某沿海电厂600 MW机组循环水系统运行方式优化试验研究

28东北电力技术2012年第5期某沿海电厂600 MW机组循环水系统;运行方式优化试验研究潘继真，魏海涛，肖国振(河北国华沧东发电有限责任公司,河北沧州061113)摘要:通过对某沿海电厂2 x600 MW机组循环水系统试验研究，分析在设计装配条件下不同季节海水温度变化对机组运行经济性的影响，并根据海水温度变化得出两机四泵、两机三泵及两机两泵的最佳运行时段，对同类型600 mW机组循环水系统运行方式的优化提供了借鉴。关键词:沿海电厂;循环水系统;运行方式;经济性;试验研究[中圈分类号] TK264.1 [文献标志码] A [文章编号] 1004-7913 (2012) 05 -0028 -04Experimental Investigation on Operation Mode Optimization of the Circulation Waterof 600 MW Power Units in One Coastal Power PlantPAN Ji-zhen，WEI Hai-tao, XIAO Guo -zhen( Hebei Guohua Cangdong Power Co., Id., Cangzhou, Hebei 061113, China)Abstract: Experimental invetigation on the circulation water of two 600 MW power units in one costal power plant is made. On thecondition of design assembly, the effects of seawater temperature variation on unit operation economy at different season are studied.And according to seawater temperature variation, the optimal operation time of two units and four pumps, two units and three pumps,and two units and two pumps are given. The results of the research can provide guidance for the operation mode optimiztion of circule-tion water of same type 600 MW power units,Key words: Coustal power plant; Circulation water; Operation mode; Economy; Experimental investigation某电厂在投人商业运营初期，循环水系统保持过以下方式进行:循环泵电机变频改造,循环泵电两机四泵运行方式。夏季,由于海水温度高，两机机改双速，在两机三泵运行方式下进-步停运1台四泵运行方式能够很好地满足机组在各工况下的运循环泵以实现两机两泵运行方式。目前，由于国内行需求。但是随着炎热夏季的结束，环境温度和海大容量循环泵电机变频改造费用很高且成功案例很水温度逐渐降低，在两机四泵运行方式下凝汽器端少、变频器故障率较高、对环境要求苛刻、维护工差逐渐增大、凝汽器真空逐渐升高，循环水泵耗能作量大且设备寿命短等原因，在目前技术条件下暂多的弊端越来越突出。循环水系统经济运行可以通不适宜进行改造。循环泵电机改双速费用相对较系统运行后，设备排放污染小，环保效果明显，符合国家的“节能减排”政策,为发展分布式能[4] 姚景林，曹小林分布式能源系统的研兖现状[J]. 沈阳工程学院学报，2007,3 (1): 7-9.源、建设低碳社会迈出了具有非常意义的一步。[5] 张洪伟，龙妍，黄素逸分布式能源系统的方案选择及性能分析[J]. 暖通空调，2004, 34 (5): 47-51.参考文献:[6]熊永刚， 尤占平，郝长生.分布式能游系统在某药厂的应[1] 罗必雄分布式能源站的系统集成与优化运行研究[].用方案分析[J].制冷与空调， 2008, 8 (B06): 77-79.电力技术, 2010, 19 (7): 7-9.作者中国煤化工2] 徐林德分布式能源系统设计优化分析[J]. 能源工程，iYHCN M H G师，主要从事技术经2007, 27 (5): 30-33.挤方面矿元工作F。3] 刘翠玲，张小东分布式能源- 中国能源可持续发展的有效途径[1].科技情报开发与经济, 2009, 19 (21): 125(收稿日期2012 -03 -08)2012年第5期东北电力技术29 .