660MW燃煤机组凝结水系统运行方式优化

黎乃斌 姚永良

摘要：介绍了某660 MW机组凝结水系统在运行方式上存在的问题，提出了改进优化的主要着力点，解决了优化过程中所遇到的难点，最终提高了该凝结水系统运行的可靠性及经济性，实现了机组的挖潜增效，对于实现节能减排具有一定的实践意义。

关键词：凝结水系统;优化;挖潜增效;节能减排

0    引言

随着电力体制改革的不断深入以及国家对于火电去产能政策的逐步实施，火电机组面临着前所未有的挑战。眼下火电机组已不比从前，已经完全实现由带基础负荷到全面参与调峰调频的历史性转变，火电厂要提高自身参与调峰调频的灵活性，对于自身设备运行的稳定性有着苛刻的要求，而要想在激烈的电力市场竞争中生存，单靠稳定性显然是不够的，还需要确保运行的经济性。本文重点对某电厂凝结水系统中凝结水泵、低加疏水泵的运行方式进行的优化以及优化所带来的效果进行分析。

1    凝结水系统运行方式优化的背景

某电厂凝结水系统是将汽轮机低压缸排汽凝结后通过凝结水泵经低压加热器送至除氧器，同时还向低旁、轴封减温器、汽机A/B疏水擴容器、汽机杂用水等提供减温、冷却用水，并向定子冷却水系统补水;每台机组配置2台100%容量的凝结水泵，一台运行，一台备用，A凝结水泵配有一套变频装置，可采用变频或工频运行，B凝结水泵工频运行，原则上A凝结水泵变频运行，B凝结水泵工频备用。每台机组配备2台100%容量低加疏水泵组，各配置有变频调速装置，一台运行，一台备用。低压加热器正常疏水逐级自流至6号低压加热器经低加疏水泵至5号低加凝结水进口。投产至今，机组正常运行中无论带多少负荷，其A凝结水泵出力基本都维持在≥2.6 MPa运行，低负荷时除氧器上水调节阀的开度甚至低至40%以下，节流损失极大。运行的低加疏水泵出力也基本维持在1.8 MPa，其出口母管调节阀开度最低至30%以下，最高不过60%。

2    凝结水系统运行方式优化的必要性

（1）A凝结水泵、低加疏水泵出口压力均不会自动变化，变频调速形同虚设。优化之前的A凝结水泵、在运低加疏水泵无论负荷如何变化，其出口母管压力均不会自动调节（图1），如需调整则需要人工给定压力值，其变频器的作用没有得到真正的发挥，造成了不必要的电能浪费。

（2）除氧器上水调阀、低加疏水泵出口母管调阀开度长时间偏小，节流损失大。由于A凝结水泵、低加疏水泵的出口母管压力在低负荷时相对偏高，除氧器上水调阀、低加疏水泵出口母管调阀在低负荷时开度较小（图2），节流明显，门芯冲刷磨损加剧且导致能量浪费。

3    凝结水系统运行方式优化

3.1    凝结水系统运行方式优化的内容

根据凝结水系统的实际运行情况，如何保证除氧器水位、6号低加水位的相对稳定及系统其他用户不受影响是本次优化的难点。为此，专业公关小组进行了长期的试验探索——2018年3月至2019年12月，在机组的不同负荷段，为了保证除氧器水位相对稳定，同时兼顾除氧器水位主调阀的开度能尽量自动调节至60%以上，通过人工置值来改变A凝结水泵出口压力，经过长时间的观察及对系统相关运行数据的采集、分析和比对，决定对A凝结水泵变频调节实现自动控制，其控制原理如下：

（1）出口母管压力基本设定值由负荷—压力函数计算产生。

F（X）=300，1.8

F（X）=660，2.6

（2）增加偏置功能块，压力偏差设置为±0.5 MPa（压力偏差设置由运行人员在界面上设定）。

（3）内部逻辑增加除氧器水位主调节阀阀位（70%～90%开度）对母管压力的修正。压力修正设置为±0.2 MPa。

（4）出口母管压力设定值中包含了偏置值，通过设定偏置来确定总的母管压力设定值。总的压力设定值低限为1.8 MPa，高限为2.8 MPa。

2018年3月至2019年12月，在不同的负荷段及凝结水压力下，为维持6号低加水位及运行低加疏水泵的相对稳定，同时兼顾低加疏水泵出口母管调阀的开度能尽量自动调节至35%以上，通过人工置值来改变低加疏水泵出口母管压力，经过长时间的观察及对系统相关运行数据的采集、分析和比对，决定对A/B低加疏水泵的变频调节实现自动控制，其控制原理如下：增加疏水调节阀阀位对压力的修正。疏水阀阀位5%～95%对应压力修正设置-0.2～0.2 MPa。

实际压力设定值=手动设定（手操显示）+压力修正量

3.2    凝结水系统运行方式优化的效果

通过一系列的变频自动控制优化措施，有效提高了A凝结水泵、A/B低加疏水泵的工作效率，降低了节流损失且延长了设备使用寿命。相比于未优化之前的运行工况，该电厂两台机组每年大约可节省电能5 196 000 kWh，约折合人民币155.88万元，节能减排效果显著。

3.3    凝结水系统运行方式优化存在的不足

虽然以上优化措施有效提高了变频调节的灵活性，并且达到了节能的目的，但是仍存在以下不足：

（1）此变频自动控制未涉及机组启动/停运工况，尤其是A凝结水泵，在机组启/停过程中，泵的出力仍需人工控制;

（2）此变频自动控制未涉及定期试运/轮换及事故工况，尤其是A凝结水泵，当B凝结水泵（工频）启动后，A凝结水泵出力不会自动适当增加，这有可能会造成两台泵“抢水”情况的发生，对除氧器水位的控制极为不利。

4    结语

综上所述，通过对凝结水系统的运行方式进行相应优化，实现了系统的挖潜增效，提高了设备运行的稳定性，进而提高了企业在市场中的核心竞争力，可谓一举两得。至于此次优化所存在的不足，其实也是往后需进一步优化的目标。

[参考文献]

[1] 广东粤电大埔发电有限公司.集控运行规程[Z]，2019.

[2] 西安热工研究院有限公司.1、2号机组机侧MCS系统模拟量控制优化调整试验方案[Z]，2019.

[3] 西安热工研究院有限公司.1、2号机组机侧MCS系统模拟量控制优化调整试验方案实施细则[Z]，2019.

收稿日期：2020-03-18

作者简介：黎乃斌（1988—），男，广西合浦人，工程师，主要从事火电厂集控运行工作兼协助开展汽轮机运行专业管理工作。

姚永良（1982—），男，广东梅州人，工程师，主要从事火电厂集控运行管理工作。