28東北電力技術(shù)2012年第5期某沿海電廠600 MW機(jī)組循環(huán)水系統(tǒng);運(yùn)行方式優(yōu)化試驗(yàn)研究潘繼真，魏海濤，肖國(guó)振(河北國(guó)華滄東發(fā)電有限責(zé)任公司,河北滄州061113)摘要:通過(guò)對(duì)某沿海電廠2 x600 MW機(jī)組循環(huán)水系統(tǒng)試驗(yàn)研究，分析在設(shè)計(jì)裝配條件下不同季節(jié)海水溫度變化對(duì)機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的影響，并根據(jù)海水溫度變化得出兩機(jī)四泵、兩機(jī)三泵及兩機(jī)兩泵的最佳運(yùn)行時(shí)段，對(duì)同類型600 mW機(jī)組循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行方式的優(yōu)化提供了借鑒。關(guān)鍵詞:沿海電廠;循環(huán)水系統(tǒng);運(yùn)行方式;經(jīng)濟(jì)性;試驗(yàn)研究[中圈分類號(hào)] TK264.1 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號(hào)] 1004-7913 (2012) 05 -0028 -04Experimental Investigation on Operation Mode Optimization of the Circulation Waterof 600 MW Power Units in One Coastal Power PlantPAN Ji-zhen，WEI Hai-tao, XIAO Guo -zhen( Hebei Guohua Cangdong Power Co., Id., Cangzhou, Hebei 061113, China)Abstract: Experimental invetigation on the circulation water of two 600 MW power units in one costal power plant is made. On thecondition of design assembly, the effects of seawater temperature variation on unit operation economy at different season are studied.And according to seawater temperature variation, the optimal operation time of two units and four pumps, two units and three pumps,and two units and two pumps are given. The results of the research can provide guidance for the operation mode optimiztion of circule-tion water of same type 600 MW power units,Key words: Coustal power plant; Circulation water; Operation mode; Economy; Experimental investigation某電廠在投人商業(yè)運(yùn)營(yíng)初期，循環(huán)水系統(tǒng)保持過(guò)以下方式進(jìn)行:循環(huán)泵電機(jī)變頻改造,循環(huán)泵電兩機(jī)四泵運(yùn)行方式。夏季,由于海水溫度高，兩機(jī)機(jī)改雙速，在兩機(jī)三泵運(yùn)行方式下進(jìn)-步停運(yùn)1臺(tái)四泵運(yùn)行方式能夠很好地滿足機(jī)組在各工況下的運(yùn)循環(huán)泵以實(shí)現(xiàn)兩機(jī)兩泵運(yùn)行方式。目前，由于國(guó)內(nèi)行需求。但是隨著炎熱夏季的結(jié)束，環(huán)境溫度和海大容量循環(huán)泵電機(jī)變頻改造費(fèi)用很高且成功案例很水溫度逐漸降低，在兩機(jī)四泵運(yùn)行方式下凝汽器端少、變頻器故障率較高、對(duì)環(huán)境要求苛刻、維護(hù)工差逐漸增大、凝汽器真空逐漸升高，循環(huán)水泵耗能作量大且設(shè)備壽命短等原因，在目前技術(shù)條件下暫多的弊端越來(lái)越突出。