上汽N600-24.2/566/566超臨界機組停運后運行優化節能探索

唐勇強

【摘 ?要】大唐湘潭發電有限責任公司600MW機組采用上海汽輪機廠生產的N600-24.2/566/566超臨界凝汽式汽輪機。機組停運后，由于汽輪機本體疏水及抽汽管道疏水開啟，大量余熱、余汽進入凝汽器。為了保護汽輪機低壓缸葉片及凝汽器，避免汽輪機葉片和凝汽器冷卻管道過熱損壞，機組停運后直至鍋爐帶壓放水前，需一直維持凝結水泵、循環水泵運行，為低壓缸轉子、疏水擴容器和凝汽器提供減溫和冷卻水。直至鍋爐帶壓放水后，開啟汽機側主汽管及甲乙側疏水管道疏水，疏水完畢后才可停運凝結水泵和循環水泵運行。在現有設備的情況下，不經過改造，通過運行優化調整，采取措施可以實現提前停運凝結水泵，通過凝補水泵來實現低壓缸噴水減溫，提前停運循環水泵，通過臨機循環水或者沖洗水泵來提供循環冷卻水。在保障機組安全運行的前提下，大幅節約了廠用電。

【關鍵詞】優化調整;減溫冷卻;節能

1前言

大唐湘潭發電有限責任公司3、4號汽輪機為上海汽輪機廠生產的超臨界、單軸、三缸四排汽、一次中間再熱、凝汽式汽輪機，型號為N600-24.2/566/566。

機組安全設計要求，低壓缸排汽、疏水擴容器溫度需控制在80℃以下，溫度到達80℃時，需開啟噴水減溫來控制溫度，保證低壓缸轉子葉片不過熱和變形。凝結水和循環水溫需控制在60℃以下，避免凝汽器鋼管脹開、變形和漏水。低壓缸噴水系統向雙流低壓缸兩端噴水環的噴嘴提供凝結水，凝結水能使離開汽輪機末級葉片的蒸汽，在進入低壓缸排汽室之前降低溫度。機組停運后，大量汽機本體疏水排向低壓缸凝汽器，過高的排汽溫度，必須控制排汽溫度在合格范圍內，否則過高溫度引起熱變形和過度差脹所造成的摩擦，會使得金屬脫落并削弱轉動部件，如鉚釘、圍帶等，最終將發生損壞。排汽溫度過高還會使凝汽器冷卻水管因受膨脹產生松弛、變形甚至斷裂。凝汽器疏水擴容器溫度高，對疏水擴容器各管道也會造成影響，甚至損壞影響機組真空。

因此，機組停運后較長時間內，必須維持一定量的凝結水和循環冷卻水做低壓缸噴水減溫和凝汽器疏水擴容器、凝汽器鋼管冷卻使用。按機組原有設計模式，需要凝泵和循泵長期運行，導致機組停運后耗費大量電力，600MW機組在現有設備的基礎上，通過運行優化調整，可以在保證機組安全的前提下，提早停運凝結水泵和循泵等大量功耗大的電機運行，大量減少電力損耗。

2運行優化調整思路

大唐湘潭發電有限責任公司600MW超臨界機組，均布置有兩臺凝結水泵，一臺變頻運行，一臺工頻備用，凝結水經凝結水泵出口至疏擴減溫水、低壓缸噴水、低壓缸水幕保護。還布置有三臺凝補水泵，凝補水泵出口壓力可達0.5Mpa，其正常做凝汽器補水使用，通過合理倒換操作，可以通過除鹽水至鍋爐上水這一路徑，將除鹽水返送至凝結水管道，做疏擴減溫水、低壓缸噴水、低壓缸水幕保護用，在關閉除氧器上水門后，凝補水泵供水也可以達到低壓缸噴水減溫和噴霧、疏擴減溫水所需要的壓力。滿足各噴水減溫用戶的需求，同時通過開啟凝汽器海底放水門，實現對凝汽器水位進行控制，保障機組停運后的安全。

600MW機組單機停運后，通過臨機循環水供應循環冷卻水，機組雙停后通過沖洗水泵向本機循環水母管注水的方式，可以維持停機凝汽器循環水進口壓力在0.03Mpa以上，滿足停機后循環水及其用戶的需求，確保機組停運后凝汽器及冷卻設備所需要的冷卻水。

3運行優化調整前后對比

通過機組停運后的多次現場實際試驗和調整，可以實現在單機停運后，即停運本機側循泵，靠臨機提供循環水，停機4小時后，及時停運凝結水泵，將低壓缸噴水、水幕噴水、凝汽器疏擴減溫水切換至凝補水泵運行，低壓缸排汽溫度及疏水擴容器溫度能控制在運行允許值以下，保障了機組的安全，同時凝結水泵停運后即可以停運開式水泵，通過循環水靜壓向開式水系統補水降溫。雙機均停運8小時后，可停運循環水泵，沖洗水泵向循環水母管注水來提供冷卻水。通過運行優化調整，大大提前了凝結水泵、開式水泵、循環水泵停運時間，大幅節約了廠用電。

2018年6月7日23：59分，4號機組解列，3號機小修，二期全停。機組停運后，維持42號凝結水泵變頻運行。

2018年6月8日04：00分，停運42號凝結水泵，同時停運開式水泵，通過凝補水泵向低壓缸及疏水擴容器噴水減溫，運行43號凝補水泵，功率8KW，維持低壓缸噴水壓力在0.3Mpa以上，實現了噴水減溫的效果，低壓缸排汽溫度控制在低于65℃，疏擴溫度控制在低于45℃。在達到噴水減溫效果的同時，每小時可以節約電量402Kw.h。

2018年6月8日08：20分，停運循環水泵（功率2200KW），啟動兩臺沖洗水泵（功率100KW）向4號機循環水母管和凝汽器注水，維持4號機循環水進水壓力不低于0.03Mpa，循環水出水溫度低于35℃，凝汽器疏擴溫度低于65℃。在達到減溫、冷卻的同時，每小時可以節約電量2000Kw.h，節能效果明顯。

通過常規和運行優化調整后的減溫方式的對比，最終都能實現減溫、冷卻的效果，目前我廠600MW機組停運后，至鍋爐帶壓放水，至少需要70個小時，運行優化調整后，可提早停運凝結水泵66小時左右，提早停運循環水泵62小時左右，不但給機組安全帶來了保障，還能創造了較好的節能效果。

4總結

大唐湘潭發電有限責任公司通過技術創新，在保障機組安全的前提下，不斷尋求節能降耗的空間。通過實踐和摸索，優化運行調整方式，成功探索出600MW機組停運后，通過運行優化調整，提前停運凝結水泵、循環水泵這樣的大電機，通過運行凝補水泵、沖洗水泵這樣的小電機，在滿足停機后所需減溫水、冷卻水同時，創造了較好的經濟效益，降低了停運機組的廠用電。目前我廠600MW機組每次停運，通過運行優化調整后，能節約15萬度電，上網平均電價按照0.458元/度，節約成本6.9萬元。按每年機組停運10次計算，年平均節約70余萬元。

參考文獻：

[1] 陳樂華，等.超臨界汽輪機結構系統說明書.上海汽輪機廠，2003.07

[2] 周懷春，等.汽輪機設備及系統節能.上海汽輪機廠，2008.03

（作者單位：大唐湘潭發電有限責任公司）