浅析长兴发电公司优化循环水泵组合方式的三种方法

浅析长兴发电公司优化循环水泵组合方式的三种方法浅析长兴发电公司优化循环水泵组合方式的三种方法杨勤钱旭明在高温天气,汽轮发电机组会因凝汽器循环水进水温度高引起凝汽器真空低,进而出力受限这就让发电企业在耗电高峰时段丧失了多发电的绝佳机会相反,在低温天气凝汽器真空会有所回升,有时可能高于极限真空,而汽轮发电机组高于极限真空运行时其热经济眭并非最好通过启停循环水泵即改变循环水泵组合方式调节进入凝汽器的循环水量是维持凝汽器合适真空的常用办法,也是寻找优化循环水泵组合方式的方法长兴发电公司3号,4号机组是300兆瓦汽轮发电机组,每台机组配置2台循环水泵,正常运行时“一运一备“两台机组的循环水泵出口母管用管阀连接,使得4台循环水泵可以互为备用,详见图1本文就以“两机两泵“切换为“两机三泵“为例,对优化循环水泵组合方式的方法进行分析和探索图13号/4号机组循环水泵配置示意图_一,计算法凝汽器真空与凝结水温度一一对应凝结水温度计算公式为TCTWT8T1其中TW为凝汽器循环水进水温度,AT为循环水流经凝汽器后的温升,8T为凝结水温度与凝汽器循环水出口温度之差计算法先由公式1算出新的循环水泵组合方式下3号,4号机组各自的AT,8T和TC,再从饱和水和饱和水蒸汽的热力性质表中查出与凝结水温度TC对应的凝汽器真空PC,从PC变化对汽轮机48湔FJ钮源20072电功率或发电机功率PF的影响曲线得到采用新的循环水泵组合方式后发电机功率变化量口PF,假设每台机组厂用电功率变化值为口PC,3号,4号机组发电机功率变化量之和减去两机组厂用电功率变化量之和为/1口P厶一PC口PC,2此即应用计算法确定3号,4号机组循环水泵组合方式的判别式若大于0,新方式优于原方式,可以执行下面假定3号,4号机组循环水泵原组合方式为“两机两泵“,计算是否可以改为“两机三泵“方式计算步骤如下1,计算“两机三泵“方式下3号,4号机组循环水流量不计循环水泵并列运行和凝汽器铜管脏污对循环水量,水压的影响,并假定增开的循环水泵按额定工况运行以及增开一台循泵后流经每台机组凝汽器铜管的循环水量增加量相等那么,“两机三泵“方式下流经每台机组凝汽器铜管的循环水量为DWDWO05DE3式中DW表示3号,4号机组在“两机两泵“方式下各自凝汽器循环水流量,DE为增开循环水泵额定流量2,计算“两机三泵“方式下各机组的循环水温升和凝汽器端差根据在汽轮机排汽和凝汽器中循环水换热平衡原理,进入凝汽器的循环水被汽轮机排汽加热后的温升公式为T525DC/DW4式中DC为3号,4号汽轮机各自排汽量计算出DW和后,可求3号,4号机组凝汽器端差8TAT/GLADE1871115式中AC为凝汽器铜管冷却面积,3号,4号机组凝汽器设计值为17650平方米,实际值视各机组具体堵管情况而定K为凝汽器总体传热系数,单位千瓦/平方米摄氏度,我国目前普遍采用前苏联全苏热工研究所的别尔曼公式确定该系数K407WTZDM6其中为凝汽器冷却面积清洁程度修正系数,当循环水较干净时,取075080循环水较脏时,取065075W,T,Z,D及RL1分别为循环水流速和管径修正系数,循环水温度修正系数,循环水流程数修正系数,凝汽器单位负荷修正系数和凝汽器管材及壁厚修正系数3,计算“两机三泵“方式下凝结水温度由公式1,3,4可以计算出3号,4号机组各自的凝结水温度,其中TW可以从设备运行历史趋势曲线查得4,计算发电机功率和厂用电功率变化量计算出TC后,应用饱和水和饱和水蒸汽的热力性质表查算出各机对应于凝结水温度的饱和压力即为凝汽器主凝结区压力PC若忽略汽轮机排汽口到凝汽器主凝结区的汽阻,PC近似等于汽轮机排汽压力由汽轮机排汽压力变化对发电机功率的影响曲线可以得到由“两机两泵“运行改为“两机三泵“运行时的3号,4号发电机各自功率变化量3号,4号机组厂用电功率变化量之和即为增开循环水泵的额定功率5,运行方式的选择将两台发电机功率变化量相加再减去两机组厂用电功率变化量之和,若差值大于零,则宜采用“两机三泵“运行否则“两机两泵,运行更合理计算法在启器循环水流量DW和厂用电量增加值P的确定,凝汽器总体传热系数K的计算上作了一定程度近似某