") 力kPa m率kW之后，针对可能的第2种原因进行诊断分析。试.1机2泵 8.614.315.18170.65 15.50 1 149验得出的该机组循环水系统阻力特性及泵的实际2机3泵7.50 5.005.53 153.47 14.70 1 118工作点如图2所示，循环水泵实际工.作点与设计1机1泵6.536.98127.78 11.001 042工作点数据如表2所示。图2中标明了循环水泵统阻力特性不匹配是导致该循环水泵出力不足的在1机2泵、2机3泵、1机1泵运行方式下的工根本原因，而造成此现象的根源是设计的循环水作点。如前所述，凝汽器冷凝管内和前后水室比系统阻力偏低，导致循环水泵扬程选型偏小。较清洁，循环水系统管路及相关阀门内没有任何异物且工作正常，表明图2的循环水系统阻力曲2改造方法及效果.线真实地反映了该机组循环水系统的阻力现状。0r2.1 改造方法x流量.扬程曲线;◆设计点(1机2泵);根据循环水系统实际阻力特性，结合机组增■设计点(2机3泵):容提效改造T程的需求，改造后循环水总流量增▲设计点(1机1泵)加至39 878 m/h(11.1 m/s)，循环水系统总阻力为年225.55kPa。在1机2泵运行方式下的单台循环水泵的设计流量为5.55 m2/s.扬程为23.00 m。提高循环水泵出力后，现有电动机不能满足要求，必o 3.54.04.55.05.56.06.57.0758.0须更换;且循环水泵改造需要换叶轮、叶轮室、流量/(m’●s")导叶，轴系经过强度核算后也需要更换，原泵利图1循环水泵实际性能与设计性能的比较结果用价值不大。鉴于此，采用了整体更换改造的方Fig.1 Comparison between the actual and designed案来提高循环水泵出力，将原泵整体拆卸，更换operation performance的新循环水泵型号为64LKXA-22。从图2、表2看出，循环水泵实际运行T作2.2 效果分析及建议点明显偏离了设计工作点，循环水泵工.作在小流循环水泵整体更换改造后，循环水流量大大量高扬程区域，此区域同时也是低效率区域。通增加，额定负荷T.况下的凝汽器冷却水温升降低过调阅设计资料，发现循环水系统的设计阻力偏.1.76- -2.57 C，机组真空提高0.671-0.802 kPa，同时低，使得循环水泵选型时采用了较实际阻力偏低循环水泵总耗功增加。循环水泵改造前后机组性的扬程，导致在实际运行中循环水泵工作在小流能如表3所示由表3结果可知，循环水泵整体量高扬程区域。此为典型的循环水泵流量扬程特更换改造后中国煤化工他辅助设备对性与实际循环水系统阻力特性不匹配问题。由此冷却水的需:MYHCNMHG共电煤耗降低可知，循环水泵流量扬程特性与实际的循环水系1.174-1.200 g/(kW.h)。38.第1期马汀山等:某300MW机组循环水泵出力不足的诊断分析表3循环水泵改造 前后机组性能Table 3 Comparison of circulating water pump performance before and after retrofit循环水泵机组 负荷/MW循环水泵耗功1 kW凝汽器冷却水温升心改造 后机组真对供电煤耗的影响/(g.(kW.h)运行方式改造前改造后改造前改造后增加值改造前改造后降低值空 提高/kPa耗功增加真空 提高总体影响1机2泵299.9 3003 2443.8 3268.6 824.8 11.35 8.782.570.8020.880-2.053-1.1741机1泵300.1 300.4 1 108.8 1 594.5 485.7 15.27 13.521.760.6710.518-1.718-1.2003结语XIAO Xinghe, BI Tieliang, XIAO Xiuyuan, et al. Energ-savingretrofit of 32SA -19A type circulating water pump in Yongji某300 MW机组的循环水系统设计阻力小于cogeneration power plantJ. Eletrie Power, 2001, 34(9): 23-25.实际值，导致按照设计阻力选型的循环水泵不足|4} 胡洪华,居文平,黄廷辉.大型电站双背压凝汽器优化运行的以克服实际的循环水系统阻力，造成循环水泵出研究和实践J]J热力发电.2003 ,32(3):8-11.力不足，影响了机组的经济性。根据实际的循环HU Honghua, JU Wenping, HUANG Tinghui. Study and practice水系统阻力特性，对循环水泵进行重新选型整体n optimizing operation of double back-ressure condenser in改造后，效果良好，机组真空得到提高，供电煤large-scale power plants [小]. Thermal Power Generation, 2003, 32耗得以降低。根据本文研究，建议在设计阶段充.(3): 8-11.分考虑循环水系统的各项阻力，并留有一-定的裕[5]汇浩.罗春雷.刘勇先，等.火电机组节能降耗分析及研究[].量，同时可参照同类型机组的实际情况对循环水热力发电.2004,33(6):1-5.系统阻力加以确定，以选择合适的循环水泵。