循環水系統雙機一塔運行分析

王潤興 劉延軍

火力發電廠汽輪機排汽進入凝汽器后，排汽熱量被循環水帶走，同時排汽凝結后形成真空，循環水流量、溫度均影響機組真空。發電廠中發電水耗也主要為循環水損耗，循環水系統運行方式對機組安全、經濟有很大影響，因此綜合考慮循環水系統運行方式，對機組安全、經濟運行至關重要。

為了緩解冷卻塔結冰、降低發電水耗，某電廠通過分析、論證、調整冷卻塔運行方式，實現了循環水系統雙機一塔運行，經28天的運行實踐得出：在凝汽器真空度基本不變的情況下，雙機一塔運行較為經濟，也無安全隱患，而且運行方式較為靈活，根據機組負荷以及循環水溫度可隨時切換循環水系統運行方式。

系統簡介

某電廠2？30MW機組汽輪機為北重汽輪機，額定功率為330MW，額定采暖抽汽量為550t/h，最大抽汽量為600t/h。循環水系統按一機一塔設置，冷卻塔淋水面積為4500m2，每臺機組配置2臺循環水泵。冷卻水塔分內、外區配水。兩臺機組循環水泵出口有聯絡管、凝汽器出水也有聯絡管，通過閥門切換循環水系統可實現擴大單元制運行。

雙機一塔的論證

必要性：發電廠中循環水損耗主要有：風吹損耗、蒸發損耗、冷卻塔排污。機組長期負荷低時，雖然冷卻塔負荷減小，但冷卻塔損耗減少不多，發電水耗反而增大；冬季冷卻塔切外區配水后，冷卻塔結冰依然嚴重，且冷卻塔結冰后填料存在被冰塊墜落損壞威脅；冬季機組供熱后，若供熱負荷過大時凝汽器排汽量減少，循環水帶走熱量減少，循環水溫度會更低，冷卻塔結冰更嚴重；若機組運行中清理冷卻塔淤泥等工況均要求冷卻塔必須調整運行方式。

可行性：該電廠循環水系統設計擴大單元式供回水系統。夏季工況，每臺機組的循環水量為38115m3/h；冬季工況，每臺機組的循環水量為16347m3/h。因此，冬季雙機一塔運行，冷卻塔流量可以滿足要求。

該地區當地平均大氣壓力95.2KPa，汽輪機低壓缸排汽壓力設計5.2KPa，，冬季該廠1、2號機組真空均在91～92KPa之間，機組真空允許進行雙機一塔運行。

正常運行中，循環水系統各聯絡門開啟，循環水系統為擴大單元制運行方式。若進行一塔雙機運行，在擴大單元制運行方式基礎上，維持冷卻塔全塔配水時，關閉需停用塔的兩個回水門，即可實現兩機一塔運行方式，操作十分簡單。

實施及效果

為了緩解冷卻塔結冰、降低發電水耗。2010年1月6日該電廠切換冷卻塔運行方式，關閉1號冷卻塔內、外區回水電動門，1、2號機組凝汽器循環水均回至2號冷卻塔，維持2號冷卻塔正常補水和排污，關閉1號冷卻塔補水、排污，維持雙機一塔運行方式。具體運行參數見表：

冷卻塔運行方式切換為雙機一塔后，檢查冷卻塔淋水密度良好，運行片刻后，冷卻塔大冰開始掉落，為了防止冷卻塔冰塊堵塞冷卻塔出口濾網，組織人員利用一定工具阻止冰塊流向濾網。

通過近28天運行觀察，雙機一塔運行期間1、2號機組真空均大于91KPa，機組真空完全達到設計要求；通過調整維持循環水濃縮倍率小于4.4時，2號冷卻塔自來水平均補水量為560t/h（取28天平均值），而調整前冷卻塔總補水量為793t/h（取2009年12月平均值）。

安全及經濟性

安全性：該電廠雙機一塔運行時，2號冷卻塔運行水位1.88m、1號冷卻塔停運水位1.57m，循環水泵前池水位均為正常10m；經過調整循環水濃縮倍濾維持3.5～4.4之間；設計冷卻塔全塔配水時，最多運行兩臺循環水泵。雙機一塔運行時，為了保證安全、防止循環水系統超壓，只能投入一臺循環水泵聯動備用，同時在DCS上冷卻塔配水電動門掛上“禁操”。這樣也解決了循環水系統超壓的可能。總之雙機一塔運行采取措施后不存在安全隱患。

經濟性：通過2010年01月6日至2月3日該電廠循環水系統進行雙機一塔運行試驗，試驗期間雙機真空遠遠大于設計真空，真空略微變化對機組負荷影響可忽略。（注：試驗時當地大氣壓力95.3kPa、低壓缸排汽設計背壓力5.2kPa。）

雙機一塔運行時，循環水壓力升高0.01MPa，1B循環泵電流上升6A、2A循環泵電流上升2A，循環水泵每小時耗電量增加：

W=1.732譛Icos%O=？000祝？+2）？.85=70.67KW.h

折合人民幣每小時增加電費損失=0.3？0.67=21.2元。

雙機一塔運行時2號冷卻塔平均補水量為560t/h，雙機雙塔運行時冷卻塔補水總量為793t/h，每小時節水233t，目前該地區自來水價格每噸3.5元，折合人民幣=233？.5=815.5元。

綜合經濟效益=815.5-21.2=794.3元。

在機組低負荷或機組真空達到設計要求時，維持雙機一塔運行經濟效益明顯，根據性能試驗數據參考，若雙機一塔運行對機組真空造成較大的影響，即真空下降>0.4KPa時，應立即恢復雙機雙塔運行。

[1]大唐寶雞熱電廠設計資料

[2]火力發電廠經濟指標計算方法