凝汽器循环水系统节能节水优化改造

凝汽器循环水系统节能节水优化改遣谭旭东,王中伟华能威海发电有限责任公司,山东威海264205[摘要]华能威海发电有限责任公司 125 MW 1号机组循环水系统存在循环水泵出力设计裕量偏大、效率偏低、凝汽器水室聚集空气、循环水泵淡水润滑消耗水量较大浪费水资源等问题,影响了机组运行经济性。通过对循环水系统进行优化技术改造后,机组夏季可无煤增功率约500 kW,循环水泵冬季节约厂用电量约22.5万kW●h,年节约淡水约10万t,综合效益约120万元/年。[关键词] 125 MW机组;凝汽器;循环水泵;变频调速;节能节水[中图分类号] TK264.1[文献标识码] B[文章编号] 1002 - 3364(2009)07 - 0069 - 03[D0I编号10. 3969/j. issn. 1002 - 3364.2009. 07. 069RETROFIT FOR OPTIMIZING THE CONSERVATION OF ENERGYAND WATER IN CIRCULATING WATER SYSTEMTAN Xu - dong, W ANG Zhong - weiHuaneng Weihai Power Plant, Weihai 264205 ,Shandong Province,PRC ;Abstract: The problems existing in circulating water system of condenser for unit no. 1 in HuanengWeihai Power Plant, such as the large allowance of output capacity for the circulating water pump,lower efficiency of the said pump, the air accumulation in water chamber of the condenser,as well asgreater consumption of fresh water used for lubricating the water pump , etc. ,affect economic efficiencyof the unit in operation. After optimized technical retrofit carried out for the circulating water system,发the unit can additionally generate electric power about 500 kW in summer, can save service power for电circulating water pump about 150 kW in winter , the daily average - water saving being 400 t.Key words:125 MW unit ; condenser ;circulating water pump; frequency converting speed regulation;en-诊ergy and water - saving华能威海发电有限责任公司(华能威海发电厂)中,1 号机组循环水泵(循泵)和循环水系统存在较多恐125MW1号机组循环水系统配套2台立式循环水.问题,影响了机组运行经济性,为此,对1号机组循环备查泵,凝汽器采用直流供水冷却,冷却介质为海水。运行水 系统进行了优化改造。中国煤化工作者简介:谭旭东(1965 -),男,华能威海发电厂安全生产部汽轮机专工。YHCNMHG九;E- mail;TXD_ 58@ 163. com69量要求,即重新设计大流量叶轮以保证夏季工况所需1凝汽器循环水系统存在的问题最大循环水流量。对冬季循环水流量偏大问题，则采用变频装置对循环水流量进行实时调节。1.1循泵设计不合理对循泵叶轮进行重新设计,优化设计后其流量增.1号机组循环水系统原设计冬季工况下,1台循泵加2 000 m'/h,达到14 000 m*/h,最高效率则达到运行;春、秋季节,2台机组3台循泵运行(1.2号机组36%。循环水系统扩大单元制);在夏季,每台机组2台循泵运行。但是,在实际运行中,由于冬季海水温度较低，2.2循环水流实时调节控制在1台循泵运行情况下,凝汽器冷却水流量就能达到循环水流量实时调节控制改造就是对机组循环水10 000 m3 /h,造成机组运行真空达到3. 4 kPa,汽轮机量实现自动调节,即在机组负荷、循环水温等变化条件排汽湿度增加,影响了末级叶片的安全,并且增加了凝下做到循环水流量的优化控制。结水过冷度;在夏季,1.2号机组各1台循泵运行时，对循环水流量的控制从其控制方式上来讲有闭循环水流量则不能满足凝汽器的需要,2台循泵运行环、开环2种方案:(1)开环控制就是通过对循环水系时,循环水流量偏大(远超出凝汽器设计冷却水流量14统多个工况点的试验,确定循泵一定转速所对应的循000 m*/h),增加了厂用电消耗。