一種開式水系統節能方式的應用

趙天錦 韓超 王旭文

摘 ?要： 我司采用“大開式水”冷卻系統，開式水回水至循環水回水管道，回水阻力大造成開式水泵揚程高，耗能較高，僅有發電機氫氣冷卻器必須采用開式水泵出口壓力方可冷卻，其余換熱設備均可采用循環水直接進行冷卻，導致廠用電浪費嚴重，開展開式水系統改造活動，提高機組開式水系統運行經濟性，降低廠用電率。

關鍵詞： 開式水系統改造

0. 前言

系統設備概述：

我司每臺機組共設置2臺開式循環冷卻水泵，其中1用1備，2臺機組共4臺開式循環冷卻水泵;開式循環冷卻水泵輸送介質取自循環水泵出口。開式水經開式循環冷卻水泵加壓后，進入開式循環冷卻水系統。

發電機氫氣冷卻器標高20m（最高），開式水回水至循環水回水管道，與循環水一同至冷卻塔冷卻。

開式循環冷卻水泵進水取自凝汽器循環冷卻水每臺機組配置2臺100 %容量的開式循環冷卻水泵，1臺運行，1臺備用

型式： 臥式離心式

開式循環冷卻水泵型號：500S22

1. 改造前的現狀存在問題

賀州項目采用“大開式水”冷卻系統，開式水回水至循環水回水管道，回水阻力大造成開式水泵揚程高，其中#1機運行電流約為293A，#2機運行電流約為275A，耗能較高，僅有發電機氫氣冷卻器必須采用開式水泵出口壓力方可冷卻，其余換熱設備均可采用循環水直接進行冷卻，導致廠用電浪費嚴重，為減少這種損失，對開式水系統進行優化改造，以達到提高機組開式水系統運行經濟性，降低廠用電率。

2. 改造原理及方案

通過系統分析及現場察看，存在兩個問題：

一是發現開式水系統用戶除氫氣冷卻器標高較高在20m（最高）左右，必須采用開式水泵升壓才能達到冷卻效果外，其余各冷卻器均在汽機房0m層，其水阻均小于凝汽器，均可采用循環水自然冷卻，這為開式水系統節能改造提供了必要條件。

二是開式水回水至循環水回水管道，因回水阻力較大，造成開式水泵的揚程設計較高，改造時需考慮以免造成通過循環水自流一路的回水問題。

只要有效解決氫氣冷卻器一路的冷卻用水，包括氫氣冷卻器、密封油冷卻器、凝泵電機冷卻器的冷卻用水，其余各冷卻器均可通過循環水自身的流量、壓力滿足冷卻效果，即可達到停運開式水泵，實現降低廠用電的目的。

首先對開式水流量的裕量進行核算，通過循環水進水流量與凝汽器冷卻水流量相比得出循環水供開式水系統的流量，與開式水系統冷卻水高溫時段的流量對比，對比后發現滿足流量使用要求。

通過圖紙查閱氫氣冷卻器一路冷卻水用量的設計流量以及現場實測流量，將具體數據提供給水泵廠家進行核算選型，最終發現在發電機氫氣冷卻器供水管道上增加一臺軸功率為90KW的升壓泵即可滿足用戶供水要求，同時另接一路回水管道引接至本機冷卻塔池，滿足回水要求。

改造方案：

將開式水系統除氫氣冷卻器、密封油冷卻器、凝泵電機冷卻器外的其它換熱設備的回水管道引接至冷卻塔塔池，降低開式水回水阻力，在氫氣冷卻器入口管道增加一臺功率為90KW的管道升壓泵長期運行，正常運行時，停運開式水泵，關閉旁路蝶閥，達到節能的目的，特殊情況下，打開旁路蝶閥，停運升壓泵，投入原開式水泵即可，具體見附圖。

3. 改造項目運行及效益現狀及對比情況

改造前的開式水泵運行狀況如下圖所示：

改造后的新增開式水泵狀況如下圖所示：

從圖中可以看出，改造前開式水泵運行電流按290A計算，軸功率為290A╳380V╳1.732╳0.85≈162KW/h，新裝開式水泵軸功率按設計值90KW計算，預期節能約為162KW/h-90KW/h≈72KW/h，運行時間按8600小時計算：

#1、#2開式水系統改造年節約生產成本：

72KW/h╳2╳8600小時╳0.4≈49萬元（兩臺機投入約45萬，一年內即可收回投入成本）

非經濟效益：

系統優化后，新增了一臺高效節能水泵做為主泵，系統由一運一備，變為一運兩備，既降低了廠用電率，又提高了開式水系統的靈活性及穩定性。

4. 結論

此種開式水系統節能方式在系統改造后能保證機組安全穩定經濟運行，具有很好的節能效果。投運后基本在1年內收回成本，經濟效益明顯，可作為一種開式水系統運行節能的一種參考。

參考文獻

[1] 循環水及開式水設計圖紙，中南電力設計院。

[2] 凝汽器說明書，東方汽輪機廠。

[3] 500S22說明書，長沙水泵廠

作者簡介：

趙天錦（1985- ?），男，工程師，本科，華潤電力（賀州）有限公司，汽機高級師