350MW超临界供热机组供暖季循环水“两机一泵”运行和节能分析

350MW超临界供热机组供暖季循环水“两机一泵”运行和节能分析

张晨雨

华能洛阳热电有限责任公司

一、设备简介

公司2×350MW超临界汽轮机由东方汽轮机有限公司设计制造。汽轮机型号为：CC350/272.9-24.2/1.1/0.4/566/566，汽轮机型式：超临界、一次中间再热、单轴、三缸双排汽、双抽凝汽式；最大连续出力为387.7MW，额定出力350MW；机组设计寿命不少于30年。我厂循环水系统采用带冷却塔的扩大单元制系统，两台机配一座9000m2双曲线自然通风冷却塔，主要向凝汽器、高低压开式循环冷却水系统提供冷却水。每台机配备两台循环水泵，一台定速电机、一台双速电机，通过改变运行水泵的运行台数和双速电机转速可以组合成多种运行工况。现两台机各运行一低速循泵（1B、2B），电流分别为191A、172A；#1、#2机开冷泵运行，电流为69A。

二、可行性分析

2.1根据我厂循环水系统设计，循环水主要用于主机冷油器、闭式冷却器、小机冷油器等各种辅机用户和凝汽器冷却。根据测算，350MW超临界机组单台汽轮机配置一台东方汽轮机有限公司设计和制造的N- N-23000型凝汽器，凝汽器型式为双流程、表面式式凝汽器，冷却面积为23000m2，循环倍率为60。

表2-1 凝汽器设备规范

凝汽器壳体采用焊接钢结构，其强度和刚度能承受管道的转移荷载和设计压力，防止汽轮机传递来的振动造成冲击和共振。凡与凝汽器壳体相连的管道接口，工质温度在150℃及以上者设隔热套管。喷嘴和内部管道工作温度超过400℃者，采用合金钢。凝汽器的设计条件：VWO工况、清洁系数0.9、堵管率5％、管内设计流速2.1m/s、循环倍率60，凝汽器背压为0.0057MPa（a）。凝汽器能在TRL工况下运行，此时的循环水进水温度为36℃，背压为0.0118MPa(a)。为防止高速、高温气流冲击凝汽器管和内部构件，使流量分配装置和挡板具有足够的强度。凝汽器管束材质为不锈钢。

2.2单台机组共配置2台循环水泵，其中一台定速泵、一台高低速泵，1号、2号机组循环水系统可联络运行，循环水泵设计参数如下：

表2-2  循环水泵设计技术规范

2.3机组切低压缸运行工况对循环水泵运行没有明显安全性影响，但可结合凝汽器热负荷大小和对循环冷却水流量需求对循环水泵运行方式进行优化，提高机组运行经济性。切低压缸运行工况下，考虑循环水系统母管制运行，切低压缸运行机组保持2000m3/h冷却水流量时，在凝汽器冷却水进口温度18℃、10℃和5℃条件下，凝汽器压力分别为2.228kPa和1.347kPa和0.970kPa；。

机组切低压缸运行工况下凝汽器变工况特性计算结果可知，切低压缸运行工况下凝汽器热负荷极少，仅需少量循环冷却水流量就可满足机组运行需求。冬季供热工况两台机组单台循环水泵低速运行，循环水系统母管制运行，打开两台机组间的循环水联络门，单台机组切低压缸运行分流约2000m3/h凝汽器冷却水流量和少量开式水流量，2B循泵在低转速时流量可达17802.3m3/h，可满足机组运行需求，循环水“两机一泵”在技术和安全上切实可行。

  低循环水流量下凝汽器变工况特性计算结果

三、节能分析

根据相关数据测算，计划在循环水温度低于14℃时，循环水可按“两机一泵”模式进行投运。根据运行情况来看，在1B泵（小泵）单泵运行模式下，循环水压力、机组真空、辅机各用户冷却情况均能满足冷却需要，机组运行状态平稳。以单台泵运行整个采暖季计算，扣除胶球收球等双泵运行时间，折合每天22小时运行，按照电费0.4534元/千瓦时进行计算，每年可节约费用（22*30*4*6000*190-380*148*24*30*4）*0.4534=129.11万元。