優化凝結水泵運行方式降低凝結水泵電耗分析

李琳琳

摘 要：自2011年10月和11月1、2號機分別通過168進入商業運行，無論是高負荷還是低負荷運行凝結水泵電耗在0.17%～0.2%及以上。為了響應集團公司2012年提出的“大干5個月、優化運行方式、安全運行、降本增效”口號，優化凝結水泵運行方式降低凝結水泵電耗，節約廠用電率，對筆者所在廠機組凝結水系統運行方式進行調整，達到大唐集團公司同類型機組最優值。

關鍵詞：火力發電廠 優化運行方式 變頻運行 凝結水泵電耗

中圖分類號：TK267 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）03（b）-0055-02

1 林州熱電機組類型介紹

全廠（2×350 MW）兩臺機組，總裝機容量為700 MW。配備有3臺50%額定容量的立式筒形凝結水泵，一套凝結水精處理、1臺軸加、4臺低加、1臺凝補水箱和1臺凝補水泵。系統設置兩套變頻器，A/B變頻器采用一拖二形式，分別控制A、B凝結水泵，C變頻器單獨控制C凝結水泵。凝泵設計的額定流量是423.6 m3/h，在實際運行中降低凝泵出口壓力，單臺凝泵最大出力能達到600 t/h左右。

2 試驗調整目的

響應集團公司“大干5個月、優化運行方式、安全運行、降本增效”口號，優化運行方式降低能耗，通過對該廠1、2號機凝結水系統運行方式進行調整，降低凝結水泵電耗，使其達到集團公司同類型機組先進值。

3 影響凝結水泵電耗因素分析

由于調度負荷低，1、2號機持續低負荷運行，兩臺凝結水泵變頻運行，除氧器上水調門在40%～50%開度，節流損失大。為了降低凝結水泵電耗可以從優化凝結水泵運行方式、降低凝結水母管壓力、減少凝結水用戶著手。

在降低凝結水泵出口壓力時必須考慮凝結水母管壓力降低對以下用戶的影響。

3.1 凝結水壓力降低后對軸封減溫水的影響

低壓軸封減溫水由凝結水供給，負荷在175 MW時，凝結水泵出力低，出口母管壓力0.85 MPa，低壓軸封減溫水調節門開度最大只有32%。因此凝結水母管壓力降低至0.85 MPa，對軸封無影響。

3.2 當低旁投入時，凝結水壓力降低對低旁減溫水影響

考慮低旁減溫水主要是害怕機組在啟動時低旁減溫水壓力低至0.6 MPa，低旁聯關引起再熱器保護動作。

經過實際觀察當凝結水母管壓力與低旁前減溫水壓力有0.1 MPa的壓差，即使凝結水母管壓力下降至0.8 MPa，低旁減溫水壓力也有0.7 MPa，因此無影響。

3.3 凝結水壓力降低，對低壓缸排汽溫度的影響

正常運行期間去凝汽器的疏水門處于關閉狀態，只有少量內漏疏水去凝汽器，低壓缸排汽溫度一般穩定在30 ℃以下。因此在機組正常運行期間降低凝結水壓力后對低壓缸排汽溫度無影響。

3.4 低負荷時凝結水壓力降低，抗干擾能力弱，備用凝結水泵易聯啟，是否會使除氧器滿水

凝結水壓力低，主要集中在低于176～200 MW負荷，此時的凝結水母管壓力一般維持在0.84～0.86 MPa，除氧器上水調門開度在100%，一旦凝結水母管壓力受外界影響波動，備用凝結水泵將聯鎖啟動。從理論上講，此時由于備用泵是工頻泵，除氧器上水調門開度大，且沒有“工頻泵聯動后聯關除氧器上水調門至50%”邏輯，會很快造成除氧器滿水，但在高負荷時凝結水泵出口壓力都保持在1.2 MPa及以上，凝結水壓力高無需害怕凝結水壓力擾動聯動備用泵。

除氧器設有3個高水位保護邏輯，高一值聯開溢流門，高二值聯開事故疏水門，除氧器中的水可以通過此門進入凝汽器，高三值時聯關4抽至除氧器抽汽逆止門、電動門，因此當除氧器水位高時，可以有效地防止汽輪機進水。

