燃煤機(jī)組凝結(jié)水系統(tǒng)運(yùn)行方式分析

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摘要：介紹了某660MW機(jī)組凝結(jié)水系統(tǒng)在運(yùn)行方式上存在的問(wèn)題，提出了改進(jìn)優(yōu)化的主要著力點(diǎn)，解決了優(yōu)化過(guò)程中所遇到的難點(diǎn)，最終提高了該凝結(jié)水系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性及經(jīng)濟(jì)性，實(shí)現(xiàn)了機(jī)組的挖潛增效，對(duì)于實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排具有一定的實(shí)踐意義。

關(guān)鍵詞：凝結(jié)水系統(tǒng)；優(yōu)化；挖潛增效；節(jié)能減排

隨著電力體制改革的不斷深入以及國(guó)家對(duì)于火電去產(chǎn)能政策的逐步實(shí)施，火電機(jī)組面臨著前所未有的挑戰(zhàn)。眼下火電機(jī)組已不比從前，已經(jīng)完全實(shí)現(xiàn)由帶基礎(chǔ)負(fù)荷到全面參與調(diào)峰調(diào)頻的歷史性轉(zhuǎn)變，火電廠要提高自身參與調(diào)峰調(diào)頻的靈活性，對(duì)于自身設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性有著苛刻的要求，而要想在激烈的電力市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中生存，單靠穩(wěn)定性顯然是不夠的，還需要確保運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。本文重點(diǎn)對(duì)某電廠凝結(jié)水系統(tǒng)中凝結(jié)水泵、低加疏水泵的運(yùn)行方式進(jìn)行的優(yōu)化以及優(yōu)化所帶來(lái)的效果進(jìn)行分析。

1凝結(jié)水系統(tǒng)運(yùn)行方式優(yōu)化的背景

某電廠凝結(jié)水系統(tǒng)是將汽輪機(jī)低壓缸排汽凝結(jié)后通過(guò)凝結(jié)水泵經(jīng)低壓加熱器送至除氧器，同時(shí)還向低旁、軸封減溫器、汽機(jī)A/B疏水?dāng)U容器、汽機(jī)雜用水等提供減溫、冷卻用水，并向定子冷卻水系統(tǒng)補(bǔ)水；每臺(tái)機(jī)組配置2臺(tái)100%容量的凝結(jié)水泵，一臺(tái)運(yùn)行，一臺(tái)備用，A凝結(jié)水泵配有一套變頻裝置，可采用變頻或工頻運(yùn)行，B凝結(jié)水泵工頻運(yùn)行，原則上A凝結(jié)水泵變頻運(yùn)行，B凝結(jié)水泵工頻備用。每臺(tái)機(jī)組配備2臺(tái)100%容量低加疏水泵組，各配置有變頻調(diào)速裝置，一臺(tái)運(yùn)行，一臺(tái)備用。低壓加熱器正常疏水逐級(jí)自流至6號(hào)低壓加熱器經(jīng)低加疏水泵至5號(hào)低加凝結(jié)水進(jìn)口。投產(chǎn)至今，機(jī)組正常運(yùn)行中無(wú)論帶多少負(fù)荷，其A凝結(jié)水泵出力基本都維持在≥2.6MPa運(yùn)行，低負(fù)荷時(shí)除氧器上水調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度甚至低至40%以下，節(jié)流損失極大。運(yùn)行的低加疏水泵出力也基本維持在1.8MPa，其出口母管調(diào)節(jié)閥開(kāi)度最低至30%以下，最高不過(guò)60%。

2凝結(jié)水系統(tǒng)運(yùn)行方式優(yōu)化的必要性

（1）A凝結(jié)水泵、低加疏水泵出口壓力均不會(huì)自動(dòng)變化，變頻調(diào)速形同虛設(shè)。優(yōu)化之前的A凝結(jié)水泵、在運(yùn)低加疏水泵無(wú)論負(fù)荷如何變化，其出口母管壓力均不會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié)（圖1），如需調(diào)整則需要人工給定壓力值，其變頻器的作用沒(méi)有得到真正的發(fā)揮，造成了不必要的電能浪費(fèi)。（2）除氧器上水調(diào)閥、低加疏水泵出口母管調(diào)閥開(kāi)度長(zhǎng)時(shí)間偏小，節(jié)流損失大。由于A凝結(jié)水泵、低加疏水泵的出口母管壓力在低負(fù)荷時(shí)相對(duì)偏高，除氧器上水調(diào)閥、低加疏水泵出口母管調(diào)閥在低負(fù)荷時(shí)開(kāi)度較?。▓D2），節(jié)流明顯，門(mén)芯沖刷磨損加劇且導(dǎo)致能量浪費(fèi)。

