电厂冬季主机真空优化运行研究与分析

摘要：近年来，循环水泵的优化运行越来越引起各电厂的重视。许多电厂相继对循环水泵、循环水系统及真空系统进行改造、试验和理论与实际相结合的方式进行优化，以尽可能达到最佳真空运行方式，真正起到机组节能降耗的目的。本文采用理论联系实际的方式来确定机组冬季真空优化运行方式，达到提高机组安全性和经济性的目的。

关键词：凝汽器 背压 循环水温升

1引言

神华九江发电有限责任公司（以下简称“九江电厂”）总装机2×1000MW，汽轮机采用哈尔滨汽轮机厂生产的新一代N1052-28/600/620超超临界、一次中间再热、单轴、四缸四排汽、双背压、十级回热抽汽、凝汽式汽轮机。真空系统采用双背压凝汽器，靠近电机侧凝汽器属于低压侧凝汽器，靠近汽机侧凝汽器属于高压侧凝汽器，双背压凝汽器对应三台水环式真空泵进行不凝结气体的抽取，利用真空泵入口母管之间两个联络门进行单双背压的切换，以保持凝汽器最佳真空运行，机组安全性及经济性最好。

机组在冬季运行过程中由于环境温度的影响，直接抽取长江水作为冷却介质的循环水温度大约在10℃左右，如果凝汽器采用双背压方式运行，则低压侧凝汽器背压在低负荷运行阶段将低于3KPa，不仅对低压侧凝汽器及低压缸安全运行不利，而且循环水泵单耗增加，对机组经济性不利。因此，机组在冬季运行期间，如何维持凝汽器真空最佳真空将是节能降耗的重要手段之一。

2理论计算分析

九江电厂凝汽器设计规范书要求：TMCR工况循环水温升控制在10.52℃，凝汽器过冷度设计值为0.5℃，凝汽器端差设计值为3.26℃/3.0℃，循环倍率设计值为50。依据循环水温升有关试验及计算公式，如下。

一般汽轮机排汽为湿蒸汽（湿度大约在6～10%），每1kg排汽在凝汽器内放出的汽化潜热约为XC（hC-hC’）=2140～2220KJ/kg，取CP=4.187KJ/kg·K，因此有如下公式：

其中m=DW/DC为凝汽器的循环倍率。

可以看出，影响△t的因素有：（1）汽轮机排汽量，即汽轮机负荷。负荷越高。冷却水温升越高，机组真空越低。（2）冷却水量。冷却水量越小，冷却水温升越高，机组真空越低。机组负荷由外界需求决定。在机组负荷一定的情况下，可以通过增大循环水量，减小循环水温升来提高凝汽器真空。

根据九江电厂循环水系统循环倍率设计值50，可以计算出我厂循环水温升为10.4℃，基本与循环水设计温升（10.52℃）一致。

依据杨海生1，孟向明2论文《一种确定循环水系统最佳温升的计算方法》理论分析，得到最佳循环水温升随机组负荷及环境总影响温度的变化曲线，计算结果对指导现场运行操作具有实际意义。

由于环境温度、冷却塔端差及凝汽器端差对凝汽器压力的影响是相同的或等效的，因此将三者之和作为一项参数进行考虑，称作为总影响温度。

从图1分析得出，在温度较高时，循环水最佳温升随负荷变化不大，且数值均较小，这意味着需要较大的循环水流量。在温度较低时，循环水最佳温升随负荷变化大，坡度陡，允许循环水有较大的温升。从图表中可以查出，在总影响温度16.2℃时，额定负荷下循环水最佳温升为12℃。

根据我厂凝汽器设计运行高、低压侧特性线，在总影响温度20℃以下时，额定负荷下凝汽器高、低压侧背压曲线基本上是一致的（冷却水量84060t/h，冷却面积60000m2）。

3实际参数分析

以九江电厂1000MW机组各时间段不同负荷循环水温升统计参数进行对比分析。

从以上统计表可以看出：

（1）机组在夏秋季运行时，冷却水温度高，循环水泵采用“一高一低”或“一机两低”运行方式，循环水温升大约控制在8℃～15℃，基本达到设计要求。

（2）机组在冬季运行且冷却水温度低时，高负荷阶段循环水泵采用“两机两低”和循环水出口联络门全开运行方式，凝汽器双背压运行，循环水温升大约控制在15℃～25℃;低负荷阶段循环水泵采用“两机三低”和循环水出口联络门全开运行方式，凝汽器单背压运行，循环水温升大约控制在11℃～15℃，但是真空值低负荷运行时维持在3KPa以上。

（3）分析得出在高负荷阶段循环水温升偏离设计值比较多，大约在5℃-15℃。依据最佳真空温升值12℃左右，建议机组在冬季运行且循环水温度低于12℃时全程采用单背压运行方式。

4结论

（1）机组在冬季运行且循环水温度≤12℃时，#1、2机循环水泵采用“两机两低”或“两机三低”运行方式，备用泵投入“联锁”备用，循环水联络门全开，全程采用单背压运行方式;

（2）若一台机组停运，则适当开启循环水系统联络门（10%-25%），停运停运机组的循环水泵。

5参考文献

[1]周利庆，等，循环水泵运行方式优化方法及其在华能南通电厂中的应用[J].电站辅机.2003.3（1）：33-37.

[2]杨海生1，孟向明2，一种确定循环水系统最佳温升的计算方法.汽轮机技术.2007.8（4）：259-261.

作者简介：赵闫涛，男，漢族，高级工程师，硕士学位，现从事火力发电厂集控运行工作。