汽輪機組閉冷水系統節能改造的探討

吳基富

（云浮發電廠（B）廠有限公司，廣東 云浮 527300）

摘要：通過介紹汽輪機組閉冷水系統的概況，論述閉冷水系統優化改造的必要性，并結合相關節能改造措施，選擇正確的改造方案，對汽輪機組閉冷水系統進行節能改造。運行結果表明，該改造方案有效降低了閉冷水系統能源損耗，具有良好的系統工作效益，值得推廣應用。

關鍵詞：汽輪機；閉冷水系統；節能；改造

中圖分類號：TK264.1文獻標識碼：A 文章編號：2095－6835（2014）08－0022－02

1閉冷水系統概況

機組閉冷水系統的功能是向汽輪機、鍋爐、發電機和脫硫系統等輔助設備提供冷卻水。該系統為閉式回路，開式冷卻水系統的水流經閉冷器，來冷卻閉式循環水系統中的冷卻水。閉冷水系統包括2臺全容量閉冷泵、3臺半容量閉冷器和1臺膨脹水箱設備。閉冷水系統采用除鹽水和凝結水作為冷卻液，用凝結水輸送泵或除鹽水泵向膨脹水箱補水，然后通過閉冷泵在閉式回路中循環。閉冷水系統用戶主要有主機潤滑油冷卻器、小機潤滑油冷卻器、EH油冷卻器、真空泵冷卻器、密封油冷卻器、發電機器定子水冷卻器和鍋爐各風機潤滑油冷卻器等。閉冷水系統正常運行時，1臺閉冷泵運行，閉冷水系統出力應滿足機組最大出力時各種負荷運行的需要，并有一定裕量。

2閉冷水系統優化改造的必要性

2.1全年閉冷水系統運行狀況

查閱安全儀表系統（SIS），采集閉冷水系統運行數據，繪制出某發電廠閉冷水系統2012年全年運行狀況，如圖1所示。

圖1機組閉冷水系統冷卻水運行溫度

圖2閉冷泵流量和效率特性曲線

2.2閉冷水系統運行狀況分析

該發電廠地處北亞熱帶濕潤季風氣候區，具有四季分明、雨量充沛、日照充足、冬寒夏熱和雨熱同步等特點。由于環境溫度的變化，導致閉冷水溫度隨著季節變化而變化。由圖1可知，閉冷水冷卻器出口溫度僅在6—9月會超過35 ℃，全年平均溫度在25 ℃左右。變冷泵流量和效率特性曲線由圖2所示，閉冷水系統用戶冷卻器進口調整門開度在7—9月超過80%，平均開度在50%左右；特別是在冬季，其開度在20%左右，閉冷水系統用戶各冷卻器所需要的冷卻水量較設計值偏離大。由圖2可知，閉冷水系統冷卻器全年出口壓力平均值為0.65 MPa左右。 2.3閉冷水系統全年用戶冷卻水量分析

閉冷泵型號為SLOW300—550IB，額定流量為2 000 m3/h，揚程為50 m，功率為400 kW，其特性曲線如圖2所示。由圖2可知，6—9月閉冷水流量為1 500～2 000 m3/h，其他月份為750～1 250 m3/h。

通過以上分析可知，6—9月，閉冷泵可匹配系統經濟運行，泵的效率較高、節流損失小；其他月份，由于閉冷水溫度隨著環境溫度大幅下降，閉冷水流量也急劇下降，閉冷泵雖然能夠滿足閉冷水系統運行的需要，但泵的節流損失大、效率低，閉冷泵不再經濟地匹配閉冷水系統運行，造成能源浪費。

由此可見，該電廠機組閉冷水系統配置的閉冷泵裕量過大，系統母管長期處于較高壓力下運行，對泵、閥門密封件、調整門閥芯是不利的，縮短了其使用壽命，閉冷水系統運行經濟性較差。所以，對閉冷系統的節能進行改造是十分必要的。

