淺談火電廠開式水泵系統季節性停運改造

于洪軍

（國電石橫發電有限公司，山東 肥城 271621）

1 系統介紹

國電石橫發電有限公司三期5#、6#機組是上海汽輪機廠K156 型產品，2007 年投產，2010 年進行了供熱改造，循環水系統為閉式供水方式，冷卻方式為自然通風冷卻塔冷卻，水源為地下水和黃河水。開式循環冷卻系統冷卻水由循環水至凝汽器入口電動門前的管道接出，經開式泵升壓后與其用戶交換熱量，回水接至凝汽器循環水回水電動門后管道。開式泵所配電動機：功率220kW，電壓6000V，電流26.4A，額定流量1800m3/h。其用戶主要包括閉式水熱交換器、真空泵工作水冷卻器，均為板式冷卻器，如圖1 所示。

圖1 原開式水系統圖

2 開式水泵冬季停運可行性研究

2010 年供熱改造，汽輪機采用從中、低壓缸的聯通管道開孔，引出供熱管路，同時在聯通管上加裝調整蝶閥實現供熱抽汽。一般汽輪機額定負荷下通過聯通管進入低壓缸的進汽量約為600t/h，冬季供熱抽汽后，抽汽量一般在200t/h 左右，進入低壓缸的進汽量減少，雖然循環水泵已倒至低速運行，但仍然使循環水溫度維持在較低水平。根據統計數據，每年冬季供熱期間，開式水溫度一般在10℃以下。因其水溫較低，閉式水熱交換器需要的開式水量較少，一般為了維持閉式水溫在25～30℃以利于各閉式水用戶的溫度調節，經常需關閉式水熱交換器開式水側出入口門，這樣不但增加了開式水系統閥門的節流損失，而且使開式泵的流量與功率嚴重不匹配，造成了電量的大量浪費。因此，冬季機組供熱期間開式水泵基本具備停運條件。

3 開式水泵停運改造

3.1 真空泵冷卻水系統改造

針對真空泵工作水冷卻器，由于真空泵工作水溫度對真空泵的出力影響較大，真空泵運行過程中必須保證足夠的冷卻水量和冷卻水壓力，但若開式水泵停運后，雖然可以保證冷卻水流量，但壓力偏低，會對真空泵工作水溫度產生較大影響。對此問題我們就近從水源井補水管路上引出一路冷卻水，經2 臺互為備用的管道增壓泵升壓后供給真空泵工作水冷卻器，如圖2。

圖2 真空泵冷卻水系統改造后的開式水系統圖

3.2 系統邏輯改造

（1）加裝真空泵工作水溫度DCS 測點。為了便于對真空泵工作水溫的連續監視，安裝了真空泵工作水就地測溫元件，利用該元件將工作水溫度上傳至DCS 系統，實現運行人員遠方連續監視。

（2）增加管道增壓泵聯鎖。管道增壓泵的啟停方式由就地接至DCS 畫面，分別設置了“真空泵工作水溫度高備用增壓泵泵自啟”和“運行增壓泵跳閘備用泵自啟”聯鎖保護，同時設置了相關光字牌報警。

（3）解除開式泵與其出口門間的相關聯鎖。將開式泵停運聯關出口門的聯鎖解除，保證開式泵停運后其出口門保持在開位，并且在出現緊急情況時開式泵能迅速啟動，提高開式水運行方式改變后的安全性。

3.3 開式水運行方式調整

根據石橫公司三期開式水系統的相關改造，結合系統冬季運行工況，通過認真分析與研究,正常運行中真空泵工作水冷卻器冷卻水由開式水倒至管道增壓泵供水。開式泵全停后，將開式泵進出口門全開，保持閉式水熱交換器開式水側進出口門全開，利用循環水系統的供水經開式泵內過流對閉式水進行冷卻。

4 改造效果

開式水泵全停后，通過全停后連續10 天的運行數據觀察（表1）可以看出，閉式水溫度基本維持在30℃以下，各閉式水用戶溫度調節正常。真空泵工作水溫度基本維持在24℃左右。從機組真空參數變化趨勢來看，真空泵出力正常，并未受到真空泵工作水溫度變化的影響。

表1 開式泵停運后相關參數統計表

5 效益檢查

按石橫公司三期雙機開式水泵冬季停運100 天計算，開式泵功率為220kW，真空泵供水管道增壓泵功率11kW，在整個開式泵停運期間節約電量約為50 萬kW·h，創造經濟效益約21 萬元。開式水泵停運后，相當于增加了凝汽器循環水量，凝汽器真空增加了0.02kPa，相當于發電煤耗降低了0.06g/kW·h。

6 結語

石橫公司三期開式水系統改造后，運行效果表明，北方寒冷地區，特別是中排供熱機組季節性停運開式泵是可行的，節能效果顯著。由于技改方案簡單，現場施工方便，投資小，收益高，改造方案可以推廣使用。