1、引進型 300MW 機組循環(huán)水采用擴大單元制 的分析與應用付燦平摘要：本文通過對華潤電力湖北有限公司兩臺國產(chǎn)引進型 300MW汽輪 發(fā)電機組循環(huán)水系統(tǒng)進行擴大單元制改造的分析和研究， 提出優(yōu)化循 環(huán)水泵運行臺數(shù)，達到降低廠用電率的目的，并總結(jié)了 300MV機組循 環(huán)水采用擴大單元制的特點與經(jīng)驗。關(guān)鍵詞： 循環(huán)水系統(tǒng) 擴大單元制 系統(tǒng)改造 優(yōu)化運行一、概述我公司現(xiàn)2X300MW機組循環(huán)水采用單元制供水系統(tǒng)，兩臺機組分 別由兩臺循環(huán)水泵提供循環(huán)冷卻水。 循環(huán)水泵采用夏季兩臺運行， 冬 季一運一備運行方式。 春秋季節(jié)根據(jù)環(huán)境氣溫及機組負荷選擇一運或 兩運的方式。循環(huán)水泵結(jié)構(gòu)為立式混流泵，高速或低速兩

2、擋運行（低 擋為投產(chǎn)后電機改造方式），單臺額定功率為1600KW由于循環(huán)水泵 的運行功率較高，現(xiàn)提出采用兩臺機組四臺循環(huán)水泵之間加設(shè)聯(lián)絡 管，以減少循環(huán)水泵運行臺數(shù)，達到降低廠用電率的目的。二、經(jīng)濟性分析1. 統(tǒng)計分析區(qū)間的確定啟動循環(huán)水泵的目的是進一步降低汽輪機排汽背壓， 促進汽輪機 排汽做功凝結(jié)， 啟動兩臺循環(huán)水泵就是通過加大循環(huán)水量， 以使汽輪機獲取更多的功。但由于多啟動一臺循環(huán)水泵同時會加大功耗， 而且 在循環(huán)水量增加到一定程度后，對汽輪機排汽背壓的影響也逐漸變 小。因而在機組負荷與循環(huán)水量之間就有一個最佳點，它取決于機組真空的改善獲得的收益與功耗增加等所付出的成本支出的比較。排除機組

3、真空嚴密性、凝汽器換熱系數(shù)、凝汽器熱負荷增加等因素影響， 在循環(huán)水量一定的條件下，機組真空與機組的負荷及循環(huán)水溫關(guān)系較 大。簡單的講，采用單元制與擴大單元制的經(jīng)濟性區(qū)別在于機組在一 定負荷時，機組啟動一臺循環(huán)水泵水量不足， 而啟動兩臺循環(huán)水泵水 量又過大造成浪費的區(qū)間。影響循環(huán)水量確定的因素集中在機組負荷與循環(huán)水溫兩個方面。 由于機組負荷隨時變化，循環(huán)水溫也是適時變化的，因而我們只能采 用平均負荷率及循環(huán)水溫的平均值作為機組經(jīng)濟性概算的依據(jù)。我公司地處湖北咸寧赤壁市郊區(qū)，循環(huán)水系統(tǒng)采用冷卻塔閉式循 環(huán)，循環(huán)水進水溫度基本等于環(huán)境氣溫。郊區(qū)常年氣溫特點為冬夏季 溫度時間長，春秋季溫度時間短。下表

4、為 2005年我廠循環(huán)水溫各月 份實際統(tǒng)計平均值：表12005年我廠各月循環(huán)水溫平均值（C）月份123456789101112溫度8.810.714.521.623.531.331.629.427.921.814.211.9數(shù)據(jù)來源：公司內(nèi)部統(tǒng)計資料根據(jù)我廠機組實際運行工況：單臺循環(huán)水泵運行，機組50%90%負荷，在環(huán)境溫度20C以下時通過加大循環(huán)水量，對機組真空的 影響很小。而當環(huán)境溫度在 25C以上時，機組處于80%100%負荷區(qū)域，必須啟動兩臺循環(huán)水泵，才能獲得較高的真空。經(jīng)查閱我公司2005年度各月負荷曲線，機組日常運行有 70%的時間在70%100%負荷區(qū)域內(nèi)。另有30%時間的較低負

