技術(shù)交流連城電廠循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行存在問(wèn)題分析及優(yōu)化建議喬萬(wàn)謀.(連城電廠. ,甘肅永登730332)[摘要]對(duì)連城電廠循環(huán)(冷水)水系統(tǒng)運(yùn)行存在的循環(huán)水溫度低、凝汽器冷卻倍率低的問(wèn)題及其對(duì)全廠經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的影響進(jìn)行了定量分析,提出了循環(huán)水溫度升高后提高冷卻倍率的優(yōu)化方案。同時(shí),對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)設(shè)備提出了改造建議，以滿足不同季節(jié)合理調(diào)配冷卻水量的需求。[關(guān)鍵詞]凝汽器;循環(huán)水系統(tǒng);凝汽器冷卻倍率;經(jīng)濟(jì)分析[中圖分類號(hào)]TK264.1[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A[文章編號(hào)]1002 - 3364(2003)07 -0068 -0422型循環(huán)水泵和1臺(tái)32SA-19B型循環(huán)水泵,冷卻水1循環(huán)水系統(tǒng)存在的問(wèn)題采用母管方式供水,4臺(tái)泵出口匯合后用2條母管供至主廠房,1、2 號(hào)汽輪機(jī)凝汽器分別從2條母管取水，1.1循環(huán)水系統(tǒng)現(xiàn)狀其中各機(jī)甲側(cè)凝汽器從1號(hào)母管取水,乙側(cè)凝汽器從連城電廠裝設(shè)2臺(tái)北京重型電機(jī)廠生產(chǎn)的N100.2號(hào)母管取水。48SH-22型循環(huán)水泵實(shí)際配用電機(jī)- 90/535型汽輪機(jī),配套N-6815-1型凝汽器。該凝容量為1 000kW ,其設(shè)計(jì)主要的工作參數(shù)見表2。汽器有關(guān)參數(shù)見表1。表248SH-22 型循環(huán)水泵主要的工作參數(shù)表1N-6815-1型凝汽器技術(shù)參數(shù)和熱力計(jì)算參數(shù)允許吸泵型號(hào)流量Q/揚(yáng)程H轉(zhuǎn)速n,效率η/上高度頁(yè)目數(shù)據(jù)來(lái)源數(shù)值m3●lH./kPa冷卻面積Fr:/m2設(shè)計(jì)值681548SH - 229 000279. 542. 2冷卻倍率m取定s0配電機(jī)11 000257.948586.836.3凝結(jié)水流量Gn/t.h- 1571250 kW12 500231. 48831.4冷卻水進(jìn)口溫度t/C20冷卻水流量W/t.h-115 4208SH - 22A8500192.2.80. 543.1水側(cè)阻力Hx/kPa設(shè)計(jì)計(jì)算值47.710 0004840. 2800 kW凝汽器內(nèi)設(shè)計(jì)壓力pn/kPa4.912020 140. 23033.3排汽比焓in/kJ.kg-2 271. 34蒸汽飽和溫度to/C按p查32. 55大通河年平均水溫較低，絕大部分時(shí)間的冷卻水過(guò)冷度Otn/C0. 55溫度低于20°C。調(diào)整熱水回流量的大小,將冬季河水凝結(jié)水溫度tn/Ctx一 Ot32溫度控制在5°C~8°C。水溫太低雖對(duì)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有冷卻水溫升st/Ct2-18.51利,但會(huì)使凝汽器水室與汽側(cè)溫差太大,易造成凝汽器冷卻水出口溫度12/°C .1+0128. 51凝汽器端差8,/Ctz-12 .4. 