循环水一机双塔运行方式的分析与应用

循环水一机双塔运行方式的分析与应用

刘炯明

大唐淮北发电有限公司发电部

摘要

在单元制运行的机组中，对循环水系统改进，采用扩大单元制，在两台机组循泵出口母管设一根联通管。单机运行时，循环水流经两个冷却塔，增加冷却面积，从而降低机组凝汽器循环水入口温度，进而提高真空、降低煤耗，达到节能目的。本文以大唐淮北发电分公司虎山厂为例，探讨循环水一机双塔的改造及投运。

关键字

冷却塔、循环水、真空、效率

技术背景

在传统火电厂领域的设计时，单元制机组通常采用一台机组对应配置一台冷却塔，这样的设计方案既方便管理，又使各机组间相互独立，各不影响。但由于现今我国电网系统的容量增大，上网机组较多且富足，机组调停备用时间增多，而停运机组的冷却塔也处于闲置状态。根据相关计算与试验结果表明，660MW机组循环水温度每升高1℃，机组凝汽器真空下降约0.27kpa左右，受循环水温偏高的影响，机组凝汽器真空在夏季时严重偏低，最低时约‑87kpa左右，而机组凝汽器真空每下降1kpa，供电煤耗会增加3.4g/kwh。所以基于能源结构的现状以及单元制机组设备的实际情况，通过对现有技术改进以解决上述问题。

系统介绍

大唐淮北发电分公司虎山厂的汽轮机为上海电气集团有限公司制造的一次中间再热、单轴、三缸四排汽、双背压、八级回热抽汽、凝汽式汽轮机，型号N660-24.2/566/566。凝汽器设计背压的平均背压值为5.1kPa。2台100 % 凝泵互为备用。循环水系统采用冷却塔——再循环供水系统，冷却水设计温度20.66℃，夏季最高温度33.34℃，设计压力0.26MPa(g)。设计热耗7549kJ/kWh。#1、#2机组主补给水源为城市中水，备用补给水源为烈山塌陷区水，供水系统采用二次循环单元制供水系统。每台机组配1座冷却水池面积为8500m2的双曲线型自然通风冷却塔，每台机配2台循环水泵（2×50%）。

系统改造

虎山2×660MW机组循环冷却水系统采用带自然通风冷水塔的再循环供水系统，每台机组配2台循环水泵（2×50%）、1座自然通风冷水塔，循环水供水和回水管各1根，循环水系统采用扩大单元制。两台机组循泵出口母管设一根联通管（安装二台电动蝶阀），回水管各自与对应的冷却塔相通，无联络管道。一机双塔改造后，循环水系统在两台机组的回水管之间增加一根联络管（安装二台电动蝶阀）。将运行中的机组循环水回水通过联络管分流一部分去停运冷却塔去冷却，增加冷却面积，降低运行机组凝汽器循环水入口温度，可提高运行机组真空、进而降低煤耗。

系统投用

一、准备工作

1、检查确认停运机组的冷却塔、凝汽器循环水系统和开式水系统无检修工作。

2、检查开启1、2号机循环水泵回水沟#1机侧、#2机机侧闸板，两台机组冷水塔水位基本持平且水位在9-10m范围。

3、检查关闭1、2号机循泵出口母管#1机侧、#2机侧联络门。

4、检查关闭停运机组高、低压凝汽器循环水进、出水电动门。

5、检查关闭高低压凝汽器循环水进出水管底部放水门和水室放水门、放空气门。

6、检查关闭关闭开式水各用户的开式水进、回水门、放水门、放空气门。

7、检查运行机组的循环水泵维持两台运行，记录好运行机组的负荷、高低压凝汽器真空、排汽温度、凝汽器循环水进出水温度及环境温度。

二、投运步骤

1、开启1、2号机循环水回水联络管上的两个排空气门，缓慢微开循环水回水联络门1、2号机侧的电动门各5%进行注水排气，并注意观察循泵前池水位的变化。

2、水注满空气排尽后检查系统是否存在泄漏，有小的泄漏点马上联系检修人员进行处理，如发现大的泄漏点应及时关闭循环水回水联络门。

3、注水排气一切正常后，缓慢全开循环水回水联络门至全开状态，检查停运冷却塔配水情况以及冷水塔水位情况。

4、记录机组在一机双塔运行方式下的机组负荷、高低压凝汽器真空、排汽温度、凝汽器循环水进出水温度及环境温度，并与运行前的记录数据进行对比。

三、注意事项

1、投运前的准备工作必须充分，必须确认停运机组的冷却塔、凝汽器循环水系统和开式水系统无检修工作，避免投运时发生事故。

2、停运机组的低压凝汽器循环水进、水管底部放水门和凝汽器水室放水门、放空气门，开式水系统放水门、放空气门必须关闭，防止系统跑水。

3、注水排空气操作时循环水回水联络门必须缓慢点开5%，开度不可过大。联络管路空气排尽后，方可进行下阶段操作，防止发生管道“水锤”现象，损坏设备。

4、注水排空气过程注意观察前池水位的变化。

5、全开循环水回水联络门至全开状态后，注意检查备用冷却塔配水情况及两台冷水塔水位是否持平。

四、技术措施

1、保持1、2号循环水前池联络闸板门在开启状态，加强对1、2号机水塔水位检查，如1、2号机组水塔出现较大偏差时及时调整。若1、2号循环水前池联络闸板门出现异常，及时关闭关闭1、2号机组循环水回水母管联络门。

2、加强对2号机组循环水泵电流（正常运行时A循泵水泵约365A、B泵约378A）、压力（进口压力0.2MPa,出口压力0.14MPa）、振动，凝汽器进出口压力等参数的监视，若循环水泵运行出现异常或跳闸，及时关闭1、2号机组循环水回水母管联络门。

3、加强对2号机组真空监视，发现异常及时汇报。

4、现在1号机组凝器进、出口电动门；A、B、C真空泵冷却水进、出口门；A、B闭式水冷却器开式水侧电动门、A、B主机润滑油冷油器进、出水门在关闭状态；开式水系统放水、放空气门、凝汽器循环水侧放水、放空气门均在关闭状态。

五、数据对比

投运前1号机单塔方式

投运后1号机双塔方式

自1号机组实施循环水“一机双塔”运行方式后，循环水温度平均降低2.5℃，机组真空值提高0.9 kpa，折合供电煤耗降低3.09g/kwh，按机组全天平均负荷500MW计算，每天发电量约1200万Kwh，节约标煤约37.08吨节能效果显著。

结束语

循环水母管之改造后循环水系统运行的安全性和经济性均提高，改造后可以利用闲置的冷水塔有效降低循环水水温。根据火电机组的利用小时数下降，机组调停时间增加的实际情况，在现场进行这一改造会具有很明显的经济优势。

参考文献

电厂循环水系统的建模与优化     毛晓宇 王庆国 颜文俊  《工业加热》  2008

李建刚   《汽轮机设备及运行》 2009

660MW超超临界机组循环水系统节能优化分析   江波 石晓玲 史萌萌 韩彦杰 张健民   《能源研究与信息》 2019

2×1000 MW机组循环水系统一机双塔改造热耗变化研究  张圆 章燕 王德萍  《电力与能源》 2020

循环水一机双塔改造   方海彬 陈亮  高军 张成龙   《河南电力》 2017