200 MW供热机组双机单塔运行的节能分析

李建新+李文林

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2016.19.023

摘 要：宁夏电力投资集团西夏热电厂200 MW供热机组在冬季采暖工况下，改变冷却塔的运行方式由双塔切换至单塔运行，降低了厂用电率，减小了凝汽器的端差，降低了冷却塔的补水量，避免了冷却塔的大量结冰，水耗明显降低，达到机组节能目的。

关键词：单塔运行 水耗 端差 厂用电率

中图分类号：TM62 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）07（a）-0023-03

Energy Saving Analysis of 200 MW Heating Unit Double

Machine Double Tower Operation

Li Jianxin Li Wenlin

（Ningxia Electric Power Investment Group Xixia Thermal Power Plant， Yinchuan Ningxia， 750021， China）

Abstract： Ningxia Electric Power Investment Group in Xixia thermal power plant 200 MW unit in winter heating condition， change the mode of operation of the cooling tower by the twin towers switched to single tower operation， reduce the auxiliary power consumption rate， reduce the difference of the condenser end， reducing the cooling tower of water supply， to avoid the cooling Tower of a large number of ice， water consumption decreased significantly， to achieve the purpose of energy saving unit.

Key Words： Single tower operation； Water consumption； End difference； Degree of cooling； Plant power consumption rate

宁夏电力投资集团西夏热电厂由东方汽轮机厂生产C200/140-12.75/0.245/535/535型超高压、单轴、三缸双排汽、工业抽汽不可调整、采暖抽汽可调整、一次中间再热抽汽凝汽式汽轮机[1]。当在最大采暖工况下，主蒸汽压力：12.75 MPa，其流量：670 t/h；采暖抽汽压力：0.245 MPa，其抽汽量：440 t/h；低压缸排汽量：70.8 t/h，额定发电功率：140 MW。正常运行时，每台机组有三台循环水泵组成，两运一备，泵的参数：扬程23.3 m，流量：9 828 m3/h，转速：595 r/min，电机的电压：6 000 V，电流：109.3 A。冷却塔的塔型：双曲线自然通风逆流式，冷却塔高度：90 m，冷却面积：3 500 m2，冷却塔深度：2.0 m，正常运行水位：1.7～1.9 m。凝汽器的类型：单背压、双壳体、双流程、表面式。冬季采暖工况是从汽轮机中压缸的排汽口抽出一部分蒸汽加热网加热器的热网循环水，通过采暖抽汽快关阀和低压缸蝶阀的开度调整热网加热器的进汽量而控制热网循环水的温度，满足热网调度的温度要求。但是中压缸排汽进入低压缸的蒸汽量大幅减少，真空升高，排气温度随着降低，循环水量显得富裕量变大，造成凝汽器的端差增大；随着环境温度的降低，循环水温更低，造成冷却塔大量结冰，为了提高机组的经济效益，所以，采取冷却塔运行方式由双塔切换至单冷却塔运行，循环水泵由两机4台改为两机3台运行，降低了厂用电率；降低了凝汽器的端差、凝结水的过冷度；降低了冷却塔的蒸发量、补水量而降低水耗，避免了冷却塔的大量结冰，从而机组达到了节能目的，并取得十分明显的经济效益。

1 介绍该厂的循环水系统

#1、2冷却塔补水水源有两路：一是污水处理厂的中水（正常运行的水源），二是地下水（备用水源）。循环水系统流程：冷却塔→吸水井入口滤网→入口电动闸板门→循环水泵→出口液压蝶阀→循环水供水母管→凝汽器和开式冷却水系统（电动给水泵工作油冷却器、板式换热器等用户）→循环水回水母管→回水电动门→冷却塔，形成闭式循环。若循环水的回水不上塔时，打开直通电动门，回到冷却塔水池，也形成一个闭式循环。若冬季时，打开冲冰电动门，形成水帘，减少冷却塔的结冰。#3、4 循环水泵入口吸水井设有平衡#1、2冷却塔水位的联络闸板启闭机，两台机循环水供水/回水母管间分别设两个联络电动门，以实现扩大单元制（见图1）。

2 采暖期由双塔切换至单塔运行的操作

2.1 采暖期由双塔切换至单塔运行的条件

（1）#1、2机热、电负荷稳定，真空：高于-85 kPa，采暖抽汽快关阀全开，低压缸蝶阀的开度小于50%。

（2）#1、2机凝汽器入口循环水温低于-12 ℃。

（3）过冷度大于1℃，端差大于8 ℃。

2.2 采暖期由双塔切换至单塔运行（#1塔）的操作步骤

（1）#1塔水位1.7 m，#2塔水位1.8 m；两塔补水水源是中水。

（2）#3、4循环水泵必须运行，#1循环泵运行，#2循环泵备用（任意1台运行，另1台备用）；#5循环水泵运行，#6循环水泵备用（任意1台运行，另1台备用）。

（3）开启#1、2塔联络闸板启闭机，平衡两塔的水位。

（4）打开两机循环水回水联络一、二次电动门。

（5）打开两机循环水供水联络一、二次电动门。

（6）循环水系统参数，真空，塔水位稳定后，缓慢地关#2塔的回水电动门至25%，开启#2塔的直通电动门开度至20%，再关闭#2塔的回水电动门，调整两塔水位和循环水系统参数至稳定。

