凝汽器循环水系统节能节水优化改造

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凝汽器循环水系统节能节水优化改造

谭旭东,王中伟

华能威海发电有限责任公司,山东威海 264205

[摘 要] 华能威海发电有限责任公司125MW 1号机组循环水系统存在循环水泵出力设计裕量

偏大、效率偏低、凝汽器水室聚集空气、循环水泵淡水润滑消耗水量较大浪费水资源等问题,影响了机组运行经济性。通过对循环水系统进行优化技术改造后,机组夏季可无煤增功率约500kW,循环水泵冬季节约厂用电量约22.5万kW #h,年节约淡水约10万t,综合效益约120万元/年。

[关 键 词] 125MW 机组;凝汽器;循环水泵;变频调速;节能节水[中图分类号] T K264.1[文献标识码] B

[文章编号] 100223364(2009)0720069203

[DOI 编号] 10.3969/j.issn.100223364.2009.07.069

RETROFIT FOR OPTIMIZING THE CONSERVATION OF ENERGY

AND WATER IN CIRCULATING WATER SYSTEM

T AN Xu 2dong,WANG Zhong 2wei

H uaneng Weihai Power Plant,Weihai 264205,Shand on g Province,PRC

Abstract:T he problems existing in circulating water system of condenser for unit no.1in H uaneng Weihai Power Plant,such as the large allowance of output capacity for the cir culating water pump,lower efficiency of the said pump,the air accumulation in water chamber of the condenser,as well as greater consumption of fresh water used for lubr icating the water pump,etc.,affect economic efficiency of the unit in oper ation.After optimized technical r etrofit carr ied out for the circulating water system,the unit can additionally gener ate electric power about 500kW in summer,can save service power for cir culating water pump about 150kW in winter,the daily average 2water saving being 400t.

Key words:125MW unit;condenser;circulating water pump;frequency converting speed regulation;en 2er gy and water 2saving

作者简介: 谭旭东(19652),男,华能威海发电厂安全生产部汽轮机专工。E 2ma il:TXD_58@

华能威海发电有限责任公司(华能威海发电厂)125MW 1号机组循环水系统配套2台立式循环水泵,凝汽器采用直流供水冷却,冷却介质为海水。运行

中,1号机组循环水泵(循泵)和循环水系统存在较多问题,影响了机组运行经济性,为此,对1号机组循环水系统进行了优化改造。

701凝汽器循环水系统存在的问题

1.1循泵设计不合理

1号机组循环水系统原设计冬季工况下,1台循泵

运行;春、秋季节,2台机组3台循泵运行(1、2号机组

循环水系统扩大单元制);在夏季,每台机组2台循泵

运行。但是,在实际运行中,由于冬季海水温度较低,

在1台循泵运行情况下,凝汽器冷却水流量就能达到

10000m3/h,造成机组运行真空达到3.4kPa,汽轮机

排汽湿度增加,影响了末级叶片的安全,并且增加了凝

结水过冷度;在夏季,1、2号机组各1台循泵运行时,

循环水流量则不能满足凝汽器的需要,2台循泵运行

时,循环水流量偏大(远超出凝汽器设计冷却水流量14

000m3/h),增加了厂用电消耗。由此看出,循泵的设

计和制造裕量使得其出力较设计值偏大,白白消耗了

部分厂用电,同时给机组冬季运行带来安全隐患。通

过循泵的性能试验,发现循泵的运行效率偏低。

1.2凝汽器水室聚集空气

1号机组凝汽器为单壳体双流程,下部进水、上部

出水结构。在冬季或春、秋季节,单台循泵或两机3泵

运行时,循环水母管压力较低,使得部分不凝结气体聚

集在上部出水室的顶部,气楔的存在减小了上部水室

的通流面积,增加了循环水系统的阻力,进而降低了循

泵的流量。在极端情况下,延长了循泵备用起动的时

间。同时,凝汽器上部水室部分管束没有通水,减少了

凝汽器有效换热面积,影响机组的安全、经济运行。

1.3循泵轴承润滑淡水消耗量较大

原设计循泵的轴承润滑水为淡水,循泵轴承润滑

水消耗量约为16m3/h,轴承润滑水用后排放到循泵

入口,随着凝汽器排放的循环水排入大海。轴承润滑

平均每天消耗淡水约400t。

威海地区淡水资源紧张,1号机组循泵的淡水年

消耗量达到10万t,在水资源日渐紧张的形势下,有必

要对循泵轴承淡水润滑系统进行改造。

2技术改造和优化措施

2.1循泵叶轮改造和变频调节

考虑到循泵电机功率600kW尚有较大富裕量,

对循泵的叶轮进行改造,以满足机组凝汽器循环水流

量要求,即重新设计大流量叶轮以保证夏季工况所需

最大循环水流量。对冬季循环水流量偏大问题,则采

用变频装置对循环水流量进行实时调节。

对循泵叶轮进行重新设计,优化设计后其流量增

加2000m3/h,达到14000m3/h,最高效率则达到

86%。

2.2循环水流量实时调节控制

循环水流量实时调节控制改造就是对机组循环水

量实现自动调节,即在机组负荷、循环水温等变化条件

下做到循环水流量的优化控制。

对循环水流量的控制从其控制方式上来讲有闭

环、开环2种方案:(1)开环控制就是通过对循环水系

统多个工况点的试验,确定循泵一定转速所对应的循

环水流量,在控制过程中不对流量进行测量,控制系统

按机组负荷P(对应机组排汽流量)及循环水温t0计

算出循泵转速,通过变频器对转速进行控制的一种方

式。这种控制方式实现较简单,系统稳定性较高,但是

控制精度差,且在开式循环水受潮位影响的特殊情况

下流量控制更是难以达到预期值;(2)与开环控制相

比,闭环控制加装了一路流量反馈信号Q(图1),在循

环水流量按机组负荷P及循环水温t0计算出给定值

后,通过引入流量反馈信号能够较为精确的实现对循

环水流量控制,并且不受海水潮位的影响,因此能够较

好地满足控制要求。

图1循环水流量闭环控制示意

闭环控制方式存在的最大问题就是对循环水流量

的测量。循环水流量的测量可采用2种方式:(1)在循

环水进凝汽器管路上加装流量测量装置,测量精度可

通过对测量装置的标定来保证,但是其主要问题在于

测量结果受多种因素干扰,如:加装毕托管或笛形管一

类的测量装置后取压管积气、海水锈蚀、堵塞等将严重

影响测量的精度和稳定性;(2)固定式超声波流量计则