循环水系统冷端改造及运行优化

开发与应用能源研完与管理2016(1)93·DOI:10.16056/.10057676.201601025循环水系统冷端改造及运行优化邓冀平',贾愚,万忠海2,陈林国2,鄢华1(1.中电投江西电力有服公司新昌发电分公司,南昌3301172.江西省电力科学研究院,南昌330096)摘要:针对新昌电厂循环水冷端存在的问题,进行分析,提出改造措施。并在改造后对循环水系统进行运行优化实验,根据实验数据,结合凝汽器变工况特性,计算出机组循环水泵最佳运行组合。实践证明,循环水冷端优化改造后,达到了较大的节能目的,使电厂获得最大经济效益。关犍词:凝汽器;最佳真空;循环水泵;组合优化;节能降耗中图分类号:TM621文献标志码:A文章编号:1005-7676(2016)01-0025-04Cooling Water Circulation System Renovation and Operation OptimizationDENG Jiping JIA Yu, WAN Zhonghai, CHEN Linguo, YAN Hua(1. The new CPl Jiangxi Power Co Ltd of Xinchang power company, Nanchang 330117, China2.Jiangxi Electric Power Science Research Institute, Nanchang 330117, China)Abstract In view of the problems existing in the cold end of circulating water in Xinchang power plant, the analysis is caredout and the improvement measures are put forward. And after the transformation of the circulating water system to optimizethe operation of the experiment, according to the experimental data, combined with the characteristics of the condenservariable condition, calculated the unit circulating water pump optimal operation combination. Practice has proved that theoptimization of the cold end of the circulating water can achieve the purpose of energy saving and the maximum economicKey words: condenser; optimum vacuum; circulating water pump; combination optimization; energy saving and consumptionreduction引言运行方式少,不能满足现场实际需要。本厂循环水泵电耗率设计值为≤0707%,2010年循环水泵电耗新昌电厂循环冷却水系统采用带自然通风冷却率为081%,2011年为076%,平均为0.78%,以塔的扩大单元制循环供水系统,每台机配置2台循上存在的问题是影响循环水泵电耗率的重要原因。环水泵及1座自然通风冷却塔,2台机组的4台循通过釆取措施,调节循环水量,使汽轮机在达到或环水泵共用1座循环水泵房,布置在2塔之间。目接近最佳真空下运行,可以降低循环水泵电耗率,前,循环水系统存在如下问题:1)#、拉冷却塔降低厂用电率及供电煤耗,达到进一步节能的目的联络门偏小,无法实现2机3泵运行;2)循环水泵在此背景下开展循环水系统冷端改造及运行优化研收稿日期:2015-12-14中国煤化工作者简介:邓冀平(1965-),男,江西吉安人,工程师,本科,毕业于东北电CNMHG开究方向:大型火电厂汽机专业、集控运行及节能降耗管理。能源研究与管理2016(1)开发与应用究意义重大。h计)[2×3300×4%×5500kWh=2904万kWh,采1循环水系统的改造用变频电机后每年节约厂用电量:[525.6-25962904]万kWh=20924万kWh1.1目前循环水系统存在的问题2塔贯通再加1台循泵双速电机改造方案分以本厂循环水系统运行工况设计有3个工况,冬下几部分季1机1泵,夏季高负荷1机2泵,春秋季2机31)将#1、#冷却塔进行贯通。在#、#塔之泵,但2台机组冷却塔之间的输水联络母管直径偏间开挖1条联络沟渠,采用明沟型式,明沟宽8m小,为1400mm。