熱力系統(tǒng)運(yùn)行方式節(jié)能優(yōu)化調(diào)整

摘 要：結(jié)合300MW機(jī)組設(shè)備運(yùn)行特點(diǎn)及我廠熱力系統(tǒng)改造，對(duì)目前設(shè)備運(yùn)行方式進(jìn)行了優(yōu)化調(diào)整和改造，節(jié)約了廠用電，減少了工質(zhì)的損失和浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)了機(jī)組節(jié)能降耗。

關(guān)鍵詞：運(yùn)行方式；節(jié)能；調(diào)整

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.04.063

1 前言

近年，我公司通過(guò)歷次大小修，對(duì)#5、#6、#7、#8機(jī)組熱力系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化改造，目前，#5、#6、#7、#8機(jī)組名牌出力由原來(lái)的300MW提升為330MW，機(jī)組熱力系統(tǒng)優(yōu)化改造后，使得機(jī)組出力增大，給公司帶來(lái)的巨大的經(jīng)濟(jì)效益。然而機(jī)組熱力系統(tǒng)的優(yōu)化改造不僅僅帶來(lái)的是機(jī)組名牌出力的提升，同時(shí)給我們的運(yùn)行方式的調(diào)整也開(kāi)闊了空間，近兩年來(lái)，運(yùn)行部加強(qiáng)節(jié)能管理，采用技術(shù)上可行，經(jīng)濟(jì)上合理以及環(huán)境和社會(huì)認(rèn)可的措施，進(jìn)行了多項(xiàng)運(yùn)行方式優(yōu)化改革嘗試，通過(guò)優(yōu)化設(shè)備運(yùn)行方式，進(jìn)一步節(jié)約廠用電，減少各個(gè)環(huán)節(jié)中的損失和浪費(fèi)，更加有效、合理地利用能源， 進(jìn)而實(shí)現(xiàn)機(jī)組節(jié)能降耗，最大限度的提高機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性，實(shí)現(xiàn)公司利益的最大化。下面就機(jī)組熱力系統(tǒng)改造后，在機(jī)組運(yùn)行方式方面做的調(diào)整及優(yōu)化逐一論述。

2 運(yùn)行方式優(yōu)化調(diào)整

2.1 采用汽泵代替電泵提高機(jī)組啟停的經(jīng)濟(jì)性和安全性

我公司四臺(tái)機(jī)組給水系統(tǒng)配置2臺(tái)50%汽泵和1臺(tái)50%電動(dòng)給水泵。原設(shè)計(jì)機(jī)組啟動(dòng)時(shí)采用電泵向鍋爐上水，直至點(diǎn)火、升溫升壓、汽機(jī)沖轉(zhuǎn)、暖機(jī)、發(fā)電機(jī)并網(wǎng)，當(dāng)機(jī)組負(fù)荷升至100MW-150MW時(shí)，才依次啟動(dòng)兩臺(tái)汽泵。汽泵帶負(fù)荷正常后將電泵停運(yùn)投備。這個(gè)過(guò)程大約10-12小時(shí)甚至更長(zhǎng)，機(jī)組停運(yùn)過(guò)程中也需運(yùn)行5小時(shí)以上，由于啟停機(jī)過(guò)程中電泵運(yùn)行小時(shí)數(shù)均較多，導(dǎo)致廠用電消耗大，機(jī)組經(jīng)濟(jì)性差；另外如果啟停過(guò)程中電泵故障跳閘，鍋爐將面臨斷水干燒的危險(xiǎn)。因此，充分利用輔汽汽源，通過(guò)優(yōu)化小機(jī)進(jìn)汽和汽泵給水管路，實(shí)現(xiàn)機(jī)組啟停全程用汽泵代替電泵上水，既可大量節(jié)約廠用電，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能降耗；同時(shí)因有電泵始終備用，又極大的提高了機(jī)組啟停的安全性。

