连城电厂循环水系统运行存在问题分析及优化建议 连城电厂循环水系统运行存在问题分析及优化建议

连城电厂循环水系统运行存在问题分析及优化建议

  • 期刊名字:热力发电
  • 文件大小:463kb
  • 论文作者:乔万谋
  • 作者单位:连城电厂
  • 更新时间:2020-11-10
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论文简介

技术交流连城电厂循环水系统运行存在问题分析及优化建议乔万谋.(连城电厂. ,甘肃永登730332)[摘要]对连城电厂循环(冷水)水系统运行存在的循环水温度低、凝汽器冷却倍率低的问题及其对全厂经济运行的影响进行了定量分析,提出了循环水温度升高后提高冷却倍率的优化方案。同时,对循环水系统设备提出了改造建议,以满足不同季节合理调配冷却水量的需求。[关键词]凝汽器;循环水系统;凝汽器冷却倍率;经济分析[中图分类号]TK264.1[文献标识码]A[文章编号]1002 - 3364(2003)07 -0068 -0422型循环水泵和1台32SA-19B型循环水泵,冷却水1循环水系统存在的问题采用母管方式供水,4台泵出口汇合后用2条母管供至主厂房,1、2 号汽轮机凝汽器分别从2条母管取水,1.1循环水系统现状其中各机甲侧凝汽器从1号母管取水,乙侧凝汽器从连城电厂装设2台北京重型电机厂生产的N100.2号母管取水。48SH-22型循环水泵实际配用电机- 90/535型汽轮机,配套N-6815-1型凝汽器。该凝容量为1 000kW ,其设计主要的工作参数见表2。汽器有关参数见表1。表248SH-22 型循环水泵主要的工作参数表1N-6815-1型凝汽器技术参数和热力计算参数允许吸泵型号流量Q/扬程H转速n,效率η/上高度页目数据来源数值m3●lH./kPa冷却面积Fr:/m2设计值681548SH - 229 000279. 542. 2冷却倍率m取定s0配电机11 000257.948586.836.3凝结水流量Gn/t.h- 1571250 kW12 500231. 48831.4冷却水进口温度t/C20冷却水流量W/t.h-115 4208SH - 22A8500192.2.80. 543.1水侧阻力Hx/kPa设计计算值47.710 0004840. 2800 kW凝汽器内设计压力pn/kPa4.912020 140. 23033.3排汽比焓in/kJ.kg-2 271. 34蒸汽饱和温度to/C按p查32. 55大通河年平均水温较低,绝大部分时间的冷却水过冷度Otn/C0. 55温度低于20°C。调整热水回流量的大小,将冬季河水凝结水温度tn/Ctx一 Ot32温度控制在5°C~8°C。水温太低虽对经济运行有冷却水温升st/Ct2-18.51利,但会使凝汽器水室与汽侧温差太大,易造成凝汽器冷却水出口温度12/°C .1+0128. 51凝汽器端差8,/Ctz-12 .4. 04铜管管口渗漏,从而造成凝结水硬度大,影响安全运冷却水供水方式为开式直流供水,取自大通河。行,甚至中国煤化工行经验表明,冷却水温控制在YHCN MH经济、安全运行。当冷在大通河岸建有岸边泵房,泵房内安装有3台48SH -收稿日期: 2002 -09-09作者简介:乔万谋,(1963 -).男,工程硕士学位,高级工程师,现任连城电厂总工程师。68扔方发蝇●2003(7)技术交流却水温低于5 °C时,会经常发生凝汽器泄漏现象。朴条件不变的情况下,冷却水的温升因水量变化,最大将据历年来运行资料统计,冷却水温度年度平均变化为:升高到17.5 °C。冬季5°C~9 °C,春秋两季为9°C~15 °C,夏季为15根据凝汽器中蒸汽的饱和温度与冷却水入口温°C~20°C。夏季个别年份有时超过20 °C。度、冷却水温升、凝汽器端差的关系式:考虑到冷却水温度较低,循环水泵选用电机时比tz =t+Ot十δ1)原泵设计要求配用电机小(原泵设计配用电机为其它条件不变时,循环水温升增加1 C,汽轮机排汽温1 250 kW ,实际配用电机为1 000kW),现场采用车削度将相应增高1 °C。