#1、#2機(jī)組開(kāi)式循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行方式優(yōu)化

包治光

（甘肅電投張掖發(fā)電有限責(zé)任公司，甘肅定西，734000）

1 提出背景

甘肅電投張掖發(fā)電有限責(zé)任公司2×325MW機(jī)組開(kāi)式冷卻水系統(tǒng)水源取自凝汽器循環(huán)冷卻水供水，開(kāi)式水系統(tǒng)冷卻負(fù)荷包括閉式熱交換器冷卻水、主機(jī)機(jī)械真空泵板式換熱器冷卻水、發(fā)電機(jī)密封油水環(huán)真空泵冷卻水三路。2010年兩臺(tái)機(jī)組檢修時(shí)發(fā)電機(jī)密封油水環(huán)真空泵冷卻水已改造為工業(yè)水接帶，開(kāi)式水作為備用。

張掖地區(qū)冬季時(shí)由于環(huán)境溫度低，凝汽器循環(huán)水進(jìn)水溫度一般在8℃～16℃，即開(kāi)式水溫度也在8℃～16℃左右，而在夏季時(shí)，循環(huán)水進(jìn)水平均溫度可高達(dá)28℃～30℃之間，同時(shí)開(kāi)式水溫隨季節(jié)變化幅度較大。

2 實(shí)施方案

2.1 開(kāi)式泵停運(yùn)試驗(yàn)情況及結(jié)論

根據(jù)簡(jiǎn)單管道系統(tǒng)中圓管中液體流動(dòng)的沿程總能頭損失公式：

經(jīng)計(jì)算，當(dāng)開(kāi)式泵停運(yùn)靠循環(huán)水直接接帶開(kāi)式水系統(tǒng)負(fù)荷時(shí)，開(kāi)式泵出入口壓損約為0.01MPa，我公司凝汽器循環(huán)水進(jìn)水壓力0.096MPa，則經(jīng)過(guò)開(kāi)式泵后，由于沿程阻力較小，出口壓力在0.086MPa左右，應(yīng)基本能滿足冷卻負(fù)荷的需要。2011年10月中旬，根據(jù)張掖環(huán)境溫度變化及循環(huán)水實(shí)際運(yùn)行溫度變化情況，公司組織開(kāi)展該項(xiàng)試驗(yàn)工作。

2.1.1 優(yōu)化試驗(yàn)

（1）試驗(yàn)數(shù)據(jù)

a）開(kāi)式泵電機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)

型號(hào) Y315L2－4 功率 200kW功率因數(shù) 0.89 絕緣等級(jí) B額定電壓 380V 額定電流 359A接線方式 △ 轉(zhuǎn) 速 1485r/min

b)開(kāi)式泵停運(yùn)前、后參數(shù)對(duì)比表

#1機(jī)組試驗(yàn)數(shù)據(jù)：

環(huán)境溫度機(jī)組負(fù)荷凝汽器真空開(kāi)式泵電流泵入口壓力泵出口壓力閉式水溫度真空泵密封水溫度備注℃M W K P a A M P a M P a℃ ℃3 2 3 0 -8 2.6 6 2 9 1 0.0 9 8 0.2 8 3 1 5.8 8 1 8 開(kāi)式泵運(yùn)行8 2 3 0 -8 2.0 9 0.0 9 8 0.0 8 9 2 0.9 2 1 開(kāi)式泵停運(yùn)1 0 2 3 3 -8 2.4 0.0 9 8 0.0 8 9 2 1.3 2 1 開(kāi)式泵停運(yùn)1 4 2 3 0 -8 1.3 4 0.0 9 8 0.0 8 9 2 4 2 4 開(kāi)式泵停運(yùn)1 7 2 2 5 -8 0.8 7 0.0 9 8 0.0 8 9 2 5.3 2 6 開(kāi)式泵停運(yùn)1 7 2 5 7 -7 9.9 3 2 9 1 0.0 9 8 0.2 8 2 1.3 2 4 開(kāi)式泵運(yùn)行

#2機(jī)組試驗(yàn)數(shù)據(jù)：

環(huán)境溫度機(jī)組負(fù)荷凝汽器真空開(kāi)式泵電流泵入口壓力泵出口壓力閉式水溫度真空泵密封水溫度備注℃M W K P a A M P a M P a℃ ℃9 2 6 1 -8 0.4 1 2 9 3 0.0 9 7 0.3 3 2 0.5 9 2 5 開(kāi)式泵運(yùn)行8 2 5 4 -8 1.1 6 0.0 9 7 0.0 9 2 5.1 3 2 4 開(kāi)式泵停運(yùn)1 0 2 7 3 -8 0.9 9 0.0 9 7 0.0 8 9 2 6.9 2 5 開(kāi)式泵停運(yùn)

9 2 8 0 -8 0.7 1 0.0 9 7 0.0 9 2 7.1 2 6 開(kāi)式泵停運(yùn)1 0.6 2 7 7 -8 1.4 2 2 9 3 0.0 9 7 0.3 3 7 2 2.3 2 3 開(kāi)式泵運(yùn)行1 0.7 2 7 8 -8 1.5 6 0.0 9 7 0.0 9 2 6.5 2 4 開(kāi)式泵停運(yùn)

