循环水系统节能改造及运行方式优化

第32卷第3期华电技术Vol 32 No. 32010年3月Huadian TechnologyMar 2010循环水系统节能改造及运行方式优化侯昭湖,杨建平,石振勤(华电包头发电有限公司内蒙古包头014013)摘要:对华电包头发电有限公司"1、"机组循环水系统的运行方式及循环水泵、水塔凝汽器有关参数进行了分析和研究;对4、"2循环水泵电动机进行了高低速改造并实施投运。依据冬季机组负荷偏低的特点进行了循环水系统方式的优化,在原来“两机三泵”运行方式的基础上,成功实现了“两机一泵”的运行方式,取得良好的经济效益。关键词:循环水泵;电动机;节能改造;运行方式;优化中图分类号:TK223.5献标志码:A文章编号:1674-1951(2010)03-0073-04引言环水泵流量,33480m3/h;循环水泵扬程,26.75m;循环水泵转速,370r/min;循环水泵效率,88.4%;循为了执行国家及华电集团公司的节能政策、适环水泵轴功率27579kW。应冬季机组调峰的需要和积极推进节能挖潜工作,循环水泵电动机型号,YKSL3000-16/2150-1;华电包头发电有限公司技术人员对1、2600MW循环水泵电动机功率,3000kW;循环水泵电动机电机组循环水系统、设备进行分析、研究,将4、2循压,600V;循环水泵电动机电流,368A;循环水泵电环水泵电动机改为高低速电动机,于2009年9月动机转速,372r/min;循环水泵电动机绝缘等级,F。29日完成了改造工作,经过调试后正式投人运行。凝汽器型号,N-38000-4;冷却面积,38000随后,根据华电包头公司冬季机组低负荷运行方式m2;凝汽器形式,双壳体、双背压、双进双出、单流及冷却水塔防冻要求,对循环水系统运行方式节能程、横向布置;冷却水量,69680h;凝汽器平均背压进行理论研究和科学判断。2009年11月3日,利(绝对压力),0.0049MPa;水室设计压力(绝对压用"1机组停机机会对1、2机组循环水系统冬季力),0.5MPa;凝汽器铜管总根数,42508根;冷却介两机一泵”方案进行试验,取得了成功,使1台循质,循环水;凝汽器冷却水温20℃(最高33℃)。环水泵可在冬季保证2台机组40MW的正常运2循环水泵电动机高低速改造及投运行,节约了大量厂用电。2.1循环水泵电动机高低速改造原因及可行性研究1循环水系统运行方式及参数21.1改造原因华电包头发电有限公司一期2台600MW亚临(1)包头地区每年10月15日至次年4月15日界燃煤湿冷机组各配用1座6500m2自然通风冷却为采暖期,采暖时间长达6个月且环境温度较低,在塔,中央配水井的配水管中心标高为12.33m,总冷冬季单机单泵运行方式下,真空最低83kPa,真空最却水流量(包括辅助冷却水流量)为66%60υh;每台高达89.6kPa,造成水塔入口循环水温偏低,水塔结机组配2台长沙水泵厂生产的同功率的定速循环水冰严重(在冬季挡风板全挂且水塔旁路门稍开的情泵。系统设计在1、"冷却水塔塔池及2、3循环况下),2台机组循环水泵电耗达到厂用电水泵入口前池之间均设联络门,在'1、2机组循环的1.3%。泵出口供水母管设计循环水母管联络门,可以均衡(2)进入采暖期后,由于内蒙古电网供热机组1、冷却水塔水位,以保证"1、2机组循环水系运行,纯凝汽火电机组开始调峰,华电包头公司采暖统的联络运行方式。设计运行方式为冬季“一机一期平均月负荷70%左右,造成机组循环水量偏大,泵”、夏季“一机两泵”、春秋季“两机三泵”。循环水循环水泵电耗率增加。系统图如图1所示。