330MW机组循环水系统节能改造

330MW机组循环水系统节能改造

周德忠

（湛江德利车辆部件有限公司广东湛江524000）

摘要：文章针对某公司330MW机组循环水系统存在的运行效率低下，能源浪费现象严重的问题，本文根据循环水系统的配置特点及循环水泵的运行方式，对1台循泵进行高压变频改造后的运行方式进行了调整，并比较了设备改造前后的运行经济性。结果表明，循环水系统变频改造节能效果显著，有效解决能源浪费的问题，也提高了机组循环水系统运行的经济性。

关键词：循环水泵；运行；关系；节能统计；分析

引言

电力工业中的节能是发展国民经济的一项重要的长期任务，目前电厂节能的潜力很大。循环水系统是火电厂的一个重要辅助系统，循环水泵作为主要的辅机，消耗很大一部分厂用电。优化循环水系统的运行方式，可降低能耗，使得机组的经济性相对提高，获得良好的经济效益。因此在循环水系统中进行变频节能改造，对循环水系统的运行方式进行优化，对于降低循环水系统的整体能耗以及保障机组的安全、经济运行具有重要的意义。由此可见，深入地研究循环水系统变频节能改造的内容和方法是十分有必要的。

1实例概述

某公司16号机组额定容量为330MW，配置传热面积为17000m2的N17000-5型不锈钢管凝汽器，设计额定循环冷却水量为38990t/h。循环冷却水系统共配置2台64LKXD-25型循环水泵，一台为定速（转速495r/min）泵，另一台为双速（高速495r/min，低速425r/min）泵。当双速泵转速在495r/min时，流量为20160t/h，扬程为25m；当转速在425r/min时，流量为17316t/h，扬程为18.4m。根据长期运行数据和经验分析，该公司330MW机组的凝汽器传热面积偏小、循环冷却水量偏大、循环水泵扬程偏高、造成循环水系统厂用电率偏高、运行效率较低、经济性差等诸多问题。循环水泵运行方式有一低，一高和一高一低3种，对应的有功功耗分别为1130kW，1800kW和2930kW，可供调整的手段有限，特别是在春秋季节更为明显。为此，该公司对16号机组5号定速循环水泵进行高压变频改造，使循环水系统达到连续可调水平。通过循环水系统的运行优化，充分挖掘了循环水系统的节能潜力。

2运行方式调整

改造后的设备采用开环控制，运行人员手动控制循泵转速的主要依据是某汽轮机有限公司提供的背压修正曲线（见图1）。运行人员根据此曲线，编制了凝汽器背压与负荷的关系表（见表1），同时根据水泵的流量Q与转速N成正比，扬程H与转速N的2次方成正比，轴功率P与转速N的3次方成正比的关系编制循泵转速与用电量的关系表（见表2）。供运行人员作为调节参考依据。

图1背压修正曲线

表1凝汽器背压与负荷的关系

运行人员调整循泵频率时观察排汽温度和真空的变化值，并将根据表1计算出的负荷变化值与根据表2计算出的循泵用电量变化值相减，差值最大时为变频最经济运行方式。

冬季循泵变频调节时，注意凝汽器背压不应低于3.43kPa的临界点，否则汽轮机效率将下降。

3节能统计与分析

3.1春、秋季节变频运行经济性分析

3.1.12台机的循泵耗电量比较

此次比较采用的是2013-10-15T20：00—2013-10-19T14：00统计的数据，如表3所示。16号机循泵变频从15日投用至19日停机，与15号机比较，循泵厂用电率下降0.19%，运行90h节电39819.7kWh，平均日节电量10619kWh。

表315号、16号机组循泵比较

3.1.4春秋2季节电总量

综上所述，在春秋季节，循环水系统采用变频调速装置后，在相似工况下，水温20℃左右，日节电量在1万kWh以上。按春秋季6个月统计，可节约电量约180万kWh。

3.2冬季变频运行经济性分析

冬季循环水温度较低，循环水需求量减少。以往冬季最低循环水量时为1台机、1台低速泵运行。5号循泵改变频后，循泵运行方式为2台机一低速一变频母管制运行。

冬季汽轮机凝汽器真空较高，还要注意凝汽器背压不能低于3.43kPa（厂家计算值），否则由于真空太高造成末级叶片处蒸汽膨胀不足，反而会使汽机热耗率升高。以往冬季1台低速循泵运行，即使真空超过经济极限，也没有调整手段，循泵改为变频后，可以适当降低循泵转速，提高凝汽器背压，保证机组运行经济性。另外，冬季降低循环水流量，还可以提高循环水温度，可以大大缓解冬季冷却塔结冰带来的安全压力。表6为改造前后2台机冬季循泵运行经济比较。

表6冬季不同运行方式耗电量比较

根据对比数据，2013年冬季一变频一低母管制运行，循环水进水温度10℃以下时，每小时可节电270kWh，每天可节电6500kWh。按冬季60天可调节统计，冬季节电量约为40万kWh。根据大气压力计算，2012年冬季同期2机背压分别为1.9kPa和2.2kPa，已经低于凝汽器经济极限3.43kPa，但运行人员已无法继续降低循环水量提高背压。2013年运行人员通过调节变频泵频率，控制凝汽器背压，2机背压分别为4.25kPa和4.24kPa，一方面降低了循泵耗电，同时也使汽轮机运行经济性得到提高。

4结束语

综上所述，循环水系统通过变频节能改造，节能效果显著，提高机组运行的经济性，既符合电力企业自身发展需要，也符合国家倡导的“提高能源利用效率，建立集约型增长模式”的要求。该公司循泵变频改造后，通过调整运行方式，节能效果明显，在其他各项参数变化不大的情况下，可实现年节电量400万kWh，1年可基本收回全部投资。现循泵变频运行最低频率设为36Hz，在用1台低速泵与1台变频泵母管制运行的情况下，随着变频泵频率的下降，2台泵出力偏差增大后，将会对循环水系统的稳定运行带来影响，因此，此问题还有待进一步探索。

参考文献：

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