2.1.1改造方案：

小機(jī)汽源正常由四段抽汽供給，為實(shí)現(xiàn)機(jī)組啟停全過(guò)程小機(jī)代替電泵運(yùn)行，經(jīng)過(guò)研究采取給四段供輔汽逆止門加裝旁路手動(dòng)門的辦法，在機(jī)組啟動(dòng)時(shí)開(kāi)啟該手動(dòng)門由輔汽向四段抽汽供汽，提供小機(jī)啟動(dòng)汽源。同時(shí)為保證鍋爐水位調(diào)整需要，在A汽泵出口電動(dòng)門加裝旁路調(diào)整門，用于給水流量調(diào)整，在機(jī)組啟動(dòng)接帶負(fù)荷至100MW～150MW時(shí)進(jìn)行小機(jī)汽源切換，將小機(jī)汽源倒為四段抽汽接帶，系統(tǒng)改造如圖1：

通過(guò)上述改造實(shí)現(xiàn)了汽泵代替電泵的全過(guò)程機(jī)組啟停

2.1.2 經(jīng)濟(jì)及安全性分析：

對(duì)運(yùn)行方式優(yōu)化改造前機(jī)組啟、停過(guò)程中電泵全程上水運(yùn)行電耗搜集、匯總、整理如下：

從上表可以看出：利用電泵全程進(jìn)行鍋爐上水：機(jī)組冷態(tài)滑啟電耗在1.3-2.0萬(wàn)KWH，滑停電耗也近1.2萬(wàn)KWH，如果再加上組織管理、人員操作、缺陷的影響，廠用電耗十分驚人，這明顯大大增加了機(jī)組正常啟、停費(fèi)用。

通過(guò)對(duì)改善后機(jī)組啟停過(guò)程中用A汽泵代替電泵全程上水時(shí)A前置泵運(yùn)行電耗搜集、匯總、整理如下：

為了科學(xué)論證改造效果，必須計(jì)入A小機(jī)在機(jī)組啟停過(guò)程中的熱耗等價(jià)電耗進(jìn)行比較。結(jié)合多次開(kāi)停機(jī)跟蹤記錄A小機(jī)運(yùn)行情況如下：

（1）冷態(tài)啟動(dòng)等效電耗：3602KWh

（2）滑停等效電耗：2001KWh

計(jì)入啟停機(jī)過(guò)程中的A小機(jī)等效電耗，得出采用A汽泵代替電泵全程上水的實(shí)際電耗如下表：

機(jī)組啟停過(guò)程中，用汽泵全程代替電泵運(yùn)行，節(jié)能效果十分顯著：?jiǎn)螜C(jī)啟動(dòng)節(jié)電1.2萬(wàn)KWH，停運(yùn)節(jié)電0.7萬(wàn)KWH 。以我公司4臺(tái)機(jī)每年各啟停3次計(jì)算，可節(jié)約外購(gòu)電量22.8萬(wàn)KWH ，以0.36元/KWH計(jì)算可節(jié)約人民幣8.208萬(wàn)元，長(zhǎng)期效益及推廣前景十分廣闊。

從統(tǒng)計(jì)資料看，300MW機(jī)組啟動(dòng)過(guò)程中因電泵故障跳閘導(dǎo)致鍋爐干鍋的事故并不鮮見(jiàn)，而采用汽泵全程代替電泵從根本上杜絕了此類事故的發(fā)生，機(jī)組啟停安全性大為提高。

2.2 機(jī)組啟停過(guò)程、低負(fù)荷使用單臺(tái)循環(huán)泵，降低廠用電

我公司#5、#6機(jī)組循環(huán)水系統(tǒng)配置三臺(tái)循環(huán)水泵，以前機(jī)組啟停及低負(fù)荷過(guò)程中兩臺(tái)循環(huán)泵運(yùn)行，由于循環(huán)泵實(shí)際流量比設(shè)計(jì)流量大，在機(jī)組啟動(dòng)或低負(fù)荷時(shí)，兩臺(tái)循環(huán)泵運(yùn)行流量明顯富裕，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，目前機(jī)組啟停時(shí)保持一臺(tái)循環(huán)泵運(yùn)行就可以滿足需要。春秋季由于環(huán)境溫度較低，循環(huán)水溫度在8-15℃之間，機(jī)組負(fù)荷在200MW及以下時(shí)保持一臺(tái)循環(huán)泵運(yùn)行，大大節(jié)約了廠用電，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能降耗。

