600MW火电机组冷端系统节能优化改造效果

浅谈火力发电厂冷端系统设计优化浪潮通用软件有限公司通用技术集团工程设计有限公司摘要：我国目前的电力能源生产仍然以火力发电为主，在能量的转换过程中伴随着巨大的能耗。

火力发电厂的冷端系统设计主要是针对发电所用的汽轮机而言的，汽轮机在电能生产过程中作为能量转换装置的核心设备，是产电能耗的重要部分，为了达到火力发电厂能耗降低并优化其成本结构的目的，对火力发电厂的冷端系统设计进行合理的优化是很有必要的。

本文分析了火力发电厂冷端设备的性能特点，以及影响其运行的主要因素，进而提出了相关的设计优化措施。

关键词：火力发电；汽轮机；冷端系统；设计优化火力发电厂的整个系统中，汽轮机冷端系统是起到重要辅助功能的组成部分，能够在汽轮机工作完成后对其产生的余量乏气进行冷却处理，在很大程度上与火力发电厂的安全、稳定运行密切相关，并影响了系统的经济成本。

现阶段，国内众多的火力发电厂项目在冷端系统的设计中还存在一些明显的问题有待解决，它直接影响了火电厂汽轮机的运行效率，同时也与火力发电厂的初投资相关，从能源节约的角度考虑，冷端系统的优化设计需要广大设计工作者引起重视。

1 火电厂冷端系统的现状和问题1.1 冷端系统设计的现状汽轮机的低压缸末级组、冷却用设备共同组成了火力发电厂的冷端系统，其中冷却用设备包括有凝汽器、冷却塔以及循环水泵，另外还包括循环水的供水系统和空气处理系统。

从冷却介质的不同来看，可以把冷端系统分成两个部分，分别配备换热设备和其他子系统所需设备。

通常，冷端系统所使用的设备对于系统经济性的影响一方面在于汽轮机进气处理的内功，另一方面则是其他能耗设备的用电对于电厂的影响。

一般火力发电厂为电热联产，目前火力发电厂的冷端系统采用的为间接空冷系统，每一台汽轮机会配备单台冷却塔一一对应，对空气冷却器的散热器的类型会进行则由处理，通常冷端空冷设计被压为10KPa/28KPa，留有一定的富余量，保证设计在实际施工中能够满足要求，冷却塔的进出水温度会进行具体的计算结合环境温度和机组热量来进行确定。

600MW火电机组冷端系统节能优化改造效果作者：李国粹来源：《中文信息》2019年第04期摘要：汽轮发电机组是供电企业的重要设备，凝汽器系统是节能的重点部位，本文结合本单位的实际情况，对火电机组冷端系统的节能优化改造措施进行分析，介绍了几种节能优化方法，旨在给其他同类型的机组提供理论依据。

關键词：火电机组火力发电冷端系统节能改造中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2019）04-0-01引言随着我国电力生产规模逐渐扩大，电力企业也逐渐从生产型企业转变为经营型企业，提高效益、降低成本成为发电企业经营管理的长期目标。

当前电力企业生产过程中的能耗还比较高，从电力企业的生产情况来看，电厂的凝汽器的真空度对用电率、供电煤耗的影响十分明显。

凝汽器的真空下降，则发电热耗会逐渐上升，如果发电煤耗按330g/（kW·h）为标准计算，则发电机组的平均真空只需要提高0.7kPa，则发电过程中的煤耗就可以降低2g/（kW·h）以上，具有十分显著的经济效益。

对此，在电力企业生产过程中，必须要加强对节能降耗的重视，以600MW火电机组为例，分析汽轮机的冷端系统在节能降耗中的潜力。

一、凝汽器的真空大小与能耗的关系本文以某单位600MW火电机组为例进行分析，主设备均选用哈尔滨三大动力厂的国产设备，汽轮机是亚临界、一次中间再热、单轴、四缸、四排汽、反动凝汽式汽轮机，其中汽轮机的真空系统中的主要设备有凝汽器、真空泵、循环水泵，凝汽器为N-36000-1型，双背压、双壳体、单流程、表面式、横向布置。

