開發(fā)與應(yīng)用能源研完與管理2016(1)93·DOI:10.16056/.10057676.201601025循環(huán)水系統(tǒng)冷端改造及運行優(yōu)化鄧冀平',賈愚,萬忠海2,陳林國2,鄢華1(1.中電投江西電力有服公司新昌發(fā)電分公司,南昌3301172.江西省電力科學(xué)研究院,南昌330096)摘要:針對新昌電廠循環(huán)水冷端存在的問題,進(jìn)行分析,提出改造措施。并在改造后對循環(huán)水系統(tǒng)進(jìn)行運行優(yōu)化實驗,根據(jù)實驗數(shù)據(jù),結(jié)合凝汽器變工況特性,計算出機(jī)組循環(huán)水泵最佳運行組合。實踐證明,循環(huán)水冷端優(yōu)化改造后,達(dá)到了較大的節(jié)能目的,使電廠獲得最大經(jīng)濟(jì)效益。關(guān)犍詞:凝汽器;最佳真空;循環(huán)水泵;組合優(yōu)化;節(jié)能降耗中圖分類號:TM621文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A文章編號:1005-7676(2016)01-0025-04Cooling Water Circulation System Renovation and Operation OptimizationDENG Jiping JIA Yu, WAN Zhonghai, CHEN Linguo, YAN Hua(1. The new CPl Jiangxi Power Co Ltd of Xinchang power company, Nanchang 330117, China2.Jiangxi Electric Power Science Research Institute, Nanchang 330117, China)Abstract In view of the problems existing in the cold end of circulating water in Xinchang power plant, the analysis is caredout and the improvement measures are put forward. And after the transformation of the circulating water system to optimizethe operation of the experiment, according to the experimental data, combined with the characteristics of the condenservariable condition, calculated the unit circulating water pump optimal operation combination. Practice has proved that theoptimization of the cold end of the circulating water can achieve the purpose of energy saving and the maximum economicKey words: condenser; optimum vacuum; circulating water pump; combination optimization; energy saving and consumptionreduction引言運行方式少,不能滿足現(xiàn)場實際需要。本廠循環(huán)水泵電耗率設(shè)計值為≤0707%,2010年循環(huán)水泵電耗新昌電廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)采用帶自然通風(fēng)冷卻率為081%,2011年為076%,平均為0.78%,以塔的擴(kuò)大單元制循環(huán)供水系統(tǒng),每臺機(jī)配置2臺循上存在的問題是影響循環(huán)水泵電耗率的重要原因。