04銅管管口滲漏,從而造成凝結(jié)水硬度大,影響安全運(yùn)冷卻水供水方式為開式直流供水，取自大通河。行,甚至中國(guó)煤化工行經(jīng)驗(yàn)表明,冷卻水溫控制在YHCN MH經(jīng)濟(jì)、安全運(yùn)行。當(dāng)冷在大通河岸建有岸邊泵房,泵房?jī)?nèi)安裝有3臺(tái)48SH -收稿日期: 2002 -09-09作者簡(jiǎn)介:喬萬(wàn)謀,(1963 -).男,工程碩士學(xué)位,高級(jí)工程師,現(xiàn)任連城電廠總工程師。68扔方發(fā)蠅●2003(7)技術(shù)交流卻水溫低于5 °C時(shí)，會(huì)經(jīng)常發(fā)生凝汽器泄漏現(xiàn)象。樸條件不變的情況下,冷卻水的溫升因水量變化,最大將據(jù)歷年來(lái)運(yùn)行資料統(tǒng)計(jì),冷卻水溫度年度平均變化為:升高到17.5 °C。冬季5°C~9 °C,春秋兩季為9°C~15 °C,夏季為15根據(jù)凝汽器中蒸汽的飽和溫度與冷卻水入口溫°C~20°C。夏季個(gè)別年份有時(shí)超過(guò)20 °C。度、冷卻水溫升、凝汽器端差的關(guān)系式:考慮到冷卻水溫度較低,循環(huán)水泵選用電機(jī)時(shí)比tz =t+Ot十δ1)原泵設(shè)計(jì)要求配用電機(jī)小(原泵設(shè)計(jì)配用電機(jī)為其它條件不變時(shí),循環(huán)水溫升增加1 C,汽輪機(jī)排汽溫1 250 kW ,實(shí)際配用電機(jī)為1 000kW),現(xiàn)場(chǎng)采用車削度將相應(yīng)增高1 °C。事實(shí)上,循環(huán)水量的變化,還直接循環(huán)水泵葉輪的方法來(lái)滿足配用電機(jī)功率不足的問(wèn)影響凝汽器端差。凝汽器總體傳熱系數(shù)除與其結(jié)構(gòu)有題。這樣,實(shí)際運(yùn)行的循環(huán)水泵工作性能處于表2中關(guān)外,受銅管清潔程度、冷卻水流速、冷卻水溫度、蒸汽所列的48SH-22型與48SH-22A型之間。為了保負(fù)荷率等運(yùn)行因素的影響。銅管清潔程度越差,冷卻證機(jī)組的安全運(yùn)行,汽輪機(jī)房循環(huán)水母管壓力不能低水流速越低,其傳熱系數(shù)越小,凝汽器端差就越大。于0.1MPa,按這樣的條件計(jì)算循環(huán)水泵的最佳揚(yáng)程此外，雜草堵塞凝汽器管口,冷卻水量的減小，使應(yīng)在(156.9~176. 5) kPa左右,按泵的性能曲線查得銅管內(nèi)水流速度降低,在冷卻水泥沙含量較大時(shí)，易造的流量范圍在(11000~12 000)t/h之間,除去供化學(xué)成銅管內(nèi)的泥沙沉積。受出口溫度升高影響泥沙結(jié)成制水用水及其它冷卻用水,按11 000 t/h的冷卻水流軟垢，使凝汽器端差急劇升高,如不及時(shí)進(jìn)行沖洗，可量計(jì)算凝汽器的冷卻倍率m為42.8,冷卻水溫升為能造成停機(jī)事故。運(yùn)行中在凝汽器冷卻水反沖洗改造12C。這與現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)基本符合。以前，曾幾次發(fā)生凝汽器銅管泥沙沉積被迫停機(jī)進(jìn)行人工沖洗的事件,但自凝汽器冷卻水反沖洗改造后再1.2冷卻水溫度及流量對(duì)全廠經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的影響未發(fā)生此類事故。以上分析表明,年平均冷卻水溫度低,是凝汽器經(jīng)綜上所述,冷卻水系統(tǒng)的運(yùn)行,無(wú)論是對(duì)機(jī)組的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的有利條件,但配用循環(huán)水泵小又影響了凝汽濟(jì)性還是安全性，其影響都是舉足輕重的。不考慮端器的運(yùn)行,使凝汽器冷卻水溫升大于設(shè)計(jì)值3.5 °C。