华能玉环电厂_3机组循环水系统节能优化夏季工况试验报告讲解

1、密级 _检索号16-100245杭州意能电力技术有限公司科学技术文件浙江华能玉环电厂#3机组循环水系统节能优化夏季工况试验报告二年七月浙江华能玉环电厂#3机组循环水系统节能优化夏季工况试验报告编写者：?吟Lb i i审核者：审批者：2锹目录1概述 . 12试验工况 . 33试验的进行 . 34试验结果与分析 . 4附录 1 热力性能（验收）试验质量控制实施情况表附录 2 （汽机热力试验）危险源预控措施表摘要本报告介绍了浙江华能玉环电厂#3机组循环水系统节能优化夏季工况的试 验情况，包括试验目的、试验标准、试验工况、试验参数测量方法及试验机组运行方 式等。文中给出了试验数据和结果，并对试验结果进

2、行了比较和说明。关键词浙江华能玉环电厂#3机组循环水系统节能优化夏季工况1概述随着节能降耗形势的发展，国内外诸多电厂对发电循环中的冷端系统进行了优化 研究工作。循泵的优化运行是冷端系统优化中最主要的部分，对于整个冷端系统的优 化运行有着十分重要的作用。在机组运行中海水温度及机组负荷的升高势必会恶化机 组真空，直接导致机组热耗的增加，而加大循环水流量能够改善机组真空， 但循泵增 加的电耗又会直接影响机组厂用电率， 尤其是当循环水流量增加过多时，因凝汽器真 空改善得到的益处可能会被循泵耗功的增加付出所抵消，甚至会得不偿失。因此，在机组负荷、海水温度及循环水流量之间存在一个寻优的目标，即找到在不同负

3、荷、不同环境温度下最优的循环水流量，把机组整体的运行能耗降到最低。在本次华能玉环电厂#3机组循环水系统节能优化试验中，通过试验初步掌握了 凝汽器、循泵在夏季的实际运行状况，据此对相关设备的运行性能进行了计算分析， 并提出在现阶段循环水进口温度下， 机组在75%100%负荷区间内的循泵最佳运行 方式，为进一步提高机组冷端设备运行的经济性提供参考。华能玉环电厂循环水系统原设计采用扩大单元制，即：在夏季工况运行时，两台循泵供一台汽轮机组，单机参数为：Q=31.2m3/s、H = 21.5m ;在春秋季，三台循泵供两台汽轮机组，单机参数为：Q=26.5m3/s、H = 19m ;冬季或机组低负荷时，一

4、台循泵供一台汽轮机组，单机参数为：Q=19.21m3/s、H = 15m。循环水系统的基本流程：取水口 f自流引水隧道f循泵房进水前池f检修钢闸门 f拦污栅f旋转滤网f循泵f出口液控蝶阀f循环水进水管路f凝汽器f循环水回 水管路f虹吸井f排水沟f排水工作井f排水管f海岸排水口。循环水系统的主要设备技术特性介绍如下：循环水泵型号：SEZA26-165浙江华能玉环电厂#3机组循环水系统节能优化夏季工况试验报告流量：57960m 3/h扬程：21.89m转速：296r/mi n轴功率：4067kW效率：87.4%厂家：德国KSB循泵电机型号：DKMJL1140-20WE电压：6000V电流：583A

5、转速：296r/mi n功率：4600kW功率因数：0.79效率：96.1%绝缘等级：F冷却水温度：30 C冷却水流量：44m 3/h厂家：VEM-Sachse nwer Gmbh1.1试验目的求得机组在夏季工况下，750MW1000MW负荷区间运行时的循泵最佳运行方 式。1.2试验标准汽轮机试验参照电站汽轮机热力性能试验验收规程(GB/T8117.2-2008 )进行。 循泵试验参照离心泵、混流泵、轴流泵和旋涡泵试验方法(GB 3216-2005) 进行。水和水蒸气性质参数采用国际水和水蒸气热力性质学会的工业用水和水蒸气热 力性质计算公式IAPWS-IF97”计算得到。1.3试验范围浙江华能