環(huán)水泵及1座自然通風(fēng)冷卻塔,2臺機(jī)組的4臺循通過釆取措施,調(diào)節(jié)循環(huán)水量,使汽輪機(jī)在達(dá)到或環(huán)水泵共用1座循環(huán)水泵房,布置在2塔之間。目接近最佳真空下運行,可以降低循環(huán)水泵電耗率,前,循環(huán)水系統(tǒng)存在如下問題:1)#、拉冷卻塔降低廠用電率及供電煤耗,達(dá)到進(jìn)一步節(jié)能的目的聯(lián)絡(luò)門偏小,無法實現(xiàn)2機(jī)3泵運行;2)循環(huán)水泵在此背景下開展循環(huán)水系統(tǒng)冷端改造及運行優(yōu)化研收稿日期:2015-12-14中國煤化工作者簡介:鄧冀平(1965-),男,江西吉安人,工程師,本科,畢業(yè)于東北電CNMHG開究方向:大型火電廠汽機(jī)專業(yè)、集控運行及節(jié)能降耗管理。能源研究與管理2016(1)開發(fā)與應(yīng)用究意義重大。h計)[2×3300×4%×5500kWh=2904萬kWh,采1循環(huán)水系統(tǒng)的改造用變頻電機(jī)后每年節(jié)約廠用電量:[525.6-25962904]萬kWh=20924萬kWh1.1目前循環(huán)水系統(tǒng)存在的問題2塔貫通再加1臺循泵雙速電機(jī)改造方案分以本廠循環(huán)水系統(tǒng)運行工況設(shè)計有3個工況,冬下幾部分季1機(jī)1泵,夏季高負(fù)荷1機(jī)2泵,春秋季2機(jī)31)將#1、#冷卻塔進(jìn)行貫通。在#、#塔之泵,但2臺機(jī)組冷卻塔之間的輸水聯(lián)絡(luò)母管直徑偏間開挖1條聯(lián)絡(luò)溝渠,采用明溝型式,明溝寬8m小,為1400mm。在2冷卻塔高低差為200mm深16m(正常時的通流面積為80m),總長約137時,根據(jù)伯努利方程式:m。在2機(jī)3泵運行時,50%臺循環(huán)水泵流量為61P+pgh +pV/2=P2+pgh+pV2/2+h(1)m3/s,水的流動速度076ms,經(jīng)計算此時2塔的水聯(lián)絡(luò)管最大通流能力僅為1.6m3s,僅為單臺循位差僅為60mm,完全可滿足任何工況下2塔的水泵額定流量的13%。如采用2機(jī)3泵運行時,3臺位平衡;循環(huán)水泵運行的總流量不能均勻地分流到2座冷卻2)對A循環(huán)水泵電機(jī)進(jìn)行雙速改造;塔,無法實現(xiàn)2機(jī)3泵運行方式;同時汽輪機(jī)冷端3)將2臺機(jī)循環(huán)水泵出口母管聯(lián)絡(luò)閥改造成可系統(tǒng)受環(huán)境因素的影響較大,不同季節(jié)的循環(huán)水溫調(diào)式。差超過25℃,機(jī)組負(fù)荷也經(jīng)常發(fā)生變化。同一天內(nèi)通過以上改造,可實現(xiàn)以下功能峰谷差值為1倍,但現(xiàn)循環(huán)水系統(tǒng)釆用普通電機(jī)無1)可滿足循環(huán)水系統(tǒng)設(shè)計2機(jī)3泵運行。調(diào)整轉(zhuǎn)速的電機(jī),不同負(fù)荷、不同季節(jié)的凝汽器循2)實現(xiàn)機(jī)組停運時,凝汽器內(nèi)通過小流量的冷環(huán)水供水量只有依靠增減循環(huán)水泵的臺數(shù)來實現(xiàn)調(diào)卻水,加快機(jī)組冷卻速度。節(jié),而單臺循環(huán)水泵電機(jī)容量大,循環(huán)水泵大部分3)實現(xiàn)冷卻塔貫通后,將#、#2機(jī)循環(huán)水系時間不在經(jīng)濟(jì)工況點運行的情況,致使廠用電率高,統(tǒng)連為一體,可避免末貫通,某臺機(jī)循環(huán)水故障將發(fā)電煤耗高,發(fā)電成本增大,為解決上述問題,開導(dǎo)致機(jī)組非停的惡性事故,提高機(jī)組的可靠性。