一种开式水系统节能方式的应用

赵天锦 韩超 王旭文

摘  要： 我司采用“大开式水”冷却系统，开式水回水至循环水回水管道，回水阻力大造成开式水泵扬程高，耗能较高，仅有发电机氢气冷却器必须采用开式水泵出口压力方可冷却，其余换热设备均可采用循环水直接进行冷却，导致厂用电浪费严重，开展开式水系统改造活动，提高机组开式水系统运行经济性，降低厂用电率。

关键词： 开式水系统改造

0. 前言

系统设备概述：

我司每台机组共设置2台开式循环冷却水泵，其中1用1备，2台机组共4台开式循环冷却水泵;开式循环冷却水泵输送介质取自循环水泵出口。开式水经开式循环冷却水泵加压后，进入开式循环冷却水系统。

发电机氢气冷却器标高20m（最高），开式水回水至循环水回水管道，与循环水一同至冷却塔冷却。

开式循环冷却水泵进水取自凝汽器循环冷却水每台机组配置2台100 %容量的开式循环冷却水泵，1台运行，1台备用

型式： 卧式离心式

开式循环冷却水泵型号：500S22

1. 改造前的现状存在问题

贺州项目采用“大开式水”冷却系统，开式水回水至循环水回水管道，回水阻力大造成开式水泵扬程高，其中#1机运行电流约为293A，#2机运行电流约为275A，耗能较高，仅有发电机氢气冷却器必须采用开式水泵出口压力方可冷却，其余换热设备均可采用循环水直接进行冷却，导致厂用电浪费严重，为减少这种损失，对开式水系统进行优化改造，以达到提高机组开式水系统运行经济性，降低厂用电率。

2. 改造原理及方案

通过系统分析及现场察看，存在两个问题：

一是发现开式水系统用户除氢气冷却器标高较高在20m（最高）左右，必须采用开式水泵升壓才能达到冷却效果外，其余各冷却器均在汽机房0m层，其水阻均小于凝汽器，均可采用循环水自然冷却，这为开式水系统节能改造提供了必要条件。

二是开式水回水至循环水回水管道，因回水阻力较大，造成开式水泵的扬程设计较高，改造时需考虑以免造成通过循环水自流一路的回水问题。

只要有效解决氢气冷却器一路的冷却用水，包括氢气冷却器、密封油冷却器、凝泵电机冷却器的冷却用水，其余各冷却器均可通过循环水自身的流量、压力满足冷却效果，即可达到停运开式水泵，实现降低厂用电的目的。

首先对开式水流量的裕量进行核算，通过循环水进水流量与凝汽器冷却水流量相比得出循环水供开式水系统的流量，与开式水系统冷却水高温时段的流量对比，对比后发现满足流量使用要求。

通过图纸查阅氢气冷却器一路冷却水用量的设计流量以及现场实测流量，将具体数据提供给水泵厂家进行核算选型，最终发现在发电机氢气冷却器供水管道上增加一台轴功率为90KW的升压泵即可满足用户供水要求，同时另接一路回水管道引接至本机冷却塔池，满足回水要求。

改造方案：

将开式水系统除氢气冷却器、密封油冷却器、凝泵电机冷却器外的其它换热设备的回水管道引接至冷却塔塔池，降低开式水回水阻力，在氢气冷却器入口管道增加一台功率为90KW的管道升压泵长期运行，正常运行时，停运开式水泵，关闭旁路蝶阀，达到节能的目的，特殊情况下，打开旁路蝶阀，停运升压泵，投入原开式水泵即可，具体见附图。

3. 改造项目运行及效益现状及对比情况

改造前的开式水泵运行状况如下图所示：

改造后的新增开式水泵状况如下图所示：

从图中可以看出，改造前开式水泵运行电流按290A计算，轴功率为290A╳380V╳1.732╳0.85≈162KW/h，新装开式水泵轴功率按设计值90KW计算，预期节能约为162KW/h-90KW/h≈72KW/h，运行时间按8600小时计算：

#1、#2开式水系统改造年节约生产成本：

72KW/h╳2╳8600小时╳0.4≈49万元（两台机投入约45万，一年内即可收回投入成本）

非经济效益：

系统优化后，新增了一台高效节能水泵做为主泵，系统由一运一备，变为一运两备，既降低了厂用电率，又提高了开式水系统的灵活性及稳定性。

4. 结论

此种开式水系统节能方式在系统改造后能保证机组安全稳定经济运行，具有很好的节能效果。投运后基本在1年内收回成本，经济效益明显，可作为一种开式水系统运行节能的一种参考。

参考文献

[1] 循环水及开式水设计图纸，中南电力设计院。

[2] 凝汽器说明书，东方汽轮机厂。

[3] 500S22说明书，长沙水泵厂

作者简介：

赵天锦（1985-  ），男，工程师，本科，华润电力（贺州）有限公司，汽机高级师