效果分析：

啟停機(jī)時(shí)停運(yùn)一臺(tái)循環(huán)泵可節(jié)約廠用電如下：

電機(jī)功率：P=1.732UIcosφ =1.732 × 6 × 137×0.85 =1210KW；

按照啟動(dòng)至接帶200MW負(fù)荷用時(shí)10小時(shí)計(jì)算，可節(jié)約廠用電12100 KWH；

按照200MW負(fù)荷滑停至盤車投入2小時(shí)計(jì)算，可節(jié)約廠用電2420 KWH；

春秋季機(jī)組負(fù)荷在200MW及以下時(shí)，由于循環(huán)水溫度較低，一般在8-15℃之間，并且兩臺(tái)循環(huán)泵流量富裕，停運(yùn)一臺(tái)循環(huán)泵機(jī)組真空下降不大于1Kpa，而廠用電率下降0.8%，按照機(jī)組真空每下降1Kpa時(shí)對(duì)應(yīng)供電煤耗增加2.6g，廠用電率下降1%時(shí)對(duì)應(yīng)供電煤耗減少3.2g計(jì)算，只要循環(huán)泵停運(yùn)時(shí)真空下降不大于1Kpa就可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的。我廠#5、6機(jī)組在200MW負(fù)荷，循環(huán)水溫度在13℃以下時(shí)，停運(yùn)一臺(tái)循環(huán)泵，真空下降0.5-0.7Kpa左右，可降低煤耗1g左右，達(dá)到了節(jié)能降耗的目的，提高了機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性。

2.3 暖風(fēng)器疏水系統(tǒng)改造

2.3.1 暖風(fēng)器疏水系統(tǒng)改造方案

在現(xiàn)有的兩臺(tái)疏水泵系統(tǒng)基礎(chǔ)上安裝一套多級(jí)水封系統(tǒng)，在原有的暖風(fēng)器疏水至管擴(kuò)管道上增加一管道與凝汽器相連，利用凝汽器真空來(lái)抽吸暖風(fēng)器疏水。工作流程為：爐暖風(fēng)器疏水→暖風(fēng)器疏水箱 →多級(jí)水封→高加疏水?dāng)U容器 →凝汽器。通過(guò)多級(jí)水封及其后調(diào)整門共同維持暖風(fēng)器疏水箱水位在正常范圍，防止疏水箱被抽干，造成暖風(fēng)器內(nèi)的蒸汽被直接抽至凝汽器而影響機(jī)組經(jīng)濟(jì)性。

2.3.2 效果分析

暖風(fēng)器疏水回收至凝汽器后，每天可節(jié)約除鹽水80噸，效益明顯。另外，暖風(fēng)器疏水回收至凝汽器后，無(wú)需啟動(dòng)暖風(fēng)器疏水泵，每天可節(jié)省電耗約500度，降低廠用電率，同時(shí)，系統(tǒng)改造后且減少了暖風(fēng)器疏水泵的日常維護(hù)工作，使暖風(fēng)器水泵運(yùn)行時(shí)“跑、冒、滴、漏”的現(xiàn)象得到解決，符合現(xiàn)場(chǎng)文明生產(chǎn)要求。

2.4 #7、8機(jī)循環(huán)泵兩機(jī)三泵運(yùn)行方式

2.4.1 運(yùn)行方式調(diào)整方案

我廠#7、8機(jī)組各配有兩臺(tái)循環(huán)泵，正常運(yùn)行時(shí)一臺(tái)循環(huán)泵運(yùn)行，一臺(tái)備用，但在夏季工況時(shí)，由于循環(huán)水溫度高，單臺(tái)循環(huán)泵不能滿足需求，而啟動(dòng)兩臺(tái)循環(huán)泵循環(huán)水流量又過(guò)大，冷卻塔冷卻能力不足，造成循環(huán)水溫度過(guò)高，影響機(jī)組真空下降，并且廠用電增加較多。而我廠#7、8機(jī)循環(huán)泵出口母管安裝有聯(lián)絡(luò)門，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)調(diào)整，在夏季工況時(shí)運(yùn)行三臺(tái)循環(huán)泵，開(kāi)啟循環(huán)泵出口聯(lián)絡(luò)門進(jìn)行調(diào)整保證兩臺(tái)機(jī)組循環(huán)水流量平衡，同時(shí)開(kāi)啟塔池自流溝聯(lián)絡(luò)門保持塔池水位平衡，這樣即滿足了兩臺(tái)機(jī)組真空的需求，又將廠用電的增加降低至最小，提高了經(jīng)濟(jì)性。

