#1、#2机组开式循环水系统运行方式优化

包治光

（甘肃电投张掖发电有限责任公司，甘肃定西，734000）

1 提出背景

甘肃电投张掖发电有限责任公司2×325MW机组开式冷却水系统水源取自凝汽器循环冷却水供水，开式水系统冷却负荷包括闭式热交换器冷却水、主机机械真空泵板式换热器冷却水、发电机密封油水环真空泵冷却水三路。2010年两台机组检修时发电机密封油水环真空泵冷却水已改造为工业水接带，开式水作为备用。

张掖地区冬季时由于环境温度低，凝汽器循环水进水温度一般在8℃～16℃，即开式水温度也在8℃～16℃左右，而在夏季时，循环水进水平均温度可高达28℃～30℃之间，同时开式水温随季节变化幅度较大。

2 实施方案

2.1 开式泵停运试验情况及结论

根据简单管道系统中圆管中液体流动的沿程总能头损失公式：

经计算，当开式泵停运靠循环水直接接带开式水系统负荷时，开式泵出入口压损约为0.01MPa，我公司凝汽器循环水进水压力0.096MPa，则经过开式泵后，由于沿程阻力较小，出口压力在0.086MPa左右，应基本能满足冷却负荷的需要。2011年10月中旬，根据张掖环境温度变化及循环水实际运行温度变化情况，公司组织开展该项试验工作。

2.1.1 优化试验

（1）试验数据

a）开式泵电机设计参数

型号 Y315L2－4 功率 200kW功率因数 0.89 绝缘等级 B额定电压 380V 额定电流 359A接线方式 △ 转 速 1485r/min

b)开式泵停运前、后参数对比表

#1机组试验数据：

环境温度机组负荷凝汽器真空开式泵电流泵入口压力泵出口压力闭式水温度真空泵密封水温度备注℃M W K P a A M P a M P a℃ ℃3 2 3 0 -8 2.6 6 2 9 1 0.0 9 8 0.2 8 3 1 5.8 8 1 8 开式泵运行8 2 3 0 -8 2.0 9 0.0 9 8 0.0 8 9 2 0.9 2 1 开式泵停运1 0 2 3 3 -8 2.4 0.0 9 8 0.0 8 9 2 1.3 2 1 开式泵停运1 4 2 3 0 -8 1.3 4 0.0 9 8 0.0 8 9 2 4 2 4 开式泵停运1 7 2 2 5 -8 0.8 7 0.0 9 8 0.0 8 9 2 5.3 2 6 开式泵停运1 7 2 5 7 -7 9.9 3 2 9 1 0.0 9 8 0.2 8 2 1.3 2 4 开式泵运行

#2机组试验数据：

环境温度机组负荷凝汽器真空开式泵电流泵入口压力泵出口压力闭式水温度真空泵密封水温度备注℃M W K P a A M P a M P a℃ ℃9 2 6 1 -8 0.4 1 2 9 3 0.0 9 7 0.3 3 2 0.5 9 2 5 开式泵运行8 2 5 4 -8 1.1 6 0.0 9 7 0.0 9 2 5.1 3 2 4 开式泵停运1 0 2 7 3 -8 0.9 9 0.0 9 7 0.0 8 9 2 6.9 2 5 开式泵停运

9 2 8 0 -8 0.7 1 0.0 9 7 0.0 9 2 7.1 2 6 开式泵停运1 0.6 2 7 7 -8 1.4 2 2 9 3 0.0 9 7 0.3 3 7 2 2.3 2 3 开式泵运行1 0.7 2 7 8 -8 1.5 6 0.0 9 7 0.0 9 2 6.5 2 4 开式泵停运

说明：以上两表为#1、#2机在2011年10月分别进行的机组正常运行中停运开式泵运行试验部分数据。

（2）试验数据分析

从#1、#2机试验数据记录表中可以看出：

a）开式泵停运靠循环水冲动开式泵旋转时开式泵出入口压降在0.008～0.009MPa之间，与试验前的理论计算基本相同；

b）开式泵停运后实际运行情况看，在环境温度较低时（试验期间最高环境温度18℃），停运开式循环水泵后，机组相关系统运行参数均保持正常，各冷却系统温度均保持正常，且具有一定的调节余量，开式泵停运或间断运行完全能满足机组安全稳定运行。

闭式水温变化影响：在试验运行期间， #1机组闭式水温最高25.6℃，#2机组闭式水温最高29.5℃，均明显低于夏季闭式水实际运行温度（夏季闭式水温最高达35℃），完全可以满足机组运行要求。

对机组真空度影响：考虑到由于机组凝汽器真空泵工作液冷却水取自开式水系统，开式泵停运后因开式水压力下降，导致真空泵工作液冷却水量相应降低，冷却效能下降，可能对真空泵工作效率产生影响，进而影响机组真空度。

