M701F4型燃機“一拖一”多軸聯(lián)合循環(huán)機組閉式水系統(tǒng)節(jié)能分析及優(yōu)化措施

楊翔勝+朱賀+徐振誼

摘 要： 本文針對M701F4型燃機“一拖一”多軸聯(lián)合循環(huán)機組閉式水系統(tǒng)能耗較大的問題，對閉式水系統(tǒng)進行節(jié)能分析，并提出優(yōu)化措施，以供大家一同探討。

關(guān)鍵詞： 聯(lián)合循環(huán)；閉式水；節(jié)能；優(yōu)化

1 引言

某電廠現(xiàn)有兩套額定功率為460MW的M701F4型燃機“一拖一”多軸聯(lián)合循環(huán)機組，每套機組配置1臺燃氣輪機、1臺汽輪機、1臺余熱鍋爐和2臺發(fā)電機。燃氣輪機、蒸汽輪機與發(fā)電機布置形式為雙軸，額定轉(zhuǎn)速3000r/min。該廠兩套機組自2014年9月建投產(chǎn)以來，閉式水系統(tǒng)一直存在能耗較高的問題，影響廠用電率。因為投產(chǎn)時機組為新型機組，國內(nèi)并沒有更多先進運行經(jīng)驗可以借鑒，所以在投產(chǎn)后兩年多的運行時間里，該廠技術(shù)人員一直對閉式水系統(tǒng)進行節(jié)能分析，積累了較多有效的節(jié)能措施，現(xiàn)將節(jié)能分析及優(yōu)化措施進行總結(jié)梳理，對今后的同類型機組的運行具有一定的借鑒意義。

2 設(shè)備概況

該廠兩套機組閉式水系統(tǒng)均采用水質(zhì)較好的除鹽水或者凝結(jié)水補水，經(jīng)閉式水泵升壓，水水熱交換器換熱后，供水至燃氣輪機、汽輪機、余熱鍋爐及發(fā)電機各輔助設(shè)備，直接或者間接帶走各輔助設(shè)備產(chǎn)生的熱量，保證輔助設(shè)備安全運行。冷卻輔助設(shè)備后的閉式水回到閉式水泵進口，形成一個循環(huán)。兩套機組的閉式水系統(tǒng)之間設(shè)置有兩個聯(lián)絡(luò)電動閥。

每套機組閉式水系統(tǒng)分別配置一臺變頻器，兩臺閉式水泵，運行方式為：一用一備。閉式水泵為單級雙吸水平中分臥式離心泵，其參數(shù)如下：流量：1980 m3/h， 揚程 53m，機械密封轉(zhuǎn)速：1245 r/min，電動機端看為順時針轉(zhuǎn)向，必須汽蝕余量：5m，效率：90% 。閉式水泵電機參數(shù)如下：400kW，6000V， 1486 r/min，額定電流：46.3A。

3 節(jié)能分析及優(yōu)化措施

3.1 單套機組運行，另一套機組備用時，閉式水系統(tǒng)母管制運行

在兩套機組正常運行時，每套機組閉式水系統(tǒng)彼此單獨運行。在單套機組運行，另一套機組備用時，備用機組閉式水相關(guān)用戶如燃機潤滑油、密封油系統(tǒng)等仍需要冷卻水，閉式冷卻水不能中斷，所以閉式水泵仍需運行。但此時兩套機組的閉式水系統(tǒng)單獨運行的話，其經(jīng)濟性較母管制運行較差，母管制運行閉式泵電流可比單獨運行降低約2A，所以單套機組運行，另一套機組備用時，停運備用機組閉式水泵，打開兩套機組的閉式水系統(tǒng)之間的兩個聯(lián)絡(luò)電動閥，使閉式水系統(tǒng)轉(zhuǎn)為母管制運行較為經(jīng)濟。

3.2降低閉式水泵出口壓力

在投產(chǎn)初期，該廠閉式水泵出口壓力設(shè)定值沿用調(diào)試單位給出的0.4Mpa，閉式水泵電機的電流約為19.8A，后面技術(shù)人員經(jīng)過對各輔助設(shè)備用戶的相關(guān)參數(shù)分析，大膽假設(shè)，小心論證，在確保機組安全運行的情況下進行一系列的試驗，在同一條件下逐步將母管壓力降至0.31Mpa，發(fā)現(xiàn)均滿足各輔助設(shè)備用戶對冷卻水的需求，現(xiàn)該廠已將設(shè)定值改為0.31Mpa。降壓運行后閉式水泵電機電流降至11.8A，節(jié)能效果顯著。