事实上,循环水量的变化,还直接循环水泵叶轮的方法来满足配用电机功率不足的问影响凝汽器端差。凝汽器总体传热系数除与其结构有题。这样,实际运行的循环水泵工作性能处于表2中关外,受铜管清洁程度、冷却水流速、冷却水温度、蒸汽所列的48SH-22型与48SH-22A型之间。为了保负荷率等运行因素的影响。铜管清洁程度越差,冷却证机组的安全运行,汽轮机房循环水母管压力不能低水流速越低,其传热系数越小,凝汽器端差就越大。于0.1MPa,按这样的条件计算循环水泵的最佳扬程此外,杂草堵塞凝汽器管口,冷却水量的减小,使应在(156.9~176. 5) kPa左右,按泵的性能曲线查得铜管内水流速度降低,在冷却水泥沙含量较大时,易造的流量范围在(11000~12 000)t/h之间,除去供化学成铜管内的泥沙沉积。受出口温度升高影响泥沙结成制水用水及其它冷却用水,按11 000 t/h的冷却水流软垢,使凝汽器端差急剧升高,如不及时进行冲洗,可量计算凝汽器的冷却倍率m为42.8,冷却水温升为能造成停机事故。运行中在凝汽器冷却水反冲洗改造12C。这与现场运行数据基本符合。以前,曾几次发生凝汽器铜管泥沙沉积被迫停机进行人工冲洗的事件,但自凝汽器冷却水反冲洗改造后再1.2冷却水温度及流量对全厂经济运行的影响未发生此类事故。以上分析表明,年平均冷却水温度低,是凝汽器经综上所述,冷却水系统的运行,无论是对机组的经济运行的有利条件,但配用循环水泵小又影响了凝汽济性还是安全性,其影响都是举足轻重的。不考虑端器的运行,使凝汽器冷却水温升大于设计值3.5 °C。差的影响,在凝汽器较清洁的条件下,端差按设计值这是在循环水系统处于最佳运行方式,凝汽器比较清4.04°C计算;由于冷却水量不足造成冷却水温升增大洁,主机其它冷却用水使用工业水的条件下得出的结4 °C,这部分由冷却水进口温度降低来补偿。设计冷果。实际运行中,凝汽器冷却水温升均大于设计值却水进口温度为20 °C,则在冷却水进口温度低于164°C以上,其原因是凝汽器不可能-直保持清洁状况°C ,凝汽器可以达到设计工况,汽轮机真空可以在设计运行。由于循环水系统是开式系统,水源取自大通河,真空以上。当冷却水进口温度高于16 °C时,汽轮机真该河流为山区性河流,河水中杂草较多,特别是夏季洪空将低于设计值,其排汽温度高于设计值。由于水流水季节,上游地区水土流失,不仅造成循环水含沙量的速度及铜管清洁程度及其它换热条件的影响,实际运增大,而且含有大量的杂草根、树根、枯叶以及上游工行的凝汽器端差比设计值高出4°C以上,如果考虑凝业及生活垃圾。春、秋、冬季河水杂草以落叶、垃圾及汽器端差的影响,则汽轮机真空低于设计值对应的冷农业废弃植物秸杆为主。由于循环泵入口防草设施设却水温度应是12°C。因此,当冷却水温度低于12°C计水平低.设备比较落后,不能有效防止杂草进入循环时,汽轮机可以在设计真空以上运行;当冷却水温度高水系统,所以反冲洗后短期内凝汽器比较清洁,随时间于12 °C时,汽轮机真空将低于设计真空,汽轮机排汽的推移,至下一反冲洗周期杂草逐渐堵塞、堆积。凝汽温度将高于设计值。而且,冷却水进口温度每升高器的水侧阻力也经历一个从小到大的过程。运行资料1 C ,汽轮机排汽温度将相应升高1 C。表明,一般情况下1个冲洗周期内凝汽器水侧阻力变化(0.05~0. 12)MPa,其时间取决于河水的杂草含量,2循环水系统改进方案及优化建议周期长的1个月左右,周期短的几个小时(洪水期间)。中国煤化工在1个运行周期,由于系统阻力决定了循环水泵扬程要从(0.16~0. 23)MPa范围发生变化。根据水泵性MHCNMHG针刘旧坏小乐元什让的问题,在将原来设计的凝能曲线查得,冷却水流量也经历1个变化周期,从汽器循环水系统改造为可以反冲洗运行的基础上,在11 000 t/h变化到7 500t/h左右。在凝汽器其它运行循环泵配用电机及水泵本体不变的情况下,将循环水热力发电●2003(7)] 69技术交流泵叶轮更换为新型高效叶轮。由于实际循环水系统所有利真空,以保证机组的热经济性。