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330 MW机组凝结水泵变频运行安全经济性分析及其改进
作者:管理员    发布于:2018-07-03 14:02:04    文字:【】【】【

  )男,工程师,从事火电厂运行技术及发电调度工作。

  537/537-8型(高中压合缸),一次中间再热两缸两排汽凝汽式汽轮机,于2006年5月投产。为降低厂用电量,该机组于2008年3月将凝结水泵的电机加装变频装置后由工频运行改为变频运行方式,凝结水泵的单耗(厂用电率)降至0.2但是凝结水泵出口母管的压力仍维持在1.6MPa左右,低负荷时除氧器水位仍由调节阀来控制。如果能全开除氧器水位调节阀,凝结水泵的出口压力会进一步下降,则凝结水泵的单耗会进一步降低。

  1凝结水系统1.1设备规范凝结水泵为立式筒袋式结构型号为NLT35C- 400X6由上海凯士比泵有限公司制造,配用电动机(型号YLKS500-4)由湘潭电机股份公司制造,技术规范见表1.高压变频器由北京合康亿盛科技有限公司生产,型号为HIVERT-Y2065/130,采用高压6kV运行方式,技术规范见表2.表1凝结水泵技术规范凝结水泵电动机项目额定工况大工况项目数值流量/额定功率/kW扬程/m额定电压/V转速额定电流/A效率/频率/Hz必需汽蚀量/设计转速/轴功率/kW表2变频器技术规范项目数值项目数值容量/kVA输入频率/Hz电机功率/kW/输出频率/Hz额定输入电压/V输入功率因数变频调速额定负载下>0.97额定负载下额定输出电流/A系统效率1.2系统简介凝结水系统简图见。该机组配置2台凝结水泵向除氧器和凝杂水母管供水,一台运行,另一台备用。凝结水经凝结水泵升压后流经凝结水精处理装置、汽封冷却器,通过主凝结水调节阀(即除氧器水位调节阀,包括主调节阀和辅调节阀,并设有旁路电动阀,正常时在关闭状态下备用)和低压加热器后进入除氧器1141.机组正常运行时,用除氧器水位主调节阀的开度来调节凝结水给水量,以维持除氧器水位的稳定。另外,凝结水还通过凝杂水母管供给汽轮机汽封减温器用水、汽动给水泵密封用水、本体疏水扩容器减温水以及低压旁路减温、汽轮机低压缸喷水减温等用水。为防止机组低负荷运行时凝结水系统超压和凝结水泵的汽蚀,还设有凝结水再循环系统,用以维持凝结水系统的正常压力。

  1.联锁保护凝结水系统的联锁保护有:000mm时发出凝汽器水位高报警;水位高到1225mm时发出报警并联切低旁;水位低至425mm发出凝汽器水位低报警;水位低至200mm时发出凝汽器水位低值报警。

  当凝结水流量低至223t/h,小流量再循环门自动打开;当增至300t/h时,再循环门自动关闭。

  (4)当凝结水泵电机变频装置跳闸时,除氧器水位调节阀自动状态下强制关闭至50,凝结水泵再循环阀自动开启,然后进行除氧器水位自动调节。

  2改进中的问题机组正常运行时凝结水泵采用变频运行方式。当机组负荷在260MW以上时,除氧器给水采用三冲量控制,辅调节阀和主调节阀全开,凝结水泵投入变频运行,凝结水母管压力维持在1.6MPa以上。当机组负荷在260MW以下时,解除凝结水泵的变频自动运行方式,保持凝结水泵出口压力在1.6MPa以上,除氧器水位切换为三冲量辅调节阀和主调节阀调节。实际运行情况表明,当负荷在260MW以下时,辅调节阀全开,主调节阀开度大只有20左右;机组负荷为180MW时,主调节阀全关,辅调节阀开度在60左右。由此可见,尽管凝结水泵由工频改为变频运行方式后取得了一定的节能效果,但由于该凝结水泵扬程远比实际需要的扬程大,导致额定负荷时除氧器水位调节阀的开度较小,节流损失较大,仍然有节能的潜力。

