汽輪機輔機系統(tǒng)運行優(yōu)化技術201504

1、汽輪機輔機系統(tǒng)運行優(yōu)化技術汽輪機輔機系統(tǒng)運行優(yōu)化技術馬汀山馬汀山2015年年04月月西安熱工研究院有限公司西安熱工研究院有限公司1、泵及冷端系統(tǒng)節(jié)能診斷的意義、泵及冷端系統(tǒng)節(jié)能診斷的意義2、主要泵組性能診斷、主要泵組性能診斷3、冷端系統(tǒng)節(jié)能診斷、冷端系統(tǒng)節(jié)能診斷4、冷端運行優(yōu)化、冷端運行優(yōu)化5、診斷和優(yōu)化運行實例、診斷和優(yōu)化運行實例6、結論和展望、結論和展望泵組節(jié)能診斷的意義泵組節(jié)能診斷的意義 在保證機組安全運行的情況下，如何挖掘主要泵在保證機組安全運行的情況下，如何挖掘主要泵組組( (給水泵、凝結水泵、循環(huán)水泵給水泵、凝結水泵、循環(huán)水泵) )設備的最佳性設備的最佳性能，發(fā)現(xiàn)泵組存在的問題，對

2、提高整個機組的運能，發(fā)現(xiàn)泵組存在的問題，對提高整個機組的運行經濟性和安全性具有重要意義。行經濟性和安全性具有重要意義。 從泵、傳動機構、驅動機械本身及相關系統(tǒng)的從泵、傳動機構、驅動機械本身及相關系統(tǒng)的性能變化著手，通過性能診斷試驗，在保證設備性能變化著手，通過性能診斷試驗，在保證設備安全的情況下，分析設備和系統(tǒng)性能下降的原因，安全的情況下，分析設備和系統(tǒng)性能下降的原因，進而提出相應的改進或改造建議，從而提高泵組進而提出相應的改進或改造建議，從而提高泵組運行安全性和經濟性，達到整個機組的節(jié)能降耗運行安全性和經濟性，達到整個機組的節(jié)能降耗的目的的目的 。 主要泵組：主要泵組：給水泵組、給水泵組、凝

3、結水泵組凝結水泵組循環(huán)水泵組循環(huán)水泵組試驗目的試驗內容試驗準備標準、測點、儀器、工況試驗試驗結果和分析數(shù)據(jù)處理、結果計算、診斷分析工況調整、數(shù)據(jù)采集 圖1: 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)示意圖序號序號測點名稱測點名稱測點數(shù)量測點數(shù)量測量儀器儀表測量儀器儀表1給水泵進口壓力給水泵進口壓力10.075級壓力變送器級壓力變送器2給水泵出口壓力給水泵出口壓力10.075級壓力變送器級壓力變送器3給水泵抽頭壓力給水泵抽頭壓力10.075級壓力變送器級壓力變送器4給水泵進口溫度給水泵進口溫度2A級鉑電阻級鉑電阻5給水泵出口溫度給水泵出口溫度2A級鉑電阻級鉑電阻6給水泵進口流量給水泵進口流量10.075級差壓變送器級差壓變

4、送器7再熱器減溫水流量再熱器減溫水流量10.075級壓力變送器級壓力變送器8過熱器減溫水流量過熱器減溫水流量10.075級壓力變送器級壓力變送器9小汽輪機進汽流量小汽輪機進汽流量10.075級差壓變送器級差壓變送器10小汽輪機進汽壓力小汽輪機進汽壓力10.075級壓力變送器級壓力變送器11小汽輪機排汽壓力小汽輪機排汽壓力10.075級絕壓變送器級絕壓變送器序號序號測點名稱測點名稱測點數(shù)量測點數(shù)量測量儀器儀表測量儀器儀表12小汽輪機進汽溫度小汽輪機進汽溫度1熱電偶熱電偶13小汽輪機排汽溫度小汽輪機排汽溫度1熱電偶熱電偶14小汽輪機轉速小汽輪機轉速1運行表運行表15前置泵進口壓力前置泵進口壓力10

5、.075級壓力變送器級壓力變送器16前置泵出口壓力前置泵出口壓力10.075級壓力變送器級壓力變送器17電動機功率電動機功率10.25級鉗式功率表級鉗式功率表18電動機轉速電動機轉速1運行表運行表19耦合器工作油進、出口溫度耦合器工作油進、出口溫度2熱電偶熱電偶20耦合器工作油冷卻水進、出口溫度耦合器工作油冷卻水進、出口溫度2熱電偶熱電偶21耦合器工作油冷卻水流量耦合器工作油冷卻水流量2超聲波流量計超聲波流量計22大氣壓力大氣壓力1壓力變送器壓力變送器序號序號測點名稱測點名稱測點測點數(shù)量數(shù)量測量儀器儀表測量儀器儀表1大氣壓力大氣壓力10.075級絕壓變送器級絕壓變送器2凝汽器壓力凝汽器壓力2絕