循環(huán)水系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行可以通不適宜進(jìn)行改造。循環(huán)泵電機(jī)改雙速費(fèi)用相對(duì)較系統(tǒng)運(yùn)行后，設(shè)備排放污染小，環(huán)保效果明顯，符合國(guó)家的“節(jié)能減排”政策,為發(fā)展分布式能[4] 姚景林，曹小林分布式能源系統(tǒng)的研兗現(xiàn)狀[J]. 沈陽(yáng)工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2007,3 (1): 7-9.源、建設(shè)低碳社會(huì)邁出了具有非常意義的一步。[5] 張洪偉，龍妍，黃素逸分布式能源系統(tǒng)的方案選擇及性能分析[J]. 暖通空調(diào)，2004, 34 (5): 47-51.參考文獻(xiàn):[6]熊永剛， 尤占平，郝長(zhǎng)生.分布式能游系統(tǒng)在某藥廠的應(yīng)[1] 羅必雄分布式能源站的系統(tǒng)集成與優(yōu)化運(yùn)行研究[].用方案分析[J].制冷與空調(diào)， 2008, 8 (B06): 77-79.電力技術(shù), 2010, 19 (7): 7-9.作者中國(guó)煤化工2] 徐林德分布式能源系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化分析[J]. 能源工程，iYHCN M H G師，主要從事技術(shù)經(jīng)2007, 27 (5): 30-33.擠方面礦元工作F。3] 劉翠玲，張小東分布式能源- 中國(guó)能源可持續(xù)發(fā)展的有效途徑[1].科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì), 2009, 19 (21): 125(收稿日期2012 -03 -08)2012年第5期東北電力技術(shù)29 .低，但由于進(jìn)口電機(jī)設(shè)計(jì)空間狹小，改造困難相對(duì)900008000 t循環(huán)水流量較大，國(guó)內(nèi)一些廠家對(duì)進(jìn)口電機(jī)改造后存在的問(wèn)題f 70000 :+水象功率5500尚未得到徹底解決，目前國(guó)內(nèi)對(duì)大容量進(jìn)口電機(jī)改“600004500劉50000 !雙速條件尚不成熟。根據(jù)汽溫及海水溫度變化調(diào)整菜400003500 .循環(huán)泵運(yùn)行臺(tái)數(shù)的方法是最容易實(shí)現(xiàn)的，隨著設(shè)備2500制造業(yè)技術(shù)水平的提高和日常運(yùn)行維護(hù)工作的深20000 t人，設(shè)備可靠性得到了大幅度提升，單泵運(yùn)行期間10003040500設(shè)備跳閘的幾率很低，通過(guò)設(shè)備檢修維護(hù)工作的深循環(huán)水出口門開度/%人、定期試驗(yàn)和輪換工作的推進(jìn)及專項(xiàng)控制措施的圖1兩機(jī)兩泵運(yùn)行方式 ;執(zhí)行，兩機(jī)兩泵的安全運(yùn)行方式得到保障|-4)。90 000650000001設(shè)備 系統(tǒng)簡(jiǎn)介5500 ，60000某電廠地處沿海，一期工程采用2臺(tái)600 MW劉50000 .40000- +循環(huán)水流量3500亞臨界、中間再熱、單軸四缸四排汽、凝汽式汽輪一水泵功率機(jī)組，為上海汽輪機(jī)有限公司采用美國(guó)西屋公司技20000 .2 500術(shù)生產(chǎn)，主蒸汽壓力為16.7 MPa,主蒸汽溫度為100003070809010011538 C,再熱蒸汽壓力為3.234 MPa,再熱蒸汽溫醋環(huán)水出口門]開度傳度為538 C，額定工況蒸汽流量為1 758. 297 Vh,圖2兩機(jī)三泵運(yùn)行方式額定工況下設(shè)計(jì)凈熱耗為7745.5 kJ/kWh;凝汽器為雙背壓、雙殼體對(duì)分流程、表面式凝汽器，冷卻面積為38 000 m',循環(huán)倍率為55,設(shè)計(jì)平均背壓飛60000為5.4 kPa,凝汽器阻力約為70 kPa,設(shè)計(jì)出水溫國(guó)50000度為10~33 C，設(shè)計(jì)進(jìn)水溫度為20~43 C;每E 40000臺(tái)機(jī)組配備2臺(tái)型號(hào)為2BE1 353 -0MY4的水環(huán)式告30000↓甘水泵功率0000 t真空泵，轉(zhuǎn)速為590 r/min,凝汽器最低運(yùn)行背壓150070809(100110下抽吸壓力為4.9 kPa,真空泵極限抽吸壓力為循環(huán)水出口[]開度/%3.3 kPa。