200 MW供熱機(jī)組雙機(jī)單塔運(yùn)行的節(jié)能分析

李建新+李文林

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2016.19.023

摘 要：寧夏電力投資集團(tuán)西夏熱電廠200 MW供熱機(jī)組在冬季采暖工況下，改變冷卻塔的運(yùn)行方式由雙塔切換至單塔運(yùn)行，降低了廠用電率，減小了凝汽器的端差，降低了冷卻塔的補(bǔ)水量，避免了冷卻塔的大量結(jié)冰，水耗明顯降低，達(dá)到機(jī)組節(jié)能目的。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)嗡\(yùn)行 水耗 端差 廠用電率

中圖分類(lèi)號(hào)：TM62 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2016）07（a）-0023-03

Energy Saving Analysis of 200 MW Heating Unit Double

Machine Double Tower Operation

Li Jianxin Li Wenlin

（Ningxia Electric Power Investment Group Xixia Thermal Power Plant， Yinchuan Ningxia， 750021， China）

Abstract： Ningxia Electric Power Investment Group in Xixia thermal power plant 200 MW unit in winter heating condition， change the mode of operation of the cooling tower by the twin towers switched to single tower operation， reduce the auxiliary power consumption rate， reduce the difference of the condenser end， reducing the cooling tower of water supply， to avoid the cooling Tower of a large number of ice， water consumption decreased significantly， to achieve the purpose of energy saving unit.

Key Words： Single tower operation； Water consumption； End difference； Degree of cooling； Plant power consumption rate

寧夏電力投資集團(tuán)西夏熱電廠由東方汽輪機(jī)廠生產(chǎn)C200/140-12.75/0.245/535/535型超高壓、單軸、三缸雙排汽、工業(yè)抽汽不可調(diào)整、采暖抽汽可調(diào)整、一次中間再熱抽汽凝汽式汽輪機(jī)[1]。當(dāng)在最大采暖工況下，主蒸汽壓力：12.75 MPa，其流量：670 t/h；采暖抽汽壓力：0.245 MPa，其抽汽量：440 t/h；低壓缸排汽量：70.8 t/h，額定發(fā)電功率：140 MW。正常運(yùn)行時(shí)，每臺(tái)機(jī)組有三臺(tái)循環(huán)水泵組成，兩運(yùn)一備，泵的參數(shù)：揚(yáng)程23.3 m，流量：9 828 m3/h，轉(zhuǎn)速：595 r/min，電機(jī)的電壓：6 000 V，電流：109.3 A。冷卻塔的塔型：雙曲線自然通風(fēng)逆流式，冷卻塔高度：90 m，冷卻面積：3 500 m2，冷卻塔深度：2.0 m，正常運(yùn)行水位：1.7～1.9 m。凝汽器的類(lèi)型：?jiǎn)伪硥骸㈦p殼體、雙流程、表面式。冬季采暖工況是從汽輪機(jī)中壓缸的排汽口抽出一部分蒸汽加熱網(wǎng)加熱器的熱網(wǎng)循環(huán)水，通過(guò)采暖抽汽快關(guān)閥和低壓缸蝶閥的開(kāi)度調(diào)整熱網(wǎng)加熱器的進(jìn)汽量而控制熱網(wǎng)循環(huán)水的溫度，滿(mǎn)足熱網(wǎng)調(diào)度的溫度要求。但是中壓缸排汽進(jìn)入低壓缸的蒸汽量大幅減少，真空升高，排氣溫度隨著降低，循環(huán)水量顯得富裕量變大，造成凝汽器的端差增大；隨著環(huán)境溫度的降低，循環(huán)水溫更低，造成冷卻塔大量結(jié)冰，為了提高機(jī)組的經(jīng)濟(jì)效益，所以，采取冷卻塔運(yùn)行方式由雙塔切換至單冷卻塔運(yùn)行，循環(huán)水泵由兩機(jī)4臺(tái)改為兩機(jī)3臺(tái)運(yùn)行，降低了廠用電率；降低了凝汽器的端差、凝結(jié)水的過(guò)冷度；降低了冷卻塔的蒸發(fā)量、補(bǔ)水量而降低水耗，避免了冷卻塔的大量結(jié)冰，從而機(jī)組達(dá)到了節(jié)能目的，并取得十分明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

1 介紹該廠的循環(huán)水系統(tǒng)