3閉冷水系統節能改造方案選擇

3.1閉冷泵改為變頻運行

閉冷泵改為變頻運行時，閉冷泵根據系統用戶用水量的多少改變轉速，保持系統母管壓力在合理、經濟的范圍內，運行靈活，節約廠用電量。但是，變頻改造投資大，涉及電氣、控制和土建等專業，必須由設計院等相關單位完成。

3.2在閉冷水系統中增加1臺小泵

閉冷水系統用水量長期為750～1 250 m3/h，選擇額定流量為1 000～1 200 m3/h、揚程為40 m的水泵，與#1，#2閉冷泵并聯運行，就可以滿足閉冷水系統各冷卻器的需求。該電廠220 MW機組正進行拆除，機組的射水泵額定流量為1 201 m3/h，揚程為40 m，完全可以滿足機組閉冷水系統除6—9月以外8個月份的運行。

該方案投資小，后期運行維護量較變頻方案少，系統運行可靠，廠用電節約明顯，本廠檢修部門即可獨立完成閉冷水系統的節能改造。因此，電廠機組閉冷水系統節能改造選擇第二種方案。

4閉冷水系統節能改造措施

大修期間，在閉冷水進出水母管上引出1路管道，加裝1臺閉冷泵，并安裝進出電動門、出口逆止門、進口濾網和進出口壓力表。為了不影響美觀，將水泵安裝在閉冷泵與前置泵之間。

4.1改造成本

閉冷水系統節能的改造成本主要有：管道0.5萬元；進出口閥門，利用#4機組2臺射水泵出口門，只增購1個出口逆止門，0.5萬元；電纜7.0萬元；熱控電動閥門5.0萬元；基礎設施0.5萬元，總成本13.5萬元。相對于購置1臺新泵和電機及其附屬管閥等，節約費用約15萬元。

4.2預期收益

按該水泵運行240 d，按75%的負荷率計算，全年可節約（400－185）×24×240×0.48×0.75×10－4=44.582 4（萬元），2臺機組全部實施改造后，將每年產生89.170 8萬元的經濟收益。改造后，#1，#2閉冷泵型號為SLOW300－550IB，#3閉冷泵型號為350S－44AG。6—9月使用#1，#2閉冷泵運行，其余月份使用#3泵運行，極大地提高了閉冷水系統運行的經濟性和可靠性，達到了節能降耗的目的。改造后閉冷水系統簡圖如圖3所示。

圖3改造后閉冷水系統簡圖

5改造后閉冷水系統運行狀況

改造后，系統運行穩定，機組滿負荷運行時閉冷水系統使用#3泵的運行狀況見表1所示。

由表1可知，1—5月和10月，#3閉冷泵揚程和流量完全滿足閉冷水系統用戶的需求，改造取得了預期的效果。

6結束語

綜上所述，通過對電廠機組閉冷水系統改造方案的實施，證明了閉冷水系統的節能改造是具有極大經濟意義的。該節能

改造方案節能效果明顯，既提高了設備效率，又滿足了生產工藝的要求，具有一定的推廣價值，應該在汽輪機改造工程中廣泛發展應用。

表1閉冷水系統主要運行參數

月份 室外溫度/℃ 閉式水冷卻器出口溫度/℃ 閉式水冷卻器出口壓力/MPa

1 2 16 0.63

2 5 20 0.60

3 10 24 0.55

4 18 25 0.45

5 20 28 0.42

10 22 29 0.38

參考文獻

［1］李念生.300 MW汽輪機控制系統改造［J］.電力學報，2004（04）.

［2］周琳，譚銳，衛棟梁.東汽純凝600 MW級火電機組供熱改造探討［J］.東方電氣評論，2012（02）.

