某電廠350MW機組循環水系統特性研究

鄧先洪

【摘 要】對某電廠350MW機組循環水系統在兩機兩泵、兩機三泵及兩機四泵三種運行方式工況下進行試驗，總結循環水系統在不同潮位和不同循環水回水閥開度下特性模型，確定最優的循環水泵運行方式，為電廠提供試驗依據并指導機組循環水泵運行能耗降到最低，有利于機組長期經濟運行，并以此獲得最大的經濟效益。

【關鍵詞】350MW機組；循環水泵；最優運行方式；經濟運行

中圖分類號： F426.63 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）05-0053-002

【Abstract】The test of a 350MW unit circulating water system in a power plant was carried out under two operating conditions： two-machine two-pump， two-pump three-pump and two-pump four-pump. The results showed that the circulating water system was operated at different tide levels and different circulating water return valves. Under the opening of the characteristic model， determine the optimal circulation pump operation mode， provide experimental basis for the power plant and guide the unit to reduce the energy consumption of the circulating pump operation， which is beneficial to the long-term economic operation of the unit， and in order to obtain maximum economic benefits.

【Key words】350MW unit； Circulating water pump； Optimal operation mode； Economic operation

0 引言

循環水泵是火電機組的重要輔機之一，其消耗的電量在廠用電的比重約為10%～25%[1]，其運行方式對整個機組安全經濟運行具有非常重要的意義。

近幾年，很多電廠為了使循環水系統達到最佳運行方式，對循環水系統進行優化改造。金晏海、闞洪（2011）通過對單元制運行方式和母管制運行方式的調整達到節能降耗目的[2]。崔傳濤、常浩、王寶玉、莊兆意（2015）通過對循泵通流部分進行重新優化設計以及對循泵運行方式進行優化，使循泵耗功降低達到節能效果[3]。

某電廠一期為2×350MW亞臨界壓力發電機組，循環水系統為開式冷卻水系統，循環水系統由純單元制運行改為母管制運行，配置4臺循環水泵，循環水泵為立式固體葉片混流泵，水泵型號為1500-SPV，額定流量為23400m3/h，轉速為325r/min，出口壓力為0.148kPa，泵效率為85%。水泵電機額定功率為1140kW，額定電壓為6000V，轉速為325r/min。

為了解循環水系統由純單元制運行改為母管制運行后的狀態，需對循環水擴大單元制改造后的運行方式進行優化。因此，有必要通過試驗獲得循環水系統在兩機兩泵、兩機三泵及兩機四泵三種運行方式工況下，不同潮位和不同循環水回水閥開度對循泵耗功影響，為電廠最優的循環水泵運行方式提供參考。

1 海水潮位對循環水系統特性的影響

不同的循環水系統運行方式下，海水潮位對循環水系統特性影響不同，因此完成三組不同循環水系統運行方式下的潮位影響特性試驗，并建立潮位變化對循環水系統影響的數學模型。

1.1 潮位對循環水流量的影響

采用GE公司的PT787超聲波流量計測量循環水流量，并完成數據處理，處理后的潮位對循環水流量的影響曲線見圖1。

1.2 潮位對凝汽器入口水側壓力的影響

圖2表示了隨時間變化，潮位和凝汽器入口水側壓力。

從圖中可以看出，在大部分時段凝汽器入口水側壓力是隨著潮位的降低而降低，反之亦然；但在部分時段會出現不同趨勢，分析原因是循環水系統取水點位于閩江入海口，潮位對其影響較大，但是江水的流量對循環水水側入口壓力也有影響，因而導致部分時段凝汽器水位入口壓力并不隨潮位變化而變化。因此僅提供試驗期間由潮位變化周期中潮差變化最大的一個周期的最高潮位變化和最低潮位，以及相應周期中的凝汽器入口壓力的最高值與最低值，作為運行參考，具體數據見表1。

