火電廠循環(huán)水泵運(yùn)行方式對(duì)機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的影響1宋顯璋2劉恩達(dá)3牛雪峰赤峰熱電廠赤峰 024001摘要:火力發(fā)電廠中，循環(huán)水泵的耗電量約占廠用電的20%，因此廠用電率的高低與循環(huán)水泵的運(yùn)行方式有著密切的關(guān)系。循環(huán)水泵的運(yùn)行方式對(duì)于全廠的綜合經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有著較大的影響。本文首先介紹了火電廠循環(huán)水泵的運(yùn)行方式，然后對(duì)循環(huán)水泵不同運(yùn)行方式進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)性分析。關(guān)鍵詞:火電廠;循環(huán)水泵;運(yùn)行方式;機(jī)組經(jīng)濟(jì)性;影響中圖分類號(hào): F407文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A隨著電力工業(yè)改革的深入，提高機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性已成為火力發(fā)電廠中成本核算的關(guān)鍵所在。如何提高機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性，是電力行業(yè)需要探討的問題。機(jī)組的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性，不僅與主設(shè)備(包括鍋爐和汽輪機(jī))有關(guān)，而且還與輔助設(shè)備的性能和運(yùn)行狀況有關(guān)。在火電廠中，循環(huán)水泵的耗電量占有較高的比例，因此，循環(huán)水泵能否經(jīng)濟(jì)運(yùn)行對(duì)機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的提高具有重要意義。電廠實(shí)際運(yùn)行中，循環(huán)水流量控制一-般不是連續(xù)調(diào) 節(jié)，而是采用臺(tái)數(shù)調(diào)節(jié)，即采用調(diào)整并聯(lián)運(yùn)行的循環(huán)水泵的臺(tái)數(shù)來改變循環(huán)水流量。電廠循環(huán)水泵通常有兩種運(yùn)行方式，單泵運(yùn)行方式和兩臺(tái)泵并聯(lián)運(yùn)行方式。實(shí)踐證明，冬季低負(fù)荷時(shí)停運(yùn)1臺(tái)循環(huán)水泵以節(jié)約廠用電、提高運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性是切實(shí)可行的。但何時(shí)可以停止或增開1臺(tái)循環(huán)水泵才能保證運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性，由于缺乏可靠的理論計(jì)算和數(shù)據(jù)說明，沒有作出具體明確的規(guī)定。1火電廠循環(huán)水泵的運(yùn)行方式目前大型電廠的循環(huán)水泵一般采用兩種運(yùn)行方式:單臺(tái)泵運(yùn)行和兩臺(tái)泵并聯(lián)運(yùn)行。1.1 單臺(tái)泵運(yùn)行將管路性能曲線和泵本身的性能曲線用同樣的比例尺畫在同--張圖上,兩條曲線的交點(diǎn)即為泵的運(yùn)行工況點(diǎn)，亦稱工作點(diǎn)。如圖1,其中H-Q是泵本身的性能曲線，Hc_Q是管路性能曲線，M點(diǎn)即為泵穩(wěn)定運(yùn)行的工況點(diǎn)。1.2兩臺(tái)泵并聯(lián)運(yùn)行由泵的性能曲線(H-Q)做并聯(lián)后的性能曲線(H-Q)#的原則是:在相同揚(yáng)程點(diǎn).的流量相加而得出。圖2表示出不同型號(hào)的兩臺(tái)泵并聯(lián)后的性能曲線和工作點(diǎn)，其中I、II分別為兩臺(tái)泵各自的性能曲線，II 為管路性能曲線，I+II 為兩臺(tái)泵并聯(lián)性能曲線。兩臺(tái)泵并聯(lián)運(yùn)行特性曲線與管路特性曲線相交于M點(diǎn)，該點(diǎn)即為兩泵聯(lián)合運(yùn)行時(shí)的工作點(diǎn)。H4.. H-QHuH.