200MW機(jī)組給水系統(tǒng)節(jié)能降耗改進(jìn)方法
200MW機(jī)組給水系統(tǒng)節(jié)能降耗改進(jìn)方法
摘 要：給水泵是火力發(fā)電廠的主要耗電設(shè)備。介紹了宜賓發(fā)電總廠為提高電廠的經(jīng)濟(jì)性，對(duì)國(guó)產(chǎn)200 MW機(jī)組給水系統(tǒng)的運(yùn)行方式進(jìn)行了分析，提出了一些問題和措施，在實(shí)際應(yīng)用中取得較好的效果。
降低輔機(jī)電耗，提高電廠運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性是各個(gè)電廠追求的目標(biāo)，研究輔機(jī)的節(jié)電技術(shù)，提高其運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，對(duì)電廠具有十分重要的意義。宜賓發(fā)電總廠所屬黃桷莊電廠于2000年，通過改進(jìn)兩臺(tái)200 MW機(jī)組給水泵的給水系統(tǒng)，節(jié)能效果顯著。
1 機(jī)組給水系統(tǒng)介紹
（1）黃桷莊電廠裝有2臺(tái)東方汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的200 MW汽輪機(jī)組，其型號(hào)為N200－12．7／535／535－5型。機(jī)組給水系統(tǒng)選用上海電力修造廠生產(chǎn)的DG350－185型半容量調(diào)速給水泵3臺(tái)，備用容量為50％，在機(jī)組額定負(fù)荷下兩臺(tái)運(yùn)行，一臺(tái)備用。給水泵出口流量350t／h，最大流量410t／h。泵的調(diào)速通過改變液力偶合器勺管位置來改變給水泵轉(zhuǎn)速，使泵的流量和揚(yáng)程得到改變，達(dá)到調(diào)整給水泵出力的目的。
（2）黃桷莊電廠采用的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)為兩段調(diào)節(jié)，第一段調(diào)節(jié)給水泵勺管，即調(diào)節(jié)給水母管壓力，以維持主給水調(diào)節(jié)門前有足夠高的給水壓力，從而保證鍋爐的上水壓力；第二段是調(diào)節(jié)主給水門，用主給水調(diào)節(jié)門調(diào)節(jié)汽包水位，即通過改變主給水門的開度來維持鍋爐的上水量，以穩(wěn)定鍋爐汽包水位。這種方式控制靈活，系統(tǒng)穩(wěn)定性好，通過給水泵出口母管壓力與汽包壓力差大小的設(shè)定，較好地實(shí)現(xiàn)了給水泵的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。但該系統(tǒng)設(shè)計(jì)上仍然存在問題，因?yàn)閮啥握{(diào)節(jié)是相互影響又相互牽連，如果將兩段調(diào)節(jié)都同時(shí)投入自動(dòng)，當(dāng)鍋爐汽包水位降時(shí)，主給水門必須要開大，給水壓力就要降低，蒸汽溫度就升高；反之，鍋爐汽包水位升高時(shí)，主給水門就要關(guān)小，給水壓力升高，蒸汽溫度要降低。特別是在機(jī)組調(diào)峰調(diào)頻頻繁的情況下，蒸汽溫度難以維持在穩(wěn)定狀態(tài)。自從機(jī)組投產(chǎn)以來，
鍋爐主給水調(diào)節(jié)一直采用給水泵轉(zhuǎn)速和主給水調(diào)節(jié)門同時(shí)投自動(dòng)的調(diào)節(jié)方式，在正常負(fù)荷下，主給水調(diào)節(jié)門開度在60％左右，給水泵未起到變頻調(diào)速的真正目的，主給水調(diào)節(jié)門也長(zhǎng)期處在節(jié)流狀態(tài)，調(diào)節(jié)門前后壓差大，使運(yùn)行給水泵電流升高，給水泵電耗高，運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性差；同時(shí)造成給水泵出口壓力升高，容易發(fā)生給水泵推力瓦燒壞事故。
2 機(jī)組給水系統(tǒng)改進(jìn)
2．1 系統(tǒng)改進(jìn)
將汽包水位作為被調(diào)量，由給水泵勺管直接進(jìn)行調(diào)節(jié)，主給水調(diào)節(jié)門在正常情況下處在全開位置，取消主給水門的自動(dòng)調(diào)節(jié)，旁路給水門作為低負(fù)荷調(diào)節(jié)門，鍋爐給水流量信號(hào)作為反饋信號(hào)引入調(diào)節(jié)系統(tǒng)，使調(diào)節(jié)系統(tǒng)能很快響應(yīng)機(jī)組負(fù)荷變化，并能克服汽包虛假水位對(duì)調(diào)節(jié)過程的不良影響。調(diào)節(jié)系統(tǒng)經(jīng)過改進(jìn)后，原來主給水門前后高達(dá)1MPa的壓差幾乎接近為零，節(jié)流損失大減小，運(yùn)行給水泵轉(zhuǎn)速降低，給水泵電耗減小，真正體現(xiàn)了給水泵的變頻調(diào)整之目的，經(jīng)濟(jì)性大為提高。
從機(jī)組的實(shí)際運(yùn)行中，采集了一組給水調(diào)節(jié)系統(tǒng)改進(jìn)前后一周，在負(fù)荷基本相同的情況下的數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)見表1、表2。
