電廠循環水泵電機雙速改造的技術應用和節能分析

中國華電集團 山東公司 華電萊州發電有限公司 山東 萊州 261400

正文：

1 華電萊州發電有限公司1050MW機組循環水系統簡介

華電萊州發電有限公司兩臺1050MW燃煤汽輪發電機組。汽輪機為超超臨界、一次中間再熱、單軸四缸四排汽、凝汽式，設計額定功率1050MW。凝汽器設計為雙殼體、雙背壓、單流程。循環水系統采用以海水為水源的直流供水系統，采用單元制。循環水系統配置情況：一臺機組配置一個取水口、一條引水溝道、三套循環水泵組、一條DN3800循環水壓力供水管道、一條DN3800循環水排水管道、一條循環水排水溝和一套尾水水輪發電機組。循環水泵型式：立軸、固定轉速、固定葉片、單級混流泵，型號2000VZNM，設計流量9.88m3/s，設計揚程17.3m，轉速331/298r/min。循環水泵電機型號（改造后）：YKSLD2500/1823-18/20，額定轉速331/298r/min，功率因數0.78/0.74，效率93.5/92.5%，額定功率P=2500/1823kW。

2 循環水泵節能前景與改造方式的選擇

華電萊州發電有限公司地處山東省萊州市渤海灣畔，海水溫度全年平均12.7℃，其中夏季（7，8，9月）平均溫度23.8℃，春秋季（5，6，10，11月）平均溫度15.5℃，冬季（1～4，12月）平均溫度3.7℃。當初春、秋末和冬季海水溫度較低時，兩臺定速循環水泵的運行方式將導致機組真空過高，超過了最佳真空，導致極大的電量浪費，甚至當冬季海水溫度低、機組負荷低時，機組真空值已經超過極限真空，反而降低了機組經濟性和安全性，改造循環水系統迫在眉睫。

改造前海水溫度、機組負荷與真空比較：

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目前國內電廠輔機節能改造方案主要有以下幾種：

①加裝高壓變頻器 ②由電動機驅動改為汽輪機驅動

③加裝永磁調速裝置 ④進行葉輪葉片的工作曲線在線調節

3 雙速電機循環水泵的節能分析

經過雙速電機改造后，電廠循環水系統的運行方式發生了變化。夏季或其他負荷高、海水溫度高的月份中，循環水系統三臺循環水泵均為高速。冬季負荷低、海水溫度最低的月份中，循環水系統有兩臺低速循環水泵運行、一臺高速循環水泵備用。剩余海水溫度較低的月份中，保持一臺低速循環水泵運行、一臺高速循環水泵運行、一臺高速循環水泵備用。

3.1 節能計算

下表為全年萊州灣海水溫度水平與改造后循環水泵運行方式：

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從上表看出，經雙速電機改造后節省的電量為循環水泵運行方式為高低速運行和雙低速運行時節省的電量，計算如下：

ΔW=ΔP×t=sqrt(3)*U*( cosφ高*I高-cosφ低I低)*t

=1.732*10.5*(145*0.78-130*0.74)*t=307.3434*8180.4

≈251.42萬kWh

計算結果表明，每年每臺機組的循環水泵經過雙速電機改造后可節省約251.42萬度電，這是非?？捎^的。

3.2 對凝汽器膠球清洗裝置的電耗影響

因低速循環水泵出口壓力降低，導致凝汽器膠球清洗裝置收球困難，經統計平均每天增加兩小時收球時間。因此多消耗的電量為：

W膠球=2*q膠球*t =2*11*（172+57）*2 =10076kWh

3.3 對尾水發電站的電量影響

華電萊州發電有限公司設置以循環水排水為動力的尾水發電站，共兩臺機組。正常運行方式為一臺尾水機組運行一臺尾水機組水輪機沖轉備用。當兩臺機組同時運行時，無論循環水系統何種運行方式均可滿足尾水發電站正常運行方式，且水輪機發電量不受循環水量影響；而當一臺機組運行一臺機組檢修時，無論循環水系統何種運行方式其循環水量均無法滿足尾水發電站正常運行方式，只能保持兩臺尾水機組水輪機沖轉備用。

4 雙速電機循環水泵的安全分析和經驗探討

循環水泵經雙速電機改造后主要可能出現以下幾個問題。

①循環水壓力降低，無法滿足凝汽器冷卻水水室充滿度

②循環水壓力降低，膠球收球困難，堵塞凝汽器冷凝管

經實際運行測算，兩臺低速泵運行時，循環水母管壓力約為70kPa，凝汽器冷卻水進水水室液位高度顯示為低于最高高度40cm，滿足運行條件。

而對于循環水流速低收球困難，一方面可以增加收球時間，另一方面，可以在低負荷期間，通過截流循環水出口蝶閥提高循環水壓力和流速，進行收球。實際運行來看，此方法簡便可行。

5 總結與展望

輔機節能是電廠運營的重要課題，而華電萊州發電有限公司對循環水泵電機雙速改造方案經討論設計定型直至實際應用，取得了很好的節能效果。經計算，節能效益突出，運行簡便可靠，是輔機節能新的思考方向，值得推廣，具有很大的社會效益。

對于單元制機組，循環水系統還有很多節能方向，例如海水溫度低時，三臺循泵向兩臺機組供水，形成單元機組循環水母管制；在安全可靠的條件下，試驗單臺高速泵對一臺機組供水；泵的選型也可以多樣化，兩大一小的方式可以使泵的效率更高；降低凝汽器的安裝高度等。當然，這些設想還有待于進一步的設計計算和安全性試驗。