低，但由于进口电机设计空间狭小，改造困难相对900008000 t循环水流量较大，国内一些厂家对进口电机改造后存在的问题f 70000 :+水象功率5500尚未得到彻底解决，目前国内对大容量进口电机改“600004500刘50000 !双速条件尚不成熟。根据汽温及海水温度变化调整菜400003500 .循环泵运行台数的方法是最容易实现的，随着设备2500制造业技术水平的提高和日常运行维护工作的深20000 t人，设备可靠性得到了大幅度提升，单泵运行期间10003040500设备跳闸的几率很低，通过设备检修维护工作的深循环水出口门开度/%人、定期试验和轮换工作的推进及专项控制措施的图1两机两泵运行方式 ;执行，两机两泵的安全运行方式得到保障|-4)。90 000650000001设备 系统简介5500 ，60000某电厂地处沿海，一期工程采用2台600 MW刘50000 .40000- +循环水流量3500亚临界、中间再热、单轴四缸四排汽、凝汽式汽轮一水泵功率机组，为上海汽轮机有限公司采用美国西屋公司技20000 .2 500术生产，主蒸汽压力为16.7 MPa,主蒸汽温度为100003070809010011538 C,再热蒸汽压力为3.234 MPa,再热蒸汽温醋环水出口门]开度传度为538 C，额定工况蒸汽流量为1 758. 297 Vh,图2两机三泵运行方式额定工况下设计净热耗为7745.5 kJ/kWh;凝汽器为双背压、双壳体对分流程、表面式凝汽器，冷却面积为38 000 m',循环倍率为55,设计平均背压飞60000为5.4 kPa,凝汽器阻力约为70 kPa,设计出水温国50000度为10~33 C，设计进水温度为20~43 C;每E 40000台机组配备2台型号为2BE1 353 -0MY4的水环式告30000↓甘水泵功率0000 t真空泵，转速为590 r/min,凝汽器最低运行背压150070809(100110下抽吸压力为4.9 kPa,真空泵极限抽吸压力为循环水出口[]开度/%3.3 kPa。该电厂循环水系统采用海水直接冷却，未设置图3两机四泵运行方式冷却水塔,循环水通过凝汽器自然降温后直接排至组循环水联络门关闭，在A机组凝汽器循环水出大海。在2台机组循环泵出口设置联络管，在联络口门开度分别为100%、90% 和80%时，循环水流管上设置隔断蝶阀,能够实现双机循环水系统的快量与循环水泵耗功变化均不大，综合分析可将速联通和隔绝。每台机组配置2台由日本进口的双90%开度作为两机四泵运行方式下的循环水出口门简形、立式、单支座、固定转速、固定叶片、可抽开度。芯斜流泵，转速为330 r/min,电机功率为3 300 kW,由图2可见，在两机三泵运行方式下，2台机.单台泵流量为10. 31 m'/s,扬程为21.44 m。.组循环水联络管阀门开启，在A机组凝汽器循环水出口门开度分别为70%、85%和100%时进行测2试验结果分析量，开度从70%升至85%时，循环水流量增加较2.1 循环水流量和循环水泵耗功试验结果多，从85%升至100%全开时的循环水流量变化很为取得两机四泵、两机三泵、两机两泵不同组小，相应2次变化时的循环水泵耗功增加量基本一合方式下A机组的实际运行数据，配合不同的循致，“ 中国煤化工两机三泵运行方环水联络门状态和机组凝汽器循环水出口门开度,式下在每种循环泵组合方式下分别进行3组试验，见图YHCNMHG下, 2台机组循1 ~图3。环水联络管阀门开启，在A机组凝汽器循环水出由图1可见，在两机四泵运行方式下，2台机口门度分别为40%、50%和60%时进行测量，开30东北电力技术.2012年第5期表1机组负荷在各工况 下的背压计算值kPa600 MW500 MW400 MW300 MW水温/C两机四泵两机三泵两机两泵两机四泵两机三泵两机两泵两机四泵两机三泵两机两泵两机四泵两机三泵两机两泵5.03.03.3.9.07.54.310.04.73.112.55..1.515.03.84.5.8.4.64.83.417.54.66.5.85.44.53.24.95.27.3s. 1i.13.53.64.42255.68.325.09.3.77.96.627.57.27.610.58.96..35.530.08.28.711.87.810.8.56.16.39.513.59.01.67.78.09.8.2时，循环冷却水入口温度在5 ~ 33 C取值的凝汽器背压见表1。考虑到汽轮机排汽的极限背压值,宁750对低于3 kPa的背压计算值均取为3 kPa来进行计算。2.4最佳真空值根据循环水泵在不同组合方式下的流量与耗功嘉45关系和在不同海水温度下凝汽器真空与机组负荷的50 L对应关系，得出A机组在不同循环水组合方式下0030040700电功率/M的凝汽器背压，即可计算出背压变化所引起的机组图4凝汽器热负荷与电功辜的关系 曲线出力变化。对机组出力变化和循环水泵的耗功变化汇总比度从40%升至50%时，循环水流量增幅较大，而较，可得在不同主机负荷、不同循环冷却水温时A从50%变至60%开度时的循环水流量增幅略低，机组运行的最佳真空值见表2。