單機(jī)運(yùn)行循泵節(jié)能優(yōu)化運(yùn)行研究

（上海外高橋發(fā)電有限責(zé)任公司，上海 200137）

近年來，某電廠機(jī)組使用時(shí)間每年減少。2017年，機(jī)組單機(jī)的工作時(shí)間占比為34%，未來機(jī)組單機(jī)的運(yùn)行時(shí)間可能會有所延長。在此情況下，要保證機(jī)組的運(yùn)行安全，以及運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)和環(huán)保性。近年來，關(guān)于廠用電節(jié)省能源、減少工耗以及改善質(zhì)量管理是關(guān)鍵研究方向。分析某電廠機(jī)組2017年的循泵數(shù)據(jù)資料可知，單機(jī)運(yùn)行的情況下，循泵長用電率較高。所以，發(fā)電部要求QC小組圍繞單機(jī)組運(yùn)行循泵的經(jīng)濟(jì)性，開展運(yùn)行分析和實(shí)際調(diào)整試驗(yàn)，通過質(zhì)量管理，尋求突破，降低廠用電率，改進(jìn)和提高火電生產(chǎn)運(yùn)營管理水平和經(jīng)濟(jì)效益。

1 單機(jī)運(yùn)行循泵廠用電率現(xiàn)狀

根據(jù)分析國電投300MW機(jī)組各領(lǐng)先機(jī)組的數(shù)據(jù)，進(jìn)行年度廠用電率比較：我廠2017年廠用電率6.81%，循泵廠用負(fù)荷占比14.1%。如將循泵廠用電率由14.1%下降至先進(jìn)機(jī)組水準(zhǔn)的11.2%，廠用電率將從6.81%下降到：6.81%-（14.1%-11.2%）/11.2%=6.48%，預(yù)計(jì)可以使總廠用率下降0.33%左右，對降低廠用電率有顯著的效果。

部門要求在單機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)下，保證機(jī)組安全、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，降低循泵的廠用電率。小組以先進(jìn)電廠為準(zhǔn)，制定活動目標(biāo)，使總廠用電率從6.81%下降到6.48%。

2 用電率偏高原因分析

（1）葉輪磨損嚴(yán)重。循泵葉輪磨損將影響泵的工作效率，使其工作效率下降，從而使循泵的用電量上升。通過檢修時(shí)對各臺停運(yùn)循泵的檢查，發(fā)現(xiàn)循泵葉輪磨損均在正常范圍內(nèi)。并且在機(jī)組大小修時(shí)檢修會定期檢查和更換循泵葉輪，以保證循泵葉輪的正常工作，因此，葉輪磨損嚴(yán)重為非要因。

（2）電機(jī)性能下降。小組對循泵電動機(jī)進(jìn)行了檢查，發(fā)現(xiàn)其運(yùn)行電流與設(shè)計(jì)值相匹配。在同樣的工況下，查閱歷史數(shù)據(jù)曲線，電流數(shù)值變化不大。并且定期對電機(jī)檢修和維護(hù)。因此電機(jī)性能下降為非要因。

（3）葉角調(diào)節(jié)頻次低。通過調(diào)取單機(jī)循泵用電率高點(diǎn)與低點(diǎn)，可知葉角角度越大，循泵電流越大，循泵廠用電率越高。通過查閱機(jī)組運(yùn)行時(shí)葉角調(diào)整的頻率，發(fā)現(xiàn)一天潮位變化時(shí)，運(yùn)行人員在潮位低時(shí)進(jìn)行調(diào)整，保證循環(huán)水母管壓力正常，每天調(diào)整2次。調(diào)整頻次也沒有相關(guān)的命令通知。循泵電流沒有與潮位時(shí)刻匹配，即循泵葉角角度沒有與潮位時(shí)刻匹配，葉角調(diào)節(jié)頻次低，葉角調(diào)節(jié)存在優(yōu)化空間，因此葉角調(diào)節(jié)頻次低為要因。

（4）未及時(shí)調(diào)整凝汽器循出門。正常情況下，夏季（江水溫度高于19℃），運(yùn)行機(jī)組凝汽器循出門開至100%；冬季（江水溫度低于19℃），運(yùn)行機(jī)組凝汽器循出門關(guān)至50%，備用循泵自動投入。根據(jù)江水溫度變化，部門出臺相應(yīng)的命令通知及時(shí)調(diào)整循泵的運(yùn)行方式，運(yùn)行人員嚴(yán)格按照規(guī)定執(zhí)行。可知未及時(shí)調(diào)整凝汽器循出門為非要因。

（5）單機(jī)循泵運(yùn)行方式單一。單機(jī)運(yùn)行時(shí)為了保證機(jī)組運(yùn)行安全，我們還是采用“單機(jī)兩泵”運(yùn)行方式。對比“二機(jī)三泵”運(yùn)行方式，在“單機(jī)兩泵”運(yùn)行方式下，單臺機(jī)組循泵日平均用電量較大，廠用電率也明顯上升。調(diào)查各季度單機(jī)工況下循泵運(yùn)行記錄臺賬，發(fā)現(xiàn)單機(jī)工況下，循泵運(yùn)行方式未隨季節(jié)改變，由此可知，單機(jī)循泵運(yùn)行方式單一為要因。

另外，小組查閱歷史數(shù)據(jù)并就地確認(rèn)，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)運(yùn)行正常，指令與反饋匹配。并且，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)檢修維護(hù)及時(shí)，檢修后經(jīng)校驗(yàn)合格才允許投用。因此，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)性能不佳為非要因。

