赤峰熱電A廠循環水系統改造

劉恩達 牛雪峰

引言：針對赤峰熱電A廠循環水系統改造項目的調研分析、實施過程，以及對改造后取的成果的論述。

一、概述

赤峰熱電廠#6、#7為凝汽式汽輪機組，機組型號分別為CC25-3.43/0.98/0.294、C24-0.98/0.294。6#、7#汽輪機在非供暖期為凝器運行，在冬季采暖熱期采用汽輪機低真空運行的循環水供熱，供水溫度50℃—75℃、供水壓力0.8MPa，循環水年供熱量約350×104GJ。

6#汽輪機主汽溫度450℃、壓力3.80MPa，循環水系統配備2臺型號600S—32A水泵并列運行，電動機功率250KW，額定循環水流量2880T/h，水泵揚程26m；7#汽輪機主汽溫度320℃、壓力0.98MPa，循環水系統配備2臺型號32SA—19A水泵并列運行，電動機功率450KW，最大循環水流量5000T/h，水泵揚程26m。

二、6#、7#汽輪機不同工況的運行方式

在供暖期內，當地的環境溫度由變化趨勢為-8℃—-28℃—-6℃，對應采暖供水溫度為50℃—75℃—48℃。在供熱初期和供熱末期室外環境溫度為-6℃—-10℃，循環水的散熱量較小，供、回水溫度差較小（供水溫度50℃、回水溫度32℃）。為適應采暖熱用戶對室內環境溫度的調節需求和從供熱電廠自身的經濟效益出發，赤峰熱電廠根據供熱量的變化和機組循環水容量的大小，分階段調節機組投入低真空運行供熱步驟為：10月至11月，6#汽輪機低真空運行，7#機凝汽運行；11月至12月，7#汽輪機低真空運行，6#機凝汽運行；12月至2月，6#、7#汽輪機低真空運行；2月至3月，7#汽輪機低真空運行，6#機凝汽運行；3月至4月，6#汽輪機低真空運行，7#機凝汽運行。6#、7#汽輪機平均每年純凝汽運行約7個月、低真空供熱運行5個月。

（一）純凝運行方式

非供熱期，6#、7#汽輪機循環水系統各自獨立，每臺機組2臺循環水泵連接水塔與凝汽器閉環式運行。由于水塔位置距離汽輪機廠房較近，局部流動阻力損失少，6#汽輪機循環水入口壓力0.19MPa，7#汽輪機循環水入口壓力0.21MPa，分別高于凝汽器入口壓力設計值0.014MPa，和0.020MPa。為確保凝汽器安全穩定工作，運行中采用關小各臺循環水泵（非變頻調節）出口門來控制凝汽器入口壓力。

（二）低真空運行方式

在冬季機組供熱投入低真空運行時，汽輪機組的循環水泵和涼水塔停止運行，投運采暖系統，并將水塔塔盆為熱網補給水的儲存容器。塔盆的補水由4、5、6、7#汽輪機冷油器出口的冷卻水予以補充。冷油器冷卻水出口溫度為25℃—30℃，可以抵制塔盆的結凍。但是當室外環境溫度低于-20℃以下時，6#、7#汽輪機同時投入供熱運行，對應的水塔也處于停運狀態，從熱網供水母管上引接1根φ159管道，將流量約60t/h，70℃的高溫水注入靜止的塔盆，做為塔盆的調溫水。

三、系統存在的問題

循環水泵出口被強制節流運行，必然導致廠用電量增加，約損失電量300kw/h。以60t/h、70℃熱水不間斷送入冷卻水塔防凍，水塔蓄水溢流，每年損失熱量：式中△g—水塔防凍熱水流量60（t/h），t—流入水塔熱水溫度70（℃），d—機組低真空停運水塔天數150（day），h—24小時，每年丟失水量： 。

四、改造方案

（一）循環水系統運行調整數據分析

6、7#汽輪機純凝汽運行時，凝汽器入口循環水壓力偏高，循環水泵處于節流運行狀態，存在能源損耗。對6#、7#機純凝汽運行時改變循環水泵運方式，得出循環水泵組的參數變化，表明同時投運2臺循環水泵時汽輪機的循環水量有一定的富裕度，只投運1臺循環水泵，各臺機組的出力下降了8%、真空度下降5kPa、熱量損失也有不同程度的增加，同時機組的安全可靠性降低。

（二）循環水系統改進方案

根據對循環水系統運行調整數據分析，將6#、7#汽輪機的循環水系統進行并聯改造，將4臺循環水泵投運其中3臺，最小循環水總流量10600t/h，比6#、7#汽輪機只投運單臺循環水泵時合計流量7800t/h增加2700t/h，可滿足6、7#汽輪機并列運行時凝汽器的冷卻水量，并能滿足汽輪機組在額定工況下運行，所以4臺循環水泵具備并列運行條件。

（三）水塔系統改造方案

6#汽輪機、7#汽輪機同時低真空運行供熱期間，其中1臺處于靜止狀態水塔塔盆存水為了預防凍結，要消耗60t/h、70℃采暖熱水，每年排掉工業水21.6萬t，排掉熱量63304GJ。為了回收因防止塔盆結凍而損失的水資源和熱能，最有效的途徑是將2臺冷卻塔的塔盆合為一體，將1個塔盆的積水外排做為熱網補水，另1塔盆接納外來補充水（冷油器冷卻水），使兩個塔盆在同時處于低速流動的同時，又得到熱量的補償。

將6#機冷卻塔塔盆與7#機冷卻塔塔盆的DN600的排污管道進行聯通，兩塔盆聯通管之間加裝一隔斷閥，在冬季6#、7#汽輪機同時低真空供熱運行期間將隔斷閥開啟，使2臺機組的塔盆聯通，當采用其他運行方式時，將隔斷閥關閉，恢復各汽輪發電機組循環水系統獨立封閉運行。

當6#汽輪機、7#汽輪機同時供熱，如果啟動7#汽輪機組的熱網補給水泵運行，將7#汽輪機組冷卻水塔塔盆積水做為熱網補水時，將冷油器冷卻水排入6#汽輪機冷卻水塔的塔盆；反之，將冷油器冷卻水排入7#汽輪機冷卻水塔的塔盆。該方案即可解決冬季汽輪機冷卻水塔停運后塔盆的防凍問題，又可節省水資源和熱能的損失。

五、系統更改后運行情況

系統改進后對6#、7#機純凝汽運行時改變循環水泵5種不同組合的投運試驗，表明6#、7#機純凝汽運行時采用循環水泵并聯運行方案，完全可以投入其中3臺，任意停運其中1臺循環水泵，做為備用設備。采用3臺循環水泵并聯運行，機組的熱效率基本不受影響，不僅每年可以節約151.2萬kwh廠用電，而且為6#、7#汽輪機組提供了可靠的備用設備，有利于對4臺循環水泵進行維護、檢修，并能夠保持各臺設備均能在健康狀態下運行。

六、結論

赤峰熱電廠對A廠6#、7#機組循環水系統、冷卻水塔水系統改造方案據歷經13年的運行，得出每年可節約水資源216萬t，節省熱損失5840GJ，節約廠用電量151.2萬kwh。

參考文獻

[1]汽輪機設備及其系統，中國電力出版社。

[2]工程熱力學，人民出版社。

[3]汽輪機變工況熱力計算，中國電力出版社。

（作者單位：赤峰熱電廠）