單機運行循泵節能優化運行研究

（上海外高橋發電有限責任公司，上海 200137）

近年來，某電廠機組使用時間每年減少。2017年，機組單機的工作時間占比為34%，未來機組單機的運行時間可能會有所延長。在此情況下，要保證機組的運行安全，以及運行的經濟和環保性。近年來，關于廠用電節省能源、減少工耗以及改善質量管理是關鍵研究方向。分析某電廠機組2017年的循泵數據資料可知，單機運行的情況下，循泵長用電率較高。所以，發電部要求QC小組圍繞單機組運行循泵的經濟性，開展運行分析和實際調整試驗，通過質量管理，尋求突破，降低廠用電率，改進和提高火電生產運營管理水平和經濟效益。

1 單機運行循泵廠用電率現狀

根據分析國電投300MW機組各領先機組的數據，進行年度廠用電率比較：我廠2017年廠用電率6.81%，循泵廠用負荷占比14.1%。如將循泵廠用電率由14.1%下降至先進機組水準的11.2%，廠用電率將從6.81%下降到：6.81%-（14.1%-11.2%）/11.2%=6.48%，預計可以使總廠用率下降0.33%左右，對降低廠用電率有顯著的效果。

部門要求在單機組運行狀態下，保證機組安全、環保、經濟運行，降低循泵的廠用電率。小組以先進電廠為準，制定活動目標，使總廠用電率從6.81%下降到6.48%。

2 用電率偏高原因分析

（1）葉輪磨損嚴重。循泵葉輪磨損將影響泵的工作效率，使其工作效率下降，從而使循泵的用電量上升。通過檢修時對各臺停運循泵的檢查，發現循泵葉輪磨損均在正常范圍內。并且在機組大小修時檢修會定期檢查和更換循泵葉輪，以保證循泵葉輪的正常工作，因此，葉輪磨損嚴重為非要因。

（2）電機性能下降。小組對循泵電動機進行了檢查，發現其運行電流與設計值相匹配。在同樣的工況下，查閱歷史數據曲線，電流數值變化不大。并且定期對電機檢修和維護。因此電機性能下降為非要因。

（3）葉角調節頻次低。通過調取單機循泵用電率高點與低點，可知葉角角度越大，循泵電流越大，循泵廠用電率越高。通過查閱機組運行時葉角調整的頻率，發現一天潮位變化時，運行人員在潮位低時進行調整，保證循環水母管壓力正常，每天調整2次。調整頻次也沒有相關的命令通知。循泵電流沒有與潮位時刻匹配，即循泵葉角角度沒有與潮位時刻匹配，葉角調節頻次低，葉角調節存在優化空間，因此葉角調節頻次低為要因。

（4）未及時調整凝汽器循出門。正常情況下，夏季（江水溫度高于19℃），運行機組凝汽器循出門開至100%；冬季（江水溫度低于19℃），運行機組凝汽器循出門關至50%，備用循泵自動投入。根據江水溫度變化，部門出臺相應的命令通知及時調整循泵的運行方式，運行人員嚴格按照規定執行。可知未及時調整凝汽器循出門為非要因。

（5）單機循泵運行方式單一。單機運行時為了保證機組運行安全，我們還是采用“單機兩泵”運行方式。對比“二機三泵”運行方式，在“單機兩泵”運行方式下，單臺機組循泵日平均用電量較大，廠用電率也明顯上升。調查各季度單機工況下循泵運行記錄臺賬，發現單機工況下，循泵運行方式未隨季節改變，由此可知，單機循泵運行方式單一為要因。

另外，小組查閱歷史數據并就地確認，調節機構運行正常，指令與反饋匹配。并且，調節機構檢修維護及時，檢修后經校驗合格才允許投用。因此，調節機構性能不佳為非要因。

3 單機運行循泵節能優化運行對策

單機循泵運行方式單一，本次單機運行循泵節能優化主要在于改變運行方式，冬季低負荷采用單機單泵，其他情況，仍采用單機兩泵運行方式。

（1）單循泵運行跳閘試驗，驗證單循泵安全性。試驗1：時間為2月9日，1號機組的運行狀態為：循泵1A工作中，葉片角度為+6度，電流為145A，使用2B作為備用循泵。手動關閉循泵1A，當循環水主管內的壓力低于30kPa是再獨立啟動循泵2B，將葉片角度調整到+6度，電流調整為144A。

1號機組冷凝器循環水入口處的壓力應有所降低，根據工況這里從54kPa調整到備用泵恢復啟動后的45kPa，在此期間，機組冷凝器循環水入口處的壓力在23:51:33-23:52:25的58秒時間內，應低于0kPa。52MW的的負荷調低到51MW，背壓應相對調高，從3.2上調到3.4kPa。分析以上實驗數據可知，如果機組在單機運行狀態下，單循泵因跳閘關閉，則可以移動備用的循泵，并且可以快速恢復循環水的壓力而不影響設備的安全操作。測試數據是操作部門的一個很好的參考資料，并為單機的單循泵操作提供了操作依據。

（2）單機單循泵試運行，檢查單循泵經濟效應。試驗2：時間為3月3日，3號機組開始單機運行，單元負載為200MW，退出機組的協調控制系統，啟動3B、4B循泵。并開始單機單循泵試運行，停用4B循泵，將其作為備用，此時江水溫度為18℃，開度達到50%。泵停止前后的一對穩態數據，如表1所示。

表1 試驗二數據表

停用循泵4B后，在機組參數平穩后，調節泵葉角的工作角度以提高生產率。在停泵之前和后，機組的背壓通常是穩定的，并且循環水的溫度也是穩定的。

測試數據的計算：單泵節省能耗，改變真空會降低設備的功率。表中顯示了轉換日耗能量的參數，單泵的運行天數統計參數平均日負荷為200兆瓦，可知參數沒有明顯變化下，背壓增加0.3kPa，這會增加煤的消耗0.71g/kW·h，而且降低每日的發電量，月10,500kW·h。在使用單泵運行的當天，該站的功耗系數降低了0.4%（雙泵功耗1.05%，單泵功耗0.65%），每日節能量約為19,000千瓦時。由此減少的能耗比每日減少的發電要高，由此可知，在200兆瓦的條件下，使用單泵運行科一減少電廠成本。

試驗三：在200MW、230MW、250MW不同工況下，收集數據，對比該工況下單機單循泵運行的經濟性。

對比雙泵運行和單泵運行在高負荷區間參數，負載超過200兆瓦時，泵節能裝置的能耗不會發生顯著變化，每日大約為2～2500千瓦時，運行條件為230兆瓦，單循環泵會影響冷凝器的容量。冷端性能的降低會使月發電量減少，約為2.2～280萬KWh，250MW的發電量在運行條件下，發電量減少約30,000kWh以上。因此，單循泵運行環境超過230兆瓦。冷端性能下降減少發電量>節省廠用電量，單循泵運行方式不經濟。由此可知冬季單機組運行，負荷230WM以下，采用單機單循泵運行方案能取得更好的經濟效益。

4 結語

綜上所述，對冬季單機運行循泵運行方式進行調整，降低了循泵廠用電率，提高了經濟效益，達到了預期效果。因此，可以以該區域的季節特性和負荷曲線為基礎，進行在不同環境下的循泵運行方式選擇，由此降低裝置重要的輔助機電消耗高情況，與此同時，它還可以為相同類型的設備運行墨汁的制定提供一定借鑒。