差的影響,在凝汽器較清潔的條件下，端差按設(shè)計(jì)值這是在循環(huán)水系統(tǒng)處于最佳運(yùn)行方式,凝汽器比較清4.04°C計(jì)算;由于冷卻水量不足造成冷卻水溫升增大潔,主機(jī)其它冷卻用水使用工業(yè)水的條件下得出的結(jié)4 °C,這部分由冷卻水進(jìn)口溫度降低來(lái)補(bǔ)償。設(shè)計(jì)冷果。實(shí)際運(yùn)行中,凝汽器冷卻水溫升均大于設(shè)計(jì)值卻水進(jìn)口溫度為20 °C，則在冷卻水進(jìn)口溫度低于164°C以上,其原因是凝汽器不可能-直保持清潔狀況°C ,凝汽器可以達(dá)到設(shè)計(jì)工況,汽輪機(jī)真空可以在設(shè)計(jì)運(yùn)行。由于循環(huán)水系統(tǒng)是開式系統(tǒng),水源取自大通河,真空以上。當(dāng)冷卻水進(jìn)口溫度高于16 °C時(shí),汽輪機(jī)真該河流為山區(qū)性河流,河水中雜草較多,特別是夏季洪空將低于設(shè)計(jì)值,其排汽溫度高于設(shè)計(jì)值。由于水流水季節(jié),上游地區(qū)水土流失,不僅造成循環(huán)水含沙量的速度及銅管清潔程度及其它換熱條件的影響,實(shí)際運(yùn)增大,而且含有大量的雜草根、樹根、枯葉以及上游工行的凝汽器端差比設(shè)計(jì)值高出4°C以上,如果考慮凝業(yè)及生活垃圾。春、秋、冬季河水雜草以落葉、垃圾及汽器端差的影響，則汽輪機(jī)真空低于設(shè)計(jì)值對(duì)應(yīng)的冷農(nóng)業(yè)廢棄植物秸桿為主。由于循環(huán)泵入口防草設(shè)施設(shè)卻水溫度應(yīng)是12°C。因此,當(dāng)冷卻水溫度低于12°C計(jì)水平低.設(shè)備比較落后,不能有效防止雜草進(jìn)入循環(huán)時(shí),汽輪機(jī)可以在設(shè)計(jì)真空以上運(yùn)行;當(dāng)冷卻水溫度高水系統(tǒng),所以反沖洗后短期內(nèi)凝汽器比較清潔,隨時(shí)間于12 °C時(shí),汽輪機(jī)真空將低于設(shè)計(jì)真空,汽輪機(jī)排汽的推移,至下一反沖洗周期雜草逐漸堵塞、堆積。凝汽溫度將高于設(shè)計(jì)值。而且,冷卻水進(jìn)口溫度每升高器的水側(cè)阻力也經(jīng)歷一個(gè)從小到大的過(guò)程。運(yùn)行資料1 C ,汽輪機(jī)排汽溫度將相應(yīng)升高1 C。表明,一般情況下1個(gè)沖洗周期內(nèi)凝汽器水側(cè)阻力變化(0.05~0. 12)MPa,其時(shí)間取決于河水的雜草含量,2循環(huán)水系統(tǒng)改進(jìn)方案及優(yōu)化建議周期長(zhǎng)的1個(gè)月左右,周期短的幾個(gè)小時(shí)(洪水期間)。中國(guó)煤化工在1個(gè)運(yùn)行周期,由于系統(tǒng)阻力決定了循環(huán)水泵揚(yáng)程要從(0.16~0. 23)MPa范圍發(fā)生變化。根據(jù)水泵性MHCNMHG針劉舊壞小樂(lè)元什讓的問(wèn)題，在將原來(lái)設(shè)計(jì)的凝能曲線查得,冷卻水流量也經(jīng)歷1個(gè)變化周期，從汽器循環(huán)水系統(tǒng)改造為可以反沖洗運(yùn)行的基礎(chǔ)上,在11 000 t/h變化到7 500t/h左右。在凝汽器其它運(yùn)行循環(huán)泵配用電機(jī)及水泵本體不變的情況下,將循環(huán)水熱力發(fā)電●2003(7)] 69技術(shù)交流泵葉輪更換為新型高效葉輪。由于實(shí)際循環(huán)水系統(tǒng)所有利真空,以保證機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性。