6、壓變送器絕壓變送器3凝汽器水位凝汽器水位2運行表計運行表計4凝結水泵出口壓力凝結水泵出口壓力1壓力變送器壓力變送器5凝結水泵進口溫度凝結水泵進口溫度1A級鉑電阻級鉑電阻6凝結水泵出口流量凝結水泵出口流量1超聲波流量計超聲波流量計7電動機輸入功率電動機輸入功率10.25級鉗式功率表級鉗式功率表8除氧器水位調節(jié)閥開度除氧器水位調節(jié)閥開度1運行表計運行表計9凝結水泵再循環(huán)門開度凝結水泵再循環(huán)門開度1運行表計運行表計序號序號測量參數(shù)測量參數(shù)測點數(shù)量測點數(shù)量測量儀表測量儀表1循泵進口前池水位循泵進口前池水位1米尺米尺2大氣壓力大氣壓力10.075級壓力變送器級壓力變送器3循泵出口壓力循泵出口壓力10.0

7、75級壓力變送器級壓力變送器4出口流量出口流量11.0級超聲波流量計級超聲波流量計5循環(huán)冷卻水溫度循環(huán)冷卻水溫度1熱電偶熱電偶6電動機輸入功率電動機輸入功率10.25級鉗式功率表級鉗式功率表7凝汽器冷卻水出口蝶閥凝汽器冷卻水出口蝶閥開度開度2運行表計運行表計8循環(huán)水其他用戶流量循環(huán)水其他用戶流量11.0級超聲波流量計級超聲波流量計 在保證機組安全運行的情況下，如何挖掘冷端系統(tǒng)在保證機組安全運行的情況下，如何挖掘冷端系統(tǒng)各設備的最佳性能，并且在消耗最小的前提下獲取最有各設備的最佳性能，并且在消耗最小的前提下獲取最有利的運行真空是火電機組運行中一個急迫的問題。利的運行真空是火電機組運行中一個急迫的

8、問題。 從機組冷端系統(tǒng)著手，提高汽輪機組冷端性能，投從機組冷端系統(tǒng)著手，提高汽輪機組冷端性能，投入小、見效快，是電廠節(jié)能降耗、提高機組熱經濟性、入小、見效快，是電廠節(jié)能降耗、提高機組熱經濟性、實現(xiàn)效益最大化的最佳途徑。實現(xiàn)效益最大化的最佳途徑。 通過定量分析影響冷端性能的主要因素，提出設備通過定量分析影響冷端性能的主要因素，提出設備或系統(tǒng)的性能監(jiān)測和診斷方法，結合冷端系統(tǒng)運行方式或系統(tǒng)的性能監(jiān)測和診斷方法，結合冷端系統(tǒng)運行方式優(yōu)化，改善設備運行水平、提高機組冷端性能、降低機優(yōu)化，改善設備運行水平、提高機組冷端性能、降低機組煤耗。組煤耗。ttttwws11wttwt冷卻水進口溫度與端差的關系02

9、468100510152025303540冷卻水進口溫度()端差()冷卻水進口溫度和凝汽器壓力關系曲線024681012140510152025303540冷卻水進口溫度()凝汽器壓力(kPa)冷卻水流量對凝汽器壓力的影響0246810121416405060708090100110冷卻水流量(%)凝汽器壓力(kPa)冷卻水進口溫度102030300MW負荷下真空下降率與漏入空氣流量的關系050100150200250050010001500200025003000真空下降率(Pa/min)漏入空氣流量(kg/h)真空下降率與凝汽器的壓力關系24681012140500100015002000

10、25003000真空下降率(Pa/min)凝汽器壓力(kPa)30332010300MW負荷下凝汽器壓力與漏入空氣量的關系4.005.006.007.008.009.0010.000255075100125150175200225250漏入空氣流量(kg/h)凝汽器壓力(kPa)空氣分壓力與凝汽器壓力變化關系4.05.06.07.08.09.010.00510152025303540455055空氣分壓力(%)凝汽器壓力300MW機組凝汽器壓力和機組負荷關系3.03.54.04.55.05.56.0100150200250300350機組負荷(MW)凝汽器壓力(kPa)實際運行除去空氣影響30