所谓最有利真空,需水泵扬程为(156.9~ 196.1)kPa, 原泵设计扬程就是由于提高真空所增加的电功率与循环水泵等所消257.9kPa,偏离较多,导致其运行效率较低。在更换耗的电功率之差值达最大时的真空值,即此时经济上新型高效叶轮时,以现场实际循环水系统所需水泵扬的收益最大。为此,应尽量合理调配冷却水量,即在不程为基础,重新设计叶轮流道。新叶轮设计高效率点同的负荷、冷却水温度下,合理调配循环水泵,使经济扬程147.1 kPa,流量14500t/h。1997 年3月进行改上最有利。造后试验,泵的扬程192.2kPa时,流量12 260 t/h,效根据热力系统的计算结果,当汽轮机排汽温度每高率为78. 8%,而改造前仅在68%~70%之间。改造后于设计值1°C,全厂标准煤耗将上升(将计算结果近似的循环水泵流量增大,消耗功率降低,按增加冷却水流线性化处理)1 g/(kW.h)以上。当2台汽轮机排汽温度量1 000t/h计算,冷却水温升降低(汽侧条件不变)均高于设计值4 °C时启动第3台循环水泵。由于冷却1 °C ,相应汽轮机排汽温度也降低1 °C。 循环水泵运水量增大,汽轮机排汽温度低于设计值,按单机降低排行中电流降低5A左右,按此估算循环水泵消耗功率汽温度4 C计算,全厂标准煤耗将降低4 g/(kW.h)以降低41.6kW ,按年运行7 000h计算,循环水泵每年上。此时增加消耗的部分,就是运行第3台循环水泵所节电291 200 kW.h。消耗的功率。连城电厂循环水泵的耗电量占全厂发电采取上述措施以后,使循环水系统运行状况得到量的1%~1.2% ,按1. 2%计算,单台机组由于第3台循改善.凝汽器冷却水量不足问题有所缓解,但还未能彻环水泵所消耗电量的影响,使全厂厂用电量升高0.6%,底解决冷却水温度高于12 °C以上时,凝汽器冷却水量供电标准煤耗增高2. 2 g/(kW.h)。不足,汽轮机处于设计真空以下长期运行的被动局面。因此,2台机的排汽温度均高于设计值4 C以.上事实上,由于汽轮机相对内效率较低,汽轮机热损失增时,启动第3台循环水泵是合理的,是比较经济的。计大,同样的排汽压力下,汽轮机排汽焓将高于设计值。算的经济效益为降低全厂标准煤耗1. 8 g/(kW.h)以在额定负荷下,其排汽量将大于设计值。热力试验中上。实际汽轮机排汽焓2 383. 4 kJ/kg,排汽量279. 8 t/h,均大于设计值,使凝汽器冷却水量不足的矛盾更为突2.3循环水泵改造出。国内100 MW机组配置的循环水泵大部分为上海、沈阳、长沙三大水泵厂生产的48SH-22型循环水2.2优化循环水系统运行方式泵,一般1机2泵。这种泵存在以下不足:针对冷却水量不足的问题,建议充分利用现有的(1)实际值偏离设计参数太远,导致效率降低。循环水系统和设备,当汽轮机真空低于设计值时,增加据统计,冷却水采取冷却塔闭式冷却的循环水系统,阻1台循环水泵运行,这样在2台机组运行时,每台机增力大约在(166.7~186.3) kPa之间,原泵扬程257. 9加冷却水流量5000t/h以上。根据凝汽器热平衡方程kPa,偏离较多,导致其实际运行效率降低较多,一般可计算得出,凝汽器冷却水量增加5000t/h时,凝汽器只有70%左右。连城电厂循环水泵进行叶轮的高效冷却倍率将增大至62. 3,冷却水温升减小为8.2 °C,化改造后,实测循环泵效率只达到78%~ 80%,距离与运行1台循环泵相比较,冷却水温升降低近4°C,根设计值相差仍比较大。未改造前的循环泵效率则更据式(1)可知,凝汽器蒸汽凝结温度将降低近4 °C。考氏。虑到冷却水量对凝汽器端差的影响,汽轮机排汽温度(2)运行方式不灵活。该种配置1年中大部分时将降低4 °C以上。汽轮机排汽温度和排汽压力降低。间存在运行1台泵流量不足,2台泵流量过大的情况,汽轮机真空低于设计值时,增加1台循环水泵运行,其且无法调节,不能使机组处于最有利真空运行。经济性需通过技术经济比较才能得出正确的结论。连城电厂循环水系统为集中供水,循环水系统阻在凝汽设备的运行中,虽然从各方面采取措施,以中国煤化二之间,虽不能解决循环获得高度真空,但受到极限真空的限制,当真空达到极水泵扬:YHCNMHG率降低问题,但却可限真空后,再继续提高真空,汽轮机功率不再增加。