超大型火力发电机组冷却水泵优化配置

1、    超大型火力发电机组冷却水泵优化配置         摘要：为了达到节能降耗的目的，对火力发电厂1000MW机组冷却水系统1台机组配3台冷却水泵单元制、1台机组配2台冷却水泵单元制和扩大单元制3种配置进行技术经济比较。从工程费用、冷却水泵的年耗电量及发电机组的微增出力几个方面综合分析讨论认为：1台机组配3台冷却水泵单元制冷却水系统对于双背压凝汽器的超大型机组是较为经济合理的冷却水泵配置和运行方式。 关键词：冷却水泵，单元制，扩大单元制，年总费用，年耗电费用，凝

2、汽器面积，冷却倍率 0 引言 超大型火力发电机组冷却水系统具有冷却水量大的特点。针对厂址的水文气象条件、供水条件，结合系统布置来研究冷却水泵的配置，对增加机组出力，节能降耗，节约运行成本，优化系统布置、节省投资均具有显著的效果。 通过对超大型机组冷却水系统各种工况进行数学模拟计算研究，总结经验，发现规律，分析趋势，力求设计出工程造价低、经济效益高的电厂，达到技术先进、安全可靠的目标，也为1000MW等级的冷却水系统优化设计提供参考。 1 基本研究条件和手段 该文以广东某一沿海电厂为依托进行研究，该电厂为1000MW等级燃煤机组，冷却水采用单元制

3、海水直流供水系统。电厂冷却水源为电厂西南侧码头港池海水，海水由明渠引入厂区的取水泵房前池，经拦污栅和旋转滤网清除海水中杂物后流至水泵吸水池，再经水泵升压后通过压力管送到凝汽器等冷却设备。冷却后温排水通过管道排人虹吸井、再经自流排水暗沟直接向南岸排放。 冷却优化计算采用年总费用最小法，采用经原电力工业部电力科技司组织鉴定，由西北电力设计院编制的循环水系统优化计算程序CWO(4.10)。 2 原始资料及数据输入 2.1 汽轮发电机组不同工况热力数据 汽轮发电机组不同工况热力数据见表1。2.2 汽轮机背压与微增出力的修正曲线 汽轮机的背压与微增出力的

4、修正曲线参考类似工程的1000MW汽轮发电机组的曲线进行优化(见图1)。2.3 水温条件 海水逐月水温见表2。冷却水系统配置按照夏季10%水温为30.50进行校核。 2.4 优化参数的选用 (1)电价。微增功率电价折减系数0.85；优化比较电价0.239元(kW·h)；微增出力电费单价0.20315元(kW.h)。 (2)凝汽器。凝汽器冷却管材选用钛管。凝汽器采用双背压、单流程凝汽器，清洁系数取0.90。 (3)电厂经济使用年限20a。 (4)年固定费用率14%。 (5)年维修费用率2.5%。 (6)年总

5、费用=年运行费用(年微增电费+水泵牦电电费+总投资×2.5%(维修费)+年固定费用。 (7)机组年利用小时数为5500h，折算到各季节机组每年利用小时数为：夏季(5、6、7、8、9月份)2292h；春秋季(3、4、10、11、12月份)1833h；冬季(1、2月份)916h。 2.5老派其他参数 汁算中各季节的凝汽量均采用TMCR工况的凝汽量，校核丁况的凝汽量采用TRL工况的凝汽量。 若计算出的凝汽器的端差小于2.8t，取端差为2.8。 3 计算条件 本次研究按照3种冷却水泵配置方案分别进行优化计算(见表3)。4 计算结果&

6、#160;优化计算顺序结果见表7-9。 5 结果分析及探讨 对计算结果进行分析，按不同凝汽器冷却面积分别绘出冷却倍率年总费用曲线(见图2-4)。         结合表7-9可看出： (1)对于3D方案，冷却倍率为50-55倍的年总费用较低，并且随着凝汽器面积增加，50倍的冷却倍率优势更明显。 (2)对于2D与2K方案，冷却倍率为55倍的年总费用最低，并且随着凝汽器面积增加，55倍与其他冷却倍率相比优势更明显。 (3)2D与2K方案的曲线基本平行，在凝汽器

7、面积和冷却倍率相同的情况下，2D比2K方案的年总费用均高出60万-70万元。 (4)3D与2K方案的曲线在冷却倍率55倍附近有一个交点，小于这个交点所对应的倍率，3D方案的年总费用较低；大于这个交点所对应的倍率，2K方案的年总费用较低。并且随着凝汽器面积增加，这个交点所对应的倍率有减小的趋势。 (5)3D与2D方案的曲线在65倍附近有1个交点，小于这个交点所对应的倍率，3D方案的年总费用较低；大于这个交点所对应的倍率，2K方案的年总费较低。并且随着凝汽器面积增加，这个交点所对应的倍率有减小的趋势。 (6)把3D、2D及2K方案均排名第一的年总费用进行比较，2D比3

8、D方案高70.10万元，2K比3D方案高5.79万元。 (7)将年微增电费和水泵耗电费用作为年耗电费，按不同凝汽器冷却面积分别绘出冷却倍率年耗电费曲线(见图5-7)，可以看出：图5-7的曲线特征与图2-4完全相同，可见冷却水泵的配置方案、冷却倍率、凝汽器面积对年耗电费的影响规律与年总费用相同。    6 结语 (1)在相同的冷却倍率及凝汽器面积下，1机2泵单元制冷却水系统(2D)的年总费用及年耗电费用均比1机2泵扩大单元制冷却水系统(2K)高。大型机组不宜采用1机2泵单元制冷却水系统。 (2)冷却倍率为5055倍时，1机3泵

9、单元制冷却水系统(3D)的年总费用较低。冷却倍率大于55倍时，1机2泵扩大单元制冷却水系统(2K)的年总费用较低。 (3)根据对大型机组冷却水系统的系列研究，大型汽轮发电机组冷端所配凝汽器宜优先选用双背压凝汽器。当选用双背压凝汽器时，宜选用较小循环水冷却倍率，一般循环水冷却倍率不宜大于55倍，故推荐优先采用1机3泵单元制冷却水系统。 参考文献：   3杨平正.大型机组多背压凝汽器的研究R.西北电力设计院，2006.YANG Ping-zheng.The researeh Of large-capacity turbine generating unit multiback pressure condenserR.Northwest Electric Powe