該電廠循環(huán)水系統(tǒng)采用海水直接冷卻，未設(shè)置圖3兩機(jī)四泵運(yùn)行方式冷卻水塔,循環(huán)水通過(guò)凝汽器自然降溫后直接排至組循環(huán)水聯(lián)絡(luò)門關(guān)閉，在A機(jī)組凝汽器循環(huán)水出大海。在2臺(tái)機(jī)組循環(huán)泵出口設(shè)置聯(lián)絡(luò)管，在聯(lián)絡(luò)口門開度分別為100%、90% 和80%時(shí)，循環(huán)水流管上設(shè)置隔斷蝶閥,能夠?qū)崿F(xiàn)雙機(jī)循環(huán)水系統(tǒng)的快量與循環(huán)水泵耗功變化均不大，綜合分析可將速聯(lián)通和隔絕。每臺(tái)機(jī)組配置2臺(tái)由日本進(jìn)口的雙90%開度作為兩機(jī)四泵運(yùn)行方式下的循環(huán)水出口門簡(jiǎn)形、立式、單支座、固定轉(zhuǎn)速、固定葉片、可抽開度。芯斜流泵，轉(zhuǎn)速為330 r/min,電機(jī)功率為3 300 kW,由圖2可見(jiàn)，在兩機(jī)三泵運(yùn)行方式下，2臺(tái)機(jī).單臺(tái)泵流量為10. 31 m'/s,揚(yáng)程為21.44 m。.組循環(huán)水聯(lián)絡(luò)管閥門開啟，在A機(jī)組凝汽器循環(huán)水出口門開度分別為70%、85%和100%時(shí)進(jìn)行測(cè)2試驗(yàn)結(jié)果分析量，開度從70%升至85%時(shí)，循環(huán)水流量增加較2.1 循環(huán)水流量和循環(huán)水泵耗功試驗(yàn)結(jié)果多，從85%升至100%全開時(shí)的循環(huán)水流量變化很為取得兩機(jī)四泵、兩機(jī)三泵、兩機(jī)兩泵不同組小，相應(yīng)2次變化時(shí)的循環(huán)水泵耗功增加量基本一合方式下A機(jī)組的實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)，配合不同的循致，“ 中國(guó)煤化工兩機(jī)三泵運(yùn)行方環(huán)水聯(lián)絡(luò)門狀態(tài)和機(jī)組凝汽器循環(huán)水出口門開度,式下在每種循環(huán)泵組合方式下分別進(jìn)行3組試驗(yàn)，見(jiàn)圖YHCNMHG下, 2臺(tái)機(jī)組循1 ~圖3。環(huán)水聯(lián)絡(luò)管閥門開啟，在A機(jī)組凝汽器循環(huán)水出由圖1可見(jiàn)，在兩機(jī)四泵運(yùn)行方式下，2臺(tái)機(jī)口門度分別為40%、50%和60%時(shí)進(jìn)行測(cè)量，開30東北電力技術(shù).2012年第5期表1機(jī)組負(fù)荷在各工況 下的背壓計(jì)算值kPa600 MW500 MW400 MW300 MW水溫/C兩機(jī)四泵兩機(jī)三泵兩機(jī)兩泵兩機(jī)四泵兩機(jī)三泵兩機(jī)兩泵兩機(jī)四泵兩機(jī)三泵兩機(jī)兩泵兩機(jī)四泵兩機(jī)三泵兩機(jī)兩泵5.03.03.3.9.07.54.310.04.73.112.55..1.515.03.84.5.8.4.64.83.417.54.66.5.85.44.53.24.95.27.3s. 1i.13.53.64.42255.68.325.09.3.77.96.627.57.27.610.58.96..35.530.08.28.711.87.810.8.56.16.39.513.59.01.67.78.09.8.2時(shí)，循環(huán)冷卻水入口溫度在5 ~ 33 C取值的凝汽器背壓見(jiàn)表1?？紤]到汽輪機(jī)排汽的極限背壓值,寧750對(duì)低于3 kPa的背壓計(jì)算值均取為3 kPa來(lái)進(jìn)行計(jì)算。2.4最佳真空值根據(jù)循環(huán)水泵在不同組合方式下的流量與耗功嘉45關(guān)系和在不同海水溫度下凝汽器真空與機(jī)組負(fù)荷的50 L對(duì)應(yīng)關(guān)系，得出A機(jī)組在不同循環(huán)水組合方式下0030040700電功率/M的凝汽器背壓，即可計(jì)算出背壓變化所引起的機(jī)組圖4凝汽器熱負(fù)荷與電功辜的關(guān)系 曲線出力變化。