3 單機(jī)運(yùn)行循泵節(jié)能優(yōu)化運(yùn)行對策

單機(jī)循泵運(yùn)行方式單一，本次單機(jī)運(yùn)行循泵節(jié)能優(yōu)化主要在于改變運(yùn)行方式，冬季低負(fù)荷采用單機(jī)單泵，其他情況，仍采用單機(jī)兩泵運(yùn)行方式。

（1）單循泵運(yùn)行跳閘試驗(yàn)，驗(yàn)證單循泵安全性。試驗(yàn)1：時(shí)間為2月9日，1號機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)為：循泵1A工作中，葉片角度為+6度，電流為145A，使用2B作為備用循泵。手動關(guān)閉循泵1A，當(dāng)循環(huán)水主管內(nèi)的壓力低于30kPa是再獨(dú)立啟動循泵2B，將葉片角度調(diào)整到+6度，電流調(diào)整為144A。

1號機(jī)組冷凝器循環(huán)水入口處的壓力應(yīng)有所降低，根據(jù)工況這里從54kPa調(diào)整到備用泵恢復(fù)啟動后的45kPa，在此期間，機(jī)組冷凝器循環(huán)水入口處的壓力在23:51:33-23:52:25的58秒時(shí)間內(nèi)，應(yīng)低于0kPa。52MW的的負(fù)荷調(diào)低到51MW，背壓應(yīng)相對調(diào)高，從3.2上調(diào)到3.4kPa。分析以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，如果機(jī)組在單機(jī)運(yùn)行狀態(tài)下，單循泵因跳閘關(guān)閉，則可以移動備用的循泵，并且可以快速恢復(fù)循環(huán)水的壓力而不影響設(shè)備的安全操作。測試數(shù)據(jù)是操作部門的一個(gè)很好的參考資料，并為單機(jī)的單循泵操作提供了操作依據(jù)。

（2）單機(jī)單循泵試運(yùn)行，檢查單循泵經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。試驗(yàn)2：時(shí)間為3月3日，3號機(jī)組開始單機(jī)運(yùn)行，單元負(fù)載為200MW，退出機(jī)組的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，啟動3B、4B循泵。并開始單機(jī)單循泵試運(yùn)行，停用4B循泵，將其作為備用，此時(shí)江水溫度為18℃，開度達(dá)到50%。泵停止前后的一對穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)，如表1所示。

表1 試驗(yàn)二數(shù)據(jù)表

停用循泵4B后，在機(jī)組參數(shù)平穩(wěn)后，調(diào)節(jié)泵葉角的工作角度以提高生產(chǎn)率。在停泵之前和后，機(jī)組的背壓通常是穩(wěn)定的，并且循環(huán)水的溫度也是穩(wěn)定的。

測試數(shù)據(jù)的計(jì)算：單泵節(jié)省能耗，改變真空會降低設(shè)備的功率。表中顯示了轉(zhuǎn)換日耗能量的參數(shù)，單泵的運(yùn)行天數(shù)統(tǒng)計(jì)參數(shù)平均日負(fù)荷為200兆瓦，可知參數(shù)沒有明顯變化下，背壓增加0.3kPa，這會增加煤的消耗0.71g/kW·h，而且降低每日的發(fā)電量，月10,500kW·h。在使用單泵運(yùn)行的當(dāng)天，該站的功耗系數(shù)降低了0.4%（雙泵功耗1.05%，單泵功耗0.65%），每日節(jié)能量約為19,000千瓦時(shí)。由此減少的能耗比每日減少的發(fā)電要高，由此可知，在200兆瓦的條件下，使用單泵運(yùn)行科一減少電廠成本。

試驗(yàn)三：在200MW、230MW、250MW不同工況下，收集數(shù)據(jù)，對比該工況下單機(jī)單循泵運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。

對比雙泵運(yùn)行和單泵運(yùn)行在高負(fù)荷區(qū)間參數(shù)，負(fù)載超過200兆瓦時(shí)，泵節(jié)能裝置的能耗不會發(fā)生顯著變化，每日大約為2～2500千瓦時(shí)，運(yùn)行條件為230兆瓦，單循環(huán)泵會影響冷凝器的容量。冷端性能的降低會使月發(fā)電量減少，約為2.2～280萬KWh，250MW的發(fā)電量在運(yùn)行條件下，發(fā)電量減少約30,000kWh以上。因此，單循泵運(yùn)行環(huán)境超過230兆瓦。冷端性能下降減少發(fā)電量>節(jié)省廠用電量，單循泵運(yùn)行方式不經(jīng)濟(jì)。由此可知冬季單機(jī)組運(yùn)行，負(fù)荷230WM以下，采用單機(jī)單循泵運(yùn)行方案能取得更好的經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)語

綜上所述，對冬季單機(jī)運(yùn)行循泵運(yùn)行方式進(jìn)行調(diào)整，降低了循泵廠用電率，提高了經(jīng)濟(jì)效益，達(dá)到了預(yù)期效果。因此，可以以該區(qū)域的季節(jié)特性和負(fù)荷曲線為基礎(chǔ)，進(jìn)行在不同環(huán)境下的循泵運(yùn)行方式選擇，由此降低裝置重要的輔助機(jī)電消耗高情況，與此同時(shí)，它還可以為相同類型的設(shè)備運(yùn)行墨汁的制定提供一定借鑒。