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HaimenthermalpowerplantofHuanengGroup---Thedepthenergy-savinganalysisofcirculatingwatersystemin1036MWunitsHaimenthermalpowerplantofHuanengGroup全厂布局图HaimenthermalpowerplantofHuanengGroup①HuanengHaimenPowerPlant②ABSTRACT华能海门电厂1、2号机组是东方汽轮机有限公司制造的N1000-25/600/600型、超超临界、单轴、四缸、四排汽、一次中间再热、凝汽式汽轮机。配套的凝汽器为东方汽轮机有限公司制造的N-51670-1型单背压、双壳体、双进双出、双流程、横向布置的表面式凝汽器。凝汽器冷却水系统采用直流供水冷却方式，冷却介质为海水。机组配套3台循环水泵，以满足不同季节和不同负荷条件下凝汽器对冷却水量的要求。基于理论分析和试验分析相结合的方法，对火电厂汽轮机、凝汽器、循环水泵和管网系统的主要特性和相互制约关系进行分析，通过对1036MW机组循环水系统优化改造、循泵双速改造、循泵叶轮优化改造、循环水系统冷端优化四种组合方案，采用综合煤价和电价比较法得出循环水优化改造后的推荐运行方式，从而使百万机组冷端实现了最大程度上的深度降耗节能，达到了变流量最佳节能控制，对同类机组具有一定的参考和借鉴价值。INTRODUCTIONNO.1---简要介绍NO.2---系统优化改造NO.3---双速节能改造NO.4---叶轮提效改造NO.5---试验计算原理NO.6---冷端优化结果评价冷端系统总体工作性能的指标应当考虑这两方面因素的变化，既要考虑凝汽器压力变化对做功的影响,还要考虑冷端系统内泵功的变化对厂用电的影响[1]。只用凝汽器压力评价冷端系统的经济性不够全面,它不能准确反映冷端系统全部设备的运行状况。为此提出从冷端系统整体的角度出发,确定最佳真空和循环水量,真实地反映了冷端系统的运行经济性。机组冷端系统受环境因素的影响较大,华能海门电厂不同季节的循环水温差异超过16℃,机组负荷也经常发生变化，如何在循泵的电耗与机组热力循环效率之间找到平衡点,寻找循环水泵的最佳运行方式，是电厂运行优化的一个重要工作。在冷端优化的基础上做循环水泵变速改造、叶轮优化，能达到进一步节能的目的。循环水压力供水管采用一机一管制，管材采用预应力钢筒砼管，并采用“牺牲阳极＋表面封闭涂层”的联合防腐措施。华能海门电厂循环水泵为长沙水泵厂有限公司生产的型号为90LKXA-18.3的立式斜流泵，主要技术规范如表2所示。机组检修时由于循环水系统需要检修隔离，但闭式水却还要有用户需要运行，需要冷却水源，但此时少量冷却水就可满足闭式水的冷却要求，经过优化改造，在相邻机的闭冷器冷却水进水之间设置联络管，见图1，以满足闭式水冷却要求，此时就可以省下一台的循环泵电机的能耗，也就是“以小代大”。一台机组1-2年一小修（20-30天工期），3-5年一大修（40-60天工期），检修机组循环水泵全停时，由运行的邻机循环水供应闭冷器的冷却水。在闭冷水系统经过闭冷器冷却水联络管改造后，停机过程每天可节约3.6万度电。节约效果显著。根据泵类机械流体相似定律，在一定范围内改变泵的转速，泵的效率近似不变，其性能近似关系或为；Q1/Q2=n1/n2；H1/H2=(n1/n2)2；P1/P2=(n1/n2)3。Q1、H1和P1为泵的转速为n1时的流量、扬程和轴功率；Q2、H2、P2为泵的转速为n2时的流量、扬程和轴功率。从上述关系式可以看出，改变水泵转速调节水量，可获转速三次方的节能效果[2]。近年来，随着技术进步，异步电动机根据需要可通过改变定子绕组的接线方式获得2种转速，无需添置任何设备，无论对改造费用、维护保养运行方便可靠程度与其他改造方式相比，具有不可比拟的优越性。为此海门电厂实施了循环水泵双速改造。按照华能海门电厂循环水泵的配套现状，凝汽器冷却水流量的变化可以通过改变循环水泵的运行台数进行调节，单台机组拟定了7种循环水泵运行方式：一机一低速泵、一高速泵、一低一高速泵、二高速泵、一高速一低速泵、两高一低速泵、三高速泵，其凝汽器循环水流量和循环水泵耗功见下表3所示。