燃氣-蒸汽聯(lián)合電廠循環(huán)水系統(tǒng)優(yōu)化與循環(huán)水泵的選擇

1、 燃氣蒸汽聯(lián)合電廠循環(huán)水系統(tǒng)優(yōu)化與循環(huán)水泵的選擇 摘要：分析了優(yōu)化它和燃煤循環(huán)供水系統(tǒng)與選擇循環(huán)水泵之間的區(qū)別，并總結(jié)了燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電廠供水系統(tǒng)改善以及循環(huán)水泵選擇時應注意的問題。關(guān)鍵詞：燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán) ；供水系統(tǒng)優(yōu)化 ；循環(huán)水泵選擇中圖分類號：tm621 文獻識別碼：a1燃機電廠的循環(huán)水系統(tǒng)優(yōu)化特點該燃機發(fā)電廠的建設周期短、占地面積小、起停速度快、調(diào)峰強。它在節(jié)水、環(huán)境保護、能源生產(chǎn)效率和調(diào)峰負荷范圍具有優(yōu)勢，但電價較高，循環(huán)供水系統(tǒng)中冷卻水的最高計算溫度應按照一年中最熱期間的平均每日和夜間氣象數(shù)據(jù)確定。循環(huán)水泵的流量與設備的容量、冷卻倍數(shù)和水泵的數(shù)量有關(guān)，通常可以通過改善設計來保

2、證。循環(huán)水泵必須根據(jù)計劃的容量和臺數(shù)進行配置。通常不配置備用泵。每個機組必須配備2個循環(huán)水泵，并且在2個機組的循環(huán)水入口管之間必須設置連接管。燃煤與燃機電廠之間有很多區(qū)別。首先是一般的燃煤設備的燃燒成本占電力成本的一半以上，而燃機設備因為維修和燃料成本都高，所以電力成本也比燃煤設備高很多。其次是燃氣設備的特點是它的性能隨溫度降低而減小，在壓縮時所需的功率也隨溫度下降而減小，等同于增加燃氣輪機發(fā)送給發(fā)動機的出力；對與聯(lián)合循環(huán)設備來說，其特點決定了它不能和燃煤設備一樣利用增加鍋爐蒸發(fā)量而提高汽輪發(fā)動機出力，不同氣溫決定鍋爐的蒸發(fā)量以此確定其設備的出力上限。最后對循環(huán)水系統(tǒng)冷端進行改善計算時，凝氣量

3、隨設備配置的不同而取值不一樣。調(diào)峰設備根據(jù)固定凝氣量取值，而熱電聯(lián)設備則根據(jù)最小熱電比運行或固定供熱運行取值。所以，對其冷端改善及循環(huán)水泵的配置應根據(jù)其特點，來分析合適的方法。2循泵的選擇原則2.1純凝機組純冷凝機組用于調(diào)峰控制燃機發(fā)電廠，并且根據(jù)標稱冷凝量在純冷凝條件下優(yōu)化。該機組主要采用1機和2臺泵的配置。2.2抽凝機組抽水式冷凝機組主要用于熱電聯(lián)產(chǎn)電廠，冷凝機組通常使用1臺機器和2臺泵的配置。冷端在最小熱/功率比或額定加熱條件下進行了優(yōu)化，并控制了其冷凝工況，以確保設備可以在冷凝條件下安全運行。根據(jù)冷端改善結(jié)果確定夏季的循環(huán)水量，然后參考表一 ，預先確定每個季節(jié)的循環(huán)水量。2.3抽凝機組

4、+背壓機組冷凝機+背壓機組為了滿足背壓機的運行條件，背壓機通常單獨配備1臺輔助設備的冷卻循環(huán)水泵，泵的容量僅對應于輔助冷卻水；冷凝機組根據(jù)不同的工況配備2套循環(huán)水泵，如果規(guī)定加熱條件的冷凝能力或最小熱電比的冷凝能力與純冷凝能力之間的差值偏大可以添加1臺備用泵，當純冷凝工況是3機并用，該泵可以按常規(guī)方式用作備用循環(huán)水泵。使用冷凝+背壓單元的組合，因為此組合形式的循環(huán)水泵的規(guī)格差異太大，并且系統(tǒng)配置必須滿足純冷凝條件，因此很難根據(jù)經(jīng)驗季節(jié)中的循環(huán)水百分比輕松選擇循環(huán)水泵配置以及安全操作要求1。所以，先必須根據(jù)抽冷凝機組和背壓機組所需的最大循環(huán)水選擇合適的循環(huán)水泵，然后必須通過初始配置的泵并聯(lián)各種循