由此看出,循泵的设环水流量,在控制过程中不对流量进行测量,控制系统计和制造裕量使得其出力较设计值偏大,白白消耗了按机组负荷P(对应机组排汽流量)及循环水温to计部分厂用电,同时给机组冬季运行带来安全隐患。通算出循泵转速,通过变频器对转速进行控制的一种方过循泵的性能试验,发现循泵的运行效率偏低。式。这种控制方式实现较简单,系统稳定性较高,但是控制精度差,且在开式循环水受潮位影响的特殊情况1.2 凝汽器水室聚集空气下流量控制更是难以达到预期值;(2)与开环控制相1号机组凝汽器为单壳体双流程,下部进水、上部.比,闭环控制加装了一路流量反馈信号Q(图1),在循.出水结构。在冬季或春、秋季节,单台循泵或两机3泵环水流量按机组负荷P及循环水温t。计算出给定值运行时,循环水母管压力较低,使得部分不凝结气体聚后,通过引人流量反馈信号能够较为精确的实现对循集在上部出水室的顶部，气楔的存在减小了上部水室环水流量控制,并且不受海水潮位的影响,因此能够较的通流面积,增加了循环水系统的阻力,进而降低了循好地满足控制要求。泵的流量。在极端情况下,延长了循泵备用起动的时间。同时,凝汽器上部水室部分管束没有通水,减少了Pg↓凝汽器有效换热面积，影响机组的安全、经济运行。工控机Q-(P.1)1.3循泵轴承润滑淡水消耗 量较大变频器原设计循泵的轴承润滑水为淡水,循泵轴承润滑备水消耗量约为16m*/h,轴承润滑水用后排放到循泵循泵技人口,随着凝汽器 排放的循环水排入大海。 轴承润滑杰.平均每天消耗淡水约400 t。循环水管道威海地区淡水资源紧张,1号机组循泵的淡水年圈1循环水流量闭环控制示意消耗量达到10万t,在水资源日渐紧张的形势下,有必热要对循泵轴承淡水润滑 系统进行改造。闭环控制方式存在的最大问题就是对循环水流量3发的测量。循环水流量的测量可采用2种方式:(1)在循2技术改造和优化措施环水进凝汽器管路.上加装流量测量装置,测量精度可通过对测量装置的标定来保证,但是其主要问题在于2.1循 泵叶轮改造和变频调节考虑到循泵电机功率600 kW尚有较大富裕量，测量中国煤化工毕托管或笛形管一九类的|YHCN MH G绣蚀、堵塞等将严重对循泵的叶轮进行改造,以满足机组凝汽器循环水流影响测量的精度和稳定性;(2)固定式超声波流量计则70要求有10D左右长度的直管段,这在循环水管管径较2.4 改造循泵轴承润滑系统粗的条件下较难找到合适的安装位置,因此实现难度用海水替代淡水对循泵的轴承进行润滑和冷却，较大。主要需解决海水对轴承部件的腐蚀问题。在改造中对第2种方式通过下式确定循环水流量Q。:循泵套管壳体等部件进行了防腐处理;轴套、联轴器、0= H.Q橡胶轴承等部件采用耐海水腐蚀的备件;循泵蝶阀坑ti一tr内加装2台套管润滑泵,由1号循泵蝶阀后管道引出式中:H,为机组排汽比焓降,kJ/kg;Q。为排汽流量，海水,经润滑泵升压后通人1.2号循泵套管,对橡胶轴t/h;h ,r分别为循环水进、出口水温,C。承进行冷却,套管润滑系统管道为衬塑管;套管冷却水凝汽器循环水进、出口水温小、12易于测取,机组系统装有报警、联动装置,滤网前后压差大于0.05排汽流量Q、排汽比焓降H,可以通过汽轮机热力计MPa时报警,冷却泵出口压力低于0.3 MPa时,自动算取得。按照计算所得的循环水流量稳定、可靠,精度切换到备用泵,冷却泵24 h不间断运行。也能够满足控制要求。改造后,1、2号循泵经过两年的运行,没有发现轴承套导管等的腐蚀问题，循泵运行稳定,节约了大量2.3加装凝汽器水侧抽空 气装置的淡水。凝汽器水侧未充满水时存在气腔(图2),减小了水室的通流面积,增加了循环水室的阻力,进而降低了3循环水 系统改造效果循泵的出力,在极端情况下,可能破坏凝汽器冷却水虹吸作用,同时凝汽器上部水室部分管束没有通水,减少(1)循环水流量增加后满足机组变工况运行时最了凝汽器有效换热面积。为此,在凝汽器上部水室回佳真空要求,同等条件下,夏季可使机组无煤增功率约水管顶部加装抽气装置,当循环水母管压力较低时,监500 kW。视凝汽器水阻增加(循泵运行方式不变)时表明空气聚(2)冬季循环水用量较低时循泵采用变频调节可集,则开启抽气装置抽空气,直到抽出海水为止。节约厂用电量22.5万kW. h。(3)保证机组在最低循环水用量时消除凝结水的.气腔部位过冷却,改善回热系统运行状况，可多发电约12万kW●h.凝汽器(4)海水替代淡水对循环水泵轴承进行润滑和冷却,年节约淡水约10万t。循环水λ口↑↓衢坏水出口图2气腔位置示意发(上接第68页)(4)空冷岛冲洗设备使用中的问题。1号机组空[参考文献]坛冷岛第1次冲洗时，由于冲洗泵出口压力不能达到设[1] 刘邦泉.直接空冷系统的调试及建议[J].华北电力技术， .计要求的压力(8 MPa),冲洗效果很差,甚至导致部分2004 (5):25 - 26.脏物沉积在换热管束表面,从而给后续冲洗工作造成2] 李建颇.直接空冷机组冬季调试中空冷凝汽器管束冻结 T了很大困难。冲洗泵出口压力问题解决后,才进行了问题分析及防范要点[J].西北电建,2007(2).备电比较彻底的清洗。中国煤化工MHCNMHG九71