-Q1+1中國(guó)煤化工圖1單臺(tái)泵運(yùn)行的工作點(diǎn)圖2不同型號(hào)兩臺(tái)泵MYHCNMH G2循環(huán)水泵不同運(yùn)行方式下的經(jīng)濟(jì)性分析2.1循環(huán)水系統(tǒng)技術(shù)概況某火電廠機(jī)組是300MW亞臨界機(jī)組，其循環(huán)水泵型號(hào)為“湘江56-23A",是動(dòng)葉不可調(diào)的定速斜流泵,因此無法通過改變動(dòng)葉角度或者調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速的方式來改變循環(huán)水泵的流量,只能通過啟停循環(huán)水泵改變循環(huán)水泵的臺(tái)數(shù)來調(diào)整流量。其循環(huán)水系統(tǒng)設(shè)計(jì)運(yùn)行方式為:夏季及春秋季運(yùn)行時(shí)，一機(jī)配兩 臺(tái)循環(huán)水泵，單元制運(yùn)行;冬季運(yùn)行時(shí)，兩機(jī)配三臺(tái)循環(huán)水泵，擴(kuò)大單元制運(yùn)行;嚴(yán)冬季節(jié)或低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，一機(jī)配一 臺(tái) 循環(huán)水泵。2.250%負(fù)荷時(shí)單臺(tái)運(yùn)行與兩臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性比較循泵的Q_G曲線具有一個(gè)普遍性的特點(diǎn):通常往流量增大方向經(jīng)過最高效率點(diǎn)后，斜率逐漸增加，呈陡降型，即在這一范圍內(nèi)，即使流量變化不大，也會(huì).引起效率較大的下降。而兩臺(tái)泵并聯(lián)后的Q-H曲線比單臺(tái)泵的Q-H曲線要平坦得多，同時(shí)由于管路的阻力損失與流量是近似成平方關(guān)系的，因此管路特性曲線是一條較陡的近似二次拋物曲線，對(duì)應(yīng)在Q-H曲線上，Q井與Q .就相距較遠(yuǎn)。由于電廠選泵的結(jié)果住住是使并聯(lián)工作點(diǎn)處的流量略大于設(shè)計(jì)流量,即Q>Q設(shè)計(jì)，而在減少泵運(yùn)行臺(tái)數(shù)后，因凝汽器和管道為阻力減小，每臺(tái)泵的揚(yáng)程降低。流量增大，工作點(diǎn)進(jìn)-步向大流量方向移動(dòng)，效率進(jìn)一步降低。由于阻力特性曲線較陡，使每臺(tái)泵在并聯(lián)時(shí)和單臺(tái)時(shí)的流量相差較大(或者說工作點(diǎn)相距較遠(yuǎn))，即單臺(tái)時(shí)的效率要下降得更多些。最后，因在這一流量區(qū)的Q_G曲線呈陡降型，更加劇了單臺(tái)運(yùn)行時(shí)效率值的減小。這三個(gè)因素的綜合結(jié)果即如圖3所示。即導(dǎo)致泵單臺(tái)運(yùn)行時(shí)的效率值比泵并聯(lián)運(yùn)行時(shí)每臺(tái)泵的效率要低得多。a1(Q-B)#(0-日)單Q# °單圖3單臺(tái)與并聯(lián)運(yùn)行的效率比較但是在實(shí)際運(yùn)行中，也不能簡(jiǎn)單的說單臺(tái)運(yùn)行就比并聯(lián)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性更好，實(shí)際上,循環(huán)水泵的運(yùn)行方式與汽輪機(jī)的出力及循環(huán)水的入口溫度有著很密切的關(guān)系。當(dāng)循環(huán)水進(jìn)口水溫一定，汽輪機(jī)排汽流量不變，凝汽器清潔程度一定時(shí)， 凝汽器真空主要決定于循環(huán)水量的大小。理論上，增加循環(huán)水量可使機(jī)組背壓降低,機(jī)組功率增加，供電煤耗率降低;另一方面，增加循環(huán)水量使循環(huán)水泵耗功增加，供電煤耗率增加。從經(jīng)濟(jì)性的角度考慮確定循環(huán)水泵的最優(yōu)運(yùn)行方式的原則是:改變循環(huán)水泵轉(zhuǎn)速或循環(huán)水泵臺(tái)數(shù),使汽輪機(jī)所發(fā)功率的變化量與循環(huán)水泵所多消耗的功率.之差達(dá)到最大值。下面就示例機(jī)組在50%負(fù)荷時(shí)循環(huán)水泵分別為單臺(tái)運(yùn)行和并聯(lián)運(yùn)行時(shí)的經(jīng)濟(jì)性做--比較。