說(shuō)明：以上兩表為#1、#2機(jī)在2011年10月分別進(jìn)行的機(jī)組正常運(yùn)行中停運(yùn)開(kāi)式泵運(yùn)行試驗(yàn)部分?jǐn)?shù)據(jù)。

（2）試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

從#1、#2機(jī)試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表中可以看出：

a）開(kāi)式泵停運(yùn)靠循環(huán)水沖動(dòng)開(kāi)式泵旋轉(zhuǎn)時(shí)開(kāi)式泵出入口壓降在0.008～0.009MPa之間，與試驗(yàn)前的理論計(jì)算基本相同；

b）開(kāi)式泵停運(yùn)后實(shí)際運(yùn)行情況看，在環(huán)境溫度較低時(shí)（試驗(yàn)期間最高環(huán)境溫度18℃），停運(yùn)開(kāi)式循環(huán)水泵后，機(jī)組相關(guān)系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)均保持正常，各冷卻系統(tǒng)溫度均保持正常，且具有一定的調(diào)節(jié)余量，開(kāi)式泵停運(yùn)或間斷運(yùn)行完全能滿足機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。

閉式水溫變化影響：在試驗(yàn)運(yùn)行期間， #1機(jī)組閉式水溫最高25.6℃，#2機(jī)組閉式水溫最高29.5℃，均明顯低于夏季閉式水實(shí)際運(yùn)行溫度（夏季閉式水溫最高達(dá)35℃），完全可以滿足機(jī)組運(yùn)行要求。

對(duì)機(jī)組真空度影響：考慮到由于機(jī)組凝汽器真空泵工作液冷卻水取自開(kāi)式水系統(tǒng)，開(kāi)式泵停運(yùn)后因開(kāi)式水壓力下降，導(dǎo)致真空泵工作液冷卻水量相應(yīng)降低，冷卻效能下降，可能對(duì)真空泵工作效率產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響機(jī)組真空度。

（3）試驗(yàn)結(jié)論

根據(jù)試驗(yàn)情況和張掖地區(qū)氣候特點(diǎn)以及歷年我公司機(jī)組冬季運(yùn)行工況下循環(huán)水實(shí)際溫度變化情況，可以確定，在機(jī)組運(yùn)行中完全可以實(shí)現(xiàn)開(kāi)式泵停運(yùn)或間斷運(yùn)行而能保證機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。在每年冬季10月、11月、12月及次年1月、2月、3月期間，以及4、5月份部分時(shí)段，均可實(shí)現(xiàn)開(kāi)式冷卻水泵連續(xù)停運(yùn)，且在6、7、8、9月可實(shí)現(xiàn)間斷運(yùn)行。

2.1.2 2012年開(kāi)式泵實(shí)際運(yùn)行情況說(shuō)明

自2012年1月1日起，開(kāi)式泵執(zhí)行連續(xù)停運(yùn)規(guī)定，靠循環(huán)水沖動(dòng)開(kāi)式泵正向旋轉(zhuǎn)接帶相關(guān)負(fù)荷，每15天對(duì)A、B開(kāi)式泵試轉(zhuǎn)一次。自6月1日起，因環(huán)境溫度逐漸升高，閉式水溫度也相應(yīng)升高，通過(guò)連續(xù)記錄相關(guān)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)閉式水溫超過(guò)34.5℃時(shí)，閉式水部分負(fù)荷調(diào)整出現(xiàn)一定困難，即開(kāi)始執(zhí)行間斷運(yùn)行方式，保證閉式水溫度不超過(guò)34.5℃，當(dāng)閉式水溫度低于29℃時(shí)，繼續(xù)停運(yùn)開(kāi)式泵靠循環(huán)水接帶相關(guān)負(fù)荷，每天開(kāi)式泵運(yùn)行時(shí)間在6～12小時(shí)之間，節(jié)電效果也很明顯。

2.2 2012年經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算

2.2.1 節(jié)約廠用電計(jì)算

#1、#2機(jī)組上半年運(yùn)行時(shí)間統(tǒng)計(jì)：2012年1月1日至6月30日#1機(jī)運(yùn)行181天，#2機(jī)運(yùn)行125天，#1機(jī)開(kāi)式泵上半年運(yùn)行時(shí)間統(tǒng)計(jì)：7.5天（180小時(shí)），#2機(jī)開(kāi)式泵上半年運(yùn)行時(shí)間統(tǒng)計(jì)：4.1天（98小時(shí)）

（1）#1機(jī)節(jié)電量

若機(jī)組運(yùn)行期間開(kāi)式泵連續(xù)運(yùn)行，開(kāi)式泵耗電量計(jì)算：0.392×291××0.89×181×24＝763847.69KW·h

