燃煤機組凝結(jié)水系統(tǒng)運行方式分析

時間:2022-05-06 09:14:19

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燃煤機組凝結(jié)水系統(tǒng)運行方式分析

摘要:介紹了某660MW機組凝結(jié)水系統(tǒng)運行方式上存在的問題,提出了改進優(yōu)化的主要著力點,解決了優(yōu)化過程中所遇到的難點,最終提高了該凝結(jié)水系統(tǒng)運行的可靠性及經(jīng)濟性,實現(xiàn)了機組的挖潛增效,對于實現(xiàn)節(jié)能減排具有一定的實踐意義。

關鍵詞: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家對于火電去產(chǎn)能政策的逐步實施,火電機組面臨著前所未有的挑戰(zhàn)。眼下火電機組已不比從前,已經(jīng)完全實現(xiàn)由帶基礎負荷到全面參與調(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,對于自身設備運行的穩(wěn)定性有著苛刻的要求,而要想在激烈的電力市場競爭中生存,單靠穩(wěn)定性顯然是不夠的,還需要確保運行的經(jīng)濟性。本文重點對某電廠凝結(jié)水系統(tǒng)中凝結(jié)水泵、低加疏水泵的運行方式進行的優(yōu)化以及優(yōu)化所帶來的效果進行分析

1凝結(jié)水系統(tǒng)運行方式優(yōu)化的背景

某電廠凝結(jié)水系統(tǒng)是將汽輪機低壓缸排汽凝結(jié)后通過凝結(jié)水泵經(jīng)低壓加熱器送至除氧器,同時還向低旁、軸封減溫器、汽機A/B疏水擴容器、汽機雜用水等提供減溫、冷卻用水,并向定子冷卻水系統(tǒng)補水;每臺機組配置2臺100%容量的凝結(jié)水泵,一臺運行,一臺備用,A凝結(jié)水泵配有一套變頻裝置,可采用變頻或工頻運行,B凝結(jié)水泵工頻運行,原則上A凝結(jié)水泵變頻運行,B凝結(jié)水泵工頻備用。每臺機組配備2臺100%容量低加疏水泵組,各配置有變頻調(diào)速裝置,一臺運行,一臺備用。低壓加熱器正常疏水逐級自流至6號低壓加熱器經(jīng)低加疏水泵至5號低加凝結(jié)水進口。投產(chǎn)至今,機組正常運行中無論帶多少負荷,其A凝結(jié)水泵出力基本都維持在≥2.6MPa運行,低負荷時除氧器上水調(diào)節(jié)閥的開度甚至低至40%以下,節(jié)流損失極大。運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)閥開度最低至30%以下,最高不過60%。

2凝結(jié)水系統(tǒng)運行方式優(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自動變化,變頻調(diào)速形同虛設。優(yōu)化之前的A凝結(jié)水泵、在運低加疏水泵無論負荷如何變化,其出口母管壓力均不會自動調(diào)節(jié)(圖1),如需調(diào)整則需要人工給定壓力值,其變頻器的作用沒有得到真正的發(fā)揮,造成了不必要的電能浪費。(2)除氧器上水調(diào)閥、低加疏水泵出口母管調(diào)閥開度長時間偏小,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荷時相對偏高,除氧器上水調(diào)閥、低加疏水泵出口母管調(diào)閥在低負荷時開度較小(圖2),節(jié)流明顯,門芯沖刷磨損加劇且導致能量浪費。

3凝結(jié)水系統(tǒng)運行方式優(yōu)化

3.1凝結(jié)水系統(tǒng)運行方式優(yōu)化的內(nèi)容。根據(jù)凝結(jié)水系統(tǒng)的實際運行情況,如何保證除氧器水位、6號低加水位的相對穩(wěn)定及系統(tǒng)其他用戶不受影響是本次優(yōu)化的難點。為此,專業(yè)公關小組進行了長期的試驗探索———2018年3月至2019年12月,在機組的不同負荷段,為了保證除氧器水位相對穩(wěn)定,同時兼顧除氧器水位主調(diào)閥的開度能盡量自動調(diào)節(jié)至60%以上,通過人工置值來改變A凝結(jié)水泵出口壓力,經(jīng)過長時間的觀察及對系統(tǒng)相關運行數(shù)據(jù)的采集、分析和比對,決定對A凝結(jié)水泵變頻調(diào)節(jié)實現(xiàn)自動控制,其控制原理如下:(1)出口母管壓力基本設定值由負荷—壓力函數(shù)計算產(chǎn)生。F(X)=300,1.8F(X)=660,2.6(2)增加偏置功能塊,壓力偏差設置為±0.5MPa(壓力偏差設置由運行人員在界面上設定)。(3)內(nèi)部邏輯增加除氧器水位主調(diào)節(jié)閥閥位(70%~90%開度)對母管壓力的修正。壓力修正設置為±0.2MPa。(4)出口母管壓力設定值中包含了偏置值,通過設定偏置來確定總的母管壓力設定值。總的壓力設定值低限為1.8MPa,高限為2.8MPa。2018年3月至2019年12月,在不同的負荷段及凝結(jié)水壓力下,為維持6號低加水位及運行低加疏水泵的相對穩(wěn)定,同時兼顧低加疏水泵出口母管調(diào)閥的開度能盡量自動調(diào)節(jié)至35%以上,通過人工置值來改變低加疏水泵出口母管壓力,經(jīng)過長時間的觀察及對系統(tǒng)相關運行數(shù)據(jù)的采集、分析和比對,決定對A/B低加疏水泵的變頻調(diào)節(jié)實現(xiàn)自動控制,其控制原理如下:增加疏水調(diào)節(jié)閥閥位對壓力的修正。疏水閥閥位5%~95%對應壓力修正設置-0.2~0.2MPa。3.2凝結(jié)水系統(tǒng)運行方式優(yōu)化的效果。通過一系列的變頻自動控制優(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)流損失且延長了設備使用壽命。相比于未優(yōu)化之前的運行工況,該電廠兩臺機組每年大約可節(jié)省電能5196000kWh,約折合人民幣155.88萬元,節(jié)能減排效果顯著。3.3凝結(jié)水系統(tǒng)運行方式優(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,并且達到了節(jié)能的目的,但是仍存在以下不足:(1)此變頻自動控制未涉及機組啟動/停運工況,尤其是A凝結(jié)水泵,在機組啟/停過程中,泵的出力仍需人工控制;(2)此變頻自動控制未涉及定期試運/輪換及事故工況,尤其是A凝結(jié)水泵,當B凝結(jié)水泵(工頻)啟動后,A凝結(jié)水泵出力不會自動適當增加,這有可能會造成兩臺泵“搶水”情況的發(fā)生,對除氧器水位的控制極為不利。

4結(jié)語

綜上所述,通過對凝結(jié)水系統(tǒng)的運行方式進行相應優(yōu)化,實現(xiàn)了系統(tǒng)的挖潛增效,提高了設備運行的穩(wěn)定性,進而提高了企業(yè)在市場中的核心競爭力,可謂一舉兩得。至于此次優(yōu)化所存在的不足,其實也是往后需進一步優(yōu)化的目標。

[參考文獻]

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[3]西安熱工研究院有限公司.1、2號機組機側(cè)MCS系統(tǒng)模擬量控制優(yōu)化調(diào)整試驗方案實施細則[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