“上大压小”被替代机组循环水系统的利用研究 “上大压小”被替代机组循环水系统的利用研究

“上大压小”被替代机组循环水系统的利用研究

  • 期刊名字:低碳世界
  • 文件大小:437kb
  • 论文作者:苏翔峰
  • 作者单位:中国能源建设集团安徽省电力设计院有限公司
  • 更新时间:2020-11-10
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论文简介

[低碳技术LOw CARBON WORLD 2016/5“上大压小”被替代机组循环水系统的利用研究苏翔峰(中国能源建设集团安徽省电力设计院有限公司,安徽合肥230601)[摘要]受国家政策扶持, 电源点、热源点建设中“上大压小”热电联产项目比较普遍,部分被替代机组循环水系统运行状况良好,从节能、节约原材料、节约投资的角度考虑,如何在新上项目中将被替代机组循环水系统巧妙利用起来,使其"起死回生”是摆在水工专业面前的一个课题。本文结合工程实例谈了-些这方面的做法和体会。[关键词]机组;循环水系统;数值仿真模型[中图分类号ITK267[文献标识码IA[文章编号12095- -2066(2016)14 0020-021概述某电厂现有四台机组,总装机容量300MW(1x15MW+1x中国E25MW+1x125MW+1x135MW),根据水源条件,所有机组均采.用带冷却塔的二次循环供水系统。项目公司计划拆除#1、#2、图3#3机组,原址建设2台350MW超临界燃煤供热机组。且受场地条件限制,布置起来很不合理。从运行角度考虑,方电厂#1、#2机组(15MW 、25MW)循环水系统采用母管案三由于采用母管制,避免了检修一座塔必须停一台机组情制,建成于80年代末,停运多年,已无利用价值。#3机组.况的出现;冬季循环水量较小时,还可以单独运行#3机循环(135MW)1997年投产,循环水系统采用单元制,系统配置如下:水系统,即解决了冷却塔的冰冻问题,又降低了运行费用,对循环水泵:48Sh- 22X,2台于供热机组而言,方案三运行更加灵活。配套电动机:Y6304-12,2台虽然方案三的优点很多,但由于两座冷却塔形成的循环循环水泵参数:Q=2.5-3.47m2/s水系统的配水高度和系统阻力不一样,两座塔进出水量不相H=25.5~19.5m等,若不加调控,很容易出现冷却塔集水池溢流或抽空的情n=485r/min况,也很容易发生水击、气蚀等安全事故,并严重影响电厂机N=1000kW组正常运行,无法保证机组安全;同时配水不当也会影响机组循环水母管:DN1800焊接钢管和冷却塔的运行效率。如何简单有效解决两座冷却塔之间的冷却塔:.3500m2逆流式自然通风冷却塔.该系统运行至今状况良好,其间冷却塔填料换过一次、循配水难题是该方案成立与否的关键,为此我们对该方案进行了重点研究,工作思路如下:环水泵电机由单速改造为双速。(1)首先根据新建冷却塔面积试算二套循环水系统的流量2循环水系统方案选择根据现场踏勘了解的情况,结合厂区总平面布置,本次新建分配比例。(2)根据流量分配比例,对新建循环水系统进行优化。的二台350MW机组循环水系统可供选择的布置方案有3个:(3)根据优化结果,进行新老二套循环水系统联合运行的方案一:不考虑#机组循环水系统的利用,单元制或扩水力分析, 研究实现冷却塔和机组之间循环水量分配的工程大单元制布置,新建2座自然通风冷却塔,配套相应的循环水泵房和循环水管,系统图见图1。(4)结合冷却塔水量优化分配的计算结果,建立循环水管网恒定流数学模型,计算不同运行工况下,循环水系统各管段的水头损失,研究确定不同的流量工况下的水泵工作点。(5)研究确定不同循环水流量工况下控制阀门的开度。3循环水系统优化方案二:考虑#3机组循环水系统的利用,#5机组单元制方案三夏季工况2x350MW机组全部满负荷纯凝运行时,布置,新建1座自然通风冷却塔,配套相应的循环水泵房和循新老二座冷却塔需并联运行。即新建冷却塔对应的系统除了环水管;#6机利用老厂#3机的3500m2自然通风冷却塔和循向一台机组供水外 ,还有部分水量与3500m2 冷却塔对应的系环水泵房,新建1座自然通风冷却塔和循环水系房,联合供统一起向另一台机组供水。水,系统图见图2。本工程新建冷却塔按6500m2、7000m2.7500m2、8000m2四种不同淋水面积和夏季50、55.60.65四种不同冷却倍率分别计算其与3500m2冷却塔的流量分配比例。根据计算确定的流量分配比例对新建循环水系统进行优化,优化结果表明以下9方案为新建循环水系统的最优方案:冷却塔淋水面积:7500m2循环水母管管径:DN3000方案三:将本工程2x350MW机组看成一个整体,在#3机冷却倍率:60/51/363500m2自然通风冷却塔和循环水泵房的基础上,新建1座自该方案新老二套循环水系统联合运行时的系统流量分配然通风冷却塔和相应的循环水泵房、循环水管,联合供水,系比例为0.76:0.24.统图见图3。上述三个方案中,方案二、三由于利用了#3机循环水系4循环水系中国煤化工统,节约投资是显而易见的,但方案二较方案三占地面积大,新老二套循环YHCNMHG二座循环水泵20LOW CARBON WORLD 2016/5低碳技术」房来的二根供水母管在汽机房外并联后向凝汽器供水,凝汽n=424r/min器出水管在汽机房外分成二根回水母管分别回到二座冷却N=3000kW塔。