6、玉环电厂#3机组2 试验工况本次试验进行的试验工况如下表 1所列，分别在100%负荷及75%负荷下变换三种循泵的运行方式（包括一机一泵、两机三泵、一机两泵）共六个试验工况。表1试验工况列表序号负荷一机一泵两机三泵一机两泵11000MWVVV2750MWVVV3试验的进行3.1试验测量方法及仪表本次试验测量仪表基本采用机组 DCS系统采集的运行参数，为此，在试验前将 要采集的数据编制成数据采集文件，在试验进行时记录和保存试验数据。试验加装的 仪表为#3机组两台循泵的出口压力变送器、#3机组两个低压缸排汽压力变送器、#3 机组两台循泵电功率表，将以上测点数据录入一台专门的采集仪进行采集与记录。另外

7、由于海水潮位的变化，在每个试验工况进行时，还对循泵进口的水位进行测量，并 且由循泵出口压力试验变送器的标高位置与进口水位差值来表示，称为循泵进口相对水位”当该水位为正时，表明循泵进口水位低于出口压力变送器；当该水位为负 时，表明循泵进口水位高于出口压力变送器。3.2试验的准备试验前机组按照热力性能试验要求，对机组的汽水系统进行了隔离，机组撤出AGC，向网调申请电话调度，固定负荷运行。试验期间各参数保持平稳运行，基本 无大的波动，锅炉停止吹灰，机侧真空系统保持稳定运行，真空泵无启停操作。3.3试验结果计算方法将各个工况下数据根据不同的机组负荷进行分类整理，求取机组负荷1000MW及750MW下，

8、三种不同的循泵运行方式（一机一泵、两机三泵、一机两泵）对应的 循环水流量及凝汽器真空。不同的循泵运行方式产生循泵功耗的差异p，以及不同的循环水流量，并对凝汽器真空产生不同的影响，从而对应了不同的发电机功率差异P，将主机功率差异 P与循泵耗功的差异 p比较后，即可得出在当前的机组状况 下（负荷及循环水温度），各种循泵运行方式的能耗状况评比，最终得到在当前循环 水温度下，不同负荷所对应的最优循泵运行方式。4试验结果与分析4.1试验结果本次试验共分为1000MW负荷及750MW两个负荷，每个负荷段各进行了一机 一泵、一机两泵、两机三泵共六个试验工况，试验计算数据如下表2、3所示：表2100%负荷下夏

9、季运行工况循环水系统热力计算数据表试验日期/2009-7-212009-7-212009-7-21试验时间/10:15-10:5011:00-11:3011:55-12:35试验工况/一机一泵一机两泵两机三泵试验负荷MW100010001000凝汽器排汽压力MPa0.00920.00690.0071凝汽器排汽温度C44.138.839.3LP凝汽器循环水进水温度C26.127.026.6HP凝汽器循环水出水温度C40.434.835.6凝汽器热负荷kJ/h368709930436798560213593295530凝汽器对数平均温压C9.07.27.3凝汽器传热面积mA249000490004

10、9000凝汽器传热系数kJ/mA2.hr.C8330.710464.010083.2凝汽器端差C3.73.93.7凝汽器循环水岀口阀开度%40/40100/100100/100流经凝汽器循环水流量mA3/h6145511162195640低压凝汽器压力kPa7.826.426.51低压凝汽器排汽温度C41.0837.4037.66LP凝汽器循环水进水温度C26.0826.9626.60LP凝汽器循环水出水温度C33.7431.4031.58LP凝汽器运行端差C7.346.006.08LP凝汽器热负荷kJ/h184354965218399280111796647765LP凝汽器对数平均温压C10

11、.728.028.32LP凝汽器传热面积mA2245002450024500LP凝汽器传热系数kJ/mA2.hr.C7019.89368.58810.3高压凝汽器压力kPa10.497.427.68高压凝汽器排汽温度C46.7540.0840.74HP凝汽器循环水进水温度C33.7431.4031.58HP凝汽器循环水出水温度C40.4134.8435.57HP凝汽器运行端差C6.345.245.17HP凝汽器热负荷kJ/h184354965218399280111796647765HP凝汽器对数平均温压C9.286.826.98HP凝汽器传热面积mA2245002450024500HP凝汽器