#1、2冷卻塔補(bǔ)水水源有兩路：一是污水處理廠的中水（正常運(yùn)行的水源），二是地下水（備用水源）。循環(huán)水系統(tǒng)流程：冷卻塔→吸水井入口濾網(wǎng)→入口電動(dòng)閘板門(mén)→循環(huán)水泵→出口液壓蝶閥→循環(huán)水供水母管→凝汽器和開(kāi)式冷卻水系統(tǒng)（電動(dòng)給水泵工作油冷卻器、板式換熱器等用戶(hù)）→循環(huán)水回水母管→回水電動(dòng)門(mén)→冷卻塔，形成閉式循環(huán)。若循環(huán)水的回水不上塔時(shí)，打開(kāi)直通電動(dòng)門(mén)，回到冷卻塔水池，也形成一個(gè)閉式循環(huán)。若冬季時(shí)，打開(kāi)沖冰電動(dòng)門(mén)，形成水簾，減少冷卻塔的結(jié)冰。#3、4 循環(huán)水泵入口吸水井設(shè)有平衡#1、2冷卻塔水位的聯(lián)絡(luò)閘板啟閉機(jī)，兩臺(tái)機(jī)循環(huán)水供水/回水母管間分別設(shè)兩個(gè)聯(lián)絡(luò)電動(dòng)門(mén)，以實(shí)現(xiàn)擴(kuò)大單元制（見(jiàn)圖1）。

2 采暖期由雙塔切換至單塔運(yùn)行的操作

2.1 采暖期由雙塔切換至單塔運(yùn)行的條件

（1）#1、2機(jī)熱、電負(fù)荷穩(wěn)定，真空：高于-85 kPa，采暖抽汽快關(guān)閥全開(kāi)，低壓缸蝶閥的開(kāi)度小于50%。

（2）#1、2機(jī)凝汽器入口循環(huán)水溫低于-12 ℃。

（3）過(guò)冷度大于1℃，端差大于8 ℃。

2.2 采暖期由雙塔切換至單塔運(yùn)行（#1塔）的操作步驟

（1）#1塔水位1.7 m，#2塔水位1.8 m；兩塔補(bǔ)水水源是中水。

（2）#3、4循環(huán)水泵必須運(yùn)行，#1循環(huán)泵運(yùn)行，#2循環(huán)泵備用（任意1臺(tái)運(yùn)行，另1臺(tái)備用）；#5循環(huán)水泵運(yùn)行，#6循環(huán)水泵備用（任意1臺(tái)運(yùn)行，另1臺(tái)備用）。

（3）開(kāi)啟#1、2塔聯(lián)絡(luò)閘板啟閉機(jī)，平衡兩塔的水位。

（4）打開(kāi)兩機(jī)循環(huán)水回水聯(lián)絡(luò)一、二次電動(dòng)門(mén)。

（5）打開(kāi)兩機(jī)循環(huán)水供水聯(lián)絡(luò)一、二次電動(dòng)門(mén)。

（6）循環(huán)水系統(tǒng)參數(shù)，真空，塔水位穩(wěn)定后，緩慢地關(guān)#2塔的回水電動(dòng)門(mén)至25%，開(kāi)啟#2塔的直通電動(dòng)門(mén)開(kāi)度至20%，再關(guān)閉#2塔的回水電動(dòng)門(mén)，調(diào)整兩塔水位和循環(huán)水系統(tǒng)參數(shù)至穩(wěn)定。

（7）解除#6循環(huán)水泵的聯(lián)鎖，停運(yùn)#5循環(huán)水泵，調(diào)整#2塔的直通電動(dòng)門(mén)開(kāi)度至15%，使循環(huán)水母管壓力、真空和塔的水位穩(wěn)定。

（8）關(guān)閉#2塔的補(bǔ)水門(mén)，#1塔的補(bǔ)水門(mén)保持開(kāi)啟；關(guān)閉#2塔的排污門(mén)，#1塔的排污門(mén)作為水質(zhì)調(diào)整門(mén)。

2.3 單塔運(yùn)行中注意的技術(shù)關(guān)鍵

（1）運(yùn)行中任1臺(tái)循環(huán)水泵出現(xiàn)故障時(shí)，啟動(dòng)備用泵，調(diào)整循環(huán)水壓力和真空；另一方面做好恢復(fù)雙塔運(yùn)行的事故預(yù)案。

（2）做好停運(yùn)塔的水池防凍。根據(jù)機(jī)組熱負(fù)荷和環(huán)境溫度，調(diào)整停運(yùn)塔的直通門(mén)開(kāi)度，控制停運(yùn)塔的水溫和水位。

（3）單塔運(yùn)行時(shí)，控制#1塔的水位在1.8 m以上，#2塔水位在1.6 m以上，防止#1塔溢流。若兩塔水位低時(shí)，采取兩塔同時(shí)補(bǔ)水，保證塔的水位正常。