11、0MW機組凝汽器端差和機組負荷關系12345678100150200250300350機組負荷(MW)凝汽器端差()除去空氣影響實際運行某300MW機組間隔6個月前、后凝汽器性能對比(設計冷卻水溫度和流量下)3.03.54.04.55.05.56.0405060708090100110120凝汽器熱負荷百分比(%)凝汽器壓力(kPa)春季試驗秋季試驗某300MW機組凝汽器性能受冷卻管清潔度的影響(設計冷卻水溫度和流量下，兩次試驗間隔6個月)3.03.54.04.55.05.56.0100150200250300350機組負荷(MW)凝汽器壓力(kPa)實際運行除去空氣影響夏季結果春季結果夏季結

12、果春季結果凝汽器熱負荷增加對凝汽器壓力的影響量0.000.200.400.600.801.0034567891011121314凝汽器壓力(kPa)凝汽器壓力增加量(kPa)熱負荷增加15%熱負荷增加7.5%熱負荷對凝汽器壓力影響4.04.55.05.56.0100150200250300350機組負荷(MW)凝汽器壓力(kPa)實際運行設計熱負荷下2732732732731111tgLgLtdtdgtgcortttttppppnnqq空冷區(qū)空氣分壓力百分比與工作水溫度關系01020304050607080901001520253035404550真空泵工作水溫度()空氣分壓力(%)52kg/

13、h26kg/h127kg/h86kg/h空氣流量對冷端性能的影響3456789050100150200250漏入空氣流量(kg/h)凝汽器壓力和真空泵吸入壓力(kPa)真空泵入口壓力空氣流量對空氣分壓力的影響05101520253035404550050100150200250漏入空氣流量(kg/h)空氣分壓力百分比(%)空氣流量對真空泵抽吸能力的影響050100150200250300350400456789真空泵吸入壓力(kPa)真空泵抽吸流量(kg/h)空氣質量流量混合物質量流量B真空泵吸入壓力與耗功的關系曲線96981001021041061081101123.04.05.06.07.

14、08.09.0吸入口壓力(kPa)耗功(kW)主要影響因素主要影響因素變化情況變化情況凝汽器壓力凝汽器壓力變化變化kPa供電煤耗變化供電煤耗變化g/kW.h影響趨勢影響趨勢凝汽器冷卻水進口溫度10.340.82冷卻水進口溫度越高，凝汽器壓力的單位溫度變化值越大凝汽器冷卻水流量-10%0.410.984冷卻水流量越小，每降低10%水量對凝汽壓力的影響量越大，隨著冷卻水溫度升高，相同水量變化引起的壓力變化越大。真空嚴密性(漏入空氣流量)100Pa/min0.10.21 0.240.504漏入空氣流量較小時，凝汽器壓力變化??；當漏入空氣流量超過臨界值后，凝汽器壓力變化大，且與真空嚴密性呈線性變化關系

15、凝汽器冷卻管清潔系數(shù)-0.10.230.552冷卻水溫度越低，相同清潔系數(shù)下降值使得凝汽器壓力升高值越小凝汽器熱負荷10%0.360.864冷卻水進口溫度越高，熱負荷增加使得凝汽器壓力變化值越大凝汽器冷卻面積-10%0.210.504隨著冷卻面積增大，凝汽器壓力降低值越小真空泵工作水進口溫度(真空嚴密性260Pa/min)400.651.560工作水溫度超過，凝汽器壓力明顯升高；嚴密性越差，凝汽器壓力升高值越大B機組300M負荷下空氣分壓力與凝汽器壓力的關系5.05.56.06.57.07.58.001020304050空氣分壓力百分比(%)凝汽器壓力(kPa)空冷區(qū)空氣分壓力百分比與工作水溫

16、度關系01020304050607080901001520253035404550真空泵工作水溫度()空氣分壓力(%)52kg/h26kg/h127kg/h86kg/h參數(shù)監(jiān)測和診斷運行清潔度計算空氣對凝汽器性能影響監(jiān)測和診斷臟污對傳熱的影響空氣對清潔系數(shù)的影響空氣是否影響凝汽器性能是是否否清清洗洗真真空空泵泵出出力力下下降降提提高高嚴嚴密密性性YESNO機組負荷機組負荷300MW240MW180MW凝汽器清潔系數(shù)凝汽器清潔系數(shù)0.340.320.28凝汽器壓力凝汽器壓力kPakPa冷卻水進口冷卻水進口溫度溫度208.006.825.813012.5210.869.423314.3612.5010.88凝汽器清潔系數(shù)凝汽器清潔系數(shù)0.550