#1機(jī)開(kāi)式泵間斷運(yùn)行節(jié)約廠用電：763847.69-141297.15＝622550.54 KW·h

（2）#2機(jī)節(jié)電量

若機(jī)組運(yùn)行期間開(kāi)式泵連續(xù)運(yùn)行，開(kāi)式泵耗電量計(jì)算：0.392×293××0.89×125×24＝531144.68 KW·h

實(shí)際開(kāi)式泵運(yùn)行時(shí)間耗電量計(jì)算：

#2機(jī)開(kāi)式泵間斷運(yùn)行節(jié)約廠用電：31144.68-41420.61＝489724.07 KW·h

2012年上半年#1、#2機(jī)開(kāi)式泵間斷運(yùn)行共節(jié)約廠用電計(jì)算：622550.54+489724.07＝1112274.61 KW·h

注：開(kāi)式冷卻水泵運(yùn)行參數(shù)：

實(shí)際運(yùn)行電壓：392V

實(shí)際運(yùn)行電流：#1機(jī)組：291A、#2機(jī)組：293A

電機(jī)功率因數(shù)：0.89

以上所節(jié)約的廠用電量全部轉(zhuǎn)化為公司售電量，為公司創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟(jì)效益，以當(dāng)前公司售電標(biāo)桿電價(jià)337.1元/千千瓦時(shí)計(jì)算，上半年節(jié)約廠用電創(chuàng)效額為：1112274×0.3371 ＝ 374947（元）

以上半年節(jié)約廠用電估算全年節(jié)約廠用電為：

1112274×2=2224548 KW·h

則全年節(jié)約廠用電創(chuàng)效額為：2224548×0.3371=749895（元）

2.2.2 節(jié)約檢修費(fèi)用計(jì)算

由于開(kāi)式冷卻水泵年度運(yùn)行時(shí)間的大幅度減少，其零部件運(yùn)行壽命損耗將大大減小，一臺(tái)開(kāi)式泵的主要零部件使用壽命是一個(gè)大修周期，更換總費(fèi)用約6.5～7萬(wàn)元， 兩臺(tái)機(jī)四臺(tái)泵總費(fèi)用在28萬(wàn)元左右，由于運(yùn)行時(shí)間的大幅減少，每臺(tái)泵主要零部件使用壽命將增加2～3年，更換周期大大延長(zhǎng)。

2.2.3 節(jié)約煤耗費(fèi)用計(jì)算

開(kāi)式泵運(yùn)行時(shí)額定流量1518m3/h，當(dāng)開(kāi)式泵不運(yùn)行靠循環(huán)水沖動(dòng)開(kāi)式泵正向旋轉(zhuǎn)接帶開(kāi)式水系統(tǒng)負(fù)荷時(shí)，實(shí)際流量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于額定流量，也就是說(shuō)，開(kāi)式泵停運(yùn)時(shí)，一部分開(kāi)式水系統(tǒng)的流量進(jìn)入了凝汽器，增加了凝汽器冷卻水量，提高了凝汽器真空。通過(guò)觀察發(fā)現(xiàn)，當(dāng)開(kāi)式泵由停運(yùn)轉(zhuǎn)為運(yùn)行時(shí)，凝汽器真空緩慢下降0.2KPa，即開(kāi)式泵不運(yùn)行時(shí)凝汽器真空約增加0.2KPa，機(jī)組經(jīng)濟(jì)性大大提高。根據(jù)300MW火電機(jī)組節(jié)能對(duì)標(biāo)指導(dǎo)手冊(cè)資料計(jì)算方法，真空每升高0.1KPa，影響供電煤耗下降0.309g/KWh,我公司開(kāi)式泵不運(yùn)行時(shí)真空上升幅度可降低供電煤耗0.618 g/KWh，上半年我公司發(fā)電量17.1億KWh，經(jīng)折算后凝汽器真空升高幅度節(jié)約標(biāo)煤約1050噸，以我公司標(biāo)煤?jiǎn)蝺r(jià)530元/噸計(jì)算，上半年節(jié)約費(fèi)用1050×530=556500元，則全年節(jié)約費(fèi)用556500×2=1113000元。

通過(guò)以上三方面節(jié)能創(chuàng)效計(jì)算，全年機(jī)組運(yùn)行中開(kāi)式水系統(tǒng)運(yùn)行方式優(yōu)化后節(jié)能創(chuàng)效額為：749895+60000+1113000=1922895元。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)試驗(yàn)進(jìn)行開(kāi)式水系統(tǒng)運(yùn)行方式優(yōu)化，在保證冷卻效果的前提下降低開(kāi)式水壓力，即開(kāi)式水泵連續(xù)停運(yùn)或間斷運(yùn)行完全能滿足機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行，機(jī)組相關(guān)系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)均保持正常，各冷卻負(fù)荷溫度均保持正常，不但節(jié)約大量廠用電，而且檢修維護(hù)費(fèi)用大大降低，機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性大大提高，但卻未增加任何改造費(fèi)用，所創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益可觀，值得在同類型電廠推廣應(yīng)用。