2015年第3期ENERGY CONSERVATION(總第390期)循環(huán)水尾能發(fā)電在電廠中的應用柳華,丁倩(國核電力規(guī)劃設計研究院,北京10005摘要:提出沿江沿海的大型直流循環(huán)火電機組在循環(huán)水排水過程中加設小型水輪發(fā)電機可進行尾能利用方案,利用排水尾能進行二次發(fā)電以供廠內用電,節(jié)約能源;并介紹水輪發(fā)電機組利用循環(huán)水尾能發(fā)電在某2×1000MW電廠中的應用情況。關鍵詞:小水電站;火電廠;循環(huán)水尾能;節(jié)能中圖分類號:TK15;TM62l文獻標識碼B文章編號:1004-7948(2015)03-0044-02doi:103969/jiss.1004-7948.2015.03.011引言尾能發(fā)電機組→大海。循環(huán)水尾能發(fā)電系統(tǒng)流程如圖1所示。地處沿江沿海的大型火力發(fā)電廠循環(huán)水排水,存在可利用的貫流尾能,如果直接排掉,能量未充水輪發(fā)電機配電及控制室分利用,易造成浪費。為了進一步做到能源的綜合利用,充分利用火力發(fā)電廠循環(huán)水排水尾能,一些水排水火力發(fā)電廠在循環(huán)水排水口安裝小型水輪發(fā)電機,排水溝充分利用其水頭及流量進行循環(huán)水排水尾能發(fā)電,最水輪發(fā)電機房水輪發(fā)電機「循環(huán)水市虹明排水溝大限度地發(fā)揮節(jié)能減排、環(huán)境保護循環(huán)經濟等優(yōu)勢。水排水近年來,多個采用直流供水系統(tǒng)的大型火力發(fā)水輪發(fā)電機電廠,像湖北省的陽邏、襄樊、黃石,江西省的豐城檢修間電廠,均建設了尾水回收水利發(fā)電站,都取得了良好的經濟效益。根據(jù)濱海電廠循環(huán)水排水口特點,存在可利用的貫流尾能,為了進一步做到能源圖1循環(huán)水尾能發(fā)電系統(tǒng)流程圖的綜合利用,充分利用電廠循化水排水尾能,某電廠2×100MW機組在循環(huán)水排水口處設置2臺2循環(huán)水尾能發(fā)電系統(tǒng)裝機、布置及運行方式50%的軸伸貫流式水輪發(fā)電機組2,利用排水尾2.1水輪發(fā)電機的裝機情況能發(fā)電,裝機容量達2×670kW,并于2012年投入夏季、春秋季時虹吸井設計堰上水位為4m,冬使用。季為3.83m,可利用水頭為3.0m,夏季、春秋季循1循環(huán)水排水尾能發(fā)電系統(tǒng)流程環(huán)冷卻水量為5930m3/s,冬季循環(huán)冷卻水量為44.98m3/s,具體參數(shù)如表1所示。某電廠循環(huán)水系統(tǒng)為單元制,采用以海水為水某電廠循環(huán)水流量大、變化幅度小,且可利用源的直流供水系統(tǒng)。2臺機組共用1座循環(huán)水泵水頭在3.0m以上,水輪機額定水頭為292m,總房,每臺機組配3臺33%容量循環(huán)水泵,1條流量為60m3/s。根據(jù)以上參數(shù)電廠安裝2臺額定D3800循環(huán)水壓力排水管,1座虹吸井;1條3.6mx出力為746kW的軸伸貫流機組的水輪機,型號為36m單孔鋼筋混凝土排水溝。GD008-WZ-260,并配2臺額定容量為循環(huán)水尾能發(fā)電系統(tǒng)流程為:循環(huán)水壓力排水837.5kVA的水輪發(fā)電機組,型號為SFW670-10/管→虹吸井→排水溝→水輪發(fā)電機組前池→排水119,利用循環(huán)水的尾能進行發(fā)電。