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(yīng)用柳華,丁倩(國(guó)核電力規(guī)劃設(shè)計(jì)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(jī)組在循環(huán)水排水過(guò)程中加設(shè)小型水輪發(fā)電機(jī)可進(jìn)行尾能利用方案,利用排水尾能進(jìn)行二次發(fā)電以供廠內(nèi)用電,節(jié)約能源;并介紹水輪發(fā)電機(jī)組利用循環(huán)水尾能發(fā)電在某2×1000MW電廠中的應(yīng)用情況。關(guān)鍵詞:小水電站;火電廠;循環(huán)水尾能;節(jié)能中圖分類號(hào):TK15;TM62l文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼B文章編號(hào):1004-7948(2015)03-0044-02doi:103969/jiss.1004-7948.2015.03.011引言尾能發(fā)電機(jī)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(jī)配電及控制室分利用,易造成浪費(fèi)。為了進(jìn)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(jī),排水溝充分利用其水頭及流量進(jìn)行循環(huán)水排水尾能發(fā)電,最水輪發(fā)電機(jī)房水輪發(fā)電機(jī)「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(hù)循環(huán)經(jīng)濟(jì)等優(yōu)勢(shì)。水排水近年來(lái),多個(gè)采用直流供水系統(tǒng)的大型火力發(fā)水輪發(fā)電機(jī)電廠,像湖北省的陽(yáng)邏、襄樊、黃石,江西省的豐城檢修間電廠,均建設(shè)了尾水回收水利發(fā)電站,都取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。根據(jù)濱海電廠循環(huán)水排水口特點(diǎn),存在可利用的貫流尾能,為了進(jìn)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(jī)組在循環(huán)水排水口處設(shè)置2臺(tái)2循環(huán)水尾能發(fā)電系統(tǒng)裝機(jī)、布置及運(yùn)行方式50%的軸伸貫流式水輪發(fā)電機(jī)組2,利用排水尾2.1水輪發(fā)電機(jī)的裝機(jī)情況能發(fā)電,裝機(jī)容量達(dá)2×670kW,并于2012年投入夏季、春秋季時(shí)虹吸井設(shè)計(jì)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(tái)機(jī)組共用1座循環(huán)水泵水頭在3.0m以上,水輪機(jī)額定水頭為292m,總房,每臺(tái)機(jī)組配3臺(tái)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(tái)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(jī)組的水輪機(jī),型號(hào)為36m單孔鋼筋混凝土排水溝。GD008-WZ-260,并配2臺(tái)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(jī)組,型號(hào)為SFW670-10/管→虹吸井→排水溝→水輪發(fā)電機(jī)組前池→排水119,利用循環(huán)水的尾能進(jìn)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(shè)備(油、水、氣系統(tǒng))的監(jiān)測(cè)、控在循環(huán)水排水溝道消能出口前的閘門(mén)井位置制和保護(hù)。開(kāi)始取消閘門(mén)井及其下游溝道和排水口,設(shè)進(jìn)水3.2控制方式及自動(dòng)化水平前池軸伸貫流式水輪發(fā)電機(jī)房、接尾水部分,共同2臺(tái)水輪發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)采用DCS遠(yuǎn)程控組成尾能利用系統(tǒng)。制站的控制方式,可實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守,通過(guò)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(jī)組DCS實(shí)現(xiàn)通訊,在機(jī)組集控室內(nèi)實(shí)現(xiàn)主體機(jī)組排水,即正常情況下,主體機(jī)組排水通過(guò)對(duì)2臺(tái)水輪發(fā)電機(jī)組的監(jiān)視、控制、報(bào)警和故障停尾能發(fā)電機(jī)組,水輪發(fā)電機(jī)檢修或事故時(shí),排水應(yīng)機(jī)處理照常進(jìn)行,因此在尾能系統(tǒng)中,設(shè)置旁路及溢流堰,3.3運(yùn)行效益分析旁路為一斜坡流道并與尾水連接。在水輪機(jī)入口按照設(shè)計(jì)運(yùn)行小時(shí)計(jì)算時(shí),2臺(tái)發(fā)電機(jī)組年發(fā)處,每臺(tái)水輪機(jī)前設(shè)閘門(mén)控制溢流堰也設(shè)閘門(mén)。電量可達(dá)約830MWh,相當(dāng)于節(jié)約燃煤1925具當(dāng)循環(huán)水排水量大于小水電機(jī)組進(jìn)水流量時(shí),多出有一定的環(huán)保和經(jīng)濟(jì)效益。水輪發(fā)電機(jī)組年發(fā)電的部分可通過(guò)溢流堰溢流至旁路;當(dāng)大火電機(jī)組正量估算情況如表2所示。常運(yùn)行而水輪機(jī)機(jī)組停機(jī)時(shí)還可打開(kāi)溢流堰上的表2水輪發(fā)電機(jī)組年發(fā)電量估算表閘門(mén)使水流直接進(jìn)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(cè)單旁路布置即排水發(fā)電廠房中間布設(shè)計(jì)運(yùn)行小時(shí)數(shù)/h1833年運(yùn)行比重1375/55001833/55002292/5500置2臺(tái)水輪發(fā)電機(jī),在2臺(tái)水輪發(fā)電機(jī)的一側(cè)設(shè)旁發(fā)電量估算/kWh30513503117351路旁路流道頂板采用梁板結(jié)構(gòu)板頂設(shè)電控間。年總發(fā)電量/MWh8322排水發(fā)電廠房尾水兩旁側(cè)墻向海延伸,其后以2臺(tái)發(fā)電機(jī)組年發(fā)電量可達(dá)8300MWh,相當(dāng)擴(kuò)散段形式將側(cè)墻直接與護(hù)岸兩側(cè)防波堤連接,于節(jié)約燃煤1925t,具有一定的環(huán)保和經(jīng)濟(jì)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(hù)底,尾水側(cè)墻因深度較4結(jié)語(yǔ)大,采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),與發(fā)電廠房下部結(jié)構(gòu)相某電廠工程中尾能發(fā)電的應(yīng)用,節(jié)約了能源,連接,每側(cè)采用扶壁結(jié)構(gòu)以增加其側(cè)墻的穩(wěn)定性。并且實(shí)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(bǔ)充了廠用電消耗降低了生產(chǎn)運(yùn)行成本,提高了電廠運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益,現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行情況某電廠水輪發(fā)電機(jī)出口額定電壓為10.kV,很好,為同類工程項(xiàng)目提供了借鑒。接入脫硫10kV母線,與廠用電并聯(lián)運(yùn)行。參考文獻(xiàn)3.1控制系統(tǒng)的控制范圍[1]力順孟雄邦李泰來(lái)利用火力發(fā)電廠尾水發(fā)電的設(shè)1)機(jī)組(水輪機(jī)和發(fā)電機(jī))及其附屬設(shè)備(包計(jì)與實(shí)踐[].水電與新能源,2010,88(2):2-74.括調(diào)速器、勵(lì)磁系統(tǒng)和主閥等)的監(jiān)測(cè)、控制、調(diào)節(jié)[2]鐘心剛,吳泰孟,馮創(chuàng)先軸伸貫流式水電站設(shè)計(jì)中的幾點(diǎn)體會(huì)[J]廣東水利水電,2014,(5):29-31和保護(hù);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(cè)、控制從事火力發(fā)電廠相關(guān)設(shè)計(jì)工作和保護(hù)及同期;收稿日期:2014-11-07;修回日期:2015-01-20