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200MW機組給水系統(tǒng)節(jié)能降耗改進方法

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

　　降低輔機電耗，提高電廠運行的經(jīng)濟性是各個電廠追求的目標(biāo)，研究輔機的節(jié)電技術(shù)，提高其運行的經(jīng)濟性，對電廠具有十分重要的意義。宜賓發(fā)電總廠所屬黃桷莊電廠于2000年，通過改進兩臺200 MW機組給水泵的給水系統(tǒng)，節(jié)能效果顯著。

1　機組給水系統(tǒng)介紹

　　（1）黃桷莊電廠裝有2臺東方汽輪機廠生產(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(tǒng)選用上海電力修造廠生產(chǎn)的DG350－185型半容量調(diào)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(diào)速通過改變液力偶合器勺管位置來改變給水泵轉(zhuǎn)速，使泵的流量和揚程得到改變，達到調(diào)整給水泵出力的目的。

　　（2）黃桷莊電廠采用的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，設(shè)計為兩段調(diào)節(jié)，第一段調(diào)節(jié)給水泵勺管，即調(diào)節(jié)給水母管壓力，以維持主給水調(diào)節(jié)門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(diào)節(jié)主給水門，用主給水調(diào)節(jié)門調(diào)節(jié)汽包水位，即通過改變主給水門的開度來維持鍋爐的上水量，以穩(wěn)定鍋爐汽包水位。這種方式控制靈活，系統(tǒng)穩(wěn)定性好，通過給水泵出口母管壓力與汽包壓力差大小的設(shè)定，較好地實現(xiàn)了給水泵的經(jīng)濟運行。但該系統(tǒng)設(shè)計上仍然存在問題，因為兩段調(diào)節(jié)是相互影響又相互牽連，如果將兩段調(diào)節(jié)都同時投入自動，當(dāng)鍋爐汽包水位降時，主給水門必須要開大，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，主給水門就要關(guān)小，給水壓力升高，蒸汽溫度要降低。特別是在機組調(diào)峰調(diào)頻頻繁的情況下，蒸汽溫度難以維持在穩(wěn)定狀態(tài)。自從機組投產(chǎn)以來，

鍋爐主給水調(diào)節(jié)一直采用給水泵轉(zhuǎn)速和主給水調(diào)節(jié)門同時投自動的調(diào)節(jié)方式，在正常負荷下，主給水調(diào)節(jié)門開度在60％左右，給水泵未起到變頻調(diào)速的真正目的，主給水調(diào)節(jié)門也長期處在節(jié)流狀態(tài)，調(diào)節(jié)門前后壓差大，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(tǒng)改進

2．1　系統(tǒng)改進

　　將汽包水位作為被調(diào)量，由給水泵勺管直接進行調(diào)節(jié)，主給水調(diào)節(jié)門在正常情況下處在全開位置，取消主給水門的自動調(diào)節(jié)，旁路給水門作為低負荷調(diào)節(jié)門，鍋爐給水流量信號作為反饋信號引入調(diào)節(jié)系統(tǒng)，使調(diào)節(jié)系統(tǒng)能很快響應(yīng)機組負荷變化，并能克服汽包虛假水位對調(diào)節(jié)過程的不良影響。調(diào)節(jié)系統(tǒng)經(jīng)過改進后，原來主給水門前后高達1MPa的壓差幾乎接近為零，節(jié)流損失大減小，運行給水泵轉(zhuǎn)速降低，給水泵電耗減小，真正體現(xiàn)了給水泵的變頻調(diào)整之目的，經(jīng)濟性大為提高。

　　從機組的實際運行中，采集了一組給水調(diào)節(jié)系統(tǒng)改進前后一周，在負荷基本相同的情況下的數(shù)據(jù)，統(tǒng)計見表1、表2。