其中凝汽器有两个，A凝汽器为4.7kPa、B凝汽器为5.73kPa。

从热力学的角度来看，火电机组的凝汽器的真空下降的时候，其发电热耗水平是会不断上升的，所以想要降低火电机组的能耗，就必须要提高机组的真空。

二、真空系统节能降耗的方法及其效果分析真空系统节能降耗的方法就是在保证机组安全稳定运行的前提下，对设备管理和运行方式进行优化，进行技术改造，提高机组真空，从而降低设备的电耗。

600MW亚临界火电机组启动优化及节能摘要：大型火电机组节能优化工作是现代电力企业所面临的共性课题，机组启停节能优化又是火电机组节能优化工作的重要环节。

机组启停节能工作主要围绕降低启停用油、用电、用水等开展。

关键词：600MW亚临界火电机组；启动优化；节能；机组频繁启停不仅增加了各种能耗，而且影响机组供电煤耗、厂用电率等性能指标；同时，机组频繁启停易引起误操作。

在这种情况下，做好机组启动阶段的控制优化及节能工作变得非常有现实意义。

一、机组系统介绍该厂2 台亚临界600MW机组锅炉为亚临界、一次中间再热、控制循环汽包炉，采用正压直吹式制粉系统，锅炉采用平衡通风方式，每台炉设有2 台静叶可调流式引风机、2台动叶可调轴流式送风机和2台动叶可调轴流式一次风机。

二、机组启动过程优化机组的冷态启动过程是一个剧烈的金属零部件加热过程，因此整个启动过程对升温升压速率、升负荷速率要求严格，特别是机组检修后启动需要进行多项试验，使得启动时间延长，需消耗大量的燃料、厂用电。

因此，在保证机组安全启动的前提下，合理安排机组启动步骤，优化启动程序，缩短机组启动时间，尤为重要。

1.启动上水方式改进。

机组启动时原设计用30%容量电动给水泵给锅炉上水。

为节约厂用电，同时增加启动方式的灵活性，该公司规定从启动冲洗开始，用前置泵上水，上水时间冬季不少于4h，夏季不少于2h。

锅炉点火后，用辅汽冲转小汽机。

在锅炉升温、升压过程中，通过调整汽泵转速、给水旁路调节门、定排、连排来控制汽包水位。

并网前后，利用辅汽启动另一台汽动给水泵，当机组并网带一定负荷后，开启小汽机其他两路汽源供汽门。

当机组负荷大于30%时，开启主给水电动门，通过调整2台汽泵转速来控制给水流量。

负荷达50%时，检查2台小汽机汽源切为四段抽汽，将电动给水泵投入热备用，顺利完成机组启动，真正实现全过程无电泵启动。

2.实现单侧风机启动。

锅炉冷态启动过程中，启动初期，送引风机实行单侧运行，期间加强运行风机的监视和检查，确保风机安全稳定运行。

10KV干式变压器冷却系统节能优化摘要：本文介绍了10KV干式变压器冷却系统节能优化方法，为今后相同类型的缺陷处理和节能优化做了很好的探索，对其他电厂节能优化有良好的借鉴意义。

关键词：变压器冷却系统节能优化一、设备简介：1、我厂干式变压器基本数据我厂一期两台600MW机组，共有干式变（6KV）含励磁变16台，公用系统12台，基本参数如：2、干式变冷却系统分部设备介绍我厂干式变压器冷却系统主要由1台控制箱，6台冷却风机及相应的感温元器件构。

其中，冷却系统的设计为，一个空气开关为6台风机的总电源，当单台出现问题就需要断开总开关，这样冷却风机全停，影响变压器的冷却系统安全运行，对变压器安全运行造成隐患，增加了运行风险，而且风机全部运行会增大用电量。