（3）试验结论

根据试验情况和张掖地区气候特点以及历年我公司机组冬季运行工况下循环水实际温度变化情况，可以确定，在机组运行中完全可以实现开式泵停运或间断运行而能保证机组安全稳定运行。在每年冬季10月、11月、12月及次年1月、2月、3月期间，以及4、5月份部分时段，均可实现开式冷却水泵连续停运，且在6、7、8、9月可实现间断运行。

2.1.2 2012年开式泵实际运行情况说明

自2012年1月1日起，开式泵执行连续停运规定，靠循环水冲动开式泵正向旋转接带相关负荷，每15天对A、B开式泵试转一次。自6月1日起，因环境温度逐渐升高，闭式水温度也相应升高，通过连续记录相关数据发现，当闭式水温超过34.5℃时，闭式水部分负荷调整出现一定困难，即开始执行间断运行方式，保证闭式水温度不超过34.5℃，当闭式水温度低于29℃时，继续停运开式泵靠循环水接带相关负荷，每天开式泵运行时间在6～12小时之间，节电效果也很明显。

2.2 2012年经济效益计算

2.2.1 节约厂用电计算

#1、#2机组上半年运行时间统计：2012年1月1日至6月30日#1机运行181天，#2机运行125天，#1机开式泵上半年运行时间统计：7.5天（180小时），#2机开式泵上半年运行时间统计：4.1天（98小时）

（1）#1机节电量

若机组运行期间开式泵连续运行，开式泵耗电量计算：0.392×291××0.89×181×24＝763847.69KW·h

#1机开式泵间断运行节约厂用电：763847.69-141297.15＝622550.54 KW·h

（2）#2机节电量

若机组运行期间开式泵连续运行，开式泵耗电量计算：0.392×293××0.89×125×24＝531144.68 KW·h

实际开式泵运行时间耗电量计算：

#2机开式泵间断运行节约厂用电：31144.68-41420.61＝489724.07 KW·h

2012年上半年#1、#2机开式泵间断运行共节约厂用电计算：622550.54+489724.07＝1112274.61 KW·h

注：开式冷却水泵运行参数：

实际运行电压：392V

实际运行电流：#1机组：291A、#2机组：293A

电机功率因数：0.89

以上所节约的厂用电量全部转化为公司售电量，为公司创造可观的经济效益，以当前公司售电标杆电价337.1元/千千瓦时计算，上半年节约厂用电创效额为：1112274×0.3371 ＝ 374947（元）

以上半年节约厂用电估算全年节约厂用电为：

1112274×2=2224548 KW·h

则全年节约厂用电创效额为：2224548×0.3371=749895（元）

2.2.2 节约检修费用计算

由于开式冷却水泵年度运行时间的大幅度减少，其零部件运行寿命损耗将大大减小，一台开式泵的主要零部件使用寿命是一个大修周期，更换总费用约6.5～7万元， 两台机四台泵总费用在28万元左右，由于运行时间的大幅减少，每台泵主要零部件使用寿命将增加2～3年，更换周期大大延长。

2.2.3 节约煤耗费用计算

开式泵运行时额定流量1518m3/h，当开式泵不运行靠循环水冲动开式泵正向旋转接带开式水系统负荷时，实际流量远远低于额定流量，也就是说，开式泵停运时，一部分开式水系统的流量进入了凝汽器，增加了凝汽器冷却水量，提高了凝汽器真空。通过观察发现，当开式泵由停运转为运行时，凝汽器真空缓慢下降0.2KPa，即开式泵不运行时凝汽器真空约增加0.2KPa，机组经济性大大提高。根据300MW火电机组节能对标指导手册资料计算方法，真空每升高0.1KPa，影响供电煤耗下降0.309g/KWh,我公司开式泵不运行时真空上升幅度可降低供电煤耗0.618 g/KWh，上半年我公司发电量17.1亿KWh，经折算后凝汽器真空升高幅度节约标煤约1050吨，以我公司标煤单价530元/吨计算，上半年节约费用1050×530=556500元，则全年节约费用556500×2=1113000元。

通过以上三方面节能创效计算，全年机组运行中开式水系统运行方式优化后节能创效额为：749895+60000+1113000=1922895元。

3 结语

通过试验进行开式水系统运行方式优化，在保证冷却效果的前提下降低开式水压力，即开式水泵连续停运或间断运行完全能满足机组安全稳定运行，机组相关系统运行参数均保持正常，各冷却负荷温度均保持正常，不但节约大量厂用电，而且检修维护费用大大降低，机组运行经济性大大提高，但却未增加任何改造费用，所创经济效益可观，值得在同类型电厂推广应用。