(3)国内已有很成熟的循环水泵电动机高低速1、"2机冷端设备参数如下改造经验循环水泵形式,88KXA-26.8立式斜流泵;循2.12可行性研究(1)电动机双速改造前、后数据。电动机双速收稿日期:200911-06改造前、后数据见表1。74华电技术第32卷3来自凝结水系统:4开式水系统5收球网7来自凝结水系统:8开式水系统10.1~4清污机;11.自然通却塔;12.n2自然通风冷却塔:13.溢流放水全雨水井24溢流放水至雨水并:15由中水系统来:16由循环水补水泵来图11、"2机组循环水系统图表1电动机双速改造前、后参数对4、"2循环水泵电动机进行高低速改造。在'1、"2极数机组循环水系统分开运行方式下,于00-09-30T项目16极(原来)18极(改造后)0040,投入4循环水泵低速电动机运行,运行工况良额定功率/kW好。4循环水泵高低速运行时参数见表2。额定电压/V表24循环水泵高速电动机和低速电动机运行参数额定电流/A负荷/真空/循环水泵凝汽器水温℃项目额定转速/(rmin1)MW kPa入口出口功率因数0.770.734循环水泵高速40084.24效率93.292.84循环水泵低速40083.7826816.2832.12最大转矩/倍00.641000.532.90启动转矩/倍2.3循环水泵高低速改造后的节能效果启动电流/倍6.56.0(1)以冬季单机单泵低速两机运行方式下,全年(2)循环水泵应用双速电动机驱动的经济性、运行180d,每天24h计算高低速运行节约电量为应用性分析。改造前具有代表性的运行方式为冬季W1=3U(l1-l2)cost=3×6.3×(3686个月“两机两泵”高速运行和春秋季3个月采用268)×0.73×24×180×2=68216435(万kWh)。两机三泵”高速运行,炎热季节的3个月采用“两(2)以春秋季、夏季“两机三泵”、“两机四泵”,机四泵”高速运行。循环泵应用双速改造后,冬季6在1台循环水泵低速运行方式下,全年低速运行个月“两机两泵”低速运行和春秋季3个月采用“两100d每天24h计算,节约电量为机三泵”高、低速配合运行,炎热季节的3个月采用W2=3U(l1-l2)cost=3×6.3×(368两机四泵”高、低速配合运行,节约电费67万元左268)x0.77×24×100=201.646368(万kW.h)右。由于采用双速电动机,不但提高了循环水泵的(3)以全年总发电量58亿kW·h计算,全年节效率增加循环水系统运行的灵活性而且满足冬季约的电量、电费和降低的厂用电率分别为机组循环水的供水需要,减少水塔结冰,节约厂用全年节约电量=W2+W1=688.216435+电。因此,该方案切实可行201.646368=889.862803(万kW·h)2.2循环水泵电动机高低速改造后的运行全年节约电费=节约电量x电价由于华电包头发电有限公司4台循环水泵在正常889.862803×0.2849=253.5219126(万元);运行中电流大小不同,2、4循环水泵电流偏大,于是全年降低的厂用电率=全年节约电量÷全年总第3期侯昭湖,等:循环水系统节能改造及运行方式优化75发电量=6855976.48÷5800000000.15(%)。3.1.3处理危险因素的对策3“两机一泵”运行方式优化及实施根据以上分析,华电包头发电有限公司采取了严格的防范措施,制订了《冬季“两机一泵”运行方3.1该方案可行性及试验过程中的危险因素分析式调整措施》,进行人员培训并责任到人。3.1.1该方案的可行性分析3.2该方案的执行步骤及注意事项由于该运行方式在国内电厂从来没有应用过且3.2.1该方案的执行步骤风险性较大,对此,华电包头发电有限公司组织专题(1)选择在1、"2机组400MW左右低负荷时会进行研究、讨论和论证,认为该方案具有可行性。