二、10KV干式变压器冷却系统存在的问题一、耗电量大，我们进行了初步的统计和计算，单台风机标准功率90W，按照运行270~300天，采取均数计算方法，如下粗略统计用电量：P=0.09x6x65x24x285=240084(KW)二、冷却系统存在安全隐患，风机长经过周期的运行，单体故障率会提高，冷却方式为串联方式，如果单台出现故障，将无法隔离，变压器会被迫停运，造成不可估量的损失。

基于这两点考虑，我们进行了优化和改造。

三、冷却系统优化方案1、控制回路的优化进行分开控制变压器冷却风机，在总开关下级加装4个分控开关，当单台出现故障时，方便隔离，此种方式还有一个优点，可以选择性的运行风机，降低用电量，按照停运一半数量计算的的话，我们每年可以节省120048（KW），折算成经济效益为38415元，提高节能效益。

原控制回路优化后的控制回路2、运行方式的确定通过可靠性分，根据实际情况，优化运行方式，由全风机运行，改为一半风机运行。

此方案在电网中广泛应用。

3、冷却设备的优化通过与厂家的沟通，以及兄弟单位的走访，进一步优化风机设备的质量，对标采购，冷却风机由佛山市大东南电器有限公司提供，符合GB，并且有出厂合格证，虽然整体质量不错，但轴承不能长周期使用，轴承质量较差。

汽轮机冷端优化与改进胡德义（阜阳华润电力有限公司安徽阜阳）【摘要】：热力发电厂最大的能量损失在冷端系统，本文通过对东汽600MW级机组冷端系统的各个设备性能进行分析，并进行各种优化与改进，使冷端系统达到最优状态，大大提高机组的经济性。

【关键词】：热力系统冷端真空严密性凝汽器端差冷水塔0 引言在热力发电厂中，最大的能量损失在冷端系统，其性能好坏对机组的经济性影响非常大，而很多电厂的冷端系统与设计工况点相差甚远，存在很大的节能空间。

本文通过对我司两台机组冷端系统的各个设备性能技术分析，并进行各种优化与改进，充分展现利用冷端系统各个设备的性能，使机组达到最佳经济运行状态，节能效果显著。

1 汽轮机冷端系统各设备的主要技术规范a、凝汽器凝汽器型号为N-38000-1，东方汽轮机厂生产，主要性能参数如下：冷却面积： 38000m2冷却水设计进口温度：21.7℃冷却水设计压力：0.40MPa(g)冷却水设计流量：71748m3/h设计背压： 5.2 kPa（a）（平均）[LP/HP 4.6/5.8 kPa（a）] b、循环水泵循环水泵采用长沙水泵的立式斜流泵，循环水系统采用带冷却塔的二次循环水系统，扩大单元制(双机供水系统之间采用联络管系统，联络管管径为φ2000mm)。

循环水泵型号； 88LKXA-26；型式：湿井式、固定叶片、转子可抽式、立式斜流泵；立式并列布置；单基础支撑循环水泵性能参数：c、冷水塔冷水塔面积为9000m2，自然通风，循环水干管管径为φ3000mm，设计循环水流量为18m3/s；带十字挡风墙。

淋水填料采用聚氯乙烯改性塑料片制成，波型为双S波；淋水板外形规格为1000×500×500mm、1000×400mm，片距30mm，片材厚度为0.40(±0.03)mm，每立方米组装体质量约为20kg/m3；淋水填料的组装高度为0.8m、1.0m、1.2m，由塔中心向外分别布置。

600MW级亚临界燃煤机组综合节能升级改造研究针对600MW级亚临界燃煤机组运行供电煤耗偏高的问题，提出了包括汽轮机通流改造、提升参数改造、锅炉受热面改造、一次风机改造、外置蒸汽冷却器、低温省煤器改造等为主的一套综合节能升级改造方案，分析了各方案的技术和经济效益，可作为同类型机组改造的参考。