5、荷時段基本集中在后半夜 23時至凌晨6時，而較低負荷時段基本上是一天中氣溫最低的時間。通過以上分析，結(jié)合表1內(nèi)容可知，我公司機組循環(huán)水系統(tǒng)供水 采用擴大單元制主要應用期集中在每年的 4、5、9、10月份。2. 預期經(jīng)濟性概算根據(jù)300MW機組性能試驗資料顯示，在機組額定負荷下，機組 供汽量不變，真空每提高1KPa,汽輪發(fā)電機組可獲得約2400KW的 出力。則機組采用不同的循環(huán)水泵運行方式下單位時間獲得的收益計 算公式為：S=Z*2400*F- D其中：S單位時間收益，單位為 KWh;Z機組真空變化值，單位為 KPa;F機組負何率，單位為%;D增加循泵耗功，單位為KVy即 D h$3UI cos

6、：-1 .73260001950.7795.5% =1458 KW在不同負荷階段，循環(huán)水溫24C下，可以比較單臺循環(huán)水泵、擴大單元制和雙循環(huán)水泵三種運行方式下的兩臺機組總收益，收益較大的為正確的運行方式。定義如下：S1擴大單元制收益-單循環(huán)水泵收益，單位為 KW;S2雙循環(huán)水泵收益-單循環(huán)水泵收益，單位為 KW;同時查閱凝汽器特性曲線，利用收益計算公式可得到表格如下:表2循泵運行方式優(yōu)化結(jié)果負荷擴大單元 制 真空值雙循泵（單元制） 真空值單循泵（單元制） 真空值S1單位KWS1單位KW結(jié)論50%負荷4.54.35-258-1236單循泵低擋 運行更經(jīng)濟60%負荷54.555.5-18-180單

7、循泵咼擋 運行更經(jīng)濟60%負荷（環(huán) 境溫度為 30 C 時）6.86.37.6846628擴大單元制 運行更經(jīng)濟70%負荷5.34.96.215661452擴大單元制 運行更經(jīng)濟75%負荷5.55.16.4519621944擴大單元制 運行更經(jīng)濟80%負荷5.85.26.823823228單機雙循泵 運行更經(jīng)濟90%負荷6.25.67.541585292單機雙循泵 運行更經(jīng)濟100頰荷6.75.958.257427884單機雙循泵 運行更經(jīng)濟110%負荷7.36.359751811076單機雙循泵 運行更經(jīng)濟由表2內(nèi)容可知，在機組負荷 60%-75%時，是使用擴大單元制 運行方式的最佳時段，即

8、機組在負荷 180KW-225K運行時最經(jīng)濟。根據(jù)電力行業(yè)實際情況及電網(wǎng)負荷狀況， 通常將機組的計劃檢修 時間安排在電力負荷需求較低的春、 秋季節(jié)。按照每臺機組每年小修 一次18天計算，兩臺機組在4、5、9、10月份無法利用擴大單元制 運行方式的時間大約有36天（不考慮機組在此期間的調(diào)停時間），即 一年中可利用時間為 30+31+30+31-36=86天。參閱我公司2005年這 幾個月的負荷曲線，機組負荷在 60%- 75%寸段占總運行時間約50% 則實際可用小時數(shù)為：86*50%*24小時/天= 1032小時/年以采取擴大單元制收益平均值計算兩臺機組全年收益Q:Q=AV（S1*1032 小時

9、/ 年*0.449 元/KWh= 1566/2*1032 小時/ 年*0.449 元/KWh=36.2817萬元/年三、改造方案的選定兩臺機組四臺循環(huán)水泵之間加設(shè)聯(lián)絡管，可以在兩臺機組循環(huán)水出水母管上加設(shè)聯(lián)絡管，也可以在兩臺循環(huán)水泵出口附近加設(shè)聯(lián)絡 管。不同的是前一方案運行更可靠，但改造工期較長且施工費用較大（預估費用為80.6萬元），回收投資期需兩年三個月；后一方案運行 調(diào)節(jié)較多，循環(huán)阻力損失較大，但改造工期較短（一個星期左右），施工費用較小（預估費用為18.3萬元），回收投資期只需半年。下表 3是兩種方案的對比：表3改造方案比較改造工期費用投資回收期改造結(jié)果方案一長80.6萬元大于兩年運行

