某电厂350MW机组循环水系统特性研究

邓先洪

【摘 要】对某电厂350MW机组循环水系统在两机两泵、两机三泵及两机四泵三种运行方式工况下进行试验，总结循环水系统在不同潮位和不同循环水回水阀开度下特性模型，确定最优的循环水泵运行方式，为电厂提供试验依据并指导机组循环水泵运行能耗降到最低，有利于机组长期经济运行，并以此获得最大的经济效益。

【关键词】350MW机组；循环水泵；最优运行方式；经济运行

中图分类号： F426.63 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）05-0053-002

【Abstract】The test of a 350MW unit circulating water system in a power plant was carried out under two operating conditions： two-machine two-pump， two-pump three-pump and two-pump four-pump. The results showed that the circulating water system was operated at different tide levels and different circulating water return valves. Under the opening of the characteristic model， determine the optimal circulation pump operation mode， provide experimental basis for the power plant and guide the unit to reduce the energy consumption of the circulating pump operation， which is beneficial to the long-term economic operation of the unit， and in order to obtain maximum economic benefits.

【Key words】350MW unit； Circulating water pump； Optimal operation mode； Economic operation

0 引言

循环水泵是火电机组的重要辅机之一，其消耗的电量在厂用电的比重约为10%～25%[1]，其运行方式对整个机组安全经济运行具有非常重要的意义。

近几年，很多电厂为了使循环水系统达到最佳运行方式，对循环水系统进行优化改造。金晏海、阚洪（2011）通过对单元制运行方式和母管制运行方式的调整达到节能降耗目的[2]。崔传涛、常浩、王宝玉、庄兆意（2015）通过对循泵通流部分进行重新优化设计以及对循泵运行方式进行优化，使循泵耗功降低达到节能效果[3]。

某电厂一期为2×350MW亚临界压力发电机组，循环水系统为开式冷却水系统，循环水系统由纯单元制运行改为母管制运行，配置4台循环水泵，循环水泵为立式固体叶片混流泵，水泵型号为1500-SPV，额定流量为23400m3/h，转速为325r/min，出口压力为0.148kPa，泵效率为85%。水泵电机额定功率为1140kW，额定电压为6000V，转速为325r/min。

为了解循环水系统由纯单元制运行改为母管制运行后的状态，需对循环水扩大单元制改造后的运行方式进行优化。因此，有必要通过试验获得循环水系统在两机两泵、两机三泵及两机四泵三种运行方式工况下，不同潮位和不同循环水回水阀开度对循泵耗功影响，为电厂最优的循环水泵运行方式提供参考。

1 海水潮位对循环水系统特性的影响

不同的循环水系统运行方式下，海水潮位对循环水系统特性影响不同，因此完成三组不同循环水系统运行方式下的潮位影响特性试验，并建立潮位变化对循环水系统影响的数学模型。

1.1 潮位对循环水流量的影响

采用GE公司的PT787超声波流量计测量循环水流量，并完成数据处理，处理后的潮位对循环水流量的影响曲线见图1。

1.2 潮位对凝汽器入口水侧压力的影响

图2表示了随时间变化，潮位和凝汽器入口水侧压力。

从图中可以看出，在大部分时段凝汽器入口水侧压力是随着潮位的降低而降低，反之亦然；但在部分时段会出现不同趋势，分析原因是循环水系统取水点位于闽江入海口，潮位对其影响较大，但是江水的流量对循环水水侧入口压力也有影响，因而导致部分时段凝汽器水位入口压力并不随潮位变化而变化。因此仅提供试验期间由潮位变化周期中潮差变化最大的一个周期的最高潮位变化和最低潮位，以及相应周期中的凝汽器入口压力的最高值与最低值，作为运行参考，具体数据见表1。