展如下循環(huán)水系統(tǒng)冷端改造及運行優(yōu)化研究對于循環(huán)水泵最優(yōu)運行方式的研究,文獻(xiàn)[5]針12循環(huán)水系統(tǒng)改造方案及經(jīng)濟(jì)效果分析對東汽600MW級機(jī)組冷端模塊進(jìn)行計算,下面引為提高循環(huán)水系統(tǒng)運行方式靈活性,滿足不同用該研究成果數(shù)據(jù)對新昌電廠不同循環(huán)水溫和負(fù)荷季節(jié)、不同水溫、不同負(fù)荷下主機(jī)最佳真空對循環(huán)條件下循環(huán)水泵最優(yōu)運行推算如下水量的要求,可采用和循環(huán)水泵電機(jī)變頻和2塔貫以2臺機(jī)2機(jī)3泵運行工況為例,根據(jù)各工況通再加1臺循泵雙速電機(jī)2種改造方案。點運行統(tǒng)計時間和計算得出的2機(jī)2泵切換到2機(jī)循環(huán)水泵電機(jī)變頻改造是通過對每臺機(jī)組中13泵和2機(jī)4泵時汽輪機(jī)功率增量與水泵耗功增量臺循環(huán)水泵電機(jī)進(jìn)行變頻改造,通過高壓變頻調(diào)速的差值,得出2臺機(jī)2機(jī)3泵運行工況下汽輪機(jī)凈技術(shù),根據(jù)機(jī)組負(fù)荷大小,不同季節(jié)的環(huán)境溫度變增電量如表1所示。化等因素,合理控制循環(huán)水量維持凝汽器排汽壓力對表1中各工況點節(jié)約的廠用電量進(jìn)行匯總計的最佳真空,達(dá)到提高機(jī)組運行效率,降低機(jī)組煤算,總共為1682萬kWh耗,降低循環(huán)水泵電機(jī)耗電率,節(jié)約廠用電。如循1.3雙速改造后運行節(jié)能分析環(huán)水泵電機(jī)變頻冷端改造后,通過改變循環(huán)水泵電改造后18極水泵的揚程H=(258×0872)m=19機(jī)轉(zhuǎn)速,凝汽器冷卻水量可連續(xù)調(diào)節(jié),可實現(xiàn)在保53m,流量Q=(12.2×0.87)ms=1061m3s,軸功率證機(jī)組最佳真空的條件下,循環(huán)水泵電機(jī)電耗下降N=M×08373,改極前每臺電機(jī)平均功率P=3038到設(shè)計值。循環(huán)水泵電機(jī)變頻改造后節(jié)約廠用電量kW,相應(yīng)可近似推算出18級電機(jī)功率約為3038(按年發(fā)電量72億kWh):72×10kWhx(0.78%-kW×0.873,即18極電機(jī)功率為200lkW0.707%)5256萬kWh,循環(huán)水泵變頻室空調(diào)每天冬季12月底、1、2月份,循環(huán)水進(jìn)水溫度低消耗電量(每臺循環(huán)水電機(jī)變頻室需要3臺20匹空于10℃,機(jī)組凝汽器真空在-97kPa以上,基本上調(diào)):(2×3×20×0.75×24)kW·h=2160kWh。按熱季處于極限真凵中國煤化工后,可使循環(huán)4月120d計,每年變頻室空調(diào)消耗25.92萬kW·h水流量僅減」CNMHG節(jié),循泵采用電量。每年變頻器損耗電量(按可利用小時數(shù)5500低速運行方式不會對凝汽器真空造成影響,并能滿開發(fā)與應(yīng)用能鰾研憲與管理2016(1)95·表1改造后2機(jī)3泵運行工況凈增電量kW·h水溫/C負(fù)荷%1510041059016015.5298444372.5494229699697755496001028488518077488569636924950101168804574450967248012334806043337561505705171204212170104700足凝汽器對循環(huán)水的需求量,且有一定的余量。