赤峰热电A厂循环水系统改造

刘恩达 牛雪峰

引言：针对赤峰热电A厂循环水系统改造项目的调研分析、实施过程，以及对改造后取的成果的论述。

一、概述

赤峰热电厂#6、#7为凝汽式汽轮机组，机组型号分别为CC25-3.43/0.98/0.294、C24-0.98/0.294。6#、7#汽轮机在非供暖期为凝器运行，在冬季采暖热期采用汽轮机低真空运行的循环水供热，供水温度50℃—75℃、供水压力0.8MPa，循环水年供热量约350×104GJ。

6#汽轮机主汽温度450℃、压力3.80MPa，循环水系统配备2台型号600S—32A水泵并列运行，电动机功率250KW，额定循环水流量2880T/h，水泵扬程26m；7#汽轮机主汽温度320℃、压力0.98MPa，循环水系统配备2台型号32SA—19A水泵并列运行，电动机功率450KW，最大循环水流量5000T/h，水泵扬程26m。

二、6#、7#汽轮机不同工况的运行方式

在供暖期内，当地的环境温度由变化趋势为-8℃—-28℃—-6℃，对应采暖供水温度为50℃—75℃—48℃。在供热初期和供热末期室外环境温度为-6℃—-10℃，循环水的散热量较小，供、回水温度差较小（供水温度50℃、回水温度32℃）。为适应采暖热用户对室内环境温度的调节需求和从供热电厂自身的经济效益出发，赤峰热电厂根据供热量的变化和机组循环水容量的大小，分阶段调节机组投入低真空运行供热步骤为：10月至11月，6#汽轮机低真空运行，7#机凝汽运行；11月至12月，7#汽轮机低真空运行，6#机凝汽运行；12月至2月，6#、7#汽轮机低真空运行；2月至3月，7#汽轮机低真空运行，6#机凝汽运行；3月至4月，6#汽轮机低真空运行，7#机凝汽运行。6#、7#汽轮机平均每年纯凝汽运行约7个月、低真空供热运行5个月。

（一）纯凝运行方式

非供热期，6#、7#汽轮机循环水系统各自独立，每台机组2台循环水泵连接水塔与凝汽器闭环式运行。由于水塔位置距离汽轮机厂房较近，局部流动阻力损失少，6#汽轮机循环水入口压力0.19MPa，7#汽轮机循环水入口压力0.21MPa，分别高于凝汽器入口压力设计值0.014MPa，和0.020MPa。为确保凝汽器安全稳定工作，运行中采用关小各台循环水泵（非变频调节）出口门来控制凝汽器入口压力。

（二）低真空运行方式

在冬季机组供热投入低真空运行时，汽轮机组的循环水泵和凉水塔停止运行，投运采暖系统，并将水塔塔盆为热网补给水的储存容器。塔盆的补水由4、5、6、7#汽轮机冷油器出口的冷却水予以补充。冷油器冷却水出口温度为25℃—30℃，可以抵制塔盆的结冻。但是当室外环境温度低于-20℃以下时，6#、7#汽轮机同时投入供热运行，对应的水塔也处于停运状态，从热网供水母管上引接1根φ159管道，将流量约60t/h，70℃的高温水注入静止的塔盆，做为塔盆的調温水。

三、系统存在的问题

循环水泵出口被强制节流运行，必然导致厂用电量增加，约损失电量300kw/h。以60t/h、70℃热水不间断送入冷却水塔防冻，水塔蓄水溢流，每年损失热量：式中△g—水塔防冻热水流量60（t/h），t—流入水塔热水温度70（℃），d—机组低真空停运水塔天数150（day），h—24小时，每年丢失水量： 。

四、改造方案

（一）循环水系统运行调整数据分析

6、7#汽轮机纯凝汽运行时，凝汽器入口循环水压力偏高，循环水泵处于节流运行状态，存在能源损耗。对6#、7#机纯凝汽运行时改变循环水泵运方式，得出循环水泵组的参数变化，表明同时投运2台循环水泵时汽轮机的循环水量有一定的富裕度，只投运1台循环水泵，各台机组的出力下降了8%、真空度下降5kPa、热量损失也有不同程度的增加，同时机组的安全可靠性降低。

（二）循环水系统改进方案

根据对循环水系统运行调整数据分析，将6#、7#汽轮机的循环水系统进行并联改造，将4台循环水泵投运其中3台，最小循环水总流量10600t/h，比6#、7#汽轮机只投运单台循环水泵时合计流量7800t/h增加2700t/h，可满足6、7#汽轮机并列运行时凝汽器的冷却水量，并能满足汽轮机组在额定工况下运行，所以4台循环水泵具备并列运行条件。

（三）水塔系统改造方案

6#汽轮机、7#汽轮机同时低真空运行供热期间，其中1台处于静止状态水塔塔盆存水为了预防冻结，要消耗60t/h、70℃采暖热水，每年排掉工业水21.6万t，排掉热量63304GJ。为了回收因防止塔盆结冻而损失的水资源和热能，最有效的途径是将2台冷却塔的塔盆合为一体，将1个塔盆的积水外排做为热网补水，另1塔盆接纳外来补充水（冷油器冷却水），使两个塔盆在同时处于低速流动的同时，又得到热量的补偿。

将6#机冷却塔塔盆与7#机冷却塔塔盆的DN600的排污管道进行联通，两塔盆联通管之间加装一隔断阀，在冬季6#、7#汽轮机同时低真空供热运行期间将隔断阀开启，使2台机组的塔盆联通，当采用其他运行方式时，将隔断阀关闭，恢复各汽轮发电机组循环水系统独立封闭运行。

当6#汽轮机、7#汽轮机同时供热，如果启动7#汽轮机组的热网补给水泵运行，将7#汽轮机组冷却水塔塔盆积水做为热网补水时，将冷油器冷却水排入6#汽轮机冷却水塔的塔盆；反之，将冷油器冷却水排入7#汽轮机冷却水塔的塔盆。该方案即可解决冬季汽轮机冷却水塔停运后塔盆的防冻问题，又可节省水资源和热能的损失。

五、系统更改后运行情况

系统改进后对6#、7#机纯凝汽运行时改变循环水泵5种不同组合的投运试验，表明6#、7#机纯凝汽运行时采用循环水泵并联运行方案，完全可以投入其中3台，任意停运其中1台循环水泵，做为备用设备。采用3台循环水泵并联运行，机组的热效率基本不受影响，不仅每年可以节约151.2万kwh厂用电，而且为6#、7#汽轮机组提供了可靠的备用设备，有利于对4台循环水泵进行维护、检修，并能够保持各台设备均能在健康状态下运行。

六、结论

赤峰热电厂对A厂6#、7#机组循环水系统、冷却水塔水系统改造方案据历经13年的运行，得出每年可节约水资源216万t，节省热损失5840GJ，节约厂用电量151.2万kwh。

参考文献

[1]汽轮机设备及其系统，中国电力出版社。

[2]工程热力学，人民出版社。

[3]汽轮机变工况热力计算，中国电力出版社。

（作者单位：赤峰热电厂）