某電廠1000MW機組循泵優化運行

胡俊

（廣東大唐國際潮州發電有限責任公司廣東潮州515723）

某電廠1000MW機組循泵優化運行

胡俊

（廣東大唐國際潮州發電有限責任公司廣東潮州515723）

為驗證某電廠1000MW機組在循環水的進水溫度與負荷量一定的狀況下，表現出的最佳運行背壓和最佳運行方式。某電廠將運行1000MW機組循泵，使其機組以進水溫度為16℃，以滿負荷的機組運行，以此試驗來記錄數據進行對比分析，從而和實際運行情況作比較分析。

1000MW機組；最佳運行背壓；循泵

1 引言

循環水泵的配置與設計對凝汽器壓力、水泵耗功、水流量汽輪機等主要參數的影響十分巨大，所以循環水泵對整個汽輪機組的經濟性與合理性也十分重要。因此，循泵的配置也需進行不斷地優化。隨著目前研究力度不斷深入，大幅的循環泵耗功增量需要投運更多的循泵來增加循環水流量，但是當循環水流量所增加過多時，機組的運行可能反而會變得不經濟。因為，雖然凝汽器經過改善所得到的優點反而會被循環泵的功耗增加所抵消，機組在運行時的溫度與負荷的升高也會導致機組出現惡化，從而使得機組增加了熱耗。然而由于目前節能降耗的形勢已成為大趨勢，很多電廠都開始改造自身循環系統的冷端系統，同時要想改善冷端系統的運行狀況，也必須不斷優化改善循環泵的運行情況，所以對于循環泵運行的研究一直是一個研究熱點。通常情況下，電廠需要確定一個最佳的循環水系統的運行方式，以使得不同機組負荷、溫度和水流量下的機組運行的能耗變得最低。

某電廠啟動2×1000MW（7’、8’機組）火力發電機組，凝汽器為雙背壓設計，循環水系統為海水冷卻的開式循環，每臺機器配備3臺立式循環水泵，并且2臺機組的6臺循泵之間均有聯絡閥，可組成母管制的循環水系統。

這次試驗將分別采用兩機兩泵、兩機三泵、兩機四泵、兩機五泵以及兩機六泵這5種不同組成的方式，將記錄下機組在500MW、750MW、1000MW這3種負荷狀況下的運行情況，以測取不同循環泵的組合下相應的背壓、冷卻面積、冷卻倍率等參數，該循環水系統的節能優化模式能夠精確地掌握循環泵的運行，它能產生節能效應的效果，關鍵是通過運用改變運行的臺數來調節系統流量，其實也就是調整其循環水的進水溫度以及機組的整體負荷等來調節流量進行試驗。

2 試驗原理及試驗方案

2.1 冷端優化試驗原理

該試驗將利用在不同的循環泵組合方式下，將循環水泵耗功的變化和機組背壓的變化量來進行比較，得到凝汽器進出水溫度、循環水流量和循環水泵耗功的相應參數變化，同時以機組出力的凈收益最大作為相應原則，確定最優組合方式和機組運行的最優背壓。

詳細的運算過程為：①通過試驗可得出凝汽器在不同的循環水泵組合方式作用下，獲取的循環冷卻水流量和相應的循環水泵的耗功，②計算循環機組在不同循環冷卻水溫度、不同負荷時凝汽器背壓與循環水流量的關系，然后由機組微增出力試驗得到的結果，可求出機組在不同負荷下，由于背壓的變化引起的機組出力變化值情況。③得出在不同的循環水泵組合運行方式下，并計算出循環水泵耗功和機組出力變化值之差，當該差值達到最大時，該組合方式即為循環水泵的最優組合方式。

2.2 循環水泵組合試驗方案

循環水泵試驗前必須檢查電機系統絕緣情況是否良好，聯軸器是否在同一軸線上，軸承密封的沖洗管路是否連接完成，吸入管與輸出管是否有各自的支架，泵是否直接承受了管道的重量，管子內部是否清洗干凈，雜物是否清除，各指示儀表、安全保護裝置及電控裝置是否靈敏、準確可靠，盤車是否靈活，無異常現象，電機的轉向是否與泵的轉向相符，各固定連接部位是否無松動現象，各潤滑部位是否加了潤滑劑。