所謂最有利真空,需水泵揚(yáng)程為(156.9~ 196.1)kPa, 原泵設(shè)計(jì)揚(yáng)程就是由于提高真空所增加的電功率與循環(huán)水泵等所消257.9kPa,偏離較多,導(dǎo)致其運(yùn)行效率較低。在更換耗的電功率之差值達(dá)最大時(shí)的真空值,即此時(shí)經(jīng)濟(jì)上新型高效葉輪時(shí),以現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際循環(huán)水系統(tǒng)所需水泵揚(yáng)的收益最大。為此,應(yīng)盡量合理調(diào)配冷卻水量,即在不程為基礎(chǔ),重新設(shè)計(jì)葉輪流道。新葉輪設(shè)計(jì)高效率點(diǎn)同的負(fù)荷、冷卻水溫度下，合理調(diào)配循環(huán)水泵,使經(jīng)濟(jì)揚(yáng)程147.1 kPa,流量14500t/h。1997 年3月進(jìn)行改上最有利。造后試驗(yàn),泵的揚(yáng)程192.2kPa時(shí),流量12 260 t/h,效根據(jù)熱力系統(tǒng)的計(jì)算結(jié)果,當(dāng)汽輪機(jī)排汽溫度每高率為78. 8%,而改造前僅在68%~70%之間。改造后于設(shè)計(jì)值1°C,全廠標(biāo)準(zhǔn)煤耗將上升(將計(jì)算結(jié)果近似的循環(huán)水泵流量增大,消耗功率降低,按增加冷卻水流線性化處理)1 g/(kW.h)以上。當(dāng)2臺(tái)汽輪機(jī)排汽溫度量1 000t/h計(jì)算,冷卻水溫升降低(汽側(cè)條件不變)均高于設(shè)計(jì)值4 °C時(shí)啟動(dòng)第3臺(tái)循環(huán)水泵。由于冷卻1 °C ,相應(yīng)汽輪機(jī)排汽溫度也降低1 °C。 循環(huán)水泵運(yùn)水量增大,汽輪機(jī)排汽溫度低于設(shè)計(jì)值,按單機(jī)降低排行中電流降低5A左右,按此估算循環(huán)水泵消耗功率汽溫度4 C計(jì)算,全廠標(biāo)準(zhǔn)煤耗將降低4 g/(kW.h)以降低41.6kW ,按年運(yùn)行7 000h計(jì)算,循環(huán)水泵每年上。此時(shí)增加消耗的部分,就是運(yùn)行第3臺(tái)循環(huán)水泵所節(jié)電291 200 kW.h。消耗的功率。連城電廠循環(huán)水泵的耗電量占全廠發(fā)電采取上述措施以后,使循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行狀況得到量的1%~1.2% ,按1. 2%計(jì)算,單臺(tái)機(jī)組由于第3臺(tái)循改善.凝汽器冷卻水量不足問(wèn)題有所緩解,但還未能徹環(huán)水泵所消耗電量的影響,使全廠廠用電量升高0.6%，底解決冷卻水溫度高于12 °C以上時(shí),凝汽器冷卻水量供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗增高2. 2 g/(kW.h)。不足,汽輪機(jī)處于設(shè)計(jì)真空以下長(zhǎng)期運(yùn)行的被動(dòng)局面。因此,2臺(tái)機(jī)的排汽溫度均高于設(shè)計(jì)值4 C以.上事實(shí)上,由于汽輪機(jī)相對(duì)內(nèi)效率較低,汽輪機(jī)熱損失增時(shí),啟動(dòng)第3臺(tái)循環(huán)水泵是合理的,是比較經(jīng)濟(jì)的。計(jì)大,同樣的排汽壓力下,汽輪機(jī)排汽焓將高于設(shè)計(jì)值。算的經(jīng)濟(jì)效益為降低全廠標(biāo)準(zhǔn)煤耗1. 8 g/(kW.h)以在額定負(fù)荷下,其排汽量將大于設(shè)計(jì)值。熱力試驗(yàn)中上。實(shí)際汽輪機(jī)排汽焓2 383. 4 kJ/kg,排汽量279. 8 t/h,均大于設(shè)計(jì)值，使凝汽器冷卻水量不足的矛盾更為突2.3循環(huán)水泵改造出。