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循环水泵加速汽轮机冷端系统优化!

所属分类:公司新闻    发布时间: 2020-07-23    作者:
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西安水泵


在热力发电厂中,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。本文通过对某电厂的冷端系统的各个设备性能技术分析以及水泵功能操作,进行系统性优化与改进,充分利用冷端系统各个设备的性能,使机组达到更佳经济运行状态,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,主要性能参数如下:

西安水泵


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:

西安潜水泵


c、冷水塔

冷水塔面积为9000m2,自然通风,循环水干管管径为3000mm,设计循环水流量为64800t/h;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。

喷溅装置采用西安院技术的TP-Ⅱ型喷嘴组,与配水管联接采用耳边接头,材质为ABS工程塑料。

塔芯顶端加一PVC除水器,采用160—45型改性聚氯乙烯塑料,弧片形状为等厚两边卷边,长度1000mm,片厚0.8±0.1mm。

d、水环真空泵

抽真空系统采用串联式,每台机组配备三台真空泵,设计是两用一备。

水环真空泵采用广东佛山水泵厂的产品,型号是改进型2BW4353-OEK4,不配备大气喷射器;其性能参数如下:

西安污水泵


2  冷端设备性能分析及改进思路

冷端设备性能重要的指标有两个:

一是凝汽器的真空,另一个指标是循环水泵电耗。另外从热力系统角度考虑凝结水过冷度也是一个重要经济性指标。凝汽器本身是个换热器,评价其性能优劣重要指标是凝汽器端差。要想获得更佳真空,主要措施是降低循环水温度和降低凝汽器端差。对于循环水泵电耗,主要是考虑循环水泵经济调度运行。

在设计阶段,结合东汽厂600MW级汽轮机末级叶片特点及本地的水文条件,凝汽器背压选为5.2 kPa(a)[LP/HP  4.6/5.8 kPa(a)]。凝汽器循环倍率按60计算,凝汽器理论计算面积为30000m2,加10%裕量后设计面积为33000m2;在后来的优化设计中,经过技术研讨及经济技术性分析,结果选定凝汽器面积为38000m2,这一点在日后运行中经济效益得到明显体现,凝汽器面积增加端差明显减小,实际运行中比部分其它600MW级机组的36000m2凝汽器真空要好0.2~0.3KPa。

为了保证凝汽器端差达到优值,我们采取了一系列措施,主要有定期采用高压大流量清洗方式清洗凝汽器换热管;尽可能提高凝汽器真空严密性;严格按制循环水水质,保证凝汽器换热管不结垢污;胶球系统24小时不间断地投入运行;保证主机水环真空泵的出力等。

降低循环水温度主要保证冷水塔性能达到更佳,为此我们也采取了一系列的措施,主要有在填料与水泥支撑梁之间增加一个玻璃钢托架;控制水塔进水水质;定期清理水塔沉积物;定期检查填料喷嘴等有无损坏;水塔流量是否分配均匀等。

为了经济调度循环水泵,降低循环水泵电耗,我们请西安热工研究院对冷端系统进行性能诊断及优化试验。西安院根据试验结果提供了机组不同负荷和不同循环冷却水温度下循环水泵的运行方式和机组运行背压。根据西安院的循环水泵性能试验和循环水系统阻力特性试验,我们对循环水泵电机进行双速改造。


3  冷端系统优化方案与改进措施

a、凝汽器

为了保证凝汽器端差,每年停机检修期间请专业的清洗队伍对凝汽器进行高压大流量冲洗。至高清洗压力可达40 MPa,清洗后凝汽器换热管内壁可见金属本色。这大大降低换热管的水侧传热热阻,降低了凝汽器端差。

为了降低汽侧传热热阻,我们尽可能的提高凝汽器的真空严密性。为了保证真空严密性,在日常运行中,我们采用氦质谱检漏仪,对容易漏空的地方进宪定期检查,容易漏空的主要地方有:小机排汽管的人孔门、防爆门;小机缸体下部的轴封回汽管法兰;小机排汽管法兰;七八号低加水位计法兰;凝汽器水位计;高低压疏水扩容器人孔门法兰;四级低加的事故疏水阀后管道法兰;主机轴封回汽管;给水泵密封水回水水封系统;与凝汽器汽侧直接相连的放水放汽门;低压缸防爆膜等等。对于轴封回汽管是否内漏也可通过对比轴加风机电流进行辅助判断,并在停机检修时进入低压缸内部检查进一步确认漏空与否。在每次停机检修期间,对凝汽器进行灌水查漏,查找到的漏点进行及时处理,确保灌水查漏后无漏水的地方。经过近两年的努力,两台机组的真空严密性达到非常好的水平,下表是值长日志的记录:

