某電廠600MW等級(jí)機(jī)組凝汽器與循環(huán)水泵聯(lián)合改造分析

1、    某電廠600mw等級(jí)機(jī)組凝汽器與循環(huán)水泵聯(lián)合改造分析    摘要：闡述了凝汽器與循環(huán)水泵聯(lián)合改造的必要性，對某600 mw等級(jí)機(jī)組凝汽器與循環(huán)水泵的聯(lián)合改造進(jìn)行了分析。實(shí)踐數(shù)據(jù)表明：循環(huán)水泵改造可在保證電機(jī)不變的前提下，流量增加10%以上，效率提升至87%，相當(dāng)于增加了13%凝汽器余量;改造后的凝汽器背壓可降至4.7 kpa以下。關(guān)鍵詞：凝汽器;循環(huán)水泵;聯(lián)合改造;效率;背壓0 引言近年來，我國電力供應(yīng)能力持續(xù)增強(qiáng)，電力需求增速逐步放緩，加上煤電企業(yè)加大環(huán)保治理投入力度，煤炭價(jià)格上漲，各地不斷推進(jìn)的電力用戶直接交易進(jìn)一步壓低了煤電上網(wǎng)電價(jià)，國內(nèi)火

2、力發(fā)電企業(yè)的發(fā)展面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，這對火力發(fā)電企業(yè)節(jié)能降耗工作提出了更高、更嚴(yán)的要求1。煤電節(jié)能減排升級(jí)與改造行動(dòng)計(jì)劃（20142020年）（以下簡稱行動(dòng)計(jì)劃）中，已對600 mw及以上機(jī)組提出了明確要求：“到2020年，改造后平均供電煤耗低于300 g/kwh”2。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，600 mw等級(jí)亞臨界機(jī)組總?cè)萘考s占全國火電裝機(jī)總?cè)萘康?1%，且其標(biāo)準(zhǔn)煤耗高于全國火電機(jī)組平均煤耗，因此，研究600 mw等級(jí)亞臨界機(jī)組的節(jié)能改造工作具有重要意義3。凝汽器是火力發(fā)電廠冷端系統(tǒng)的核心設(shè)備，節(jié)能潛力巨大。對于亞臨界600 mw等級(jí)機(jī)組而言，凝汽器壓力每升高1%，汽輪機(jī)的平均汽耗量將增加1%2%4。據(jù)有

3、關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，目前國內(nèi)機(jī)組凝汽器運(yùn)行真空度普遍達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，一般相差1 kpa以上，夏季工況下更加突出，一般機(jī)組與設(shè)計(jì)值相差1.52.5 kpa5。研究顯示，凝汽器的換熱效率、循環(huán)水流量等是影響凝汽器真空度的重要因素6-7。1 凝汽器與循環(huán)水泵聯(lián)合改造的必要性凝汽器本體設(shè)計(jì)上提高換熱效果的基本措施就是增加換熱面積。對于凝汽器改造項(xiàng)目，凝汽器殼體不變，管板尺寸不變，即使冷卻管長度勉強(qiáng)加長，也會(huì)因?yàn)榕c喉部不匹配而難以起到明顯作用，因此，只能靠增加冷卻管數(shù)量來增加換熱面積。在管板大小受限的情況下，要保證管束的換熱系數(shù)達(dá)到hei標(biāo)準(zhǔn)，布管數(shù)量是有限的，過多地增加冷卻管數(shù)量只會(huì)導(dǎo)致管束布置不合理，只增加

4、了換熱面積，實(shí)際卻沒有提高換熱效果，甚至可能起反作用。因此，在保證管束優(yōu)化的前提下，凝汽器通過本體改造來增加換熱面積是有限的，進(jìn)一步提高凝汽器性能的最有效措施就是優(yōu)化改造循環(huán)水泵。2 循環(huán)水泵改造分析針對某600 mw等級(jí)機(jī)組，配套3臺(tái)1600htcx4型循環(huán)水泵，電機(jī)為2 500 kw，改造前的循環(huán)水泵技術(shù)參數(shù)：q=27 396 m3/h，h=21.81 m，n=373 r/min，=84%。該機(jī)組一般采用雙泵運(yùn)行模式，極少用3泵運(yùn)行，一機(jī)雙泵運(yùn)行時(shí)的數(shù)據(jù)：壓力0.2 mpa，電流268 a，溫差10 。經(jīng)測量，現(xiàn)場泵裝置情況如下：泵吸入口中心距1 m，泵吐出口中心壓力0.2 mpa，泵吐出