在2冷却塔高低差为200mm深16m(正常时的通流面积为80m),总长约137时,根据伯努利方程式:m。在2机3泵运行时,50%台循环水泵流量为61P+pgh +pV/2=P2+pgh+pV2/2+h(1)m3/s,水的流动速度076ms,经计算此时2塔的水联络管最大通流能力仅为1.6m3s,仅为单台循位差仅为60mm,完全可满足任何工况下2塔的水泵额定流量的13%。如采用2机3泵运行时,3台位平衡;循环水泵运行的总流量不能均匀地分流到2座冷却2)对A循环水泵电机进行双速改造;塔,无法实现2机3泵运行方式;同时汽轮机冷端3)将2台机循环水泵出口母管联络阀改造成可系统受环境因素的影响较大,不同季节的循环水温调式。差超过25℃,机组负荷也经常发生变化。同一天内通过以上改造,可实现以下功能峰谷差值为1倍,但现循环水系统釆用普通电机无1)可满足循环水系统设计2机3泵运行。调整转速的电机,不同负荷、不同季节的凝汽器循2)实现机组停运时,凝汽器内通过小流量的冷环水供水量只有依靠增减循环水泵的台数来实现调却水,加快机组冷却速度。节,而单台循环水泵电机容量大,循环水泵大部分3)实现冷却塔贯通后,将#、#2机循环水系时间不在经济工况点运行的情况,致使厂用电率高,统连为一体,可避免末贯通,某台机循环水故障将发电煤耗高,发电成本增大,为解决上述问题,开导致机组非停的恶性事故,提高机组的可靠性。展如下循环水系统冷端改造及运行优化研究对于循环水泵最优运行方式的研究,文献[5]针12循环水系统改造方案及经济效果分析对东汽600MW级机组冷端模块进行计算,下面引为提高循环水系统运行方式灵活性,满足不同用该研究成果数据对新昌电厂不同循环水温和负荷季节、不同水温、不同负荷下主机最佳真空对循环条件下循环水泵最优运行推算如下水量的要求,可采用和循环水泵电机变频和2塔贯以2台机2机3泵运行工况为例,根据各工况通再加1台循泵双速电机2种改造方案。点运行统计时间和计算得出的2机2泵切换到2机循环水泵电机变频改造是通过对每台机组中13泵和2机4泵时汽轮机功率增量与水泵耗功增量台循环水泵电机进行变频改造,通过高压变频调速的差值,得出2台机2机3泵运行工况下汽轮机净技术,根据机组负荷大小,不同季节的环境温度变增电量如表1所示。化等因素,合理控制循环水量维持凝汽器排汽压力对表1中各工况点节约的厂用电量进行汇总计的最佳真空,达到提高机组运行效率,降低机组煤算,总共为1682万kWh耗,降低循环水泵电机耗电率,节约厂用电。如循1.3双速改造后运行节能分析环水泵电机变频冷端改造后,通过改变循环水泵电改造后18极水泵的扬程H=(258×0872)m=19机转速,凝汽器冷却水量可连续调节,可实现在保53m,流量Q=(12.2×0.87)ms=1061m3s,轴功率证机组最佳真空的条件下,循环水泵电机电耗下降N=M×08373,改极前每台电机平均功率P=3038到设计值。循环水泵电机变频改造后节约厂用电量kW,相应可近似推算出18级电机功率约为3038(按年发电量72亿kWh):72×10kWhx(0.78%-kW×0.873,即18极电机功率为200lkW0.707%)5256万kWh,循环水泵变频室空调每天冬季12月底、1、2月份,循环水进水温度低消耗电量(每台循环水电机变频室需要3台20匹空于10℃,机组凝汽器真空在-97kPa以上,基本上调):(2×3×20×0.75×24)kW·h=2160kWh。按热季处于极限真凵中国煤化工后,可使循环4月120d计,每年变频室空调消耗25.92万kW·h水流量仅减」CNMHG节,循泵采用电量。每年变频器损耗电量(按可利用小时数5500低速运行方式不会对凝汽器真空造成影响,并能满开发与应用能鰾研宪与管理2016(1)95·表1改造后2机3泵运行工况净增电量kW·h水温/C负荷%1510041059016015.5298444372.5494229699697755496001028488518077488569636924950101168804574450967248012334806043337561505705171204212170104700足凝汽器对循环水的需求量,且有一定的余量。如2采用2塔贯通再加1台循泵双速电机改造后每台机循环水泵运行方式为1台低速泵和1台高速泵,年节厂用电量:[1037+168.2]万kWh=271.9万改极前每台电机电机平均功率P=3038kW,可近似kWh推算改极后电机功率约为3038kW×0.873=表2为2种改造方案的优缺点、费用及经济效2001kW,按低速电机运行1000h计,可节约厂用应对比,本厂选择2塔贯通再加1台循泵双速电机电1037kW×1000=103.7万kWh的改造方案。表22种改造方案的优缺点对比蕖改造内容优点缺点估计投资费用投资回报Wh率/年1)全国600MW等级机组极少循环对A、C循环速度快、中间环节狭窄;3)变频泵与工频变频528万正长设备寿命效率低4)初投资较土建暖通200万元,20924717同时可以实现软起动。