2．2 結(jié)論
通過改進(jìn)，給水泵電耗明顯下降。在相同負(fù)荷下，主給水調(diào)節(jié)門開度由60％開到100％，給水壓力降低了0．56MPa，給水用電率降低了0．2％，節(jié)能效果顯著。1999年全廠發(fā)電量14億kWh，2000年發(fā)電量13億7千萬kWh，此項(xiàng)改進(jìn)使給水泵電耗下降而節(jié)電約73萬kWh，價(jià)值人民幣22．63萬元。同時(shí)，主給水調(diào)節(jié)門在正常情況下處在全開位置，前后壓差幾乎沒有，減輕了高壓給水對(duì)門芯的磨損，延長(zhǎng)了該門的使用壽命。
2．3存在問題
給水泵改進(jìn)后，電耗雖然下降了，但同時(shí)也產(chǎn)生了新的問題。由于主給水調(diào)節(jié)門在正常情況下處在全開位置，當(dāng)機(jī)組負(fù)荷較高時(shí)或機(jī)組加、減負(fù)荷時(shí)，主、再熱蒸汽的減溫水量顯得不夠，控制不好，容易發(fā)生超溫現(xiàn)象。
（1）鍋爐在主給水調(diào)節(jié)門未全開前就存在減溫水量大，給水壓力低、汽溫偏高的情況。減溫水調(diào)節(jié)門已基本開完，沒有多大的富裕量，特別在加減負(fù)荷過程中，汽溫就更不好控制，也就難免出現(xiàn)超溫。為了控制蒸汽溫度，就要求鍋爐運(yùn)行人員在燃燒工況改變時(shí)，作好提前量的準(zhǔn)備。如在鍋爐燃燒工況改變前，先將蒸汽溫度降低，或?qū)C(jī)前壓力先設(shè)定低些，待負(fù)荷穩(wěn)定后再將其恢復(fù)到正常值；也可通過改變爐膛火焰中心位置、調(diào)節(jié)配風(fēng)量、合理使用給粉機(jī)等輔助方 式來達(dá)到調(diào)節(jié)蒸汽溫度的目的。
（2）當(dāng)鍋爐負(fù)荷減到110 MW或從110 MW加負(fù)荷時(shí)，要停運(yùn)或啟動(dòng)一臺(tái)給水泵，由于各臺(tái)給水泵的調(diào)節(jié)特性不同以及熱工自動(dòng)調(diào)節(jié)上存在的問題，在啟、停給水泵時(shí)，給水流量擺動(dòng)大，引起汽包水位波動(dòng)大，容易造成水位保護(hù)動(dòng)作，運(yùn)行人員只能將給水泵轉(zhuǎn)速自動(dòng)解除，手動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。同時(shí)在110 MW負(fù)荷左右，給水壓力只有13．7 MPa，給水泵報(bào)警值必須進(jìn)行修改，否則，給水母管壓力低信號(hào)會(huì)經(jīng)常發(fā)出。相應(yīng)的，給水泵低水壓聯(lián)動(dòng)值也要調(diào)低，否則，在低負(fù)荷下，給水泵就會(huì)發(fā)生聯(lián)動(dòng)。
（3）由于給水泵轉(zhuǎn)速自動(dòng)是機(jī)組協(xié)調(diào)控制投入的必備條件，若今后給水泵轉(zhuǎn)速自動(dòng)與協(xié)調(diào)的聯(lián)接不解開，在啟停給水泵時(shí)，為了防止汽包水位波動(dòng)大，運(yùn)行人員就要解除轉(zhuǎn)速自動(dòng)，勢(shì)必造成協(xié)調(diào)跳閘，引起負(fù)荷波動(dòng)，這個(gè)問題必須解決。
2．4 解決方法
（1）在機(jī)組加減負(fù)荷時(shí)，或異常情況下，造成減溫減壓力低，減溫水量不夠時(shí)，運(yùn)行人員可以手動(dòng)關(guān)小主給水門的開度，以提高減溫減壓力，但在關(guān)小主給水門的時(shí)候，必須注意監(jiān)視和調(diào)整鍋爐汽包水位，防止汽包水位急劇下降，待汽溫恢復(fù)至正常值后，再將主給水門逐漸開完。在主給水調(diào)節(jié)門逐步開大的過程中，又將引起給水母管壓力下降，過熱器減溫水壓力隨之下降，運(yùn)行人員應(yīng)注意控制好給水調(diào)節(jié)門的開關(guān)量，嚴(yán)密監(jiān)視減溫水量的變化和主、再熱蒸汽溫度及汽包水位的變化。通過實(shí)踐證明，蒸汽溫度的變化或發(fā)生超溫，多在因機(jī)組負(fù)荷改變和鍋爐燃燒工況大幅改變時(shí)發(fā)生，只要負(fù)荷穩(wěn)定、燃燒穩(wěn)定，蒸汽溫度一般都很穩(wěn)定。
（2）主給水調(diào)節(jié)門全開后，若因減溫水壓力降低造成汽溫升高超過額定值溫度時(shí)，可立即關(guān)小主給水調(diào)節(jié)門或提高給水泵轉(zhuǎn)速，必要時(shí)降壓降負(fù)荷運(yùn)行。若汽溫變化不大，可逐步將主汽溫度和主汽壓力升到正常值，保持主給水調(diào)節(jié)門在全開位置運(yùn)行，此期間除異常情況外，運(yùn)行人員不得將主給水調(diào)節(jié)門關(guān)小。
（3）為了防止給水調(diào)節(jié)門全開后鍋爐發(fā)生超溫，給運(yùn)行人員充分的調(diào)節(jié)余地，減少運(yùn)行人員的風(fēng)險(xiǎn)，可將減溫水取水位置改在汽機(jī)高加入口，即改接在給水泵出口母管上，提高減溫水壓力，就可消除上述情況。
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