660MW超临界机组闭式水系统运行方式优化

660MW超临界机组闭式水系统运行方式优化
摘要：燃煤机节能需要考虑节电，还需要考虑节水、节煤．通过对电力燃煤机
设备的城市中水系统和原城市中水运行方式的介绍。

通过设备改造，在产生环
境效益的同时减少了城市中水取水；在不增启循泵的情况下，提高机组真空，降
低了机组煤耗。

在进入电力市场改革后，降低燃煤机组发电成本，提高经济效益
越来越受到重视。

针对某电厂６６０ＭＷ超超临界机组闭式水系统在不同季节机
组的各种运行方式下，对闭式水系统进行相应的运行方式优化调整，并实施改造，从而实现有效的节能效果。

关键词：６６０ＭＷ超超临界燃煤机组；循环冷却水系统；闭式城市中水泵
一、城市中水系统介绍
1.1城市中水系统
一个控制室包括两台机组，其城市中水系统采用自然通风冷却塔单元制闭式
循环供水系统．厂房外城市中水系统主要由取水口、原水及清水进水管、冷水塔、进水前池、４台１００％容量的城市中水泵、城市中水出口母管、城市中水进水管、城市中水出水管、内外围配水电动阀等部分组成；厂房内城市中水系统的主
要功能是向汽轮机的凝汽器提供冷却水，将由汽轮机低压缸进入凝汽器内部的排汽，通过热交换进行冷却并凝结成凝结水，系统还为开式冷却水系统提供水源。

1.2城市中水的补水系统设计
城市中水系统水源为陆汇港城市中水，经混凝澄清处理后补入冷却水塔，城
市中水处理工艺为水质稳定处理和系统微生物控制。

1.3原系统运行方式
（１）每台机组各配两台城市中水泵，正常情况下，一机对一泵（本机侧）
方式．（２）只有当水泵出口母管联络阀及两冷水塔联络钢闸门开启的前提下，
才能实现４台城市中水泵互为备用之目的．（３）凝结器进水温度为２０～３５℃时，执行“三泵两机”运行方式．（４）凝结器进水温度为２０℃以上时，出现单
机长期满负荷运行，另一台机停运时，执行“两泵一机”，两台循泵同时运行。

二、系统概述
电厂建设规模为两台超超临界６６０ＭＷ燃煤机组。

闭式循环冷却水系统，
配置２×１００％容量的闭式循环冷却水泵，一运一备。

系统设有一只高位布置
的膨胀水箱，为了简化系统和管道布置，闭式循环冷却水采用一个压力系统，压
力满足所有冷却水用户的要求。

在闭式水换热器出口母管上设有调节阀组，用于
在不同工况下调节闭式水供水母管流量和压力。

对温度调节要求较高的冷却用户，如汽轮机和小汽机的润滑油冷却器、发电机氢气冷却器、发电机水冷系统等，在
其进口或出口管道设有单独的温度调节阀。

闭式水系统的闭式水泵型号为ＮＴＳ
３５０－５１０Ａ、设计流量２８００ｔ／ｈ；开式水设计水温：平均２
２．２３℃、夏季３６．１２℃；闭式水设计水温：平均２７℃、夏季３８℃。

三、闭式水系统存在问题及优化运行
3.1运行期间存在问题及优化分析
电厂闭式水系统设计时，闭式水泵为２×１００％容量配置，要求单泵运行满足夏季工况要求，并且调节方式为泵出口母管增设调节阀调节。

