300 MW供热机组双机组单循环水泵运行分析

Vol. 29 No. 4河北电力技术第29卷第4期Aug. 2010HEBEI ELECTRIC POWER2010年8月300 MW供热机组双机组单循环水泵运行分析Analysis on Double Units Single Circling Water Pump Operationon 300 MW Heating Units安志勇',李宁”,王红兵’,张林茂3(1.河北国华沧东发电有限公司,河北 沧州061113;2.河北省电力研究院，石家庄 050021;3.河北衡丰发电有限责任公司,河北衡水053000)摘要:计算2台机组单台循环水泵的带负荷能力,分析2台循环水泵切换时对机组安全性的影响，通过在某电厂的试验2双机组单台循环水泵运行带负荷能力验证2台机组单台循环水泵运行方式具有可行性,认为该运机组正常运行时,低压缸排汽通过循环水冷却行方式节能潜力可观。凝结,进入凝汽器的不凝结气体被真空泵抽出。因关键词:供热机组;循环水泵;单泵运行;节能降耗此,循环水流量直接制约机组低压缸和机组的运行Abstract: This paper calculates the load capability of the two状态。当机组在供热期间运行时,大量蒸汽被抽出units single cireling water pump, analyzes the influence on u-nit safety during switching between two circling water作为供热汽源,其进人凝汽器的比例大大减少。按pumps. Through test in some power plant, the mode is prac-照机组热平衡图,在机组大负荷供热期间,其低压缸ticability that single circling water pump operates in two u-排汽仅为纯凝汽工况的20%左右,2台机组总排汽nit,and considers that this operation mode can save energy量约50%纯凝汽工况,与单台机组单台循环水泵运markedly.行工况类似。Key words: heat- supplying units; circling water pump; single2.1 计算思路pump operation; energy saving and cost reducing凝汽器内部的热交换情况是复杂的过程工况，中图分类号:TM621为了简化计算,将凝汽器的换热理解为理想状态,即文献标志码:B文章编号:1001 - 9898(2010)04 -0031 -03忽略机组排汽状态变化的暂态过程以及循环水在进出口的温差渐变过程。此种计算是半定量计算,并1概述且这样的计算相对保守。近年来,300 MW等级供热机组大量涌现,大大按照正常运行工况进行计算,低压缸排汽压力臧少了城市内部冬季采暖小锅炉的数量,减少了城按照机组低真空报警值(12kPa),相应排汽温度为市二氧化碳的排放，同时改进了国家能源利用结构，饱和温度,凝结水温度不考虑冬季运行的过冷度。提高了燃料的利用效率。一般来说，300 MW机组利用凝汽器的热量平衡计算,可以计算出这种工况的主要形式有:亚临界、一次中间再热、两缸两排汽下的机组最大排汽量。(或三缸三排汽).采暖抽汽凝汽式、湿冷汽轮机。机对于机组的纯凝汽工况,通过计算排汽量与机组一般设置八段非调整回热抽汽,分别供给3台高组相应设计工况比对,可以确定机组的安全运行负压加热器.1台除氨器及3台低压加热器用汽,其中荷;对于机组的供热工况,可以根据机组的供热工况五段抽汽同时供应采暖抽汽。机组真空相关系统一(见图1)确定不同排汽量对应的机组最大负荷,用般配有2台全容量循环水泵、2台全容量真空泵等以量化机组的安全运行负荷。附属设备及系统。为达到节能降耗的目的,在冬季通过汽轮机热力特性,可以查到机组在不同负供热期间,电厂300 MW等级的供热机组可采取双中国煤化工数,各典型负荷机组单台循环水泵运行的方式。.下的CNMHG收稿日期:2010-03 -08作者简介:安志勇(1969- ),男，工程师.