2．2　結(jié)論

　　通過改進，給水泵電耗明顯下降。在相同負荷下，主給水調(diào)節(jié)門開度由60％開到100％，給水壓力降低了0．56MPa，給水用電率降低了0．2％，節(jié)能效果顯著。1999年全廠發(fā)電量14億kWh，2000年發(fā)電量13億7千萬kWh，此項改進使給水泵電耗下降而節(jié)電約73萬kWh，價值人民幣22．63萬元。同時，主給水調(diào)節(jié)門在正常情況下處在全開位置，前后壓差幾乎沒有，減輕了高壓給水對門芯的磨損，延長了該門的使用壽命。

2．3存在問題　

　　給水泵改進后，電耗雖然下降了，但同時也產(chǎn)生了新的問題。由于主給水調(diào)節(jié)門在正常情況下處在全開位置，當(dāng)機組負荷較高時或機組加、減負荷時，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(xiàn)象。

　　（1）鍋爐在主給水調(diào)節(jié)門未全開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(diào)節(jié)門已基本開完，沒有多大的富裕量，特別在加減負荷過程中，汽溫就更不好控制，也就難免出現(xiàn)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，作好提前量的準(zhǔn)備。如在鍋爐燃燒工況改變前，先將蒸汽溫度降低，或?qū)C前壓力先設(shè)定低些，待負荷穩(wěn)定后再將其恢復(fù)到正常值；也可通過改變爐膛火焰中心位置、調(diào)節(jié)配風(fēng)量、合理使用給粉機等輔助方 式來達到調(diào)節(jié)蒸汽溫度的目的。

　　（2）當(dāng)鍋爐負荷減到110 MW或從110 MW加負荷時，要停運或啟動一臺給水泵，由于各臺給水泵的調(diào)節(jié)特性不同以及熱工自動調(diào)節(jié)上存在的問題，在啟、停給水泵時，給水流量擺動大，引起汽包水位波動大，容易造成水位保護動作，運行人員只能將給水泵轉(zhuǎn)速自動解除，手動進行調(diào)節(jié)。同時在110 MW負荷左右，給水壓力只有13．7 MPa，給水泵報警值必須進行修改，否則，給水母管壓力低信號會經(jīng)常發(fā)出。相應(yīng)的，給水泵低水壓聯(lián)動值也要調(diào)低，否則，在低負荷下，給水泵就會發(fā)生聯(lián)動。

　　（3）由于給水泵轉(zhuǎn)速自動是機組協(xié)調(diào)控制投入的必備條件，若今后給水泵轉(zhuǎn)速自動與協(xié)調(diào)的聯(lián)接不解開，在啟停給水泵時，為了防止汽包水位波動大，運行人員就要解除轉(zhuǎn)速自動，勢必造成協(xié)調(diào)跳閘，引起負荷波動，這個問題必須解決。

2．4　解決方法

　　（1）在機組加減負荷時，或異常情況下，造成減溫減壓力低，減溫水量不夠時，運行人員可以手動關(guān)小主給水門的開度，以提高減溫減壓力，但在關(guān)小主給水門的時候，必須注意監(jiān)視和調(diào)整鍋爐汽包水位，防止汽包水位急劇下降，待汽溫恢復(fù)至正常值后，再將主給水門逐漸開完。在主給水調(diào)節(jié)門逐步開大的過程中，又將引起給水母管壓力下降，過熱器減溫水壓力隨之下降，運行人員應(yīng)注意控制好給水調(diào)節(jié)門的開關(guān)量，嚴(yán)密監(jiān)視減溫水量的變化和主、再熱蒸汽溫度及汽包水位的變化。通過實踐證明，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發(fā)生，只要負荷穩(wěn)定、燃燒穩(wěn)定，蒸汽溫度一般都很穩(wěn)定。

　　（2）主給水調(diào)節(jié)門全開后，若因減溫水壓力降低造成汽溫升高超過額定值溫度時，可立即關(guān)小主給水調(diào)節(jié)門或提高給水泵轉(zhuǎn)速，必要時降壓降負荷運行。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(diào)節(jié)門在全開位置運行，此期間除異常情況外，運行人員不得將主給水調(diào)節(jié)門關(guān)小。

　　（3）為了防止給水調(diào)節(jié)門全開后鍋爐發(fā)生超溫，給運行人員充分的調(diào)節(jié)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。