化学人员对循环水水质进行严格控制,循环水浓缩倍率控制低一些,并合理使用阻垢剂,保证了凝汽器换热管不结垢,并合理杀菌,减少换热管内壁的泥垢,这都对凝汽器端差产生非常重要的正面效果。



另外,胶球系统24小时不间断运行。胶球采用上海达极的中硬度球,每月定期补换新球,这能很好的清除凝汽器换换热管内壁的泥垢。大大降低凝汽器水侧传热热阻。

为了保证凝汽器凝结水过冷度尽可能的小,凡是进入凝汽器的各种疏水严格按系统设计走管路,进入凝汽器的接口全部位于热井水位以下,以充分利用疏水的热量,以此来降低凝结水过冷度。

b、水环真空泵

水环真空泵的主要功能是抽走凝汽器汽侧的不凝结气体,以此来达到降低汽侧传热热阻目的。所以水环真空泵的抽气能力要求较高。为了增加真空泵的抽气能力,我们对水环真空泵进行了改造。真空泵换热器增加了一路中央空调的冷冻水,因其水温低,大大增加了真空泵的抽吸能力。另外,不配备大气喷射器,因为增加大气喷射器后,真空泵组的抽气能力只大气喷射器的抽气能力,而大气喷射器的抽气能力远低于水环真空泵。

另外,因两台机组的真空严密性非常好,我们对真空泵进行节能双速改造,转速由590rpm降至490rpm,日常运行中,每台机组只需要转一台低速真空泵即可。因真空泵转速低,这对泵的汽蚀情况有了很大的改善。

c、冷水塔

2009年8月份我们请西安热工院做冷却塔性能试验,经过计算发现冷却塔冷却幅高与设计值相比大2℃左右,冷却塔水温降与设计值相比小3℃左右。结果分析冷却塔性能差的主要原因是当时的循环水水质差造成的。另外,冷水塔原设计有一点不足,填料直接放在小水泥支撑梁上,而水泥梁较宽,达80mm,其截面积达1200m2,而整个冷水塔冷却通风面积才9000m2,在水质差时小水泥支撑梁上积满了污泥杂物等,完全不通风,整个塔的通风受阻现象较为严重。在几次小修中,我们发现冷却塔填料上结垢较多,由于填料片间隙远小于水泥支撑梁梁宽,当结垢达到一定程度时,支撑梁上两三片填料间隙沉积非常多的污泥垢,此两三片填料间隙因污泥垢堵塞无法通风,影响了通风冷却效果。为此在水泥支撑梁上安放玻璃钢托架,托架之上再放填料,这样增加冷却塔的通风冷却面积。

化学运行人员严格控制水塔进水水质,在夏季时水源地浑水时采取临时预案,加强反应沉淀池的加药与排污,保证水塔进水浊度,另外增加反渗透补水量,以保证循环水水质要求。

每年大小修时,安排人员清理水塔沉积物,彻底清理水塔水池所有的杂物,并清理前池流道。并安排填料厂家人家全面检查填料、喷嘴等有无损坏,并及时更换。日常运行中定期检查冷水塔流量是否分配均匀,并在停机时调整配水管。

d、循环水泵

为了降低循环水泵电耗,并实现经济调度循环水泵,我们请西安热工研究院对冷端系统进行性能诊断及优化试验。提出了机组不同负荷和不同循环冷却水温度下循环水泵的运行方式、机组运行背压。同时进行循环水泵性能试验和循环水系统阻力特性试验,并且绘制循环水泵的流量、扬程、轴功率和效率等性能曲线及循环水系统阻力特性曲线,根据循环水泵性能及循环水系统阻力特性,提出循环水泵电机双速改造方案。

改造方案的主要内容是:循环水泵电机是笼型异步电动机,通过用一套定子绕组在改变其接线方式后且不添置和改变任何设备的情况下,实现电机两种速度,从而实现循环水泵能双速运转。我们请专业电机厂家把电动机在16极和18极的绕组引线全部引出,在电机中性点接线盒旁边重新设置一个双速切换的出线箱,通过改变接线端子上连接片的连接位置,即可改变电动机的极数,从而达到改变转速的目的,整个电气系统不需变动。改造后循环水泵可实现两种转速:370r/min和330r/min。

改造后循环水泵的运行方式如下:

循环水泵运行方式

西安污水泵

循环水泵经过双速改造和优化运行方式改进后,凝汽器真空并没有降低的情况下,循环水泵平均每年节约电量约800万度电。循环水泵双速改造后,通过加强化学监督循环水水质,及时调整加药方式,并24小时不间断投入胶球系统,凝汽器换热管内部并没有发生结垢等现象。说明循环水泵双速改造非常成功。





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