3.3關(guān)小燃機發(fā)電機氫冷器冷卻水進口電動閥

由于燃機發(fā)電機氫冷器冷卻水進口電動閥全開是滿足燃機發(fā)電機在最極端的環(huán)境溫度且燃機滿負荷運行時設(shè)計的，但機組正常運行時，一般很少運行在極端工況。當燃機發(fā)電機氫冷器冷卻水進口電動閥全開，冷氫溫度一般都低于46℃的額定溫度，2016年度最高溫度僅為43.9℃。在環(huán)境溫度較低（閉式水溫也相應(yīng)較低）時，冷氫溫度更遠遠低于46℃，可見冷卻水量是過量很多的，并不經(jīng)濟。所以正常運行時，可根據(jù)實際的環(huán)境溫度和燃機負荷，關(guān)小燃機發(fā)電機氫冷器冷卻水進口電動閥，靈活調(diào)節(jié)冷卻水量，從而降低閉式水泵電流，降低能耗。以下為其中一組將燃機發(fā)電機氫冷器冷卻水進口電動閥由全開關(guān)小至18%的運行數(shù)據(jù)。

在燃機發(fā)電機氫冷器冷卻水進口電動閥關(guān)小至18%，相同負荷下運行2h后，發(fā)電機冷氫溫度僅升高了1.14℃，仍遠低于額定溫度，可見冷卻水的減少量對發(fā)電機冷氫溫度影響不大，電流卻降低了0.77A。

3.4 關(guān)小燃機潤滑油冷油器水側(cè)氣動調(diào)節(jié)閥

燃機潤滑油冷油器在油側(cè)有一個潤滑油溫度控制閥，通過調(diào)節(jié)進入冷油器的潤滑油流量來控制油溫。同時在冷油器閉式水側(cè)也有一個氣動調(diào)閥調(diào)節(jié)閉式水流量。投產(chǎn)初期機組運行狀態(tài)是冷油器閉式水側(cè)氣動調(diào)閥一直保持在100%左右開度，而冷油器油側(cè)溫度控制閥開度在45%（冷油器旁路開度）左右，即很大一部分的冷卻水在冷油器只是被旁通掉，并沒有冷卻潤滑油，所以最理想的狀況是通過調(diào)節(jié)冷油器閉式水側(cè)氣動調(diào)節(jié)閥開度，使油器油側(cè)溫度控制閥開度在0%。優(yōu)化后，現(xiàn)機組運行狀態(tài)是冷油器閉式水側(cè)氣動調(diào)閥一直保持在30%左右開度，而冷油器油側(cè)溫度控制閥開度在15%左右，走旁路的閉式冷卻水量大大減小，閉式水泵電機電流明顯減小，節(jié)能效果明顯。

3.5單套機組運行，另一套機組備用時，關(guān)閉鍋爐側(cè)閉式水進口手動閥及鍋爐化學取樣手動閥

在單套機組運行，另一套機組備用時，備用機組閉式水由運行機組供水，但備用機組鍋爐沒有運行設(shè)備，不需閉式冷卻水；另外，機組備用時，在鍋爐無壓的狀態(tài)下，鍋爐化學取樣裝置同樣不需要閉式冷卻水，所以在在單套機組運行，另一套機組備用時，關(guān)閉備用機組鍋爐側(cè)閉式水進口手動閥及鍋爐化學取樣手動閥，減少閉式水流量，降低閉式水泵電機電流。采取該措施后，閉式水泵電流約降1A，節(jié)能效果明顯。

4 結(jié)束語

降低M701F4型燃機“一拖一”多軸聯(lián)合循環(huán)機組閉式水系統(tǒng)能耗，需多管齊下，嚴格執(zhí)行節(jié)能優(yōu)化措施，才能真正降低閉式水系統(tǒng)的能耗，才能在發(fā)電廠目前日益嚴峻的降本增效的形勢下發(fā)揮作用。隨著M701F4型燃機“一拖一”多軸聯(lián)合循環(huán)機組在我國投運的機組逐年增多，對M701F4型燃機“一拖一”多軸聯(lián)合循環(huán)機組閉式水系統(tǒng)節(jié)能分析及優(yōu)化措施的總結(jié)，對今后的同類型機組閉式水系統(tǒng)的節(jié)能工作具有很好的參考價值?！?/p>

參考文獻

[1]?；鹌?余明.2×460MW燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)熱電機組機務(wù)運行規(guī)程.中海油珠海天然氣發(fā)電有限公司企業(yè)標準.2017.

[2]蔡青春.大型燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電設(shè)備與運行：機務(wù)分冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，2013.