标签：亚临界；燃煤机组；综合节能升级改造1 前言2014年9月，国家发改委、环保部、能源局等三部委联合下发《煤电节能减排升级与改造行动计划（2014-2020年）》（发改能源〔2014〕2093号），提出“到2020年现役燃煤发电机组改造后平均供电煤耗低于310克/千瓦时，其中现役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”。

本文针对山西鲁能河曲电厂2×600MW亚临界机组情况，提出一套综合节能升级改造方案。

燃煤电厂的节能降耗对“十三五”节能目标的实现具有重大作用。

可作为同类机组改造参考。

2 机组概况山西鲁能河曲发电有限公司一期2×600MW机组，锅炉为哈尔滨锅炉厂有限责任公司制造的HG-2028/17.45-YM型亚临界、一次中间再热、控制循环、四角切圆燃烧、燃煤汽包炉，设计燃料为烟煤；汽轮机为东方汽轮机有限公司制造的N600-16.7/538/538型一次中间再热、三缸四排汽、冲动凝汽式汽轮机。

两台机组分别于2004年10月、12月正式投入商业运营。

机组投产后，陆续实施了低氮燃烧器改造、烟气超低排放改造、汽封改造、凝结水泵电机变频改造、高温高压疏水阀更换、凉水塔填料更换等多项改造，但机组供电煤耗和厂用电率较高，与同类型机组先进水平有较大的差距。

3 主要节能改造措施综合研判该机组设计参数、运行水平，提出以下改造方案。

3.1 汽轮机通流改造根据山西鲁能河曲发电有限公司2号机组性能试验报告，机组实际性能与设计值偏差较大，三阀全开工况下汽轮机热耗率为8052.6kJ/kWh，比设计值高出316.6kJ/kWh（见表1）。

火力发电厂汽轮机冷端系统优化分析摘要：自新中国成立以来，随着科学技术的不断发展，在火力发电厂汽轮机及冷端系统方面都有了很大的发展和进步，在目前，我国用来研究凝汽器的很空环境一般都是由冷却水进水的温度和对汽轮机的负荷确定的，通过控制冷却水的用量，从而使得循环水泵和汽轮机所消耗的功率增加的数量来确定，这些分析都具有相当的局限性，文章仅仅考察了循环水泵与汽轮机消耗能力之间的不同状态，对冷却水产生的水资源耗费与所产生的热污染都没有加以具体考察，因此具有较大的缺陷，所以该文将重点讨论火力发电厂汽轮机与冷端结构设计的问题。

关键词：汽轮机；冷端系统；优化1引言汽轮机冷端系统是整个火力发电机组系统的最主要部件，对发电质量起着很大的关系。

技术人员只有了解汽轮机节能的基本原理，才能在具体的运行中实现预定的目的。

2 火电厂在凝汽式汽轮机冷端运行过程设计中所必须注意的重要因数问题2.1凝汽器最佳真空和最佳冷却水量彼此间的关系从总体上来说，不管从早期的设计阶段一直到最后的考察、审视过程，都有着一种共同的认识，也就是说汽轮机冷却端的真空压力都存在着一定的限制，并不是真空状态越好产生的效果就越好。

我们必须明白的是，在冷却水的工作温度、蒸发压力等要求维持恒定的前提下，使用可以通过调整防冻冷却水的流向来调节机里面的真空系统状态，也就是说为了提高凝汽机内部的真空度，循环水泵必须耗费较多的能量，并且必须采用较高的供热量及其相应的材料，这将造成很大的时间损耗。

正如人们所认为的，最佳的真空位置在通常情况下是不受冷却水流量大小的限制的，两者之间也具有某种特殊的联系，也就是说在汽轮机的正常运转过程中，如果总排气量不变并且相应的冷却水管入口的温度也不会发生变化，这时，从中检测出初始的冷却水量就可以很直观地获得开始时在凝汽器内部产生的压力，进而起到通过调节进水量来改变内部真空压力的作用。

而在工作环境条件相同的情况下，如果凝汽器里面的压力突然下降，会使得汽轮机的运作功率快速上升，从而帮助企业获取更大的经济利益。