200MW機組給水系統節能降耗改進(jìn)方法

     摘　要：給水泵是火力發(fā)電廠(chǎng)的主要耗電設備。介紹了宜賓發(fā)電總廠(chǎng)為提高電廠(chǎng)的經(jīng)濟性，對國產(chǎn)200 MW機組給水系統的運行方式進(jìn)行了分析，提出了一些問(wèn)題和措施，在實(shí)際應用中取得較好的效果。

　　降低輔機電耗，提高電廠(chǎng)運行的經(jīng)濟性是各個(gè)電廠(chǎng)追求的目標，研究輔機的節電技術(shù)，提高其運行的經(jīng)濟性，對電廠(chǎng)具有十分重要的意義。宜賓發(fā)電總廠(chǎng)所屬黃桷莊電廠(chǎng)于2000年，通過(guò)改進(jìn)兩臺200 MW機組給水泵的給水系統，節能效果顯著(zhù)。

1　機組給水系統介紹

　?。?）黃桷莊電廠(chǎng)裝有2臺東方汽輪機廠(chǎng)生產(chǎn)的200 MW汽輪機組，其型號為N200－12．7／535／535－5型。機組給水系統選用上海電力修造廠(chǎng)生產(chǎn)的DG350－185型半容量調速給水泵3臺，備用容量為50％，在機組額定負荷下兩臺運行，一臺備用。給水泵出口流量350t／h，最大流量410t／h。泵的調速通過(guò)改變液力偶合器勺管位置來(lái)改變給水泵轉速，使泵的流量和揚程得到改變，達到調整給水泵出力的目的。

　?。?）黃桷莊電廠(chǎng)采用的調節系統，設計為兩段調節，第一段調節給水泵勺管，即調節給水母管壓力，以維持主給水調節門(mén)前有足夠高的給水壓力，從而保證鍋爐的上水壓力；第二段是調節主給水門(mén)，用主給水調節門(mén)調節汽包水位，即通過(guò)改變主給水門(mén)的開(kāi)度來(lái)維持鍋爐的上水量，以穩定鍋爐汽包水位。這種方式控制靈活，系統穩定性好，通過(guò)給水泵出口母管壓力與汽包壓力差大小的設定，較好地實(shí)現了給水泵的經(jīng)濟運行。但該系統設計上仍然存在問(wèn)題，因為兩段調節是相互影響又相互牽連，如果將兩段調節都同時(shí)投入自動(dòng)，當鍋爐汽包水位降時(shí)，主給水門(mén)必須要開(kāi)大，給水壓力就要降低，蒸汽溫度就升高；反之，鍋爐汽包水位升高時(shí)，主給水門(mén)就要關(guān)小，給水壓力升高，蒸汽溫度要降低。特別是在機組調峰調頻頻繁的情況下，蒸汽溫度難以維持在穩定狀態(tài)。自從機組投產(chǎn)以來(lái)，

鍋爐主給水調節一直采用給水泵轉速和主給水調節門(mén)同時(shí)投自動(dòng)的調節方式，在正常負荷下，主給水調節門(mén)開(kāi)度在60％左右，給水泵未起到變頻調速的真正目的，主給水調節門(mén)也長(cháng)期處在節流狀態(tài)，調節門(mén)前后壓差大，使運行給水泵電流升高，給水泵電耗高，運行經(jīng)濟性差；同時(shí)造成給水泵出口壓力升高，容易發(fā)生給水泵推力瓦燒壞事故。

2　機組給水系統改進(jìn)

2．1　系統改進(jìn)

　　將汽包水位作為被調量，由給水泵勺管直接進(jìn)行調節，主給水調節門(mén)在正常情況下處在全開(kāi)位置，取消主給水門(mén)的自動(dòng)調節，旁路給水門(mén)作為低負荷調節門(mén)，鍋爐給水流量信號作為反饋信號引入調節系統，使調節系統能很快響應機組負荷變化，并能克服汽包虛假水位對調節過(guò)程的不良影響。調節系統經(jīng)過(guò)改進(jìn)后，原來(lái)主給水門(mén)前后高達1MPa的壓差幾乎接近為零，節流損失大減小，運行給水泵轉速降低，給水泵電耗減小，真正體現了給水泵的變頻調整之目的，經(jīng)濟性大為提高。

　　從機組的實(shí)際運行中，采集了一組給水調節系統改進(jìn)前后一周，在負荷基本相同的情況下的數據，統計見(jiàn)表1、表2。

2．2　結論

　　通過(guò)改進(jìn)，給水泵電耗明顯下降。在相同負荷下，主給水調節門(mén)開(kāi)度由60％開(kāi)到100％，給水壓力降低了0．56MPa，給水用電率降低了0．2％，節能效果顯著(zhù)。1999年全廠(chǎng)發(fā)電量14億kWh，2000年發(fā)電量13億7千萬(wàn)kWh，此項改進(jìn)使給水泵電耗下降而節電約73萬(wàn)kWh，價(jià)值人民幣22．63萬(wàn)元。同時(shí)，主給水調節門(mén)在正常情況下處在全開(kāi)位置，前后壓差幾乎沒(méi)有，減輕了高壓給水對門(mén)芯的磨損，延長(cháng)了該門(mén)的使用壽命。