〔編輯：李玨〕

Explore Energy Saving Turbine Closed Water System

Wu Jifu

Abstract: Introduction Turbine closed water system overview, discusses the need for the transformation of closed water system optimization, combined with relevant energy saving measures to select the correct transformation program, closed cooling water system for steam turbine for energy saving. The result shows that the transformation program closed water system effectively reduces energy consumption, has a good system of work benefits, and should be widely applied.

Key words: turbine; closed cooling water system; energy conservation; transformation

（上接第19頁）

參考文獻

［1］劉菊青，方斌.淺談機電一體化技術在煤礦生產的應用及推廣［J］.山東工業技術，2013（9）.

［2］李萍.煤礦機電一體化的技術應用和節能改造探討［J］.科學之友，2013（10）.

［3］顏平.機電一體化產品在平頂山天安煤業生產中的應用與探討［J］.機電信息，2010（4）.

［4］閆立偉.機電技術一體化技術在當前我國煤礦開采中的應用［J］.電源技術應用，2013（12）.

〔編輯：白潔〕

On the Practical Application of Mechatronics and Future Mine Development

Ding Liao

Abstract: Mechatronics technology in coal production and more widely, it can not only improve the safety of coal mine production operations, but also reduce the miners labor intensity and improve work efficiency, coal mining enterprises tremendous economic benefits. Based on this, the practical application of mechatronics mine and future development are briefly discussed.

Key words: coal; mechatronics; application; development

（上接第20頁）

Flame Atomic Absorption Spectrophotometric Measurement of Lead in Wastewater

Lin Songhe

Abstract: Flame atomic absorption spectrophotometry can effectively detect metal ion content in wastewater, wastewater treatment methods to determine.

Key words: flame atomic absorption spectrophotometry; wastewater; lead; spectral lines

（上接第21頁）

The Improvement of Xiaohuigou Coal Mine Local Ventilator Dedicated Power Supply Scheme

Han Dezhu

Abstract: Mainly for Xiaohuigou Coal Mine local ventilator dedicated power supply plan before and after the improvement of safety and reliability, briefly discusses the advantages and disadvantages of the improved scheme and the improved economic benefits and social benefits.

Key words: coal mine; local ventilator; power supply; improved scheme

Key words: turbine; closed cooling water system; energy conservation; transformation

（上接第19頁）

參考文獻

［1］劉菊青，方斌.淺談機電一體化技術在煤礦生產的應用及推廣［J］.山東工業技術，2013（9）.

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［4］閆立偉.機電技術一體化技術在當前我國煤礦開采中的應用［J］.電源技術應用，2013（12）.

〔編輯：白潔〕

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Abstract: Mechatronics technology in coal production and more widely, it can not only improve the safety of coal mine production operations, but also reduce the miners labor intensity and improve work efficiency, coal mining enterprises tremendous economic benefits. Based on this, the practical application of mechatronics mine and future development are briefly discussed.

Key words: coal; mechatronics; application; development

（上接第20頁）

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Abstract: Flame atomic absorption spectrophotometry can effectively detect metal ion content in wastewater, wastewater treatment methods to determine.

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（上接第21頁）

The Improvement of Xiaohuigou Coal Mine Local Ventilator Dedicated Power Supply Scheme

Han Dezhu

Abstract: Mainly for Xiaohuigou Coal Mine local ventilator dedicated power supply plan before and after the improvement of safety and reliability, briefly discusses the advantages and disadvantages of the improved scheme and the improved economic benefits and social benefits.

Key words: coal mine; local ventilator; power supply; improved scheme

Key words: turbine; closed cooling water system; energy conservation; transformation

（上接第19頁）

參考文獻

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［3］顏平.機電一體化產品在平頂山天安煤業生產中的應用與探討［J］.機電信息，2010（4）.

［4］閆立偉.機電技術一體化技術在當前我國煤礦開采中的應用［J］.電源技術應用，2013（12）.

〔編輯：白潔〕

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Key words: coal; mechatronics; application; development

（上接第20頁）

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（上接第21頁）

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Key words: coal mine; local ventilator; power supply; improved scheme