2.4.2 效果分析

#7、8機(jī)雙機(jī)運(yùn)行時(shí)采取兩機(jī)三泵的運(yùn)行方式，表5是兩機(jī)三泵運(yùn)行時(shí)的主要參數(shù)：

由上表可以看出，兩機(jī)三泵運(yùn)行時(shí)，兩機(jī)真空均上升1.2KPA左右。廠用電#8機(jī)上升1%左右，#7機(jī)6KV母線電流僅上升10A，幾乎可以忽略不計(jì)。由以上所述，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值可推算出#7、8機(jī)供電煤耗平均可下降1.5g/kwh左右。另外，由于兩機(jī)三泵運(yùn)行時(shí)塔池淋水密度與單機(jī)兩泵運(yùn)行時(shí)相對(duì)較小，而且塔池在設(shè)計(jì)時(shí)都有一定的裕度，故循環(huán)水溫度與單機(jī)單泵運(yùn)行時(shí)幾乎沒(méi)有變化，在很大程度上保證了機(jī)組運(yùn)行的安全性。

2.5 凝汽器放水系統(tǒng)優(yōu)化

凝汽器檢修后，為了查找凝汽器銅管存在的脹口松弛，管道腐蝕破損，真空系統(tǒng)泄漏點(diǎn)等情況，利用除鹽水充滿凝汽器汽側(cè)查找泄露點(diǎn)是火力發(fā)電廠一項(xiàng)重要工作，每次大小修后都要進(jìn)行灌水找漏工作，但是找漏結(jié)束后凝汽器中的水就直接排放至地溝，造成浪費(fèi)，并且由于排水井等限制，放水速度不能夠太快，影響了檢修工期，同時(shí)我廠#7、8機(jī)組凝汽器地溝無(wú)下水井，排水依靠潛水泵排出，流量有限，并且需要浪費(fèi)廠用電，因此對(duì)凝汽器放水系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化改造。

將凝汽器放水回收至凝汽器循環(huán)水回水管道，排放至塔池，改造系統(tǒng)如圖：

效果分析：凝汽器灌水所用除鹽水量大，約需1000噸除鹽水。將1000噸除鹽水回收排放至塔池后，可節(jié)約1000噸原水，1噸原水按1元計(jì)算，每臺(tái)機(jī)組每次可節(jié)約1000元原水成本。每臺(tái)機(jī)組投資增加低壓閥門2只、部分管道，為一次性投 資，且投資小。#7、8機(jī)組無(wú)需啟動(dòng)潛水泵，節(jié)約了人工及廠用電。

凝汽器放水時(shí)間由原來(lái)的6-8小時(shí)縮短為2-3小時(shí)，大大節(jié)約了放水時(shí)間，為檢修工作創(chuàng)造了有利條件。

2.6 除氧器排氧門調(diào)整，降低除鹽水耗

除氧器的主要作用就是用它來(lái)除去鍋爐給水中的氧氣，保證給水的品質(zhì)。傳統(tǒng)方式下正常運(yùn)行中，除氧器的排氧門保持常開(kāi)，工質(zhì)浪費(fèi)較大，為了減小工質(zhì)浪費(fèi)，在保證給水溶氧合格的前提下，將除氧器排氧門關(guān)閉，根據(jù)化學(xué)監(jiān)督除氧器溶氧指標(biāo)進(jìn)行間斷開(kāi)啟調(diào)整溶氧，從而達(dá)到降低工質(zhì)損失的目的。

排氧門調(diào)整后四臺(tái)機(jī)組每天節(jié)約除鹽水約40噸左右，達(dá)到了節(jié)能減排目的。

3 結(jié)論

經(jīng)過(guò)上述運(yùn)行方式優(yōu)化調(diào)整，節(jié)能效果顯著，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排的目標(biāo)，同時(shí)保證了機(jī)組安全運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

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[2]靖遠(yuǎn)第二發(fā)電有限公司汽機(jī)系統(tǒng)圖[R].2009（11）.

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作者簡(jiǎn)介：牛志成（1972-），男，甘肅涇川人，本科，工程師，主要從事汽輪機(jī)運(yùn)行技術(shù)管理工作。