1.3 潮位对循环水系统耗功的影响

潮位对循环水系统耗功影响较小，其变化趋势与凝汽器入口压力趋势类似，但其在一个周期内变化最大也不会超过1%，与测量误差接近，因此不考虑潮位对循环水系统耗功的影响。

2 循环水系统特性数据

结合循环水阀门特性完成循环水泵系统特性数据，并修正潮位对循环水流量和凝汽器水侧入口压力影响，获取两机两泵、两机三泵和两机四泵运行工况下的循环水系统特性数据。

由于考虑海水潮位变化引起循环水系统扬程和流量变化，通过试验结果对海水潮位引起的循环水系统参数变化进行修正。由于海水平均潮位平均值为7.5m，因此以此为标准。将所有数据均修正到7.5m海水潮位下的数据进行计算。

2.1 兩机两泵运行方式下循环水系统特性

两机两泵下，循环水母管联络门关闭，不采用母管制运行，当1号机组回水阀开度25%时，母管压力0.045MPa，循泵功率1114kW，母管流量24169t/h；当1号机组回水阀开度33%时，母管压力0.032MPa，循泵功率1068kW，母管流量26626t/h。

在两机两泵试验中发现2号机组的循环水系统阻力特性与1号机组有所不同，2号机组在凝汽器水侧回水门阀位为30%下的循环水系统特性与1号机组凝汽器水侧回水门阀位为25%的循环水系统特性接近，其它参考1号机组。

2.2 两机四泵运行方式下循环水系统特性

两机四泵下，循环水不采用母管制运行，循环水母管联络门关闭，当1号机组回水阀开度40%时，母管压力0.073MPa，循泵功率2278kW，母管流量42971t/h；当1号机组回水阀开度48%时，母管压力0.068MPa，循泵功率2270kW，母管流量46002t/h；当1号机组回水阀开度68%时，母管压力0.065MPa，循泵功率2238 kW，母管流量49118t/h。

在两机四泵试验中2号机组的循环水系统阻力特性与1號机组接近，2号机组在凝汽器水侧回水门阀位为49%下的循环水系统特性与1号机组凝汽器水侧回水门阀位为48%的循环水系统特性接近，其它参考1号机组。

2.3 两机三泵运行方式下循环水系统特性

循环水系统母管制运行，两机三泵运行。由于两机三泵运行时，联络门开启，此时若两台机组的凝汽器水侧阻力特性不同，两台机组的循环水流量分配将有所不同，因此取不同的凝汽器水侧回水门开度进行试验。

3 循环水系统实际运行方式

循环水系统实际运行控制方式，在两机两泵运行工况下，循环水母管联络门关闭，凝汽器水侧回水门开度在25%；在两机三泵运行工况下，循环水母管联络门全开 ，凝汽器水侧回水门开度在40%，两台机组凝汽器水侧回水门开度之和为80%；在两机四泵工况下，循环水母管联络门关闭，凝汽器水侧回水门开度在50%，两台机组凝汽器水侧回水门开度之和为100%。

4 结论

（1）潮位对循环水系统耗功影响较小，因此不考虑潮位对循环水系统耗功的影响。

（2）由以上数据可知，循环水系统在机组正常运行以在混流泵的特性临界点右侧，此时随着循环水系统的流量增加，循环水泵耗功反而下降，有利于机组的节能运行。因此在运行策略中应在保证凝汽器水侧入口压力的安全运行条件下，尽量开大凝汽器水侧回水门，增加循环水流量，降低循环水泵耗功。

（3）根据循环水系统试验结果来看，当前循环水回水门开度的策略还有一定空间，在安全运行允许的前提下，通过试验和运行总结，寻找循环水泵各个运行方式下的最佳的凝汽器水侧回水门开度，调整循环水运行开度策略，达到节能的目的。

【参考文献】

[1]严小东.某电厂1号机组循环水泵性能试验及分析[J].应用能源技术，2013（9）：43-46.

[2]金晏海，阚洪.循环水泵的运行方式及节能分析[J].华电技术，2011，33（7）：77-78.