10、可靠方案二短18.3萬元半年循環(huán)阻力損失較大由于我公司2007年#1、#2機組小修時間比較短，考慮投資回收 期，經(jīng)我公司專家討論，我們采用了后一方案，即在兩臺循環(huán)水泵出口附近加設(shè)聯(lián)絡管。在 2007年四、五月份，我們公司利用 #1、#2 機 組小修機會實施了這一方案。四、采用擴大單元制的優(yōu)點1、從經(jīng)濟上講1）兩臺機組同時運行，通過減少循環(huán)水泵運行臺數(shù)，每年大約 可獲得不少于 36.2817 萬元的收益。2）當兩臺機組運行，另一臺機組解列停機后，可通過稍開兩臺 機組循環(huán)水泵出口的聯(lián)絡門提供循環(huán)水， 立即將解列機組循環(huán)水泵停 止，以節(jié)約廠用電。每年這一項收益也是相當可觀的（按每年兩臺機 組累計停機

11、 10 次，每次停機后循環(huán)水泵需運行 10 小時計算，累計可 節(jié)約電能 145800KW/h）。3）當一臺機組運行，另一臺機組循環(huán)水系統(tǒng)檢修后啟機時，可 通過稍開兩臺機組循環(huán)水泵出口聯(lián)絡門的方式給將要啟動機組循環(huán) 水回水母管快速充水，以減少注水時間，達到縮短啟機時間的目的。 2、從安全上講1）在某臺機組一臺循環(huán)水泵運行，另一臺循環(huán)水泵、電機或出 口蝶閥油站故障時， 可隨時隔離此泵檢修， 運行人員不必擔心此臺機 組沒有備用循泵而運行泵跳閘導致跳機的可能。2）在一臺機組兩臺循環(huán)水泵同時跳閘或故障時，可由另一臺機 組循環(huán)水泵提供部分循環(huán)冷卻水，維持機組部分負荷，避免跳機。五、采用擴大單元制的不足 1

12、、如果聯(lián)絡門不嚴，任一臺機組停機后系統(tǒng)難以徹底隔離，造成循 環(huán)水系統(tǒng)檢修、檢查困難。2、如果聯(lián)絡管外漏，將無法隔離檢修，泄漏量大時有可能影響機組 安全經(jīng)濟運行。3、循環(huán)水泵啟停次數(shù)增多，增加了循環(huán)水泵出口液控蝶閥及蝶閥油 站的維護成本。4、機組投入AGC后，當兩臺機組負荷相差較大時，難以調(diào)整到相應 的循環(huán)水量。六、結(jié)束語通過對我公司兩臺國產(chǎn)引進型 300MW汽輪發(fā)電機組循環(huán)水系統(tǒng) 進行擴大單元制改造，優(yōu)化循環(huán)水泵運行臺數(shù)，廠用電率明顯下降， 并取得良好的改造收益。目前我公司循環(huán)水系統(tǒng)進行擴大單元制改 造，已運行三年有余， 給我們公司帶來的直接經(jīng)濟效益已有 100 萬元 以上。但是，精確的講，循環(huán)水系統(tǒng)何時采用擴大單元制運行（即兩 臺機組三臺循泵），還沒有準確的數(shù)據(jù)，現(xiàn)在只是憑借運行人員的經(jīng) 驗。當前，我公司已經(jīng)成立SGA機組最佳真空攻關(guān)小組，精確研究循 環(huán)水系統(tǒng)采用擴大單元制的運行區(qū)間。 幾個月以后， 精確的數(shù)據(jù)就會 公布，相信這些數(shù)據(jù)將對我公司循環(huán)水系統(tǒng)采用擴大單元制運行提供 有利指導，達到收益最大化的目的。參考文獻1 蒲圻電廠 300MW 機組性能試驗報告 . 湖北電力試驗研究院 . 2005年 6月. 編制 2 N-17650