另外土建和暖通6)变频般在4%左右。贯通2塔之间新建双速电机改造方案成熟受现场情况的限制单台泵电机改造区域为高效区工程量较大,施工时间较长。费用35万元循泵以C循环水泵运行方式切换灵活;无附加双速电机倒换需要停泵2塔贯通255万元,2719双速电机双速改造能量损耗;机组安全可靠进行倒换。总投资290万元电机性增强2运行优化及效果验证614改造后的循环水泵有多种运行配伍方式,在2机4泵(4高3高1低),2机3泵(3高高1普514低)和2机2泵(2高/高1低)6种配伍方式下E464进行了主机热力性能试验与凝汽器性能试验,针对4146种不同循环水泵运行方式时的经济性差异,并考虑机组的极限背压(100%负荷约30kPa,50%负荷凝汽器进水温度A℃C约20kPa),结合凝汽器变工况特性,计算获得了图1机组循环水系统经济调度操作图机组在不同凝汽器进水温度、不同凝汽器进水流量kWh),若以全年发电量60亿kWh计算,将节约下的循环水泵最佳运行方式,图1为在不同的循环4200t发电标煤,节能降耗效果明显。水进水温度、不同负荷下的循环水系统经济调度操3结论作图。经过循环水系统改造及运行优化,使得在不同本文根据循环水冷端存在的问题,开展了循环凝汽器进水温度、不同负荷下,能够保证机组凝汽水系统改造V凵中国煤化工究,实际运行器真空在最经济的真空附近工作,按照如图1所示效果表明CNMHG优化后,能够的循环水泵调度方式,可使机组供电煤耗降低0.7g保证机组凝汽器具空在最济具空附近工作,同时能源研完与管理2016(1)开发与应用2台机组循环水系统连为一体,可避免未贯通,某凹赵斌刘玲张文兵汽轮机冷端优化的研究[小热力透台机循环水故障将导致机组非停的恶性事故,提高平,2007,36(1):19-23了机组的经济性及可靠性,具有较强的可实现性及李青高山火力发电厂节能技术及其应用M北京应用价值。中国电力出版社,2007.[4]李秀云,严俊杰,林万超火电厂冷端系统评价指标及诊断方法的研究中国电机工程学报,2001,21(9):94-98参考文献冀玉春循环水泵运行方式优化方法试验分析门东北电力]王玮曾德良杨婷婷,等基于凝汽器压力估算法和循环水泵最优运行[几中国电机工程学报,2010(5):30-14技术,2002(2):18-20(上接第92页)合控矿。他认为火山塌陷和邹一石断裂在形成过程2徐磊李三忠刘鑫等华南钦杭结合带东段成矿特中伴随着一系列的次级裂隙,可能有更大的储量,征与构造背景[门海洋地质与第四纪地质,2012,32(5):57是找矿和井下探矿工程布置的重点。[3]吴玉相山铀矿田成矿流体地球化学特征及矿床成因探4结语讨D南昌:东华理工大学,2013.相山铀矿田已经被开釆了50多年,不管是成矿4]陈正乐,王永,周永贵,等江西相山火山-侵入杂岩体错石 SHRIMP定年及其地质意义中国地质,2013,40(1)物质来源还是火山侵入杂岩的性质都有许多的成果,217-231每一个后来人的研究都是建立在前人研究的基础上[s郭建相山铀矿田科学深钻岩石铀矿化蚀变作用研究D的,认识也会不断得到进步。例如上文中提到的北京:核工业北京地质研究院,2014大多数的人认为相山火山侵入杂岩有S型花岗岩的[6]林锦荣,胡志华谢国发等相山火山盆地组间界面、基底特征,但杨水源最新的研究认为具有A型花岗岩的界面特征及其对铀矿的控制作用铀矿地质,2014,30(3)特征。邹一石断裂一直都被认为是相山铀矿田的控135-140矿主断裂,然而,现在这一看法也受到了质疑。门]周玉龙杨松赣中相山矿田逆冲推覆构造地质特征与成在相山找矿过程中可以将目光投注到逆冲推覆矿关系[世界核地质科学,2012,29(2):72-7构造上,逆冲推覆构造控矿在已发现的矿床中占了[8]张万良相山矿田铀矿地质研究进展与趋势[资源调查与绝大多数,具有较大的找矿潜力;同样界面控矿,杨水源华南赣杭构造带含铀火山盆地岩浆岩的成因机制也是在实际找矿中总结出的经验。因此相山下一步及动力学背景D]南京:南京大学,2013.的找矿可以关注逆冲推覆构造体和界面接触带。[0饶泽煌江西相山铀矿田基性岩特征及意义研究四D]南相山火山盆地,基性岩出露较少,但基性岩的昌:东华理工大学,2012成岩时间和铀矿化时间十分接近,可以进一步探究[张万良江西相山铀矿田邹一石断裂新解[资源调查与基性岩和铀成矿的关系。环境,2014,35(1)46-52.[12]邵飞,邹茂卿,许健俊,等.相山火山盆地西部SN向构参考文献造特征及其形成机制[门铀矿地质,2013,29(5):257-262[]杨明桂梅勇文钦一杭古地块与成矿带的主要特征华13]胡荣泉徐金山贾志远等浅谈邹家山一石洞断裂带成南地质与矿产,1997(3):53-59矿条件及其控矿特征门东华理工大学学报:自然科学版2013,36(2):113-119中国煤化工CNMH