對(duì)機(jī)組出力變化和循環(huán)水泵的耗功變化匯總比度從40%升至50%時(shí)，循環(huán)水流量增幅較大，而較，可得在不同主機(jī)負(fù)荷、不同循環(huán)冷卻水溫時(shí)A從50%變至60%開度時(shí)的循環(huán)水流量增幅略低，機(jī)組運(yùn)行的最佳真空值見(jiàn)表2。同時(shí)，相應(yīng)循環(huán)水泵耗功變化不大，綜合分析可將2.5循環(huán)水泵節(jié)能運(yùn)行方式50%開度作為兩機(jī)兩泵運(yùn)行方式下的循環(huán)水出口門在實(shí)際工作中可根據(jù)每周或每月的循環(huán)水溫情開度。況，同時(shí)參考負(fù)荷調(diào)度計(jì)劃情況，制定切合實(shí)際的2.2凝汽器熱負(fù) 荷的確定通過(guò)各主機(jī)試驗(yàn)工況下的凝汽器特性計(jì)算，可循環(huán)水泵運(yùn)行方式和啟停規(guī)則，最大限度地接近最表2 A機(jī)組運(yùn)行的最佳真空值kP得在不同電功率下的凝汽器熱負(fù)荷如圖4所示。水沮/C 600 MW2.3凝汽器 背壓試驗(yàn)結(jié)果在忽略潮位變化影響的前提下，凝汽器變工況計(jì)算有3個(gè)重要的變量參數(shù)，第一個(gè)變量為循環(huán)水流量，即對(duì)應(yīng)不同的循環(huán)水泵組合方式;第二個(gè)變量為凝汽器循環(huán)冷卻水入口溫度;第三個(gè)變量為凝汽器熱負(fù)荷，即對(duì)應(yīng)不同的主機(jī)負(fù)荷。根據(jù)各負(fù)荷試驗(yàn)下的凝汽器實(shí)際運(yùn)行特性，分0o中國(guó)煤化工，別改變上述3個(gè)變量參數(shù)，通過(guò)凝汽器變工況計(jì)YHCNMHG30.05.3算,得出A機(jī)組在不同循環(huán)水泵組合方式下，負(fù)8.7.4荷分別為600 MW. 500 MW. 400 MW. 300 MW33.08.62012年第5期東北電力技術(shù)3135.0表4優(yōu)化前后的節(jié)能效果對(duì)比兩機(jī)風(fēng)裝運(yùn)行區(qū)城0.0優(yōu)化前優(yōu)化后ρ 25.循環(huán)水泵凝汽器循凝汽器循節(jié)能效!阿機(jī)三家運(yùn)行區(qū)塊運(yùn)行方式環(huán)水泵出凝汽器背環(huán)水泵出果對(duì)比20.0壓/kPa門開度/%嘉15.0兩機(jī)四泵80905.0增加出力 197 kW阿機(jī)兩泉運(yùn)行區(qū)域兩機(jī)三泵70855.2增加出力 419 kW10.0兩機(jī)兩泵58.1507.3增加出力 028 kW300 350400 450 500 550 60目前，大多數(shù)電廠已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了“兩機(jī)三泵”運(yùn):負(fù)荷/M行方式，只是沒(méi)有將海水溫度對(duì)機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的影響圖5循環(huán)水泵經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式分界線進(jìn)行深人研究，因此沒(méi)有選擇好“兩機(jī)三泵”的最佳方式運(yùn)行。由循環(huán)水泵經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式分界線佳運(yùn)行時(shí)間，同時(shí)，有許多電廠還沒(méi)有在海水溫度(圖5)可知，當(dāng)海水溫度高于27 C時(shí),選擇“兩低于18 C時(shí)實(shí)現(xiàn)“兩機(jī)兩泵”的運(yùn)行方式!5-6]。機(jī)四泵”運(yùn)行方式;海水溫度在18 ~ 27 C時(shí)選擇3結(jié)論“兩機(jī)三泵”運(yùn)行方式;在海水溫度降至18 C以循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行方式優(yōu)化后，每年能減少?gòu)S用下時(shí)選擇“兩機(jī)兩泵"運(yùn)行方式。