进行调整试验(1)由于包头地区冬季在2台机组平均负荷(2)·1、"2机组正常运行,凝汽器真空均在8560%的情况下,真空最低83kPa,真空最高达89.6kPa以上,1、4循环水泵运行(1台高速泵和1台kPa,再加之“两机一泵”运行时,2台水塔淋水密度低速循环泵),循环水出口母管压力保持在0.20降低,通风量增大,在负荷不变的情况下,凝汽器真MPa。空不会下降太大,估计在3kPa左右。(3)保持1、"2冷却水塔塔池联络一次、二次(2)由于循环水流量的偏斜运行会造成没有循门和循环水泵前池联络一次、二次门开启。环水泵运行的机组冷却水塔水位快速上升,出现溢(4)保持'1、"2机组循环水出口母管联络一流;另一台循环水泵运行的水塔水位会快速下降,造次、二次门开启。成缺水。根据2009年7月份1、"2机组循环水系(5)1、2冷却水塔塔池水位在1.5~1.7m之间。统“两机三泵”方式分析(水塔水位偏差10cm),1、(6)检查关闭"1、2冷却水塔旁路门。2水塔水位偏差不会超过25cm,若保持试验前水(7)"机组启动嘭3循环水泵运行(高速泵),位在1.7m左右,估计不会出现水塔溢流和缺水保持“两机三泵”的运行方式,注意循环水泵出口压现象。力和电流稳定,水塔水位正常。(3)由于‘1、"2机组循环水系统没有循环水流(8)41机组停止"1循环水泵运行(高速泵),量表根据中国华电集团公司动力技术研究中心保持2机组"3、4循环水泵“两机两泵”的运行方2009年7月1水塔性能试验数据得知,单台循环式。如果机组系统运行正常该方式下短时停留防水泵运行,流量为43776m3/h(设计流量33480止造成1、"2水塔水位发生较大偏差。m3/h),这样,在单台循环水泵运行的瞬间2台机组(9)立即停止4循环水泵运行(低速泵),循环循环水流量平均减少35%。根据循环水泵工作原水出口母管压力应不低于0.15MPa,密切注意监视理,循环水泵不会过电流,1、"2机组真空将会下1、2机组真空下降速度。如果真空急剧下降,应降3kPa左右。立即启动1循环水泵运行,监视"1、2冷却水塔水4)在负荷不变的情况下,由于机组循环水量位变化情况。的减少,将会造成机组排汽缸温度的上升。根据真(10)如果1、"2机组真空能够稳定在82kPa空下降的程度和水塔冷却效果的加强综合分析比以上,1、"2冷却水塔水位能够保持稳定,投入1较,估计排汽缸温度会缓慢上升7℃左右,与夏季机4循环水泵联锁,就地检查3循环水泵运行情况组排汽缸温度42℃情况下进行了比较,不会造成机良好组排汽缸"3、"4、5、"6轴承振动增大。(11)如果“两机一泵”运行方式能够保持稳定3.1.2该方案的危险因素分析运行,应根据循环水温度及1、"2冷却水塔挂冰情由于该方案目前没有成功的运行经验理论分况挂水塔挡风板,防止水塔严重挂冰。析缺少科学数据,笔者分析的危险因素如下3.2.2该方案执行过程中的注意事项(1)1、"2机组真空下降较快,造成1台机组(1)在启、停循环水泵时,必须做好联系工作,低真空”停机;派专人就地检查循环水泵运行情况及出口蝶阀动作(2)由于水塔水位的不平衡,造成水塔出现溢情况。流和缺水现象;(2)循环水泵运行方式改变后,应就地检查1(3)排汽缸温度上升,造成机组"3、4、"5、6"2冷却水塔水位变化,防止水位过高或大幅度降轴承振动增大;低,如果任意塔池水位升高而发生大量溢流或塔池(4)循环水泵启、停时出口碟阀易出现卡涩,造水位降至12m以下,应立即恢复原方式运行。成循环水的倒流,“低真空”跳机。(3)当采用“两机一泵”运行方式且任意机组真76华电技术第32卷空发生急剧下降并降至80kPa时,应立即恢复原运(6)做好防止机组跳闸的事故预想行方式。