除氧器有效容積是150 t，正常運行時有90 t的水容積，還剩余60 t水容積。在機組運行中備用凝結水泵聯啟后有兩種可能工況，一種是機組滿負荷時變頻出力大備用凝結水泵聯啟后與運行凝結水泵并列運行此時凝結水流量800 t/h；另一工況是機組負荷低，備用凝結水泵啟動后出口壓力高于變頻運行凝結水泵出口壓力，變頻凝結水泵不出力，凝結水流量變為單臺工頻凝結水泵出力580 t/h。并列運行工況基本是保持凝結水流量不變因此無需害怕除氧器水位上升，只有在第二種工況才會出現除氧器水位上升。

為了保證除氧器安全運行建議增設一個邏輯“當備用凝結水泵聯啟時聯關除氧器上水調門至50%”，更有效地防止除氧器滿水。

4 試驗過程

4.1 負荷低于250 MW時采用單臺凝結水泵變頻運行

負荷在250 MW及以下時凝結水泵由兩臺凝結水泵變頻運行切換為單臺凝結水泵變頻運行，凝結水母管壓力基本保持一致，除氧器上水調門開度在50%左右，如表1、表2。

結論：負荷低于250 MW時兩臺凝結水泵與單臺凝結水泵變頻運行比較，單臺凝結水泵變頻運行更加經濟，在250 MW電耗基本持平。經過上述調整后，凝結水泵電耗降低0.03%～0.04%。

4.2 全開除氧器上水調整門，降低凝結水泵出口壓力

由于凝結水泵出口壓力很高，除氧器上水調門節流損失很大，并且由于除氧器上水調門節流大，除氧器上水調門就地有異常聲音，對設備損害也大。

該廠備用凝結水出口壓力低聯動備用凝結水泵原始定值是1 MPa，為了全開除氧器上水調節門，將“凝結水母管壓力低1 MPa聯啟備用凝結水泵”定值修改為0.8 MPa。全開除氧器上水調門，降凝結水母管壓力至0.84 MPa左右，保持負荷176 MW、除氧器水位不變，凝結水泵電流由23.5 A下降至17 A，如表3。

結論：凝結水泵變頻在低負荷運行時，如果保持除氧器上水調門全開，能減少凝結水泵電耗0.03%。

4.3 優化凝結水系統運行方式

（1）機組正常運行時，保持除氧器上水調門全開。

（2）非供熱期間，機組負荷≥250 MW啟動兩臺凝結水泵變頻運行，反之保持一臺凝結水泵變頻運行，供熱期間以凝結水流量為參照，當凝結水流量≥590 t/h保持兩臺凝泵變頻運行。

（3）凝結水泵運行后，凝結水泵自密封水手動總門打開，在不影響溶氧的情況下，閉式水來的機械密封水手動門也保持開啟。

（4）低旁退出后，關閉水幕噴水。

（5）機組負荷≥15%額定負荷且低壓缸排汽溫度≤50 ℃，關閉低壓缸噴水。

（6）當機組高低旁關閉、高低加事故疏水關閉、無大量疏水門內漏，且凝汽器疏水擴容器溫度≤50 ℃，關閉疏水擴容器一、疏水擴容器二減溫水調整門備用。當關閉這兩門后，在保持機組負荷不變的情況下，凝結水泵電流能下降3～4 A。

5 試驗結論

經過優化前后參數比較，優化后凝結水泵電耗下降，降低了廠用電，從而降低公司發電成本，結果如表4顯示。

表4中顯示該廠1、2號機凝泵電耗平均下降了0.18%多，2號機凝泵電耗已為集團公司同類型機組最優值，按全年發30億kW·h電量計算，全年節約資金137萬元。

參考文獻

[1] 大唐林州熱電有限責任公司1、2號機組主機規程[Z].

[2] 大唐林州熱電有限責任公司1、2號機組集控輔機規程[Z].

[3] 國電四維高壓變頻器參數設置一覽表[Z].

[4] 中國大唐集團能效對標管理平臺[Z].