電耗867.7萬(wàn)kWh,按0. 35元/kWh計(jì)算，在循環(huán)2.6節(jié)能效果分析通過(guò)對(duì)近幾年來(lái)電廠用作循環(huán)水的海水溫度進(jìn)水泵電耗方面至少使公司收人增加300多萬(wàn)元，節(jié)行統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)雖然每年同一天的海水溫度略有偏能效果顯著。近幾年國(guó)內(nèi)電力建設(shè)迅猛發(fā)展，尤其差，但每年海水溫度變化時(shí)間基本相同，2010~在沿海地區(qū)建設(shè)了許多單機(jī)容量為600 MW的機(jī)組并相繼投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)。該廠2 x600 MW機(jī)組循環(huán)2011年海水溫度變化與8期對(duì)應(yīng)關(guān)系見(jiàn)表3。水系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式的優(yōu)化對(duì)國(guó)內(nèi)同類型沿海電廠由表3可知，每年能夠?qū)崿F(xiàn)“兩機(jī)兩泵"紹提供了借鑒。濟(jì)運(yùn)行方式的時(shí)間長(zhǎng)達(dá)197 d,考慮每臺(tái)機(jī)組每年檢修循環(huán)泵停運(yùn)30 d,每年實(shí)際采用“兩機(jī)兩泵”參考文獻(xiàn):經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式的時(shí)間按137 d計(jì)算，在循環(huán)泵電耗[1] 徐海新，張林，王興平，600 Mw機(jī)組循環(huán)水和真空系統(tǒng)方面，“兩機(jī)兩泵”運(yùn)行方式比“兩機(jī)三泵"運(yùn)行運(yùn)行優(yōu)化[J].發(fā)電設(shè)備，20090 23 (3); 191 -194.方式每年能減少?gòu)S用電耗867.7萬(wàn)kWh,按0.35[2]石誠(chéng)，氽平,龍國(guó)慶1000 MW超超臨界機(jī)組海水直元/kWh電價(jià)計(jì)算，至少增加公司收入300多萬(wàn)流供水系統(tǒng)循環(huán)水泵配量方案的探討[J]. 電力建設(shè)，2008, 51 (3): 54-55.元，節(jié)能效果顯著。在不同的循環(huán)水泵組合方式下，根據(jù)優(yōu)化前后[3] 劉暫,王松嶺，王鵬.300MW機(jī)組單元制循環(huán)水系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行[J].汽輪機(jī)技術(shù)，2010, s3 (6): 475-477.的凝汽器循環(huán)水泵出門開度和凝汽器背壓，可計(jì)算[4] 熊武，李明芳.豐城電廠4臺(tái)300 MW機(jī)組循環(huán)水泵運(yùn)行在600 MW負(fù)荷、循環(huán)冷卻水溫為20 C時(shí)，優(yōu)化優(yōu)化方案[J]. 江西電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2010, 23前后所引起的機(jī)組出力增加值見(jiàn)表4。(4): 47-49.表3 2010 ~ 2011年海水溫度變化與日期對(duì)應(yīng)關(guān)系[5]黃柱，康支霞，張憲循環(huán)水泵運(yùn)行方式的經(jīng)濟(jì)性分析[].儀器儀表用戶。2008, 15 (4): 126 -127.海水溫度/C<1818~27>27[6] 龍德曉，賈曉朵，任若飛。循環(huán)水系統(tǒng)操作費(fèi)用的優(yōu)化研究[J].節(jié)能技術(shù)，2009, 27 (5): 430-434.對(duì)應(yīng)日期2010年10月20日2011年5月6日2011年7月6日~ 201年5月5日~7月5日 ~10月20日作者簡(jiǎn)介:潘維真(1970-), 男，學(xué)士，高級(jí)工程師，主要從事大型火間隔天數(shù)/d1S6107力發(fā)電機(jī)組檢修、維護(hù)及管理工作。循環(huán)水泵運(yùn)行方式兩機(jī)兩泵兩機(jī)四泵(收稿日期2012-03-02)中國(guó)煤化工MYHCNM HG.