5、環(huán)泵的運行條件和可用的系統(tǒng)水量，按照不同季節(jié)的實際循環(huán)水消耗量的特性曲線和初選循環(huán)泵的并聯(lián)特性曲線來查找每個季節(jié)的實際工作運行點。3工程實例3.1項目簡介家用燃機的熱電聯(lián)產(chǎn)建設范圍是2100 mw燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組，該發(fā)電機組配置有1個冷凝機和1個背壓機，壓力機只有輔機冷卻水，即無主機冷卻水。這兩個機器結(jié)合了循環(huán)水冷卻系統(tǒng)。在正常加熱條件下，抽氣冷凝機組的冷凝能力約為81 t / h，而在純冷凝條件下，冷凝能力約為135t / h。渦輪的設計背壓是5.2 kpa，冷凝器面積為3,950 平方米。該機組是根據(jù)額定加熱條件設計的，并檢查了純冷凝條件。它的最佳配置：2臺機組配置3座每小時 3

6、 650立方米機械通風塔，夏季冷卻速度是65倍。3.2循環(huán)水量計算及循環(huán)水系統(tǒng)水力計算根據(jù)冷端優(yōu)化的最終配置，最初在每個季節(jié)確定額定加熱條件下的循環(huán)水量，為預先確定循環(huán)水泵流量提供基礎2。根據(jù)循環(huán)水系統(tǒng)的總體布局以及夏季和冬季額定加熱條件所需的循環(huán)水量，對循環(huán)水供應系統(tǒng)進行水力分析，為循環(huán)水泵揚程的預選提供基礎。3.3循環(huán)水泵運行方式的優(yōu)化選擇在該項目中，根據(jù)標稱加熱條件進行設計優(yōu)化和冷端配置。它的配置思路如下：1）如果背壓機單獨運行，則背壓機將配備一個額外的冷卻循環(huán)水泵，并且小泵流量滿足壓力機的夏季標稱加熱條件所需的循環(huán)水流量。2）冷凝機組根據(jù)夏季的名義采暖條件配備了2個循環(huán)水泵。3）由于純

7、冷凝量與標稱加熱條件之間的差異很大，為了滿足純冷凝控制要求，上述兩個大型泵配置不能滿足夏季純冷凝條件下的循環(huán)水需求，并且相差很大，因此考慮到具有相同容量的另一臺大型泵的配置3。通常還配置有夏季額定供熱條件的大型泵為備用泵。3.4循環(huán)水泵的初步選型根據(jù)夏季的固定工作條件，冬季的固定工作條件中循環(huán)水系統(tǒng)所需的循環(huán)水量、管道系統(tǒng)水力計算所需的揚程以及循環(huán)水泵的推薦工作模式。3.5不同季節(jié)循環(huán)水泵運行工況擬合根據(jù)循環(huán)水泵的h-q曲線與循環(huán)水系統(tǒng)管線的特性曲線的交點，得出與每個季節(jié)的機組運行狀況相對應的循環(huán)泵實際參數(shù)4。通過讀取不同工況交叉點的坐標，可以獲得不同工況之間實際循環(huán)水量和泵的工況參數(shù)。3.6

8、實際工況核算表4中循環(huán)水系統(tǒng)的實際供水量大于表2中的初始供水量，必須滿足設計要求。根據(jù)表4中的實際循環(huán)水量，重新檢查每個季節(jié)的實際運行參數(shù)，包括冷卻速度、塔的進出口溫度、背壓和性能。該項目的復驗結(jié)果如下：在夏季，4臺泵（3大和1小）在清潔的冷凝條件下并聯(lián)運行，單臺泵的流量為每小時2,680立方米，泵揚程為20.30 m。在它的運行條件下，氣象條件為10，冷卻塔的出水溫度約為32.06，冷凝器的背壓約為11.15 kpa。結(jié)語必須針對不同的設備合理配置循環(huán)水系統(tǒng)的優(yōu)化和循環(huán)水泵的選擇。調(diào)峰機組常常在純冷凝條件下根據(jù)額定冷凝量改善循環(huán)水系統(tǒng)。循環(huán)泵的選擇和配置可以直接參考規(guī)范的推薦形式（本文表1）

9、。熱電聯(lián)產(chǎn)供熱機組具有兩個不同的冷凝和背壓機組，其中冷凝機組的冷端在最小熱電比或額定加熱條件下進行了優(yōu)化，并檢查了純冷凝狀態(tài)。根據(jù)冷端優(yōu)化結(jié)果確定夏季的循環(huán)水量，然后參考表1，預先確定每個季節(jié)的循環(huán)水量。但是，對于優(yōu)化冷端和選擇循環(huán)泵而言，將泵冷凝機與背壓機的“一泵一背”組合起來是最復雜的。在額定加熱條件或最小熱電比下，背壓機組配置為獨立運行配備 1 臺輔機循環(huán)冷卻水泵，抽凝機按 1 機 2 泵的原則配備循環(huán)泵，同時設置 1 臺同容量的循泵滿足純凝條件的控制要求。參考文獻：1胡華強,徐運達,李曉倩.燃氣蒸汽聯(lián)合電廠循環(huán)水系統(tǒng)優(yōu)化與循環(huán)水泵的選擇j.電力勘測設計,2020(11):1-5+34.2劉俊峰,賈兆鵬,李俊忠,楊光.燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組給水泵驅(qū)動改造及節(jié)能分析j.燃氣輪機技術(shù),2018,31