15年第3期節(jié)能(總第390期)ENERGY CONSERVATION45表1循環(huán)水壓力排水參數(shù)表夏季春秋季冬季1%高潮位0.1%高潮位97%低潮位56、10、111~4、12潮位/.42流量/ms-159.3059.30.9859.3059.3044.98虹吸井堰上水位/m834.103.83排水溝水阻/m0.530.30.69前池水位/m3.533.413.713.43可利用水頭2.2尾能利用系統(tǒng)布置3)電站輔助設備(油、水、氣系統(tǒng))的監(jiān)測、控在循環(huán)水排水溝道消能出口前的閘門井位置制和保護。開始取消閘門井及其下游溝道和排水口,設進水3.2控制方式及自動化水平前池軸伸貫流式水輪發(fā)電機房、接尾水部分,共同2臺水輪發(fā)電機組控制系統(tǒng)采用DCS遠程控組成尾能利用系統(tǒng)。制站的控制方式,可實現(xiàn)無人值守,通過冗余通訊為保證在任何情況下,尾能利用系統(tǒng)都不影響方式與機組DCS實現(xiàn)通訊,在機組集控室內實現(xiàn)主體機組排水,即正常情況下,主體機組排水通過對2臺水輪發(fā)電機組的監(jiān)視、控制、報警和故障停尾能發(fā)電機組,水輪發(fā)電機檢修或事故時,排水應機處理照常進行,因此在尾能系統(tǒng)中,設置旁路及溢流堰,3.3運行效益分析旁路為一斜坡流道并與尾水連接。在水輪機入口按照設計運行小時計算時,2臺發(fā)電機組年發(fā)處,每臺水輪機前設閘門控制溢流堰也設閘門。電量可達約830MWh,相當于節(jié)約燃煤1925具當循環(huán)水排水量大于小水電機組進水流量時,多出有一定的環(huán)保和經濟效益。水輪發(fā)電機組年發(fā)電的部分可通過溢流堰溢流至旁路;當大火電機組正量估算情況如表2所示。常運行而水輪機機組停機時還可打開溢流堰上的表2水輪發(fā)電機組年發(fā)電量估算表閘門使水流直接進入旁路。保證循環(huán)水排水通暢。夏季春秋季冬季旁路采用一側單旁路布置即排水發(fā)電廠房中間布設計運行小時數(shù)/h1833年運行比重1375/55001833/55002292/5500置2臺水輪發(fā)電機,在2臺水輪發(fā)電機的一側設旁發(fā)電量估算/kWh30513503117351路旁路流道頂板采用梁板結構板頂設電控間。年總發(fā)電量/MWh8322排水發(fā)電廠房尾水兩旁側墻向海延伸,其后以2臺發(fā)電機組年發(fā)電量可達8300MWh,相當擴散段形式將側墻直接與護岸兩側防波堤連接,于節(jié)約燃煤1925t,具有一定的環(huán)保和經濟效益。形成尾水部分。尾水底板高程反坡與海底相連,其底板出廠房后釆用大塊石護底,尾水側墻因深度較4結語大,采用鋼筋混凝土結構,與發(fā)電廠房下部結構相某電廠工程中尾能發(fā)電的應用,節(jié)約了能源,連接,每側采用扶壁結構以增加其側墻的穩(wěn)定性。并且實現(xiàn)了能源的二次利用,所發(fā)電直接供電廠輔3尾能發(fā)電控制系統(tǒng)助系統(tǒng)有效補充了廠用電消耗降低了生產運行成本,提高了電廠運行的經濟效益,現(xiàn)場運行情況某電廠水輪發(fā)電機出口額定電壓為10.kV,很好,為同類工程項目提供了借鑒。接入脫硫10kV母線,與廠用電并聯(lián)運行。參考文獻3.1控制系統(tǒng)的控制范圍[1]力順孟雄邦李泰來利用火力發(fā)電廠尾水發(fā)電的設1)機組(水輪機和發(fā)電機)及其附屬設備(包計與實踐[].水電與新能源,2010,88(2):2-74.括調速器、勵磁系統(tǒng)和主閥等)的監(jiān)測、控制、調節(jié)[2]鐘心剛,吳泰孟,馮創(chuàng)先軸伸貫流式水電站設計中的幾點體會[J]廣東水利水電,2014,(5):29-31和保護;作者筒介:柳華(1979-),女,山東棲霞人,碩土,工程師,2)升壓站(包括10.kⅴ斷路器)的監(jiān)測、控制從事火力發(fā)電廠相關設計工作和保護及同期;收稿日期:2014-11-07;修回日期:2015-01-20