如2采用2塔貫通再加1臺循泵雙速電機(jī)改造后每臺機(jī)循環(huán)水泵運行方式為1臺低速泵和1臺高速泵,年節(jié)廠用電量:[1037+168.2]萬kWh=271.9萬改極前每臺電機(jī)電機(jī)平均功率P=3038kW,可近似kWh推算改極后電機(jī)功率約為3038kW×0.873=表2為2種改造方案的優(yōu)缺點、費用及經(jīng)濟(jì)效2001kW,按低速電機(jī)運行1000h計,可節(jié)約廠用應(yīng)對比,本廠選擇2塔貫通再加1臺循泵雙速電機(jī)電1037kW×1000=103.7萬kWh的改造方案。表22種改造方案的優(yōu)缺點對比蕖改造內(nèi)容優(yōu)點缺點估計投資費用投資回報Wh率/年1)全國600MW等級機(jī)組極少循環(huán)對A、C循環(huán)速度快、中間環(huán)節(jié)狹窄;3)變頻泵與工頻變頻528萬正長設(shè)備壽命效率低4)初投資較土建暖通200萬元,20924717同時可以實現(xiàn)軟起動。另外土建和暖通6)變頻般在4%左右。貫通2塔之間新建雙速電機(jī)改造方案成熟受現(xiàn)場情況的限制單臺泵電機(jī)改造區(qū)域為高效區(qū)工程量較大,施工時間較長。費用35萬元循泵以C循環(huán)水泵運行方式切換靈活;無附加雙速電機(jī)倒換需要停泵2塔貫通255萬元,2719雙速電機(jī)雙速改造能量損耗;機(jī)組安全可靠進(jìn)行倒換?？偼顿Y290萬元電機(jī)性增強(qiáng)2運行優(yōu)化及效果驗證614改造后的循環(huán)水泵有多種運行配伍方式,在2機(jī)4泵(4高3高1低),2機(jī)3泵(3高高1普514低)和2機(jī)2泵(2高/高1低)6種配伍方式下E464進(jìn)行了主機(jī)熱力性能試驗與凝汽器性能試驗,針對4146種不同循環(huán)水泵運行方式時的經(jīng)濟(jì)性差異,并考慮機(jī)組的極限背壓(100%負(fù)荷約30kPa,50%負(fù)荷凝汽器進(jìn)水溫度A℃C約20kPa),結(jié)合凝汽器變工況特性,計算獲得了圖1機(jī)組循環(huán)水系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度操作圖機(jī)組在不同凝汽器進(jìn)水溫度、不同凝汽器進(jìn)水流量kWh),若以全年發(fā)電量60億kWh計算,將節(jié)約下的循環(huán)水泵最佳運行方式,圖1為在不同的循環(huán)4200t發(fā)電標(biāo)煤,節(jié)能降耗效果明顯。水進(jìn)水溫度、不同負(fù)荷下的循環(huán)水系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度操3結(jié)論作圖。經(jīng)過循環(huán)水系統(tǒng)改造及運行優(yōu)化,使得在不同本文根據(jù)循環(huán)水冷端存在的問題,開展了循環(huán)凝汽器進(jìn)水溫度、不同負(fù)荷下,能夠保證機(jī)組凝汽水系統(tǒng)改造V凵中國煤化工究,實際運行器真空在最經(jīng)濟(jì)的真空附近工作,按照如圖1所示效果表明CNMHG優(yōu)化后,能夠的循環(huán)水泵調(diào)度方式,可使機(jī)組供電煤耗降低0.7g保證機(jī)組凝汽器具空在最濟(jì)具空附近工作,同時能源研完與管理2016(1)開發(fā)與應(yīng)用2臺機(jī)組循環(huán)水系統(tǒng)連為一體,可避免未貫通,某凹趙斌劉玲張文兵汽輪機(jī)冷端優(yōu)化的研究[小熱力透臺機(jī)循環(huán)水故障將導(dǎo)致機(jī)組非停的惡性事故,提高平,2007,36(1):19-23了機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性及可靠性,具有較強(qiáng)的可實現(xiàn)性及李青高山火力發(fā)電廠節(jié)能技術(shù)及其應(yīng)用M北京應(yīng)用價值。