因為循環水系統是開式循環，且循環泵葉角不可調，而所謂開式循環水泵是相對于閉式循環水泵而言的。如果循環水冷水從外面引入，冷卻設備后的熱水排出到外部，所有的循環水都是從外部河流、水塔、水庫、湖泊等引入，然后再排出到這些水源，就是開式系統，用于這個開式系統的循環水泵就是開式循環水泵。而有些設備對于循環水質有要求，外部的水質不能滿足要求，所以先采用合格水來冷卻設備，熱水將會回到一個換熱器，用換熱器外部的冷水來冷卻里面的熱水。當換熱器的熱水冷卻后，再送回設備去冷卻設備。這種系統的水是內部循環的，所以成為閉式循環水系統，用于其中的水泵就是閉式循環水泵。因此該電廠循環水泵的日常組合運行模式一共有一機一泵、一機兩泵、一機三泵、兩機三泵、兩機五泵5種運行方式，并且循環泵的5種不同的運行方式其實是表示了5種不同的循環水流量。

3 凝汽器變工況計算

凝汽器其實是機組運行中的一個至關重要的輔機之一，有一些電廠可能會通過改善循環水泵的運行來試驗出最佳的循環水泵運行方式。但是目前來說，很多電廠往往是按照往年的一些進水溫度和機組負荷的積累規律來選擇循環水泵的最佳運行方式，但是這種方法實際上是存在一定弊端的，因為不僅水循環中的進水溫度可能具有晝夜溫差，而且每一年所展現的氣溫的規律實際上也是不一樣的。因此，本次試驗中對所采用的凝汽器變工況的計算方法進行了一些調整，具體來說是由于不同凝汽器的進水溫度、負荷和進水流量都是不同的，而通過簡化的計算方法，往往可以得到一個平均的傳熱系數，從而便可以推算出凝汽器的壓力。而為了保證這一計算結果的準確性，凝汽器的傳熱系數的簡化公式也需要進行相應的修正，因為凝汽器的變工況熱力計算的一個關鍵就是傳熱計算，所以必須更加精確。

具體的過程是，在計算出特性參數后使用公式BTH建立計算模型，同時通過改變循環水進水溫度、熱負荷這兩個變量，再推導出其凝汽器的壓力。然后將計算得到的壓力和傳熱系數與試驗值相比較，再根據這些偏差確定出修正值，從而對計算模型進行修正。最后利用修正后的計算模型推算出不同環循泵運行組合方式下，機組在各種負荷、不同循環水進水溫度時的凝汽器壓力。

4 循環泵最佳運行方式及機組最佳運行背壓

背壓機組是熱電聯合生產（熱電聯產）運行的機組，熱電聯產使能源得到合理利用，是節約能源的一項重要措施。在眾多的汽輪發電機組中，背壓機由于消除了凝汽器的冷源損失，在熱力循環效率方面是最高的。

一般凝汽器在其設計階段，在一些特性條件確定的情況下，通過經濟技術的比較，運用受益最大的方法來確定其最佳背壓。背壓其實叫汽輪機出口排汽壓力，俗稱背壓，是指做完功以后還具有蒸汽。在發電廠這些蒸汽經過凝汽器變為水補充到鍋爐，在其他廠礦是要輸送給其他部門做生產用蒸汽，所以要保證一定的壓力和溫度，一般在0.5～1MP之間，溫度200多度，不回到鍋爐。而使得循環水泵耗功的增加值和機組負荷的增加值的差值，達到最大時的循環泵運行組合的凝汽器壓力就是最佳背壓。

此次試驗以兩機四泵運行方式為基準量，另外4種運行方式為比較變量，分別測出循環泵功率和循環水流量的數據，得到凈出力收益。在進行各種組合運行狀況的比較后，便可以確定凈最佳的運行方式以及最佳背壓。

5 實際應用

在實際應用中，由于機組的調峰非常頻繁，循環水溫的晝夜溫差也比較明顯，則需要考慮到實際的進出水溫度和機組實際負荷的客觀變化規律作出判斷，只有這才能避免循環水泵的啟停頻繁，于此同時參考相關數據可以對循環水泵運行方式做出合理的選擇。

發現兩機三泵方式運行的凝結水的過冷度是小于凝汽器設計規范的凝結水過冷度的，滿足了運行要求，經濟性也提高了，以上結論說明按此方法對循環水泵運行進行節能優化，方法可行。

[1]郭永樹.提高大型汽輪發電機自并勵勵磁系統強勵能力的探討[J].沈陽工程學院學報，自然科學版，2015（1）：34～35.

[2]李波.濱海火電廠1000MW機組循環水泵選型方案的探討[J].機電工程技術，2015，36（11）：39～40.

[3]楊志，龍國慶.基于逐月運行節能優化的1000MW火電機組循環水泵配置[J].電力建設，2015，33（10）：57～58.

TM621.7

A

1004-7344（2016）28-0085-02

2016-9-18

胡俊（1986-），男，助理工程師，本科，主要從事電廠運行工作。