（4）定期化驗(yàn)冷卻塔的水質(zhì)，靈活調(diào)整塔的補(bǔ)水水源、水量，調(diào)整排污門(mén)大小，節(jié)約補(bǔ)水，保證其水質(zhì)合格。

3 單塔運(yùn)行節(jié)能分析

3.1 節(jié)電方面

同等采暖工況下，兩機(jī)兩塔運(yùn)行時(shí)，4臺(tái)循環(huán)水泵運(yùn)行；單塔運(yùn)行時(shí)，3臺(tái)循環(huán)水泵運(yùn)行，可以滿(mǎn)足機(jī)組的循環(huán)水量需求，停運(yùn)一臺(tái)循環(huán)水泵，可以節(jié)約電量：W=UIcosθ·t=1.73×6 000×109×0.85×24=23 080.97 kW·h，折合人幣：23 080.97×0.27=6231.86元。（按電價(jià)：0.27元/kW·h計(jì)算）。

4臺(tái)循環(huán)水泵占全天廠用電率的1%，停1臺(tái)循環(huán)水泵后，廠用電率約降低0.25%。

3.2 節(jié)水方面

同等采暖工況下，兩機(jī)雙塔運(yùn)行時(shí)，為了保證冷卻塔的水位正常和循環(huán)水的水質(zhì)合格，還有冷卻塔的各種損失下，兩冷卻塔的中水補(bǔ)水量：500～700 t/h；單塔運(yùn)行時(shí)，中水補(bǔ)水量：300～400 t/h，折中計(jì)算全天節(jié)約水量：（600-350）×24=6 000 t/d，折合人民幣：6 000×1.2=7 200.00元/d（按中水價(jià)：1.20元/t計(jì)算）（見(jiàn)表1）。

3.3 單、雙塔運(yùn)行時(shí)凝汽器運(yùn)行參數(shù)對(duì)比

對(duì)比單、雙塔運(yùn)行過(guò)程中，凝汽器運(yùn)行參數(shù)[2]可以看出單塔運(yùn)行時(shí)，凝汽器的端差、過(guò)冷度明顯降低，可以降低機(jī)組的煤耗，節(jié)能效果明顯。按照單塔運(yùn)行時(shí)端差每下降1℃，煤耗降低1.0g/KW·h，可折中計(jì)算出：3.35×1×160 000×24=12.86 t/d（端差：負(fù)荷160 MW），折合人民幣：2 957.8元/d（按煤價(jià)：230元/t計(jì)算）[3]（見(jiàn)表2）。

3.4 冷卻塔的結(jié)冰分析

冬季溫度在-12 ℃左右，雙塔運(yùn)行時(shí)，打開(kāi)沖冰門(mén)，減少冷卻塔的結(jié)冰，但實(shí)際中上塔的循環(huán)水量減少，結(jié)冰更嚴(yán)重，容易墜落塔的填料，增加設(shè)備材料損耗和維護(hù)工人費(fèi)用；當(dāng)氣溫回升時(shí)，每臺(tái)機(jī)啟動(dòng)3臺(tái)循環(huán)水泵進(jìn)行沖冰，效果不明顯，還增加了廠用電，這樣的運(yùn)行是不經(jīng)濟(jì)的。單塔運(yùn)行后，循環(huán)水溫明顯提高，循環(huán)水量增大，塔的結(jié)冰情況明顯減少（見(jiàn)表2）。綜上分析得出供暖期采取單塔運(yùn)行，節(jié)能十分明顯。

4 結(jié)語(yǔ)

冬季采暖工況下，以熱定電的原則，調(diào)整采暖快關(guān)閥和低壓缸蝶閥的開(kāi)度，減少進(jìn)入低壓缸的蒸汽量，從而滿(mǎn)足取暖用戶(hù)的溫度需求，但是發(fā)現(xiàn)雙機(jī)雙塔運(yùn)行，增加了機(jī)組的煤耗、水耗、電耗、材耗，降低了機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性。為了挖掘節(jié)能措施，降低發(fā)電成本，提高機(jī)組的熱效率和經(jīng)濟(jì)性，在保證機(jī)組安全和真空前提下改變冷卻塔的運(yùn)行方式為單塔運(yùn)行，降低了凝汽器的端差、凝結(jié)水的過(guò)冷度，降低了循環(huán)水泵的電耗，降低了冷卻塔的補(bǔ)水量，提高了循環(huán)水溫，避免了冷卻塔大量結(jié)冰，提高了機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，達(dá)到了機(jī)組節(jié)能目的。

參考文獻(xiàn)

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