相以合理调比旧邛小水达1口双,实现最有利真空。自反,为了达到更高的真空要花费更多的厂用电量,从经投运以来,该厂一直沿用单机运行1台循环水泵,双机济上来说是不合算的。对于运行中的机组,应取得最运行2台循环水泵的方法。在夏季负荷率较低的情况四振方发据●2003(7)技术交流下,其运行的不合理性没有完全暴露出来,但随着大通备运行影响不大;而有煤耗增加功率部分,将使汽轮机河水年平均温度的逐年上升,冷却水量在夏季不足的的排汽量增大。根据各制造厂的热平衡计算,改造后矛盾日益突出。因此,改变传统的运行方式,合理调配的机组在110 MW工况,排汽量为(270~ 280)t/h,比循环水泵的运行,实现最大的经济效益已势在必行。原设计排汽量大5%~9%,将增加凝汽器的热负荷,除对现有的循环水泵进行经济调度以外,对循环使汽轮机真空降低,影响汽轮机通流部分的改造效果。水泵进行高效改造和双速改造,也是优化循环水系统在夏季循环水温度较高时,有可能限制机组的出力。运行的有效方法。其改造内容如下:所以,循环水泵的高效改造也是必要的。(1)采用G48SH新型泵或新型设计的叶轮,新型泵设计参数与实际循环水系统阻力相吻合,在高效区3结论及建议降低原泵扬程,增加流量。改造后水泵的工作点效率可高于原泵实际效率的15%~ 20%。(1)循环水温度低是凝汽器经济运行的有利条(2)电机采用双速,根据不同的季节采用不同的件,但冷却倍率降低将影响汽轮机的经济运行,在不同转速,增加了系统调节的灵活性,最大限度地节约厂用的冷却水温度采用不同的冷却倍率是保证发电厂经济电。夏季采用高速,在与原泵功率相同的条件下,多供运行的合理方法。根据冷却水温度变化情况,合理调水(3000~ 4000)t/h,以提高机组真空;冬季采用低速,配循环水泵的运行方式,是保证经济运行的有效方法。在与原泵流量相当的情况下,电机消耗功率下降四分(2)根据不同的循环水系统的阻力特点,选择不之一以上。同型式循环水泵,使其流量与扬程合理匹配,使循环水(3)进行水力优化设计,泵的高效区加宽,确保循泵经常在高效区运行,可保证汽轮机组长期处于最有环水泵在2个转速下实际运行效率均在86%以上。利真空运行。G48SH-22型循环水泵主要性能参数如表3所(3)建议对循环水泵进行改造,以满足不同季节示。合理调配冷却水量的要求,解决夏季增水、冬季节电的表3G48SH-22型循环水泵主要性能参数问题.提高全厂的经济性。泵型号流量Q/扬程H/转速n/效率η轴功率/配电机功m*.h-lkPa r.min-kW 率/kW[参考文献]G48SH-18 17 000176. 5485889471 0000[1] 张超杰.汽轮机现场节能技术的研究分析[Z].四川省电G48SH-17 16 000171. 681 000力局试验研究所,1990..[2]翦天聪.汽轮机原理[M].水利电力出版社,1986.如果对汽轮机通流部分进行改造,循环水泵的高[3]山东鲁能节能设备开发有限公司.高效G48SH型循环水效改造可同时进行。汽轮机通流部分改造除提高经济泵[Z],山东电力科学研究院.性外还需增容。增容部分无煤耗增加功率,对凝汽设信息报道首台国产100MWCFB锅炉顺利投入商业运行国电热工研究院与哈尔滨锅炉厂有限责任公司联合设计开发的首台100 MW循环流化床(CFB)锅炉, 2003年6月19日16时在江西分宜发电厂正式通过72+24h试运行,锅炉运行参数达到设计值,主要技术指标超过了国外进口或引进国外技术制造的循环流化床锅炉。该锅炉为我国首台具有自主知识产权的国产最大容量循环流化产锅帅汝锅帅的正式投运将为更大容量的国产循环流化床锅炉的研究开发打下坚实的基础。国电热工研究中国煤化工供了冷渣器、飞灰再燃MHCNMH (系统DCS工程设计,以及进行了大量的现场技术服务,为锅炉的顺,人同正超i淀穴有力的保证。(国电热工研究院王智微供稿)热力发电.2003(7)]①

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