12、传热系数kJ/mA2.hr.C8109.211013.910512.0循泵进口相对水位m1.473.573.61循环水泵出口压力m （水柱）11.0213.8711.55循泵总扬程m12.4917.4415.16循泵岀水流量之和m3/h6497511514199160一台循泵流量m3/h649755757161149循泵消耗有功kW3506.44071.43839.2电机效率%96.696.696.6循泵效率%67.0871.4970.01表375%负荷下夏季运行工况循环水系统热力计算数据表试验日期/2009-7-212009-7-212009-7-21试验时间/18:50-19:2018:1

13、0-18:4017:30-18:00试验工况/一机一泵一机两泵两机三泵试验负荷MW750750750凝汽器排汽压力MPa0.00730.00590.0060凝汽器排汽温度C39.735.836.3LP凝汽器循环水进水温度 :C27.126.626.5HP凝汽器循环水出水温度C37.332.232.9凝汽器热负荷kJ/h280336917027591364452766480288凝汽器对数平均温压C6.26.06.0凝汽器传热面积mA2490004900049000凝汽器传热系数kJ/mA2.hr.C9199.99463.39368.0凝汽器端差C2.53.63.4凝汽器循环水岀口阀开度%40/

14、40100/100100/100流经凝汽器循环水流量mA3/h65643117180103325低压凝汽器压力kPa6.525.575.67低压凝汽器排汽温度C37.6834.8135.12LP凝汽器循环水进水温度C27.0926.6126.51LP凝汽器循环水出水温度C32.6929.9230.21LP凝汽器运行端差C4.994.894.91LP凝汽器热负荷:kJ/h140168458513795682231383240144LP凝汽器对数平均温压C7.446.406.59LP凝汽器传热面积 丁mA2245002450024500LP凝汽器传热系数kJ/mA2.hr.C7686.28795.

15、48570.0高压凝汽器压力kPa8.056.206.42高压凝汽器排汽温度C41.6236.7637.40HP凝汽器循环水进水温度C32.6929.9230.21HP凝汽器循环水出水温度:C37.2932.2332.90HP凝汽器运行端差C4.344.534.49HP凝汽器热负荷kJ/h140168458513795682231383240144HP凝汽器对数平均温压C6.365.605.74HP凝汽器传热面积mA2245002450024500HP凝汽器传热系数kJ/mA2.hr.C8991.410046.89841.2循泵进口相对水位m-1.96-0.090.35循环水泵出口压力m （水

16、柱）11.6215.3112.57循泵总扬程m9.6615.2212.93循泵岀水流量之和m3/h69163120700106845一台循泵流量m3/h691636035067669循泵消耗有功kW3347.43877.63669.1电机效率%96.696.696.6循泵效率%57.8868.6769.124.2试验结果分析4.2.1循泵的运行性能根据表2及表3的试验数据，将循泵在额定负荷下各个运行工况的实际运行参数与设计参数进行对比，结果如下表所示:表4额定负荷下循泵各实际运行工况与设计工况对比数据表一机一泵一机两泵两机三泵7运行工况参数名称设计值试验值设计值试验值设计值试验值单台机组流量（

17、t/h）19.2118.0531.231.9826.527.54扬程（m）1512.4921.517.441915.16通过循泵各个工况试验参数与设计值比较发现，#3机组循泵在实际运行中有偏离设计工况点的情况，实际扬程比设计扬程偏低约20%，实际流量与设计流量较为接近。单泵工况下，由于循泵扬程偏低，易导致开式泵汽蚀，因此在实际运行中关闭 凝汽器循环水管路出口阀至 40%，人为地抬高循环水进水压力，增大了循环水管路 的沿程阻力，循泵耗功大大增加。在较高潮位且单泵运行的时候，循泵进口水位可高于出口压力变送器标高位置近 2m，此时循泵的实际工作点表现为更低扬程、大流量、低效率，但循泵耗功有所减小。