1.3 潮位對循環水系統耗功的影響

潮位對循環水系統耗功影響較小，其變化趨勢與凝汽器入口壓力趨勢類似，但其在一個周期內變化最大也不會超過1%，與測量誤差接近，因此不考慮潮位對循環水系統耗功的影響。

2 循環水系統特性數據

結合循環水閥門特性完成循環水泵系統特性數據，并修正潮位對循環水流量和凝汽器水側入口壓力影響，獲取兩機兩泵、兩機三泵和兩機四泵運行工況下的循環水系統特性數據。

由于考慮海水潮位變化引起循環水系統揚程和流量變化，通過試驗結果對海水潮位引起的循環水系統參數變化進行修正。由于海水平均潮位平均值為7.5m，因此以此為標準。將所有數據均修正到7.5m海水潮位下的數據進行計算。

2.1 兩機兩泵運行方式下循環水系統特性

兩機兩泵下，循環水母管聯絡門關閉，不采用母管制運行，當1號機組回水閥開度25%時，母管壓力0.045MPa，循泵功率1114kW，母管流量24169t/h；當1號機組回水閥開度33%時，母管壓力0.032MPa，循泵功率1068kW，母管流量26626t/h。

在兩機兩泵試驗中發現2號機組的循環水系統阻力特性與1號機組有所不同，2號機組在凝汽器水側回水門閥位為30%下的循環水系統特性與1號機組凝汽器水側回水門閥位為25%的循環水系統特性接近，其它參考1號機組。

2.2 兩機四泵運行方式下循環水系統特性

兩機四泵下，循環水不采用母管制運行，循環水母管聯絡門關閉，當1號機組回水閥開度40%時，母管壓力0.073MPa，循泵功率2278kW，母管流量42971t/h；當1號機組回水閥開度48%時，母管壓力0.068MPa，循泵功率2270kW，母管流量46002t/h；當1號機組回水閥開度68%時，母管壓力0.065MPa，循泵功率2238 kW，母管流量49118t/h。

在兩機四泵試驗中2號機組的循環水系統阻力特性與1號機組接近，2號機組在凝汽器水側回水門閥位為49%下的循環水系統特性與1號機組凝汽器水側回水門閥位為48%的循環水系統特性接近，其它參考1號機組。

2.3 兩機三泵運行方式下循環水系統特性

循環水系統母管制運行，兩機三泵運行。由于兩機三泵運行時，聯絡門開啟，此時若兩臺機組的凝汽器水側阻力特性不同，兩臺機組的循環水流量分配將有所不同，因此取不同的凝汽器水側回水門開度進行試驗。

3 循環水系統實際運行方式

循環水系統實際運行控制方式，在兩機兩泵運行工況下，循環水母管聯絡門關閉，凝汽器水側回水門開度在25%；在兩機三泵運行工況下，循環水母管聯絡門全開 ，凝汽器水側回水門開度在40%，兩臺機組凝汽器水側回水門開度之和為80%；在兩機四泵工況下，循環水母管聯絡門關閉，凝汽器水側回水門開度在50%，兩臺機組凝汽器水側回水門開度之和為100%。

4 結論

（1）潮位對循環水系統耗功影響較小，因此不考慮潮位對循環水系統耗功的影響。

（2）由以上數據可知，循環水系統在機組正常運行以在混流泵的特性臨界點右側，此時隨著循環水系統的流量增加，循環水泵耗功反而下降，有利于機組的節能運行。因此在運行策略中應在保證凝汽器水側入口壓力的安全運行條件下，盡量開大凝汽器水側回水門，增加循環水流量，降低循環水泵耗功。

（3）根據循環水系統試驗結果來看，當前循環水回水門開度的策略還有一定空間，在安全運行允許的前提下，通過試驗和運行總結，尋找循環水泵各個運行方式下的最佳的凝汽器水側回水門開度，調整循環水運行開度策略，達到節能的目的。

【參考文獻】

[1]嚴小東.某電廠1號機組循環水泵性能試驗及分析[J].應用能源技術，2013（9）：43-46.

[2]金晏海，闞洪.循環水泵的運行方式及節能分析[J].華電技術，2011，33（7）：77-78.