國(guó)內(nèi)100 MW機(jī)組配置的循環(huán)水泵大部分為上海、沈陽(yáng)、長(zhǎng)沙三大水泵廠生產(chǎn)的48SH-22型循環(huán)水2.2優(yōu)化循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行方式泵,一般1機(jī)2泵。這種泵存在以下不足:針對(duì)冷卻水量不足的問(wèn)題,建議充分利用現(xiàn)有的(1)實(shí)際值偏離設(shè)計(jì)參數(shù)太遠(yuǎn),導(dǎo)致效率降低。循環(huán)水系統(tǒng)和設(shè)備，當(dāng)汽輪機(jī)真空低于設(shè)計(jì)值時(shí),增加據(jù)統(tǒng)計(jì),冷卻水采取冷卻塔閉式冷卻的循環(huán)水系統(tǒng),阻1臺(tái)循環(huán)水泵運(yùn)行,這樣在2臺(tái)機(jī)組運(yùn)行時(shí),每臺(tái)機(jī)增力大約在(166.7~186.3) kPa之間,原泵揚(yáng)程257. 9加冷卻水流量5000t/h以上。根據(jù)凝汽器熱平衡方程kPa,偏離較多,導(dǎo)致其實(shí)際運(yùn)行效率降低較多,一般可計(jì)算得出,凝汽器冷卻水量增加5000t/h時(shí),凝汽器只有70%左右。連城電廠循環(huán)水泵進(jìn)行葉輪的高效冷卻倍率將增大至62. 3,冷卻水溫升減小為8.2 °C，化改造后,實(shí)測(cè)循環(huán)泵效率只達(dá)到78%~ 80%,距離與運(yùn)行1臺(tái)循環(huán)泵相比較,冷卻水溫升降低近4°C,根設(shè)計(jì)值相差仍比較大。未改造前的循環(huán)泵效率則更據(jù)式(1)可知,凝汽器蒸汽凝結(jié)溫度將降低近4 °C?？际稀]到冷卻水量對(duì)凝汽器端差的影響，汽輪機(jī)排汽溫度(2)運(yùn)行方式不靈活。該種配置1年中大部分時(shí)將降低4 °C以上。汽輪機(jī)排汽溫度和排汽壓力降低。間存在運(yùn)行1臺(tái)泵流量不足,2臺(tái)泵流量過(guò)大的情況,汽輪機(jī)真空低于設(shè)計(jì)值時(shí),增加1臺(tái)循環(huán)水泵運(yùn)行,其且無(wú)法調(diào)節(jié),不能使機(jī)組處于最有利真空運(yùn)行。經(jīng)濟(jì)性需通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較才能得出正確的結(jié)論。連城電廠循環(huán)水系統(tǒng)為集中供水,循環(huán)水系統(tǒng)阻在凝汽設(shè)備的運(yùn)行中，雖然從各方面采取措施，以中國(guó)煤化二之間，雖不能解決循環(huán)獲得高度真空,但受到極限真空的限制,當(dāng)真空達(dá)到極水泵揚(yáng):YHCNMHG率降低問(wèn)題，但卻可限真空后,再繼續(xù)提高真空,汽輪機(jī)功率不再增加。相以合理調(diào)比舊邛小水達(dá)1口雙，實(shí)現(xiàn)最有利真空。自反,為了達(dá)到更高的真空要花費(fèi)更多的廠用電量,從經(jīng)投運(yùn)以來(lái),該廠一直沿用單機(jī)運(yùn)行1臺(tái)循環(huán)水泵,雙機(jī)濟(jì)上來(lái)說(shuō)是不合算的。對(duì)于運(yùn)行中的機(jī)組,應(yīng)取得最運(yùn)行2臺(tái)循環(huán)水泵的方法。在夏季負(fù)荷率較低的情況四振方發(fā)據(jù)●2003(7)技術(shù)交流下,其運(yùn)行的不合理性沒(méi)有完全暴露出來(lái)，但隨著大通備運(yùn)行影響不大;而有煤耗增加功率部分,將使汽輪機(jī)河水年平均溫度的逐年上升,冷卻水量在夏季不足的的排汽量增大。根據(jù)各制造廠的熱平衡計(jì)算,改造后矛盾日益突出。