18、表5单泵运行时潮位变化对循泵性能前后变化对比数据表参数名称单位较低潮位较咼潮位循泵前后水位落差m1.47-1.96循环水泵出口压力m11.0211.62循泵扬程m12.499.66循泵出口流量m3/h6497569163循泵消耗有功kW3506.43347.4电机效率%96.696.6循泵效率%67.0857.88在一机两泵、两机三泵运行方式下，由于循泵出口扬程较高，潮位变化对循泵运 行效率的影响有所降低，同时提高了循环水系统对海水潮位变化的抗扰动能力，增强 了循环水系统的运行安全性，也使得凝汽器循环水管路出口阀门可全开， 减少了循泵 的做功损失。4.2.2循泵不同运行方式对经济性的影响分析将

19、以上六个工况的试验数据分类整理，并且参照上汽厂家提供的低压缸排汽压力 对机组出力的修正曲线，即真空变化所引起的机组微增出力来计算，得到表6的经济 性对比结果：表6100%及75%负荷下夏季运行工况循环水系统经济性计算数据表工况一机一泵一机两泵两机三泵一机一泵一机两泵两机三泵时间10:15-10:5011:00-11:3011:55-12:3518:50-19:2018:10-18:4017:30-18:00负荷MW100010001000750750750循泵平均电功率kW3506.44071.43839.23347.43877.63669.1凝汽器真空bar0.09160.06920.071

20、00.07280.05880.0604循环水进口C26.127.026.627.126.626.5循环水出口C40.434.835.637.332.232.9循环水温升C14.37.99.010.25.66.4真空bar/-0.0224-0.0206/-0.0140-0.0124机组出力kW/7820.97200.6/4382.93887.8循泵功率kW/4636.52252.3/4407.82156.3总电能kW/3184.44948.3/-24.91731.5上表中以一机一泵为对比基准工况，通过循泵在一机两泵及两机三泵运行工况下机组发电机功率的变化与循泵功耗变化求差值，得到单台机组总的电能

21、增益值。可以看到在1000MW负荷下，两机三泵运行方式的电能增益最大，每小时比一机一泵运 行方式多出4948kW ； 750MW负荷下，一机两泵运行与一机一泵运行经济性接近， 而两机三泵运行方式下每小时的电能增益为1730kW左右。若按照#3机组1000MW负荷下实际供电煤耗率为290g/kWh左右、750MW负荷下为300g/kWh左右来计算， 若采取两机三泵的运行方式，则比现阶段一机一泵运行方式节省供电煤耗率约为： 1000MW 负荷下 1.4g/kWh、750MW 负荷下 0.7g/kWh。鉴于以上两个负荷工况的分析结果，我们建议在夏季循环水温高于25 C时，改变现有一机一泵的运行方式，

22、采用两机三泵的循泵运行方式，无论从循泵自身的设备 运行效率、循环水系统的运行可靠性、整台机组的经济性都是十分有益的。附表1热力性能（验收）试验质量控制实施情况表工程项目名称： 浙江华能玉环电厂#3机组循环水系统节能优化试验（夏季工况）质量控制点质量检查控制内容完成情况及存在冋题QC1制疋试验方案完成QC2试验测点测量仪器和数据处理的准备完成QC3试验前准备工作完成QC4预备性试验完成QC5正式试验完成QC6试验数据的处理完成QC7试验报告的编写完成项目负责人：楼可炜日期：2010年7月29日编号：WX-16-2005-05附表2 （汽机热力试验）危险源预控措施表项目名称：华能玉环电厂 #3机组

23、循环水系统节能优化试验（夏季工况）作业时间： 2010 7- 21序危险源描述拟采取控制措施1用木桶、木箱、砖搭临时铺板来代替正规 脚手架不允许以物品临时搭建来代替脚手架。2高处作业，未配备 或未正确使用安全带1.配备安全带，使用前检查；2.安全带的挂钩或绳子应挂在结实牢固的构件上；3.培训确保能正确使用。3高处作业，人员身 体异常1.制止其登高作业；2.饮酒者、精神状况不佳者，禁止登高作业。3.项目负责人应了解作业人员的身体状态和精神状况。4生产场所未配备安全帽或未正确佩带安全 帽1.任何人进入生产现场，必须戴安全帽；2.加强安全意识，并培训确保能正确使用。5高空落物1.进入现场必须戴安全帽；2.注意现场警戒标示，不许随意逗留穿越；3.上下层同时工作时，中间搭设严密牢固的防护隔板、罩棚或其他隔 离措施。6高处作