中國電力出版社,2007.[4]李秀云,嚴(yán)俊杰,林萬超火電廠冷端系統(tǒng)評價指標(biāo)及診斷方法的研究中國電機(jī)工程學(xué)報,2001,21(9):94-98參考文獻(xiàn)冀玉春循環(huán)水泵運行方式優(yōu)化方法試驗分析門東北電力]王瑋曾德良楊婷婷,等基于凝汽器壓力估算法和循環(huán)水泵最優(yōu)運行[幾中國電機(jī)工程學(xué)報,2010(5):30-14技術(shù),2002(2):18-20(上接第92頁)合控礦。他認(rèn)為火山塌陷和鄒一石斷裂在形成過程2徐磊李三忠劉鑫等華南欽杭結(jié)合帶東段成礦特中伴隨著一系列的次級裂隙,可能有更大的儲量,征與構(gòu)造背景[門海洋地質(zhì)與第四紀(jì)地質(zhì),2012,32(5):57是找礦和井下探礦工程布置的重點。[3]吳玉相山鈾礦田成礦流體地球化學(xué)特征及礦床成因探4結(jié)語討D南昌:東華理工大學(xué),2013.相山鈾礦田已經(jīng)被開釆了50多年,不管是成礦4]陳正樂,王永,周永貴,等江西相山火山-侵入雜巖體錯石 SHRIMP定年及其地質(zhì)意義中國地質(zhì),2013,40(1)物質(zhì)來源還是火山侵入雜巖的性質(zhì)都有許多的成果,217-231每一個后來人的研究都是建立在前人研究的基礎(chǔ)上[s郭建相山鈾礦田科學(xué)深鉆巖石鈾礦化蝕變作用研究D的,認(rèn)識也會不斷得到進(jìn)步。例如上文中提到的北京:核工業(yè)北京地質(zhì)研究院,2014大多數(shù)的人認(rèn)為相山火山侵入雜巖有S型花崗巖的[6]林錦榮,胡志華謝國發(fā)等相山火山盆地組間界面、基底特征,但楊水源最新的研究認(rèn)為具有A型花崗巖的界面特征及其對鈾礦的控制作用鈾礦地質(zhì),2014,30(3)特征。鄒一石斷裂一直都被認(rèn)為是相山鈾礦田的控135-140礦主斷裂,然而,現(xiàn)在這一看法也受到了質(zhì)疑。門]周玉龍楊松贛中相山礦田逆沖推覆構(gòu)造地質(zhì)特征與成在相山找礦過程中可以將目光投注到逆沖推覆礦關(guān)系[世界核地質(zhì)科學(xué),2012,29(2):72-7構(gòu)造上,逆沖推覆構(gòu)造控礦在已發(fā)現(xiàn)的礦床中占了[8]張萬良相山礦田鈾礦地質(zhì)研究進(jìn)展與趨勢[資源調(diào)查與絕大多數(shù),具有較大的找礦潛力;同樣界面控礦,楊水源華南贛杭構(gòu)造帶含鈾火山盆地巖漿巖的成因機(jī)制也是在實際找礦中總結(jié)出的經(jīng)驗。因此相山下一步及動力學(xué)背景D]南京:南京大學(xué),2013.的找礦可以關(guān)注逆沖推覆構(gòu)造體和界面接觸帶。[0饒澤煌江西相山鈾礦田基性巖特征及意義研究四D]南相山火山盆地,基性巖出露較少,但基性巖的昌:東華理工大學(xué),2012成巖時間和鈾礦化時間十分接近,可以進(jìn)一步探究[張萬良江西相山鈾礦田鄒一石斷裂新解[資源調(diào)查與基性巖和鈾成礦的關(guān)系。環(huán)境,2014,35(1)46-52.[12]邵飛,鄒茂卿,許健俊,等.相山火山盆地西部SN向構(gòu)參考文獻(xiàn)造特征及其形成機(jī)制[門鈾礦地質(zhì),2013,29(5):257-262[]楊明桂梅勇文欽一杭古地塊與成礦帶的主要特征華13]胡榮泉徐金山賈志遠(yuǎn)等淺談鄒家山一石洞斷裂帶成南地質(zhì)與礦產(chǎn),1997(3):53-59礦條件及其控礦特征門東華理工大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版2013,36(2):113-119中國煤化工CNMH