根據(jù)單臺(tái)泵運(yùn)行和兩臺(tái)泵并聯(lián)運(yùn)行時(shí)不同環(huán)境溫度壓力下的汽輪機(jī)功率，可以計(jì)算出兩臺(tái)泵并聯(lián)運(yùn)行時(shí)汽輪機(jī)功率與開一臺(tái)泵運(yùn)行時(shí)汽輪機(jī)功率的差值，即汽輪機(jī)功率增量APi。循環(huán)水泵的最優(yōu)運(yùn)行中國(guó)煤化工曾量YHCNMHG△Pi與循環(huán)水泵耗功增量OPr的差值決定的，當(dāng)差值△P為正值時(shí)說明開兩臺(tái)泵比開一.臺(tái)泵經(jīng)濟(jì)，當(dāng)差值△P為負(fù)值時(shí)說明開一臺(tái)泵比開兩臺(tái)泵經(jīng)濟(jì)。通過試驗(yàn)，分別在循環(huán)水入口溫度為15°C、20°C、 25"C 時(shí)測(cè)得汽輪機(jī)功率增量APi，循環(huán)水泵耗功增量APT可通過并聯(lián)和單臺(tái)運(yùn)行時(shí)循泵的流量和揚(yáng)程計(jì)算軸功率并取其差值獲得，由此得到50%負(fù)荷下，循環(huán)水入口溫度為15C、20°C、25°C時(shí)的△P如表1所示。表1并聯(lián)和單臺(tái)運(yùn)行方式下汽輪機(jī)所發(fā)功率的變化量與循泵多耗功率之差負(fù)荷循環(huán)水入口溫度(e)50%|1|2△P(kW)-2131.7-1784.5-1126.9由表1可以看出，在50%負(fù)荷下，循環(huán)水入口溫度分別為15°C、20°C、 25°C時(shí)的OP都為負(fù)值，說明此時(shí)單臺(tái)泵運(yùn)行比兩臺(tái)泵并聯(lián)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)。而且可以看出，循環(huán)水入口溫度越低，△P的值越小，由上文的理論分析可以推斷:在50%負(fù)荷下，循環(huán)水入口溫度小于25°C時(shí)，單臺(tái)泵運(yùn)行比兩臺(tái)泵并聯(lián)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)。根據(jù)△P隨循環(huán)水入口溫度的增長(zhǎng)而增長(zhǎng)的幅度，基本可以推斷當(dāng)循環(huán)水入口溫度小于30°C時(shí)，單臺(tái)泵運(yùn)行比兩臺(tái)泵并聯(lián)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)。至于循環(huán)水入口溫度大于30"C時(shí)的情況，需要通過具體試驗(yàn)得出數(shù)據(jù)才能判定。3結(jié)論通過對(duì)示例機(jī)組循環(huán)水泵運(yùn)行方式的經(jīng)濟(jì)性分析，得到如下結(jié)論:(1)在50%負(fù)荷下，循環(huán)水入口溫度分別為15"C、 20°C、 25°C時(shí)，單臺(tái)泵運(yùn)行比兩臺(tái)泵并聯(lián)運(yùn)行經(jīng)濟(jì);進(jìn)而可以推斷出，在50%負(fù)荷下，且循環(huán)水入口溫度小于30°C時(shí)，單臺(tái)泵運(yùn)行比兩臺(tái)泵并聯(lián)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)。(2)對(duì)于該機(jī)組來說，提高循環(huán)水泵的運(yùn)行效率主要還應(yīng)從改善運(yùn)行調(diào)節(jié)方式上入手。應(yīng)通過理論分析和試驗(yàn)驗(yàn)證，在不同的循環(huán)水入口溫度下，通過計(jì)算得到機(jī)組在不同負(fù)荷下的電廠凈增功率的變化過程曲線，根據(jù)凈增功率的大小可以由電廠運(yùn)行人員選擇具體的循環(huán)水泵的運(yùn)行方式。參考文獻(xiàn)[1]盛煥程,劉樹松循環(huán)水泵雙泵運(yùn)行最佳時(shí)機(jī)[J].熱力發(fā)電,2003, 32(9):[2]崔修強(qiáng).300MW機(jī)組循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行方式優(yōu)化[D].濟(jì)南:山東大學(xué),2004.[3]翟培強(qiáng).凝汽器循環(huán)水進(jìn)口溫度變化對(duì)機(jī)組經(jīng)濟(jì)性影響的探討[J].華中電力,2002,(6). .中國(guó)煤化工YHCNMH G