燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電廠開式冷卻水系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化改造應(yīng)用

燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電廠開式冷卻水系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化改造應(yīng)用針對某電廠開式冷卻水系統(tǒng)的在機(jī)組停運(yùn)、備用期間開式冷卻水流量過剩的問題情況，為了提高機(jī)組運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性，對開式水系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改造，改造后既提高了開冷水系統(tǒng)的運(yùn)行安全性又達(dá)到了節(jié)能降耗的目的。標(biāo)簽：開式冷卻水系統(tǒng);冷卻水流量過剩;小開式水泵;節(jié)能燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組由于啟動、帶負(fù)荷快、環(huán)保、能效高、調(diào)峰能力強(qiáng)等特點(diǎn)越來越受各電力企業(yè)的喜愛。但是由于受天然氣市場及電力市場的雙重影響，聯(lián)合循環(huán)機(jī)組的利用小時數(shù)普遍不高，經(jīng)常處于停機(jī)備用狀態(tài)，且啟-停機(jī)時間不固定，機(jī)組可能停運(yùn)長達(dá)2～3個月。為了降低機(jī)組在停機(jī)備用期間燃機(jī)電廠的運(yùn)營成本，需要對燃機(jī)電廠的部分系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化、改造，降低廠用電能耗，以提高燃機(jī)電廠競爭力。0、設(shè)備概況：某電廠一期工程配備兩臺M701F4型467MW燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組均于2014年年底投產(chǎn)，每臺機(jī)組配備獨(dú)立的開始冷卻水系統(tǒng)。開冷卻水系統(tǒng)水取自機(jī)組循環(huán)水供水母管，換熱后回到循環(huán)水回水母管至機(jī)力塔進(jìn)行冷卻，為潤滑油冷卻器、閉冷水換熱器、發(fā)電機(jī)氫氣冷卻器、發(fā)電機(jī)密封油冷卻器、高、中壓給水泵冷油器、真空泵密封水冷卻器等設(shè)備提供冷卻水（系統(tǒng)示意見圖1）。每臺機(jī)組配置2×100%開式冷卻水泵，布置于主廠房0米層，單臺開冷水泵額定流量1500m3/h，揚(yáng)程25mH2O，電機(jī)功率160kW。系統(tǒng)布置如下圖：1、原系統(tǒng)存在的問題及原因分析：電廠投產(chǎn)后，由于燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)組啟停機(jī)快的優(yōu)點(diǎn)，主要作為調(diào)峰電廠運(yùn)行，機(jī)組運(yùn)行方式為早起晚停。但近年來，由于天然氣市場的供應(yīng)的原因，機(jī)組常常處于停機(jī)備用的狀態(tài)，尤其是在冬季天然氣異常緊張的時候，機(jī)組可能停運(yùn)長達(dá)2～3個月。機(jī)組停運(yùn)備用期間，為節(jié)約廠用電，循環(huán)水泵全停，但由于機(jī)組潤滑油系統(tǒng)、密封油系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)仍保持運(yùn)行，開冷水泵還需繼續(xù)維持運(yùn)行以提供冷卻水。循環(huán)水泵停運(yùn)期間，由于開冷水泵的安裝位置高于循環(huán)水池液面，開冷水泵單獨(dú)運(yùn)行時，水泵入口壓力為負(fù)壓，極易發(fā)生汽蝕，噪音顯著增大，水泵振動水平大于正常運(yùn)行水平，在開冷水泵解體檢修時已發(fā)現(xiàn)泵殼有明顯汽蝕破壞現(xiàn)象。在日常維護(hù)中，開冷水泵的軸承、機(jī)械密封損傷頻率較同類型其他水泵的增大近一倍。同時，在機(jī)組停機(jī)備用期間，除油系統(tǒng)和閉冷水系統(tǒng)需保持運(yùn)行，還需要少量的開式冷卻水外，其余輔機(jī)設(shè)備停運(yùn)不再需要開式冷卻水，此時的開冷水流量嚴(yán)重過剩，浪費(fèi)較大。開式水泵長期在汽蝕工況下運(yùn)行，泵的軸承、殼體、葉輪、機(jī)械密封等部件壽命大大降低，影響開冷水系統(tǒng)的運(yùn)行安全性。2、改造方案：針對我廠開冷卻水系統(tǒng)在機(jī)組長期備用期間冷卻水流量過剩問題，在每臺機(jī)組開冷水系統(tǒng)中加裝2臺流量50m3/h，揚(yáng)程40mH2O的管道泵（立式離心泵）作為小開冷卻水泵，水源取自凝汽器循環(huán)水A側(cè)進(jìn)水電動蝶閥前，小開冷水泵出口就近接至發(fā)電機(jī)氫氣冷卻器進(jìn)水調(diào)節(jié)閥前的開冷水母管，回水通過開冷水回水母管回水母管，不再新接管道。在機(jī)組備用期間，使用小開冷水泵對冷油器及閉冷水換熱器進(jìn)行冷卻，此時運(yùn)行開冷水泵，關(guān)閉除閉冷水換熱器及潤滑油冷油器之外所有開冷卻水用戶進(jìn)水門，關(guān)閉兩臺開冷水泵出口電動門以防止出口逆止門不嚴(yán)導(dǎo)致的冷卻水損失。配置兩臺小開冷水泵，在冬季循環(huán)水溫較低時，可運(yùn)行單臺小開冷水泵，在夏季循環(huán)水溫較高時，可運(yùn)行兩臺小開冷水泵，滿足不同季節(jié)的需求。將小開冷水泵安裝在主廠房-4.5米的凝坑中，在循環(huán)水系統(tǒng)停用期間，小開冷水泵入口保持4米的靜壓，大于小開冷水泵的必須汽蝕余量，小開冷水泵運(yùn)行期間不會出現(xiàn)汽蝕的問題。機(jī)組停運(yùn)后，機(jī)組潤滑油主油箱油溫在30分鐘內(nèi)可從運(yùn)行油溫60℃降到備用油溫34℃，開冷水泵切換為小泵運(yùn)行的小時數(shù)，按機(jī)組備用或計劃停運(yùn)小時減去每次停機(jī)消耗時間，消耗時間考慮等待各開冷水用水設(shè)備溫度降到備用溫度的時間、機(jī)組啟動前的準(zhǔn)備時間，按每次停機(jī)減去2小時計算。以我廠2017年為例，機(jī)組啟停和運(yùn)行小時情況見下表：雙機(jī)年節(jié)約費(fèi)用=功率差值×雙機(jī)小泵年運(yùn)行小時×電價，即：115.1×13132.82×0.5557=839989（元）≈84（萬元）。綜上，由于小開冷水泵的功率遠(yuǎn)小于原開冷水泵，在機(jī)組停運(yùn)期間可顯著節(jié)約廠用電，節(jié)能效果顯著。同時大大減小了開冷水泵在汽蝕工況下的運(yùn)行時間，提高了開冷水泵的運(yùn)行安全性。3、結(jié)束語：本文的改造主要側(cè)重于燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組開冷水系統(tǒng)的改造，通過現(xiàn)場增加小開冷水泵的改造，降低了機(jī)組