  在这种情况下,如果使除氧器水位调节阀全开,可进一步降低凝结水母管压力。凝结水不仅要保持除氧器正常的水位,而且还要供给汽轮机汽封减温器用水、汽动给水泵密封用水、本体疏水扩容器减温水以及低压旁路减温、汽轮机低压缸喷水减温等用水,因此必须维持一定的压力。

  通过数据统计发现,无论机组负荷高低,汽轮机汽封减温水的调节阀开度均在40左右,可见减温水需求量不大。若凝结水泵出口母管压力适当地降低,仍能满足机组正常运行的要求。低压缸喷水和旁路三级减温水虽受凝结水泵出口压力影响,但只有在机组启停时才用,正常运行中只作为备用。

  为确保机组的安全运行,在凝结水系统改进中需解决以下问题:汽动给水泵密封水压差随时都要大凝结水母管压力低联锁启动备用凝结水泵,但需防止备用泵不必要的启动。

  调节滞后于给水量的变化,除氧器水位会升高。

  3解决方案3.1逻辑修改将凝结水泵出口母管压力低联锁启动备用泵定值由1.2MPa修改为0.6MPa.增加MFT动作后除氧器水位调节阀旁路电动阀自动关闭;除氧器水位调节阀自动关闭至10,然后进行正常的调节,凝结水泵再循环阀自动打开。

  3.2运行操作为使给水泵密封水压差大于80kPa可以开启汽动给水泵密封水旁路手动阀,使各种负荷下给水泵汽轮机调节阀有充足的裕量,且密封水压力要大于80kPa.除氧器水位调节阀及其前后手动阀局部损失很大,打开其旁路电动阀可以消除这部分损失。通过试验发现,在负荷300MW时,全开旁路电动阀后,凝结水泵出口压力由1.9MPa降为1.5MPa电流由53A降为4;A汽动给水泵密封水调节阀开度由38.4升为60.1,B汽动给水泵密封水调节阀开度由34升为55.5,能满足对密封水量的要求。

  正常运行情况下,将凝结水泵变频和除氧器水位调节阀皆投入自动,但除氧器水位调节阀设定值略高于变频自动设定值(30以使各种负荷下除氧器水位调节阀全开,除氧器水位由凝结水泵变频调节。

  正常运行时除氧器水位主、辅调节阀开度控制在100,旁路电动阀全开,汽动给水泵密封水旁路手动阀开启30,利用变频器对除氧器水位进行自动调节。160MW以下低负荷时可以关闭除氧器水位调节旁路电动阀,防止压力过低引起备用泵联锁启动。

  4应用效果4.1设备运行的安全性凝结水泵变频运行调节方式改进后,除氧器弈炉主燃料跳闸贿)后,除氧器水位水位调节主、辅调节阀开度由50左右增加至95,除氧器水位调节旁路电动阀由备用改为打开,不仅降低了凝结水泵的节流损失,而且进一步提高了设备系统运行的安全性。由于凝结水母管压力降低,基本消除了凝结水管道运行中产生的振动、调节阀阀芯的冲刷、磨损和节流时产生的噪声;同时由于凝结水泵转速降低,避免了凝结水泵电机线圈温度高等问题。

  4.2凝结水泵运行的经济性凝结水泵变频运行方式改进后其电流及出口压力有不同程度地下降,尤其是在高负荷运行期间节能效果较为明显,在不同负荷下运行方式改进前后凝结水泵电流及出口压力值的变化见表3.表3运行方式改进前后凝结水泵电流及出口压力对比项目数值机组负荷/MW改进前电流/A改进后电流/A节电率/改进前压力/MPa改进后压力/MPa压差/MPa运行方式改进前后对凝结水泵耗电(随机)统计(见表4),其中班次1和4为夜班。由该表中看出低负荷时节能更明显。

  表4凝结水泵耗电统计对比表方式改进前(随机)方式改进后(随机)班次耗电量AkW.h)耗电率/班次耗电量AkW.h)耗电率/合计运行方式改变后的统计数据表明,该机组日平均厂用电率约下降0.066.若机组年发电量按1.9X108kWh计算每年可节省厂用电约1.2X 106kWh,减少费用支出约95万元。

  5结语菏泽发电厂330MW汽轮机凝结水泵变频运行方式的改进,无论从经济性还是技术上都是可行的,不仅节能效果明显,而且进一步提高了设备运行的安全性,延长了设备使用寿命。

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