因此,改變傳統(tǒng)的運(yùn)行方式,合理調(diào)配的機(jī)組在110 MW工況，排汽量為(270~ 280)t/h,比循環(huán)水泵的運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)最大的經(jīng)濟(jì)效益已勢(shì)在必行。原設(shè)計(jì)排汽量大5%~9%,將增加凝汽器的熱負(fù)荷,除對(duì)現(xiàn)有的循環(huán)水泵進(jìn)行經(jīng)濟(jì)調(diào)度以外,對(duì)循環(huán)使汽輪機(jī)真空降低,影響汽輪機(jī)通流部分的改造效果。水泵進(jìn)行高效改造和雙速改造,也是優(yōu)化循環(huán)水系統(tǒng)在夏季循環(huán)水溫度較高時(shí),有可能限制機(jī)組的出力。運(yùn)行的有效方法。其改造內(nèi)容如下:所以,循環(huán)水泵的高效改造也是必要的。(1)采用G48SH新型泵或新型設(shè)計(jì)的葉輪,新型泵設(shè)計(jì)參數(shù)與實(shí)際循環(huán)水系統(tǒng)阻力相吻合,在高效區(qū)3結(jié)論及建議降低原泵揚(yáng)程,增加流量。改造后水泵的工作點(diǎn)效率可高于原泵實(shí)際效率的15%~ 20%。(1)循環(huán)水溫度低是凝汽器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的有利條(2)電機(jī)采用雙速,根據(jù)不同的季節(jié)采用不同的件，但冷卻倍率降低將影響汽輪機(jī)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，在不同轉(zhuǎn)速,增加了系統(tǒng)調(diào)節(jié)的靈活性,最大限度地節(jié)約廠用的冷卻水溫度采用不同的冷卻倍率是保證發(fā)電廠經(jīng)濟(jì)電。夏季采用高速,在與原泵功率相同的條件下,多供運(yùn)行的合理方法。根據(jù)冷卻水溫度變化情況,合理調(diào)水(3000~ 4000)t/h,以提高機(jī)組真空;冬季采用低速,配循環(huán)水泵的運(yùn)行方式,是保證經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的有效方法。在與原泵流量相當(dāng)?shù)那闆r下,電機(jī)消耗功率下降四分(2)根據(jù)不同的循環(huán)水系統(tǒng)的阻力特點(diǎn),選擇不之一以上。同型式循環(huán)水泵,使其流量與揚(yáng)程合理匹配，使循環(huán)水(3)進(jìn)行水力優(yōu)化設(shè)計(jì),泵的高效區(qū)加寬,確保循泵經(jīng)常在高效區(qū)運(yùn)行,可保證汽輪機(jī)組長(zhǎng)期處于最有環(huán)水泵在2個(gè)轉(zhuǎn)速下實(shí)際運(yùn)行效率均在86%以上。利真空運(yùn)行。G48SH-22型循環(huán)水泵主要性能參數(shù)如表3所(3)建議對(duì)循環(huán)水泵進(jìn)行改造,以滿足不同季節(jié)示。合理調(diào)配冷卻水量的要求,解決夏季增水、冬季節(jié)電的表3G48SH-22型循環(huán)水泵主要性能參數(shù)問(wèn)題.提高全廠的經(jīng)濟(jì)性。泵型號(hào)流量Q/揚(yáng)程H/轉(zhuǎn)速n/效率η軸功率/配電機(jī)功m*.h-lkPa r.min-kW 率/kW[參考文獻(xiàn)]G48SH-18 17 000176. 5485889471 0000[1] 張超杰.汽輪機(jī)現(xiàn)場(chǎng)節(jié)能技術(shù)的研究分析[Z].四川省電G48SH-17 16 000171. 681 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