3凝結(jié)水系統(tǒng)運(yùn)行方式優(yōu)化

3.1凝結(jié)水系統(tǒng)運(yùn)行方式優(yōu)化的內(nèi)容。根據(jù)凝結(jié)水系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行情況，如何保證除氧器水位、6號(hào)低加水位的相對(duì)穩(wěn)定及系統(tǒng)其他用戶不受影響是本次優(yōu)化的難點(diǎn)。為此，專業(yè)公關(guān)小組進(jìn)行了長(zhǎng)期的試驗(yàn)探索———2018年3月至2019年12月，在機(jī)組的不同負(fù)荷段，為了保證除氧器水位相對(duì)穩(wěn)定，同時(shí)兼顧除氧器水位主調(diào)閥的開(kāi)度能盡量自動(dòng)調(diào)節(jié)至60%以上，通過(guò)人工置值來(lái)改變A凝結(jié)水泵出口壓力，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的觀察及對(duì)系統(tǒng)相關(guān)運(yùn)行數(shù)據(jù)的采集、分析和比對(duì)，決定對(duì)A凝結(jié)水泵變頻調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，其控制原理如下：（1）出口母管壓力基本設(shè)定值由負(fù)荷—壓力函數(shù)計(jì)算產(chǎn)生。F（X）=300，1.8F（X）=660，2.6（2）增加偏置功能塊，壓力偏差設(shè)置為±0.5MPa（壓力偏差設(shè)置由運(yùn)行人員在界面上設(shè)定）。（3）內(nèi)部邏輯增加除氧器水位主調(diào)節(jié)閥閥位（70%～90%開(kāi)度）對(duì)母管壓力的修正。壓力修正設(shè)置為±0.2MPa。（4）出口母管壓力設(shè)定值中包含了偏置值，通過(guò)設(shè)定偏置來(lái)確定總的母管壓力設(shè)定值。總的壓力設(shè)定值低限為1.8MPa，高限為2.8MPa。2018年3月至2019年12月，在不同的負(fù)荷段及凝結(jié)水壓力下，為維持6號(hào)低加水位及運(yùn)行低加疏水泵的相對(duì)穩(wěn)定，同時(shí)兼顧低加疏水泵出口母管調(diào)閥的開(kāi)度能盡量自動(dòng)調(diào)節(jié)至35%以上，通過(guò)人工置值來(lái)改變低加疏水泵出口母管壓力，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的觀察及對(duì)系統(tǒng)相關(guān)運(yùn)行數(shù)據(jù)的采集、分析和比對(duì)，決定對(duì)A/B低加疏水泵的變頻調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，其控制原理如下：增加疏水調(diào)節(jié)閥閥位對(duì)壓力的修正。疏水閥閥位5%～95%對(duì)應(yīng)壓力修正設(shè)置-0.2～0.2MPa。3.2凝結(jié)水系統(tǒng)運(yùn)行方式優(yōu)化的效果。通過(guò)一系列的變頻自動(dòng)控制優(yōu)化措施，有效提高了A凝結(jié)水泵、A/B低加疏水泵的工作效率，降低了節(jié)流損失且延長(zhǎng)了設(shè)備使用壽命。相比于未優(yōu)化之前的運(yùn)行工況，該電廠兩臺(tái)機(jī)組每年大約可節(jié)省電能5196000kWh，約折合人民幣155.88萬(wàn)元，節(jié)能減排效果顯著。3.3凝結(jié)水系統(tǒng)運(yùn)行方式優(yōu)化存在的不足。雖然以上優(yōu)化措施有效提高了變頻調(diào)節(jié)的靈活性，并且達(dá)到了節(jié)能的目的，但是仍存在以下不足：（1）此變頻自動(dòng)控制未涉及機(jī)組啟動(dòng)/停運(yùn)工況，尤其是A凝結(jié)水泵，在機(jī)組啟/停過(guò)程中，泵的出力仍需人工控制；（2）此變頻自動(dòng)控制未涉及定期試運(yùn)/輪換及事故工況，尤其是A凝結(jié)水泵，當(dāng)B凝結(jié)水泵（工頻）啟動(dòng)后，A凝結(jié)水泵出力不會(huì)自動(dòng)適當(dāng)增加，這有可能會(huì)造成兩臺(tái)泵“搶水”情況的發(fā)生，對(duì)除氧器水位的控制極為不利。

4結(jié)語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)對(duì)凝結(jié)水系統(tǒng)的運(yùn)行方式進(jìn)行相應(yīng)優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的挖潛增效，提高了設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性，進(jìn)而提高了企業(yè)在市場(chǎng)中的核心競(jìng)爭(zhēng)力，可謂一舉兩得。至于此次優(yōu)化所存在的不足，其實(shí)也是往后需進(jìn)一步優(yōu)化的目標(biāo)。

［參考文獻(xiàn)］

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[2]西安熱工研究院有限公司.1、2號(hào)機(jī)組機(jī)側(cè)MCS系統(tǒng)模擬量控制優(yōu)化調(diào)整試驗(yàn)方案[Z]，2019.

[3]西安熱工研究院有限公司.1、2號(hào)機(jī)組機(jī)側(cè)MCS系統(tǒng)模擬量控制優(yōu)化調(diào)整試驗(yàn)方案實(shí)施細(xì)則[Z]，2019.

作者:黎乃斌 姚永良 單位:廣東粵電大埔發(fā)電有限公司