同时，相应循环水泵耗功变化不大，综合分析可将2.5循环水泵节能运行方式50%开度作为两机两泵运行方式下的循环水出口门在实际工作中可根据每周或每月的循环水温情开度。况，同时参考负荷调度计划情况，制定切合实际的2.2凝汽器热负 荷的确定通过各主机试验工况下的凝汽器特性计算，可循环水泵运行方式和启停规则，最大限度地接近最表2 A机组运行的最佳真空值kP得在不同电功率下的凝汽器热负荷如图4所示。水沮/C 600 MW2.3凝汽器 背压试验结果在忽略潮位变化影响的前提下，凝汽器变工况计算有3个重要的变量参数，第一个变量为循环水流量，即对应不同的循环水泵组合方式;第二个变量为凝汽器循环冷却水入口温度;第三个变量为凝汽器热负荷，即对应不同的主机负荷。根据各负荷试验下的凝汽器实际运行特性，分0o中国煤化工，别改变上述3个变量参数，通过凝汽器变工况计YHCNMHG30.05.3算,得出A机组在不同循环水泵组合方式下，负8.7.4荷分别为600 MW. 500 MW. 400 MW. 300 MW33.08.62012年第5期东北电力技术3135.0表4优化前后的节能效果对比两机风装运行区城0.0优化前优化后ρ 25.循环水泵凝汽器循凝汽器循节能效!阿机三家运行区块运行方式环水泵出凝汽器背环水泵出果对比20.0压/kPa门开度/%嘉15.0两机四泵80905.0增加出力 197 kW阿机两泉运行区域两机三泵70855.2增加出力 419 kW10.0两机两泵58.1507.3增加出力 028 kW300 350400 450 500 550 60目前，大多数电厂已经实现了“两机三泵”运:负荷/M行方式，只是没有将海水温度对机组经济性的影响图5循环水泵经济运行方式分界线进行深人研究，因此没有选择好“两机三泵”的最佳方式运行。由循环水泵经济运行方式分界线佳运行时间，同时，有许多电厂还没有在海水温度(图5)可知，当海水温度高于27 C时,选择“两低于18 C时实现“两机两泵”的运行方式!5-6]。机四泵”运行方式;海水温度在18 ~ 27 C时选择3结论“两机三泵”运行方式;在海水温度降至18 C以循环水系统运行方式优化后，每年能减少厂用下时选择“两机两泵"运行方式。电耗867.7万kWh,按0. 35元/kWh计算，在循环2.6节能效果分析通过对近几年来电厂用作循环水的海水温度进水泵电耗方面至少使公司收人增加300多万元，节行统计，发现虽然每年同一天的海水温度略有偏能效果显著。近几年国内电力建设迅猛发展，尤其差，但每年海水温度变化时间基本相同，2010~在沿海地区建设了许多单机容量为600 MW的机组并相继投入商业运营。该厂2 x600 MW机组循环2011年海水温度变化与8期对应关系见表3。水系统经济运行方式的优化对国内同类型沿海电厂由表3可知，每年能够实现“两机两泵"绍提供了借鉴。济运行方式的时间长达197 d,考虑每台机组每年检修循环泵停运30 d,每年实际采用“两机两泵”参考文献:经济运行方式的时间按137 d计算，在循环泵电耗[1] 徐海新，张林，王兴平，600 Mw机组循环水和真空系统方面，“两机两泵”运行方式比“两机三泵"运行运行优化[J].发电设备，20090 23 (3); 191 -194.方式每年能减少厂用电耗867.7万kWh,按0.35[2]石诚，氽平,龙国庆1000 MW超超临界机组海水直元/kWh电价计算，至少增加公司收入300多万流供水系统循环水泵配量方案的探讨[J]. 电力建设，2008, 51 (3): 54-55.元，节能效果显著。在不同的循环水泵组合方式下，根据优化前后[3] 刘暂,王松岭，王鹏.300MW机组单元制循环水系统优化运行[J].汽轮机技术，2010, s3 (6): 475-477.的凝汽器循环水泵出门开度和凝汽器背压，可计算[4] 熊武，李明芳.丰城电厂4台300 MW机组循环水泵运行在600 MW负荷、循环冷却水温为20 C时，优化优化方案[J]. 江西电力职业技术学院学报，2010, 23前后所引起的机组出力增加值见表4。(4): 47-49.表3 2010 ~ 2011年海水温度变化与日期对应关系[5]黄柱，康支霞，张宪循环水泵运行方式的经济性分析[].仪器仪表用户。2008, 15 (4): 126 -127.海水温度/C<1818~27>27[6] 龙德晓，贾晓朵，任若飞。循环水系统操作费用的优化研究[J].节能技术，2009, 27 (5): 430-434.对应日期2010年10月20日2011年5月6日2011年7月6日~ 201年5月5日~7月5日 ~10月20日作者简介:潘维真(1970-), 男，学士，高级工程师，主要从事大型火间隔天数/d1S6107力发电机组检修、维护及管理工作。循环水泵运行方式两机两泵两机四泵(收稿日期2012-03-02)中国煤化工MYHCNM HG.