特定负荷和初蒸汽参数下汽轮机排汽压力变化对汽轮机电功率的影响曲线需要实时试验才能准确得到,这说明用计算法确定循环水泵组合弘譬环米I方式存在着局限为了优化循环水泵组合方式,还需要寻找新的更加实用的方法I二,试验法试验法是在机组正常稳定运行条件下,除启停循环水泵外,不人为地进行主辅设备的其它操作,记录启停循环水泵前后凝汽器真空稳定的两个时刻机组相关参数的变化,然后进行分析判断的方法1,判别式的推导因启停循环水泵前后的数据都可以从设备运行历史趋势曲线中查得,所以试验法用于确定循环水泵组合方式的判别式与计算法的有所不同如图2所示,3号,4号发电机功率一方面通过主变外送给220千伏系统另方面通过高压厂变内供作厂用工作电源极小部分由励磁变供发电机励磁用从220千伏系统接出的A/B启备变用于机组启停或紧急情况下向机组提供厂用电源盈哪嗍图23号,4号发电机电气主接线简图将高压厂变和启备变的功率求和可以计算出启停循环水泵前后厂用电功率由于机组正常运行中启备变不向高压厂用母线供电,所以每台机组厂用电功率就是对应两台高压厂变功率求和另外,正常工况下机组励磁变变化可以忽略,这样发电机功率增加值与厂用电功率增加值及其差值的计算式可以推导如下T一PP一L7其中P,P,PQ,P1分别为循环水泵组合方式改变前后每台机组发电机,厂用电,高压厂变,启备变,主变和励磁变的功率变化量两台机组的发电机功率变化量之和减去厂用电功率变化量之和为ZIPZ,P五8式中PZ1,分别为3号,4号机组启停循环水泵后主变功率增加量该式即为试验法确定3号,4号机组循环水泵组合方式的判别式若启停循环水泵后大于0表示新方式可行2,应用举例下面以3号,4号机组由“两机两泵“方式切换至“两机三泵“方式为例,说明应用试验法及其判别式确定循环水泵组合方式的具体过程增开3A循环水泵前后真空稳定状态下的TL,T2两个时刻的试验数据如表1所示表1增3A循环水泵后3号/4号机组有关数据统计项目T3机组TTL机组T增开3A循环水泵后,两机组发电机功率增加值与厂用电量增加值差的和为28432282232094120533617MW0计算结果表明在当时工况下增启3A循环水泵是合理的选择真实反映机组实际运行状态,将统计数据做一简单计算就能确定循环水泵组合方式,是试验法的突出优点但除启停循环水泵外无其它任何操作,只在短时内可行另外更周密的试验需要对两机组启停循环水泵前后各种出力下相关数据统计分析,操作起来比较繁琐I三,统计法统计法就是通过对机组运行历史上启停循环水泵前后的数据统计分析,得出实际运行工况下循环水泵组合方式是否需要改变的方法如果每次启停循环水泵前后数据按表1中项目统计,那么,统计数据不仅能对每次循环水泵组合方式改变成功与否进行定性分析而且详细记录了机组在启停循环水泵当时的运行性能及状态,如大气条件,循环水冷却塔冷却效果,真空系统严密性,凝汽器铜管脏污结垢,发电机出力及各6千伏高压厂用母线带载情况等把每次启停循环水泵都看作一次试验,只要机组实际运行工况与试验统计表中历史工况基本吻合,则以前试验的结论就可以用于现在的实际工况除了实验法统计的数据可以为统计法所用外,机组MIS系统中集控整点分析数据也可为统计法所用两者不同在于前者不一定是整点数据,而后者局限于整点数据需要注意的是,由于需要两台机组同一时刻的历史和实时工况,为了增加MIS系统中集控整点分析数据可用性,两机组的时钟必须完全对应一致因此,统计法具有两个明显优点一是不用做专门的计算和试验就可以得到是否启停循环水泵的结论二是统计数据来源广泛,可以是试验数据,也可以是MIS系统中集控整点分析数据但统计法对运行人员也提出了更高的要求,即为将历史统计规律应用到实际工况,历史工况必须与实际工况尽量吻合这就需要运行人员对不同时段循环水泵各种组合方式下诸如大气温度,两台机组各自真空及真空系统泄漏程度,真空泵抽吸效率,循环水冷却塔冷却效果,凝汽器铜管脏污堵塞等历史工况作详细的记录,这是一件极需耐心和细心的工作_四,三种方法的比较综合全文对优化循环水泵组合方式的三种方法在实用中的优,缺点比较详见表2表2优化循环水泵组合方式的二种方法比较计算D程反映7优化循木幕组合方式的车质,为嚣I算法啦浩,统