JIANG Hao, LUO Chunlei, 1.JU Yongxian, el al. Analysis of andstudy on energy saving and consumption reducing of thermnal参考文献:power units (I]. Thermal Power Generation, 2004, 33(6): 1-5.6] 乍兴平,宋涛,潘持平,等. 300 MW机组斜流式循环水泵改造[川肖兴和,薛彦廷.循环水袋节能改造技术及其应用[J]热力发[U].中国电力,000.33(10):23-26.电.2007 ,36(12): 69-71.uI Xingping, SONG Tao, PAN Chiping, et al. Retrofit of diagonalXIAO Xinghe, XUE Yanting. Retrofitig technology for energy-circulating water pumps of 300 MW generating units 小Electricsaving of circulating water pumps and application thereof 小Power, 2000, 33(10): 23- -26.Thermal Power Generation, 2007, 36(12): 69 -71.7] 于新颖,居文平.杨寿敏.国产引进型300 MW汽轮机组凝汽[2] 朱小令.刘安,张立志，等.国户州进型300 MW汽轮机组降耗器冷却面积探计J.热力发电200.33(8);48-51.措施研究[J].中国电力.2003 . 36( 10):16-20.YU Xinying. JU Wenping. YANG Shoumin. An approach toZHU Xiaoling, LIU An, ZHANG Lizhi, el al. Redluce the energyloss of indigenous imported type 300 MW steam turbine units小]steam turbine units [小 Thermal Power Generation, 2004, 33(8):Electric Power, 2003, 36(10): 16- 20.48-51.3] 肖兴和、佛铁梁,肖秀媛.等水济热电厂32SA-19A型循环水泵节能技术改造[小.中国电力.2001 ,34(9): 23-25.(责任编辑刘明)Diagnostic Analysis on Insufficient Output of Circulating Water Pumps for a 300-MW UnitMA Tingshan, CHENG Dongtao, XU Pengjiang, JU Wenping, CHEN Kai, REN Lijun(Xi' an Thermal Power Research Institute Co.. Ld., Xi an 710032, China)Abstract: The circulating water flow is nsuficient since the commissioning of a 300-MW generating unit, which greatly influences theeconomical efficiency of the unit. The testing analysis shows that the designed resistance of the cireulating water system is less than theactual value, which leads to the insufficiently designed output of the cireulating water pumps, so that the circulating water flow is too smallto maintain the normal vacuum. According to the actual resistance characteristics of the eirculating water system, new circulating waterpumps are selected and substituted for the original ones, making the net coul consumption be reduced by 1.174~1.200 g/(kW .h). Theretrofit has achieved good efectse. Therefore, some considerations in circulating water punp design and tvpe selection are put forward.This work is supported by National Key Technology R&D Program (201 1BAA04B03中国煤化工ce & TechnologyProject (HNKJ12-H02).YHCNMH G .Keywords: cireling pump; resistance of the circling water system; pump selection; energy saving39