S209FA聯合循環機組循環水泵運行方式經濟性試驗分析

朱意兵，王建偉，劉 江

（神華浙江國華余姚燃氣輪機發電有限責任公司，浙江余姚 315400）

S209FA聯合循環機組循環水泵運行方式經濟性試驗分析

朱意兵，王建偉，劉 江

（神華浙江國華余姚燃氣輪機發電有限責任公司，浙江余姚 315400）

本文介紹了某S209FA多軸聯合循環機組中兩臺循環水泵運行方式。通過在“一拖一”及“二拖一”兩種運行工況下進行了多次試驗，并對不同環境溫度下第二臺循環水泵啟動前后機組運行參數的變化進行分析，確定了第二臺循環水泵最佳啟動時機，為同類型電廠研究循環水泵最佳的運行方式提供參考。

S209FA聯合循環；循環水泵；經濟性

某燃氣輪機電廠機組為二臺9FA燃氣輪機一臺汽輪機的多軸聯合循環機組。循環水系統安裝有兩臺循環水泵，設計運行方式為“一拖一”運行時，運行一臺循環水泵，氣溫較高時啟動兩臺循環水泵，“二拖一”運行時啟動兩臺循環水泵。由于循環水泵啟動后真空上升，汽輪機負荷增加，發電量增加，但循環水泵啟動后相應廠用電量也會上升，所以需要分析不同運行工況下多發電量與多耗廠用電量之間的關系，從而找到循環水泵合理的運行方式。

1 “一拖一”運行方式下數據分析

為驗證“一拖一”運行方式循環水泵的經濟性，在機組“一拖一”運行，燃氣輪機負荷穩定模式下，啟動第二臺循環水泵，比較啟動前后發電量的增加值與廠用電量的增加值，由于燃氣輪機負荷不變，多發電量僅為汽輪機有功的增加量。試驗數據如表1。

從上表可以看出，第二臺循環水泵啟動后，廠用電量增加約2．1 MW，但由于循環水溫度上升，汽輪機真空的下降，汽輪機有功的增加量逐漸減少，最終多發電量低于多耗的廠用電量。此次試驗在環境溫度較高的工況下進行，第二臺循環水泵啟動前真空僅為－93．66 kPa，若環境溫度降低，初始真空較高，則第二臺循環水泵啟動后凝汽器真空上升的幅度更小，汽輪機多發電量也將更小。所以，機組“一拖一”運行方式下，兩臺循環水泵長時間運行，對機組效率并無提升，應維持單臺循環水泵運行。

2 “二拖一”模式下循環水泵經濟性分析

2．1 試驗過程

環境溫度較高，初始真空較低時試驗，啟動第二臺循環水泵，試驗過程如下：

（1）第二臺循環水泵啟動前，機組保持“二拖一”運行方式，單臺循環水泵運行，維持兩臺燃氣輪機負荷不變。

（2）10∶07啟動第二臺循環水泵。

（3）第二臺循環水泵啟動后1 h內每10min記錄相關參數的變化，見表3。

（4）由于第二臺循環水泵啟動后，循環水溫度增加，循環水泵運行較長時間后，在記錄相關參數時，取樣點的選擇上盡量保證環境溫度及燃氣輪機負荷與第二臺循環水泵啟動前一致。

試驗過程數據見表2。

2．2 試驗數據分析

（1）10∶07，第二臺循環水泵啟動后，與10∶00單泵運行相比，廠用電功率增加2．37 MW，汽輪機負荷增加5 MW，凝汽器真空上升1．87 kPa。多發電量大于多耗廠用電量。

（2）11∶07，第二臺循環水泵運行1 h后，與10∶00單泵運行參數比較，凝汽器真空上升1．46 kPa，循環水溫度上升約2℃，廠用電功率增加1．92 MW，汽輪機負荷增加2．76 MW。多發電量大于多耗廠用電量。再加上此時環境溫度已由21．09℃升至22．61℃，如在10∶00運行工況下，汽輪機增加的負荷應高于此計算值。

（3）對這1 h內增加的廠用電功率及汽輪機增加的發電功率進行比較，如表3。

第二臺循環水泵啟動后，廠用電量增加基本在2．1 MW左右，盡管由于循環水溫度上升，汽輪機真空的下降，汽輪機有功的增加量逐漸減少，但增加量仍大于廠用電增加量，所以，在初始真空為－93．4 kPa的初始工況下，雙機運行期間，保持兩臺循環水泵運行，機組效率有明顯提升。

（4）17∶10，雙泵運行對循環溫度的影響已完全結束，此時環境溫度和燃氣輪機負荷與10∶00工況基本一致，與10∶00單泵運行參數比較，廠用電功率增加1．91 MW，汽輪機負荷增加3．07 MW，多發電量大于多耗廠用電量。

綜上所述，在循環水進水溫度為22℃時，兩臺循環水泵運行經濟性好于單臺循環水泵運行。但由于此次試驗進水溫度偏高，初始真空較低，啟動第二臺循環水泵后真空上升幅度較大，所以汽輪機負荷上升較多。若當環境溫度下降，初始真空較高時，真空上升的幅度將較小，汽輪機負荷增加量也相應減小，但第二臺循環水泵啟動后增加的廠用電量應是一致的，所以可以假定，循環水進水溫度應存在一個臨界值，高于臨界值時，啟動第二臺循環水泵后汽輪機增加的發電量不足以抵消多耗的廠用電量，此時，應保持單臺循環水泵運行。

為找出此臨界點，分別在不同的環境溫度條件下燃氣輪機“二拖一”滿負荷運行時做了兩次試驗。試驗數據如表4和表5。

從表4和表5可以看出，循環水進水溫度為14℃，初始真空達到－95．76 kPa時，第二臺循環水泵啟動后真空上升幅度僅為1．1 kPa，低于前兩次試驗時真空上升的幅度，汽輪機增加的有功逐漸也小于多耗的廠用電量，所以基本可確定14℃為臨界溫度。

3 結論

通過幾次試驗分析，可以得出，機組“一拖一”運行時，保持一臺循環水泵運行時較為經濟，機組“二拖一”運行時，當循環水進水溫度為低于14℃時，應維持一臺循環水泵運行時，高于14℃時，應啟動第二臺循環水泵。當然，試驗結果數據與機組特性相關，不同機組的臨界溫度點稍有差異，但此計算統計方法可以在每個電廠現場進行試驗，通過試驗找到循環水進水溫度臨界點，在不同工況下選擇最合理的運行方式，以達到節約廠用電，增加經濟效益的目的。

［1］ 宋紹榮．大容量機組循環水泵存在的問題及其改進［J］．廣東電力，2003，（5）：24- 26．

［2］ 陳功．火電廠循環水泵運行方式對機組經濟性的影響［J］．汽輪機技術，2007，（2）：70- 72．

Test and analysis of the econom y of circulating pum p operating mode of S209FA Combined cycle unit

ZHU Yi-bing，WANG Jian-wei，LIU Jiang
（Shenhua Zhejiang Guohua Yuyao Fuel Gas Power Generation co．，Ltd．，Zhejiang Yuyao 315400，China）

This article introduces the circulating pump operation mode of a S209FA multi-shaft combined cycle unit．According to the analysis of the parameters changes after the second circulating pump starts in various temperature of“One-and-One”，“Two-and-One”operationmode，find the time when the second circulating pump starts．Give a reference of determining the best operationmode of the circulating pump for the similar type unit．

S209FA combined cycle；circulating pump；economy

TK477

B

1009- 2889（2014）02- 0069- 04