3.3“两机一泵”方案的实施(4)当采用“两机一泵”运行方式且任意塔池水2009年11月3日晚高峰后,利用1机组停机位升高发生大量溢流或塔池水位降至1.2m以下机会,对该方案进行了实施,实践结果表明,该方案时,应立即恢复原方式运行。安全可靠,机组运行稳定,成功实现了冬季循环水系(5)注意2台机组排汽缸温度及"3、4、"5、6统“两机一泵”的运行方式,节约了厂用电。试验轴瓦的轴承振动。前、后各种参数变化见表3表3试验前、后各种参数变化负荷/真空/循环水压/水塔水循环水泵凝汽器入、出排汽缸机组MW电流/A口水温/℃沮/℃试前·1高速/4低·118086.600.201.7831212.00/20.407230587.190.2026812.00/22.0028.0试验后3高速泵运行一230785.640.181.7315.0030.803.4“两机一泵”方案实施后参数及节能效果分析联。因此,在冬季“两机一泵”运行方式下,其中1由于此次试验在1机组停机时进行,1机组台机组的2台循环水泵停运,不能联锁备用,保证机负荷偏低,但从运行稳定后的机组真空判断,如果保组安全。对此,华电包头公司将进行研究,尽量实现持2台机组经济真空82kPa以上,2台机组负荷均1、2机组4台循环水泵之间的联锁。可保持在400MW以上,不但适合该地区冬季机组(2)何时启动第2台第3台第4台循环水泵真空的变化,也适应内蒙古电网冬季机组负荷率低的问题。此次试验在低负荷下进行,机组的真空相的情况。今后将利用1机组小修启动时对单泵运对较高,针对后面出现的机组负荷增加等情况及夏行方式下,1、2机组的最大负荷进行试验。通过季运行等问题进行了研究,制订1套措施指导运行历年电网负荷和该地区的环境温度该方式可在冬人员依次启动第2台第3台第4台循环水泵。季运行至少3个月以上。以全年发电量58亿kW.h计,冬季2台机保4结论证70%负荷运行3个月,节省1台低速循环水泵功综合上述分析可知,华电包头发电有限公司对循率为例进行计算,则节能效果如下:环水泵电机进行高低速改造及冬季釆用“两机一泵全年节约电量=2100×24×3×30=453.600的循环水优化运行方式是成功的、可行的,节省了大(万kW·h);量厂用电,降低了厂用电率取得了较好的经济效益。全年节约电费=全年节约电量x电价=(编辑:王书平)4536000×0.2849=129.2306(万元);全年降低厂用电率=全年节约电量÷全年总发作者简介电量=4536000÷5800000000.08%。侯昭湖(1959-),男,山东泰安人,副总经理,高级工程3.5“两机一泵”方案实施后存在的问题师,工学硕士,从事电厂安全生产管理方面的工作(1)循环水泵之间联锁问题。华电包头发电有杨建平(1974),男陕西扶风人,工程师,从事汽轮机限公司循环水泵联锁为1、2泵互联,3、"4泵互运行管理和节能管理方面的工作。(上接第61页)再未出现明显的漏水情况,说明该命。同时,建议通过进一步完善蝴蝶阀开关自动控处理方法是正确的。为了处理该缺陷,对引水系统制回路,更换行程开关及固定支架等,提高蝴蝶阀工进行了3次充放水,浪费了大量的时间、人力和物作的可靠性。力,仅放空引水系统弃掉的水量就少发电约5686编辑:白银雷)kW·h。鉴于蝴蝶阀活门上的密封圈老化、磨损严重部分地方已开裂,且已接近自然寿命安全性已作者简介大为降低,建议择机更换,并尽量选用优质的高弹沈春峰(1973-),男陕西渭南人,工程师,从事国际水性、耐久性的橡胶密封圈,提高止水的效果和使用寿电项目EPC及水力发电设备成套技术方面的工作。