浅谈汽轮机冷端系统节能运行优化摘要通过分析影响冷端性能的主要因素,结合冷端系统运行方式优化,改善设备运行水平､提高机组冷端性能､降低机组煤耗｡从研究国家能源集团宝庆发电有限公司660MW超临界机组的循环水泵､冷却塔､真空泵的运行方式和技术改造出发,探讨如何优化汽轮机冷端系统,保持凝汽器最佳真空,达到火力发电厂节能降耗的目的｡关键词冷端系统最佳真空循环水泵真空泵节能1､前言1.1 2014年9月12日,国务院三部委联合发布了《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014—2020年)》,该文件明确了降低供电煤耗的目标:到2020年,现役60万千瓦及以上机组(除空冷机组外)改造后平均供电煤耗低于300克/千瓦时｡而冷端系统的优化运行一方面影响排汽压力进而影响机组热耗,另一方面,也会影响冷端设备的能耗和厂用电率,因此,冷端系统运行不经济,对火电机组的综合能耗具有重要的影响｡冷端系统优化节能技术的研究和应用,对提高凝汽器运行真空,实现电厂节能降耗有着十分重要的意义｡1.2 发电厂冷端系统是由汽轮机低压缸末级组､凝汽器､冷却塔､循环水泵､循环供水系统､空气抽出系统等组成｡按介质的换热过程冷端系统可划分为两个子系统和两个换热设备,即凝结水系统､循环水系统､凝汽器､冷却塔｡1.3 宝庆电厂汽轮机为哈尔滨汽轮机有限责任公司制造的 CLN660-24.2/566/566 型超临界､一次中间再热､三缸四排汽､单轴､双背压､凝汽式汽轮机;循环水系统采用带冷却水塔的单元制二次循环水供水系统,每台机组各配备一座淋水面积为10000 平方米的自然通风逆流塔和两台混流式循环水泵｡循环水泵采用露天布置,每台机各配置两台循环水泵（#1机组为循环水泵A、B，#2机组为循环水泵C、D）,两台机循环水泵出口母管之间设置有联络管；真空系统设有三台50%容量的水环式真空泵,正常运行两台维持凝汽器真空,启动时三台泵运行，以满足启动抽真空的时间要求｡2､影响冷端系统性能和经济性的因素2.1衡量冷端系统性能指标就是凝汽器的真空,真空越高,即冷端系统性能越好｡影响冷端系统性能的主要因素有:冷却水进水温度､冷却水流量､凝汽器热负荷､汽侧空气量､冷却水管表面清洁度｡2.1.1 冷却水进水温度在凝汽器冷却面积､结构型式､热负荷､冷却水量､真空严密性､冷却管脏污程度不变的情况下｡冷却水进口温度升高导致凝汽器压力增大,同时传热端差也产生影响,冷却水温度升高使传热端差下降｡2.1.2 冷却水流量冷却水流量的大小､直接影响冷却水流经凝汽器后获得的温升大小｡大型发电机组凝汽器冷却水温升设计值一般为8~10℃左右,冷却水流量减少10%,冷却水温升增加约1℃,凝汽器压力上升约0.24kPa~0.58kPa.2.1.3 汽侧空气量凝汽器压力并不是随着漏入空气流量增大而线性升高,当漏入的空气流量较小(小于某一临界值)时,空气对凝汽器换热影响较小;当漏入空气流量超过某一临界值时,开始明显影响凝汽器换热,凝汽器压力开始明显升高｡空气聚集量小,对凝汽器压力影响可以忽略;空气聚集量大,对凝汽器压力产生明显影响｡2.1.4 凝汽器热负荷凝汽器热负荷包括低压缸排汽､给水泵小汽轮机排汽以及其他各种进入凝汽器的汽､疏水带入的热量｡凝汽器热负荷增加主要有两种情况:当汽轮机和小汽轮机的内效率下降或初参数降低的情况下,机组又要保持相同的负荷,此时排入凝汽器的蒸汽流量增加,造成凝汽器热负荷增大;其他附加流体不正常地排入凝汽器,造成凝汽器热负荷增大｡2.1.5 冷却水管表面清洁度大型机组凝汽器设计清洁系数为0.8~0.9.运行清洁系数越低说明冷却管脏污越严重,清洁度低导致凝汽器冷却水管传热热阻增大,总体传热系数降低,凝汽器传热端差增大,引起凝汽器压力升高｡2.2 从机组经济性考虑,凝汽器真空不是越高越好｡机组的经济性可归纳为两类:一类是影响排汽压力进而影响机组的内功；另一类是耗能设备如循环水泵、真空泵等耗功影响厂用电｡因此,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｡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｡3､冷端系统优化及节能措施3.1 降低冷却水进水温度冷却水进口温度与电厂所处地域和季节环境温度变化有关,对于直流供水冷却的机组,应充分考虑冷却水取水口和回水口的位置等影响因素;对于循环供水冷却的机组而言,除了气候和环境影响因素外,冷却塔的散热性能是否正常祈祷至关重要的作用｡宝庆电厂为了降低冷却水进水温度,循环水补水口为进水前池,排水口除改造前的凉水塔底部放水外,在循环水回水母管新加排水门;除此之外,将两台机循环水回水管联络运行,在单机运行时可实现“一机双塔”｡改造后夏季循环水进水温度平均下降0.5℃｡正常运行中加强凉水塔的日常检查和维护,发现填料､除水器､喷嘴等有损坏的,要及时组织进行更换､疏通｡机组检修期间要对水塔下部以及循环水管道内的沉积物进行清理,对污泥机､滤网等设备进行检查和维护,防止损坏与堵塞｡3.2 确定最佳冷却水量确定最佳冷却水量其实就是通过制定循环水系统经济运行方式,确保机组在经济背压下运行｡原则上对于水量连续可调的循环水系统,循环水量应始终保持在最佳水量运行｡循环水泵运行方式应根据循环水入口水温､机组负荷､循环水泵性能､凝汽器清洁状况和严密性状况及汽轮机出力与背压关系曲线确定宝庆电厂循环水泵均为定速泵，循环水量不能连续可调，所以考虑到邵阳当地的气温条件,对每台机组的一台循环水泵进行了双速改造,根据负荷和冷却水进水温度,调整循环水系统运行方式，尽可能的达到最佳冷却水量。
![一种空冷机组冷端优化控制系统[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s1/m/fb039102b80d6c85ec3a87c24028915f804d8417.png)