目前循泵的实际运行工况与设计工况偏离，必须通过对循泵通流部分的型线进行改进，进一步提高循泵效率，降低耗功率。在保证足以克服循环水系统阻力和凝汽器循环水回水正常的前提下，尽量降低设计扬程，通过对循环水泵叶轮优化设计，保证改造后泵实际运行效率达到预期的改造效果，进一步降低耗功。为此海门电厂对1C循环水泵进行了叶轮提效节能改造试验。通过表3可以看出：（1）1C循泵叶轮增效改造后，与同等条件下比较，在降低1C循泵电机功率的情况下，保持并略有增加了出力，加大了循环水流量。（2）1A、1B低速泵与叶轮增效改造后的1C循泵并列运行后，因出口母管压力比原来增大，受管道阻力的影响，1A、1B循泵的电流会略有增加（约3－8A左右），但同等条件下并列泵的总电流值明显下降，数据表明，叶轮增效改造能较好起到节能增效的作用。6.3循环水泵流量耗功循环水泵运行方式分别对应几种循环水泵的组合方式时，得出凝汽器冷却水流量和循环水泵耗功的关系：6.4最佳运行背压计算最佳运行背压是以机组功率、冷却水进口温度和冷却水流量为变量的目标函数，在量值上为机组功率的增量与循环水泵耗功增量之差最大时的凝汽器压力，即：6.1微增出力与机组背压的关系通过机组微增出力试验，测出一定负荷下背压变化对机组负荷的影响，得出机组在不同负荷下，微增出力与背压的关系[3]，然后拟合成曲线及公式,机组微增出力公式如式(1)所示：6.2凝汽器变工况特性在机组负荷分别为1036MW、900MW、800MW、700MW、600MW、500MW下，由试验可以得出当前冷却水进口温度条件下，凝汽器压力与冷却水流量的关系，考虑试验实测的凝汽器冷却水进口温度、3种循环水泵不同运行方式时实测的凝汽器冷却水流量和凝汽器性能试验结果，由凝汽器变工况特性[4]计算出不同冷却水进口温度和不同冷却水流量下的凝汽器压力。7.1机组微增出力计算真空变化对机组功率影响涉及一系列复杂过程，功率增量△PT与P的关系复杂[5]，对于汽轮机的各种工况，计算相当困难，试验时主要通过制造厂提供的功率一背压关系曲线进行近似拟合、修正，见表57.2最佳循泵组合实际计算中，一般采用综合煤价和电价比较法是适应目前电厂AGC(自动发电控制)调度模式，确定循环水泵最佳运行方式和机组最佳运行背压的另一种技术经济比较方法[6]。具体做法就是以不同的凝汽器冷却水进口温度和一定的机组负荷及对应多种可能的循环水泵运行方式下，相对节约锅炉消耗的煤折算成货币量减去多启动的循环水泵耗电量折算成的货币量，得到净的货币价值，并对不同循环水泵运行方式下的净货币价值进行比较，取最大值对应的循环水泵运行方式，即循环水泵的最佳运行方式，此时对应的机组背压就是最佳运行背压。综合煤价和电价比较法得出的机组最佳运行背压和循环水泵最佳运行方式不仅与净出力比较法得出的结果有关，还与上网电价和市场燃煤价格有关。以标准煤850元/吨，上网电价0.5元/度，基于综合煤价和电价比较法的机组循环水泵变速改造后的指导运行方式如图2所示。对于循环水量不可连续性调节的机组，只能通过改变循环水泵的组合方式(循环水泵编组)来改变循环水量[7]。不同的组合方式可得到若干不同的流量离散点值。因此，所得到的最佳循环水量只是若干离散流量(与泵组合方式对应)中的一个。由若干个典型的离散点形成一簇优化曲线，并形成不同组合区域，见图2。Thankyou！86+0754-88191666地址：广东省汕头市潮阳区海门镇洪洞村华能海门电厂运行部；邮编：515071（1）通过对机组实施循环水泵双速改造、叶轮优化、冷端优化,确定了循环水泵最佳组合运行方式，通过此运行优化可使机组发电煤耗比优化前降低0.35-0.5g/kWh,其全年的循泵电耗率由0.65%降低到0.5%，达到了进一步最优节能，经济效益明显。（2)在影响火电机组冷端性能的因素中，循环水量的调节是最具可操作性的，确定最佳循环水量与最佳真空的关系是冷端系统优化运行的关键。下一步计划实现在线诊断、计算，在外部条件(机组负荷、循环水人口温度)变化时，能够及时推荐并提示运行人员调整循环水泵的运行方式，实现冷端系统的最优化运行，实现效益最大化。