5、口中心距2.25 m。經(jīng)計(jì)算，雙泵運(yùn)行揚(yáng)程為20 m，檢查流量、揚(yáng)程，功率取機(jī)房實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)反算效率pa=qhg/，得出：q=8 m3/s，h=20 m，=73%，pa=2 147 kw。根據(jù)現(xiàn)有資料得出，雙泵運(yùn)行時(shí)流量8 m3/s，效率72%，考慮測量誤差，效率估計(jì)78%，比理論效率降低了7個(gè)百分點(diǎn)，低效且耗能。因此，需對泵進(jìn)行整體更換，不用更換電機(jī)。改造后雙泵運(yùn)行技術(shù)參數(shù)：q=8.5 m3/s，h=20.5 m，n=373 r/min，=87%，效率提升9%，流量上升超過10%。3 凝汽器聯(lián)合循環(huán)水泵改造方案分析本文對凝汽器布管方式進(jìn)行改造，針對不同管徑的冷卻管進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。不同管徑冷卻管

6、方案對比如表1所示。od25方案為保證設(shè)計(jì)壓力達(dá)4.9 kpa，相對改造前增加了換熱面積2 360 m2，此時(shí)冷卻水流速為1.75 m/s，對不銹鋼管來說屬于較低的流速。若繼續(xù)增加換熱面積，會(huì)導(dǎo)致流速進(jìn)一步降低，換熱效果不明顯。為防止水阻增加過多，od22方案以保持2 m/s冷卻水流速為設(shè)計(jì)原則。由于流速下降，od25方案的水阻相比改造前明顯減小，即實(shí)際運(yùn)行中由于阻力減小，循環(huán)水流量會(huì)有所增加;od22方案則相反，實(shí)際運(yùn)行中循環(huán)水流量會(huì)低于計(jì)算值。兩個(gè)方案的水阻相差16 kpa，即相當(dāng)于揚(yáng)程相差1.6 m，實(shí)際運(yùn)行揚(yáng)程為20 m，即揚(yáng)程差距8%，在水泵電機(jī)功率相同的情況下，實(shí)際流量差距也約為8

7、%。循環(huán)水泵改造后的情況類似，od22方案由于水阻相比改造前增加過多，因此實(shí)際運(yùn)行水量與計(jì)算值差距較大;od25方案水阻與改造前差距很小，因此水量計(jì)算值與實(shí)際運(yùn)行值差距較小。綜上所述，od25方案能夠與循環(huán)水泵改造相匹配，循環(huán)水流量增加10%，凝汽器壓力從4.9 kpa降至4.66 kpa，相當(dāng)于增加了13%凝汽器余量。4 結(jié)語本文對某600 mw等級(jí)機(jī)組凝汽器與循環(huán)水泵的聯(lián)合改造進(jìn)行了分析，得出了如下結(jié)論：（1）循環(huán)水泵改造可保證在電機(jī)不變的前提下，流量增加10%以上，效率提升至87%，相當(dāng)于增加了13%凝汽器余量。（2）綜合布管優(yōu)化設(shè)計(jì)、水泵優(yōu)化改造、凝汽器改造，改造后的凝汽器背壓可降至4

8、.7 kpa以下。參考文獻(xiàn)1 史衛(wèi)剛，孟云社，郭民，等.600 mw機(jī)組凝汽器改造方案與實(shí)踐j.汽輪機(jī)技術(shù)，2018，60（4）：315-317.2 國家發(fā)展改革委、環(huán)境保護(hù)部、國家能源局關(guān)于印發(fā)煤電節(jié)能減排升級(jí)與改造行動(dòng)計(jì)劃（2014-2020年）的通知：發(fā)改能源20142093號(hào)a.3 任淵源，黃琪薇，田家平，等.600 mw級(jí)亞臨界機(jī)組凝汽器雙背壓節(jié)能改造研究j.發(fā)電技術(shù)，2019（s1）：14-19.4 葛曉霞，繆國鈞，鐘澎，等.雙壓凝汽器循環(huán)水系統(tǒng)的優(yōu)化運(yùn)行j.動(dòng)力工程，2009，29（4）：389-393.5 蔣文，胡清，寧玉琴，等.某600 mw機(jī)組冷端系統(tǒng)優(yōu)化及應(yīng)用研究j.汽輪機(jī)技術(shù)，2017，59（1）：63-64.6 王學(xué)棟，袁建華，