二套系统联合运行时需要考虑以下两个问题:低转速时:Q=6.93-7.43m/s(1)从二座循环水泵房到汽机房外的并联点,四台循泵为H=20.16~ 18.76m并联运行,在并联点压力应相等,否则压力低的一边就会存在n=370r/min憋泵现象,使水泵出流量低于设计值;N=2000kW(2)从汽机房外回水管并联点到冷却塔,二座冷却塔也是6 数值仿真模型验证并联运行,两边系统阻力也应相等,否则阻力大的一边将会流根据以,上的分析,我们初步认为对#3机循环水系统进行量减少,导致循泵的出水量和对应的冷却塔回水量不一样,如简单改造后方案三是可行的。鉴于循环水系统流量、阻力计算不及时调整,回水少的冷却塔水位会不断降低,最终致使系统的准确性关系到二座冷却塔的正常运行,本工程委托相关科不能运行。计算结果表明,7500m2冷却塔系统各段水头损失较研单位对循环水系统进行了数值模型试验研究。根据设计提出的初步方案,研究单位采用键合图理论建3500m2冷却塔都高。冷却塔水池至A外并联点段管道水头损立了冷却塔循环水系统的动态模型,通过计算一定时间段的失差值较小,为0.20m,对循环水泵出力的影响只有1.5%左动态过程,得到稳态解。然后采用基于遗传算法的参数优化方右,可以不考虑调整;A外并联点至各冷却塔段管道水头损失法, 对循环水系统进行参数优化,给出其控制目标函数和必要差值较大,为5.40m,必须采取调节措施。的控制阀门分布,并对控制阀门的敏感性进行了分析。我们首先想到将此段管道上装上阀门,用阀门的开度来研究表明:为控制两个冷却塔的竖井水位,保证每个冷却调节管道损失。经计算,若阀门阻力要达到5.40m,阀门处的塔的进排水流量相等,每个凝汽器分配的水量相等,在循环水水流速度必须在5m/s以上,已经超出了阀门的承受范围。我供水管道上设置一个控制阀门,在循环水回水管道上设置两.们又想到加高#3机配水竖井及配水槽,用自然高差来增加系.个控制阀门,辅以流量计和微调阀门可以实现上述控制目标。统阻力。这个方案对老塔改动较大,费用增加。且减小了淋水7各方案投资、占地分析比较面积,降低了冷却效果。此外,我们还想到在此段管道上增加本工程循环水系统方案一需新建二座6000m2 冷却塔及减压孔板来增加系统阻力,此方法简单,易操作,但当3500m2相应的循环水泵房、循环水管沟;方案二需新建一座6000m2冷却塔要单独运行时,不可能将减压孔板取出,人为增加了运冷却塔,一座3000m2冷却塔及相应的循环水泵房、循环水管行成本经过反复思考,我们想到采用旁路的方法,系统见图4。沟;方案三需新建一座7500m2冷却塔及相应的循环水泵房、具体操作如下:在原有管道(图中细线部分)的适当位置并联循环水管沟。各方案的投资比较见表1。e1一根小口径管道(图中粗线部分),需要配水调节时,关闭阀门A,使水流从小口径管道通过,从而提高系统阻力;当3500m2项目方案一方案二方案三循环水管(万元)13001100680冷却塔单独运行时,打开阀门A,系统阻力又回到原来水平。冷却塔(万元)660049504125此方法操作简单,方便灵活。本次增加的小口径管道直径为:循环水泵房(万元)16501320DN1300,长14.0m,加 上2只三通和3只(人为增加2只)90°合计(万元)955073705905弯头,总阻力为5.40m。注:表中只列出了主要有差异的项目。未列出全部项目。A“各方 案新增占地比较见表2。方案占地面积26800m2图422660m2以上计算为理论值,与实际运行工况可能存在误差,在运注:表中新增占地面积未考虑冷却塔与道路之间的面积10600m2行过程中,还需实时对系统进行监控,具体措施如下:在二座由上述比较可以看出,方案三无论是投资和占地都远优循泵房的二根供水管和二座冷却塔的二根回水管上分别装超于方案一和方案二,并且由于避免了#3机循环水系统的拆声波流量计;在运行时由流量计监控每座循泵房的二台循泵除,即缩短了施工工期、节约了资源又减少了大量的建筑垃的供水量和对应冷却塔的回水量,如偏差较大,则微调阀门圾,保护了环境。B,使得水量基本相等,保证冷却塔和循环水泵的正常运行,避.免造成一座冷却塔水位持续降低,而另一座冷却塔却在溢水8 结束语的情况发生“技术先进、安全可靠 、造价合理、资源节约环境友好、绿5循环水泵选择色和谐”是每一个电力建设者追求的目标。要实现这一目标就#3机循环水泵房内设有二台48sh-22x 型单级双吸水平必须从大处着眼,小处着手,精细化设计。目前“上大压小”项中开式离心泵,根据循环水系统水力计算,二套系统联合运行目中部分关停机组远没有达到经济使用年限,只是由于机组9时,3500m2冷却塔对应的循环水泵调整后的工况点与水泵并容量小、能耗高而遭淘汰;但辅助系统很多运行状况良好,将联曲线基本吻合,且在水泵高效区间内。因此,#3机循环水泵其巧妙地融入新建项目中不但可以产生巨大的经济效益和社会效益,而且还能产生巨大的环境效益,本文从循环水系统利可以满足本工程要求。根据循环水系统水力计算,考虑经济性,本工程新建循环水用的一个侧面论述了其可行性和经济性。泵初步确定为二台立式混流泵、每泵配双速电机,具体参数为:收稿日期:2016-5-1中国煤化工高转速时:Q=9.60-8.51m/sH=22.14~24.63mMHCNMHG2

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