660MW燃煤機組凝結水系統運行方式優化

黎乃斌 姚永良

摘要：介紹了某660 MW機組凝結水系統在運行方式上存在的問題，提出了改進優化的主要著力點，解決了優化過程中所遇到的難點，最終提高了該凝結水系統運行的可靠性及經濟性，實現了機組的挖潛增效，對于實現節能減排具有一定的實踐意義。

關鍵詞：凝結水系統;優化;挖潛增效;節能減排

0? ? 引言

隨著電力體制改革的不斷深入以及國家對于火電去產能政策的逐步實施，火電機組面臨著前所未有的挑戰。眼下火電機組已不比從前，已經完全實現由帶基礎負荷到全面參與調峰調頻的歷史性轉變，火電廠要提高自身參與調峰調頻的靈活性，對于自身設備運行的穩定性有著苛刻的要求，而要想在激烈的電力市場競爭中生存，單靠穩定性顯然是不夠的，還需要確保運行的經濟性。本文重點對某電廠凝結水系統中凝結水泵、低加疏水泵的運行方式進行的優化以及優化所帶來的效果進行分析。

1? ? 凝結水系統運行方式優化的背景

某電廠凝結水系統是將汽輪機低壓缸排汽凝結后通過凝結水泵經低壓加熱器送至除氧器，同時還向低旁、軸封減溫器、汽機A/B疏水擴容器、汽機雜用水等提供減溫、冷卻用水，并向定子冷卻水系統補水;每臺機組配置2臺100%容量的凝結水泵，一臺運行，一臺備用，A凝結水泵配有一套變頻裝置，可采用變頻或工頻運行，B凝結水泵工頻運行，原則上A凝結水泵變頻運行，B凝結水泵工頻備用。每臺機組配備2臺100%容量低加疏水泵組，各配置有變頻調速裝置，一臺運行，一臺備用。低壓加熱器正常疏水逐級自流至6號低壓加熱器經低加疏水泵至5號低加凝結水進口。投產至今，機組正常運行中無論帶多少負荷，其A凝結水泵出力基本都維持在≥2.6 MPa運行，低負荷時除氧器上水調節閥的開度甚至低至40%以下，節流損失極大。運行的低加疏水泵出力也基本維持在1.8 MPa，其出口母管調節閥開度最低至30%以下，最高不過60%。

2? ? 凝結水系統運行方式優化的必要性

（1）A凝結水泵、低加疏水泵出口壓力均不會自動變化，變頻調速形同虛設。優化之前的A凝結水泵、在運低加疏水泵無論負荷如何變化，其出口母管壓力均不會自動調節（圖1），如需調整則需要人工給定壓力值，其變頻器的作用沒有得到真正的發揮，造成了不必要的電能浪費。

（2）除氧器上水調閥、低加疏水泵出口母管調閥開度長時間偏小，節流損失大。由于A凝結水泵、低加疏水泵的出口母管壓力在低負荷時相對偏高，除氧器上水調閥、低加疏水泵出口母管調閥在低負荷時開度較小（圖2），節流明顯，門芯沖刷磨損加劇且導致能量浪費。

3? ? 凝結水系統運行方式優化

3.1? ? 凝結水系統運行方式優化的內容

根據凝結水系統的實際運行情況，如何保證除氧器水位、6號低加水位的相對穩定及系統其他用戶不受影響是本次優化的難點。為此，專業公關小組進行了長期的試驗探索——2018年3月至2019年12月，在機組的不同負荷段，為了保證除氧器水位相對穩定，同時兼顧除氧器水位主調閥的開度能盡量自動調節至60%以上，通過人工置值來改變A凝結水泵出口壓力，經過長時間的觀察及對系統相關運行數據的采集、分析和比對，決定對A凝結水泵變頻調節實現自動控制，其控制原理如下：

（1）出口母管壓力基本設定值由負荷—壓力函數計算產生。

F（X）=300，1.8

F（X）=660，2.6

（2）增加偏置功能塊，壓力偏差設置為±0.5 MPa（壓力偏差設置由運行人員在界面上設定）。

（3）內部邏輯增加除氧器水位主調節閥閥位（70%～90%開度）對母管壓力的修正。壓力修正設置為±0.2 MPa。

（4）出口母管壓力設定值中包含了偏置值，通過設定偏置來確定總的母管壓力設定值。總的壓力設定值低限為1.8 MPa，高限為2.8 MPa。

2018年3月至2019年12月，在不同的負荷段及凝結水壓力下，為維持6號低加水位及運行低加疏水泵的相對穩定，同時兼顧低加疏水泵出口母管調閥的開度能盡量自動調節至35%以上，通過人工置值來改變低加疏水泵出口母管壓力，經過長時間的觀察及對系統相關運行數據的采集、分析和比對，決定對A/B低加疏水泵的變頻調節實現自動控制，其控制原理如下：增加疏水調節閥閥位對壓力的修正。疏水閥閥位5%～95%對應壓力修正設置-0.2～0.2 MPa。

實際壓力設定值=手動設定（手操顯示）+壓力修正量

3.2? ? 凝結水系統運行方式優化的效果

通過一系列的變頻自動控制優化措施，有效提高了A凝結水泵、A/B低加疏水泵的工作效率，降低了節流損失且延長了設備使用壽命。相比于未優化之前的運行工況，該電廠兩臺機組每年大約可節省電能5 196 000 kWh，約折合人民幣155.88萬元，節能減排效果顯著。

3.3? ? 凝結水系統運行方式優化存在的不足

雖然以上優化措施有效提高了變頻調節的靈活性，并且達到了節能的目的，但是仍存在以下不足：

（1）此變頻自動控制未涉及機組啟動/停運工況，尤其是A凝結水泵，在機組啟/停過程中，泵的出力仍需人工控制;

（2）此變頻自動控制未涉及定期試運/輪換及事故工況，尤其是A凝結水泵，當B凝結水泵（工頻）啟動后，A凝結水泵出力不會自動適當增加，這有可能會造成兩臺泵“搶水”情況的發生，對除氧器水位的控制極為不利。

4? ? 結語

綜上所述，通過對凝結水系統的運行方式進行相應優化，實現了系統的挖潛增效，提高了設備運行的穩定性，進而提高了企業在市場中的核心競爭力，可謂一舉兩得。至于此次優化所存在的不足，其實也是往后需進一步優化的目標。

[參考文獻]

[1] 廣東粵電大埔發電有限公司.集控運行規程[Z]，2019.

[2] 西安熱工研究院有限公司.1、2號機組機側MCS系統模擬量控制優化調整試驗方案[Z]，2019.

[3] 西安熱工研究院有限公司.1、2號機組機側MCS系統模擬量控制優化調整試驗方案實施細則[Z]，2019.

收稿日期：2020-03-18

作者簡介：黎乃斌（1988—），男，廣西合浦人，工程師，主要從事火電廠集控運行工作兼協助開展汽輪機運行專業管理工作。

姚永良（1982—），男，廣東梅州人，工程師，主要從事火電廠集控運行管理工作。