在各种水泵流量
调节方式中，泵出口调节阀调节方式虽配置简单，但能量损失较大，因此泵在选
型上选择了大流量、高扬程的。

全年６６０ＭＷ负荷下开式水温如图１所示。

图１全年６６０ＭＷ负荷下开式水温
机组正常运行时各负荷下开式水温与闭式水流量、闭式泵电流的实时数据统
计如表１所示。

由表１可知，负荷越高开式水温度越高所需的闭式水流量越大，流量变化对
闭式水泵电机的电流影响较小，相应的闭式水泵电耗基本不变。

根据目前采用的
调节阀调节方式和闭式水系统设置状况，可供选择的闭式水流量调节方式主要有
以下几种：车削叶轮、增设变频器、增设一台小闭式泵。

车削叶轮一般应用于闭
式泵选型余量较大的情况，因车削叶轮后泵效率可能有一定下降，一般会对车削
后的叶轮进行修形处理，工期较长。

另一方面目前机组投产不久，随着运行年限
增加设备性能下降，闭式水流量可能会有增长。

增设变频器初始投资高，维护困难，变频装置参数高，对环境温度要求高，需要设置带空调的专用设备间，且占
地面积较大受管路特性影响较大。

变频调速时水泵流量近似与转速成正比，扬程
近似与转速平方成正比，变频后冬季和低负荷工况时扬程下降较多，但此时部分
用户端用水量并未等比例下降，可能造成部分用户供水不足，水泵对应的总管路
特性偏离平方曲线，造成低流量下扬程不足，此时需要人为调高水泵转速并与出
口调阀配合使用维持用户端压差，这限制了变频调速在冬季低负荷区段的深度应用。

3.2停运期间存在问题及优化分析
在机组停运期间汽轮机缸温较高，必须维持盘车系统运行，因此汽轮机顶轴
油系统、润滑油系统、密封油系统等均无法停运。

此时闭式水系统的用户仅为汽
轮机润滑油系统带出汽轮机内的热量，及各油系统本身运行所产生的热量。

带走
这部分的热量仅需一小部分的闭式水流量。

机组停运至盘车系统停止运行期间汽
轮机需要一个漫长的温降过程，通过最近几次停机数据分析得到需１８天，在此
期间闭式水系统需连续运行，耗费了大量电能。

由于机组停役厂用电工作电源失去，需通过高备变维持厂用电运行。

此时的电价为工业用电远高于上网电价，可
考虑采取措施调节闭式水系统的运行方式，从而节约闭式水泵耗电量，减少停运
期间电耗。

考虑到机组停运期间闭式水的需求量因开式水的温度不同在５０～２００ｔ
／ｈ，而该电厂为两台６６０ＭＷ机组，采用两套配置相同的闭式水系统。

在一
些全厂公用的系统中如电泵润滑油系统、空压机系统等均用闭式水来作为冷却水，在这些系统中两台机组的闭式水可以相互连通，。

在一台机组停运期间，因公用
设备需保持运行，相应的闭式水应切换至由运行机组的闭式水系统来保证公用设
备的安全运行。

邻机闭式水系统闭式水泵额定流量为２８００ｔ／ｈ，完全能
维持正常运行所需及增加的邻机停运时所需求的流量。

因此，可采用在机组停运
期间用邻机闭式水系统来维持本机的流量需求，以维持各油系统油温正常，对临
机闭式水系统无明显影响。

电厂两台６６０ＭＷ机组公用一台３０％容量电动启
动给水泵正常运行期间不做备用，并且电动给水泵位于机房０ｍ，位置便捷易操作。

两机闭式水在电泵处的母管联络管内径为１５ｃｍ，能够满足流量需求。

因此，建议选择通过开启图２电动给水泵处两机闭式水联络母管的进回水隔离门，
来供给一台机组停运期间的闭式水。

在进行这项操作时应注意先关闭停运机组的膨胀水箱至闭式泵入口手动隔离阀，防止应母管压力升高而溢水；还应关闭相关无温度调节阀且停运设备的闭式
水进回水隔离门，以减少无用的闭式水流量损耗。

四、结语
该电厂６６０ＭＷ超临界机组闭式水系统由于系统配置因素有较高的节能空间，在通过合理的闭式泵选型、调整系统运行方式来节约闭式水系统的能耗，节能效果明显，单台机组全年可提高经济效益约１１６．３５万元。

参考文献：
［１］Ｑ／ＨＣＸ１０４００２—２０１７，电厂企业标准：某电厂６６０兆瓦高效超超临界燃煤机辅机运行规程［Ｓ］．
［２］Ｑ／ＨＣＸ１０４００１—２０１７，电厂企业标准：某电厂６６０兆瓦高效超超临界燃煤机主机运行规程［Ｓ］．
［３］王忠成，离心泵叶轮车削节能效果在实践中的应用［Ｊ］．东北电力技术，２０１２（４）：５０－５２．。