2．3存在問(wèn)題　

　　給水泵改進(jìn)后，電耗雖然下降了，但同時(shí)也產(chǎn)生了新的問(wèn)題。由于主給水調節門(mén)在正常情況下處在全開(kāi)位置，當機組負荷較高時(shí)或機組加、減負荷時(shí)，主、再熱蒸汽的減溫水量顯得不夠，控制不好，容易發(fā)生超溫現象。

　?。?）鍋爐在主給水調節門(mén)未全開(kāi)前就存在減溫水量大，給水壓力低、汽溫偏高的情況。減溫水調節門(mén)已基本開(kāi)完，沒(méi)有多大的富裕量，特別在加減負荷過(guò)程中，汽溫就更不好控制，也就難免出現超溫。為了控制蒸汽溫度，就要求鍋爐運行人員在燃燒工況改變時(shí)，作好提前量的準備。如在鍋爐燃燒工況改變前，先將蒸汽溫度降低，或將機前壓力先設定低些，待負荷穩定后再將其恢復到正常值；也可通過(guò)改變爐膛火焰中心位置、調節配風(fēng)量、合理使用給粉機等輔助方 式來(lái)達到調節蒸汽溫度的目的。

　?。?）當鍋爐負荷減到110 MW或從110 MW加負荷時(shí)，要停運或啟動(dòng)一臺給水泵，由于各臺給水泵的調節特性不同以及熱工自動(dòng)調節上存在的問(wèn)題，在啟、停給水泵時(shí)，給水流量擺動(dòng)大，引起汽包水位波動(dòng)大，容易造成水位保護動(dòng)作，運行人員只能將給水泵轉速自動(dòng)解除，手動(dòng)進(jìn)行調節。同時(shí)在110 MW負荷左右，給水壓力只有13．7 MPa，給水泵報警值必須進(jìn)行修改，否則，給水母管壓力低信號會(huì )經(jīng)常發(fā)出。相應的，給水泵低水壓聯(lián)動(dòng)值也要調低，否則，在低負荷下，給水泵就會(huì )發(fā)生聯(lián)動(dòng)。

　?。?）由于給水泵轉速自動(dòng)是機組協(xié)調控制投入的必備條件，若今后給水泵轉速自動(dòng)與協(xié)調的聯(lián)接不解開(kāi)，在啟停給水泵時(shí)，為了防止汽包水位波動(dòng)大，運行人員就要解除轉速自動(dòng)，勢必造成協(xié)調跳閘，引起負荷波動(dòng)，這個(gè)問(wèn)題必須解決。

2．4　解決方法

　?。?）在機組加減負荷時(shí)，或異常情況下，造成減溫減壓力低，減溫水量不夠時(shí)，運行人員可以手動(dòng)關(guān)小主給水門(mén)的開(kāi)度，以提高減溫減壓力，但在關(guān)小主給水門(mén)的時(shí)候，必須注意監視和調整鍋爐汽包水位，防止汽包水位急劇下降，待汽溫恢復至正常值后，再將主給水門(mén)逐漸開(kāi)完。在主給水調節門(mén)逐步開(kāi)大的過(guò)程中，又將引起給水母管壓力下降，過(guò)熱器減溫水壓力隨之下降，運行人員應注意控制好給水調節門(mén)的開(kāi)關(guān)量，嚴密監視減溫水量的變化和主、再熱蒸汽溫度及汽包水位的變化。通過(guò)實(shí)踐證明，蒸汽溫度的變化或發(fā)生超溫，多在因機組負荷改變和鍋爐燃燒工況大幅改變時(shí)發(fā)生，只要負荷穩定、燃燒穩定，蒸汽溫度一般都很穩定。

　?。?）主給水調節門(mén)全開(kāi)后，若因減溫水壓力降低造成汽溫升高超過(guò)額定值溫度時(shí)，可立即關(guān)小主給水調節門(mén)或提高給水泵轉速，必要時(shí)降壓降負荷運行。若汽溫變化不大，可逐步將主汽溫度和主汽壓力升到正常值，保持主給水調節門(mén)在全開(kāi)位置運行，此期間除異常情況外，運行人員不得將主給水調節門(mén)關(guān)小。

　?。?）為了防止給水調節門(mén)全開(kāi)后鍋爐發(fā)生超溫，給運行人員充分的調節余地，減少運行人員的風(fēng)險，可將減溫水取水位置改在汽機高加入口，即改接在給水泵出口母管上，提高減溫水壓力，就可消除上述情況。