（7）解除#6循环水泵的联锁，停运#5循环水泵，调整#2塔的直通电动门开度至15%，使循环水母管压力、真空和塔的水位稳定。

（8）关闭#2塔的补水门，#1塔的补水门保持开启；关闭#2塔的排污门，#1塔的排污门作为水质调整门。

2.3 单塔运行中注意的技术关键

（1）运行中任1台循环水泵出现故障时，启动备用泵，调整循环水压力和真空；另一方面做好恢复双塔运行的事故预案。

（2）做好停运塔的水池防冻。根据机组热负荷和环境温度，调整停运塔的直通门开度，控制停运塔的水温和水位。

（3）单塔运行时，控制#1塔的水位在1.8 m以上，#2塔水位在1.6 m以上，防止#1塔溢流。若两塔水位低时，采取两塔同时补水，保证塔的水位正常。

（4）定期化验冷却塔的水质，灵活调整塔的补水水源、水量，调整排污门大小，节约补水，保证其水质合格。

3 单塔运行节能分析

3.1 节电方面

同等采暖工况下，两机两塔运行时，4台循环水泵运行；单塔运行时，3台循环水泵运行，可以满足机组的循环水量需求，停运一台循环水泵，可以节约电量：W=UIcosθ·t=1.73×6 000×109×0.85×24=23 080.97 kW·h，折合人币：23 080.97×0.27=6231.86元。（按电价：0.27元/kW·h计算）。

4台循环水泵占全天厂用电率的1%，停1台循环水泵后，厂用电率约降低0.25%。

3.2 节水方面

同等采暖工况下，两机双塔运行时，为了保证冷却塔的水位正常和循环水的水质合格，还有冷却塔的各种损失下，两冷却塔的中水补水量：500～700 t/h；单塔运行时，中水补水量：300～400 t/h，折中计算全天节约水量：（600-350）×24=6 000 t/d，折合人民币：6 000×1.2=7 200.00元/d（按中水价：1.20元/t计算）（见表1）。

3.3 单、双塔运行时凝汽器运行参数对比

对比单、双塔运行过程中，凝汽器运行参数[2]可以看出单塔运行时，凝汽器的端差、过冷度明显降低，可以降低机组的煤耗，节能效果明显。按照单塔运行时端差每下降1℃，煤耗降低1.0g/KW·h，可折中计算出：3.35×1×160 000×24=12.86 t/d（端差：负荷160 MW），折合人民币：2 957.8元/d（按煤价：230元/t计算）[3]（见表2）。

3.4 冷却塔的结冰分析

冬季温度在-12 ℃左右，双塔运行时，打开冲冰门，减少冷却塔的结冰，但实际中上塔的循环水量减少，结冰更严重，容易坠落塔的填料，增加设备材料损耗和维护工人费用；当气温回升时，每台机启动3台循环水泵进行冲冰，效果不明显，还增加了厂用电，这样的运行是不经济的。单塔运行后，循环水温明显提高，循环水量增大，塔的结冰情况明显减少（见表2）。综上分析得出供暖期采取单塔运行，节能十分明显。

4 结语

冬季采暖工况下，以热定电的原则，调整采暖快关阀和低压缸蝶阀的开度，减少进入低压缸的蒸汽量，从而满足取暖用户的温度需求，但是发现双机双塔运行，增加了机组的煤耗、水耗、电耗、材耗，降低了机组的经济性。为了挖掘节能措施，降低发电成本，提高机组的热效率和经济性，在保证机组安全和真空前提下改变冷却塔的运行方式为单塔运行，降低了凝汽器的端差、凝结水的过冷度，降低了循环水泵的电耗，降低了冷却塔的补水量，提高了循环水温，避免了冷却塔大量结冰，提高了机组运行的经济指标，达到了机组节能目的。

参考文献

[1] 汽机设备运行技术标准[S].宁夏电投西夏热电有限公司，2013.

[2] 王国清.汽轮机设备运行[M].北京：中国电力出版社，2005：33-45.

[3] 赵晓坤，杨中彪.冬季双机单循环水塔运行技术研究[J].华电技术，2011，33（1）：32-35.