主要从事电厂现场运行管理工作。，31●Vol.29No.4.河北电力技术第29卷第4期Aug. 2010HEBEI ELECTRIC POWER2010年8月G=200 t/h高可以带300X 80.9%=242.7 MW电负荷;机组1100 EG= 300 t/h\在供热工况时,按照454.5 t/h的安全排汽量,查询1000 G.=500 t/hyis900 G.=400 thy(G.=100 t/h图1可以得到机组最大安全运行负荷为308MW.G= 500 t/hG=90t/h32台循环水泵切换时的机组安全性G..=0t/h600! G= 400 t/h单台循环水泵运行工况发生跳闸后,另一台循500C-200/ G。-抽汽量环水泵联锁启动。单台循环水泵单独稳定运行流量400G排汽量约17640t/h,运行循环水泵跳闸,备用泵联锁启动80160240320400功率/W过程中,循环水流量迅速减少,之后备用泵启动后流图1300 MW机组供热工况量逐渐恢复。经试验,300 MW机组在循环水泵联表1各种工况 下的机组排汽量锁跳闸到循环水流量恢复至17 640 t/h约需要25负荷低压缸排汽量主蒸汽流量 凝结 水温度s,其中循环水倒流时间约10 s,平均倒流流量为/(●h-)/(t.h-1)/C5 500 t/h。100%额定功率55492035.675%额定功率423. 8666. 5为了考验机组安全性,按照最恶劣工况进行计50%额定功率300. 16438. 5算,循环水平均倒流流量为5500 t/h,低压缸排汽30%额定功率193. 04266. 02压力取汽轮机跳闸值(20kPa),排汽温度为相应压额定抽汽工况131最大抽汽工况100. 81 02535. 6力下的饱和温度60C;循环水倒流进人凝汽器温度2.2机组允许排汽量计算及评 价为35.6 C,离开凝汽器的最高温度为20 kPa对应按照机组设计，循环水系统运行于0.17 MPa的饱和温度。利用前述的凝汽器热量平衡计算,可以压力,循环水进入凝汽器的水温为20 C ,循环水排计算出这种工况下的机组最大排汽量.在小于这个排出凝汽器允许达到的最高温度为12kPa(报警值)对汽量的情况下,可以认为循环水泵联动是安全的。应的饱和温度49.4 C ,循环水最高温升为49.4 C-循环水泵切换过程中:Q.=5500 t/h;ig=251. 174 kcal/kg(水塔竖井静压0. 12 MPa.60 C);20 C=29.4 C.i= 149 kcal/kg(0. 12 MPa、 35. 6 C); is =根据热平衡方法,计算凝汽器最大排汽量:2 609. 86 keal/kg(20 kPa时的饱和蒸汽焓),ie=Q_- : Q.X(i-i)(1)149 kcal/kg(20 kPa、35. 6 'C),代 入式(1)可以计算ie-ie式中:Q。为低压缸排汽流量,t/h;Q,为循环水流出:Q.=228 t/h.量,17 640 t/h;is为循环水进水焓(0.17 MPa.20 C针对供热工况,结合图1,查得228 t/h排汽流时,焓值为84. 02 kJ/kg);iz 为循环水退水焓(0.17量对应的最大电负荷为245 MW。由计算数据可MPa、49.4 C ,焓值为206. 88 kJ/kg);ia为低压缸知,机组在单台循环水泵切换时,可以保证最大负荷排汽焓(12 kPa对应饱和温度,焓值2591 kJ/kg);245 MW时机组安全运行。ia为凝结水焓(12 kPa.49.4 C时,焓值为206. 7综上可知,300MW机组在纯凝汽工况和抽汽kJ/kg)。工况下,均可以安全稳定的运行在240 MW以下。将式(1)代人数据,计算单循环水泵运行对应的42台机组运行单台循环水泵试验低压缸最大排汽量:Q.=908.97 t/h机组THA工况的低压缸排汽量为554 t/h,其在某电厂进行2台机组运行1台循环水泵的带他几个典型工况下的低压缸排汽量均小于THA工负荷试验。试验前,2台机组在分别进行了2台循况的排汽量。单泵循环水的冷却能力大于低压缸排环水泵的启停和切换试验,最终维持每台机组单台汽量,单台机组在任何工况下均可以使用单台循环循环水泵运行。2台机组负荷均为200 MW,共带水泵运行。60 (中国煤化工进口循环水温度当2台机组使用单台循环水泵冷却时,平均每约I.MHCNMHGC,凝结水温度台机组可以安全承受Q./2的排汽量,约为454. 521.85心,c口饥出达1用优至平一致。t/h。机组在纯凝汽工况下,通过差值运算，可以计试验开始,直接停运1台机组循环水泵。停泵算单台机组带最大负荷率为80. 9%。单台机组最瞬间,该机组凝汽器出口循环水温度快速上升,约1●32●Vol. 29 No. 4河北电力技术第29卷第4期Aug. 2010HEBEI ELECTRIC POWER2010年8月min后稳定,机组运行正常;另外1台机组运行情况元/kWh计算,可以节约的资金为77.76万元。如较稳定,工况变化较平缓,约2 min后,2台机组运果2台机组仅运行单台循环水泵,这将较正常运行行工况基本稳定,机组的真空几乎没有变化,凝结水方式节约3台循环水泵的耗电量,其直接费用将达温度由试验前的21.83 C上升到试验后的26. 89到233万元,其节能潜力非常可观。C。机组工况稳定后,2台机组同时将电负荷增加到6结束语230 MW,2台机组运行情况稳定,各项指标正常。机组切换到单台循环水泵运行后,每台机组的经过供热机组冬季运行工况采用双机单泵的运循环水流量减小,循环水温升由原来的9 C左右上行方式的半定量计算和现场实践,当机组电负荷小升到17C左右,机组真空没有变化,而凝结水温度于240 MW工况时,2台机组运行单台循环水泵可相应上升了5C,凝结水过冷度减小，机组冷端损失以保证机组的稳定运行,并且在循环水泵事故切换也大幅度减小,这对机组的经济运行是有利的。过程中不会造成2台机组跳闸的危险工况。此种运5双机组单台循环水泵运行的节能潜力行方式节能潜力巨大,双机组单循环泵运行方式每年可以节约至少77. 76万元直接费用,如采用双机据往年统计,城市冬季供热时间- -般为4个月，组单循环泵运行方式,最大的节能潜力可以达到平均负荷率约75%。按照每台循环水泵额定功率233万元。通过双机组单循环泵的运行方式研究和1 200 kW,单台循环水泵运行时间3个月计算,相实践,为北方冬季供热机组的节能降耗工作提供了对于单机组运行2台循环水泵,每台机组的直接节理论和实践经验。能达到259.2万kWh,按照机组厂用电价格0. 30本文责任编辑:王洪娟(上接第30页)距离保护算法仿真模型对电力系统故障进行研究的方程模型计仿真得到的测量阻抗在阻抗圆中的结方法,为距离保护的设计和动作行为的分析提供了果。仿真采用短数据窗和长数据窗2种算法进行仿-种新的手段。仿真结果表明，该模型和方法适用真,图6中粗圈划线为短时窗算法计算得到的短路可行。利用该算法仿真系统,还可以进一步分析微阻抗轨迹,细点划线为考虑补偿系数后的长时窗算机保护距离算法的误差来源.滤波性能及各种因素法计算得到的短路阻抗轨迹。从图6中可以看出,2对微机距离保护算法的影响，比较算法的计算精度种算法得到的结果都是正确的”。和计算速度等。0}-参考文献:[1]罗洪广.微机保护算法综合性能分析[D].成都;西南交通大学,2006.50--[2]张福生,吴秋瑞，张建成.等.电力系统微机保护的MATLAB仿真插值算法[J].微计算机信息.2006.2(02)272-274.3]程刚,张沛超.基于Matlab和ATP的微机距离保护动态仿20}--真.继电器[J],2006 ,34(22).5-8. .4] 梁振锋.杨晓萍,高立刚。等.基于LabVIEW的微机保护仿真.电力系统及其自动化学报[J].2008.20(4);120-124. .-30-20-1001020305] 刘强.基于Matlab的微机保护原理教学仿真平台[J].电气.电子教学学报。2007.29(3) :95-98.图6V.W相阻抗继电器测量阻抗轨迹6]李越冰.微机距离保护若干问题研究及其仿真培训系统的实现4结论[D].保定:华北电力大学，2008.借助于MATLAB的电力系统工具箱建立了电[7] 陈皓.微机保护原理及算法仿真[M].北京:中国电力出版社，2006. .力系统的仿真模型,利用仿真数据，根据输电线路微机距离保护常用的算法编写程序,形成了利用微机中国煤化工责任编辑:丁力MHCNMHG奉献清洁能源.建设和谐社会●33●