某电厂660MW 机组停机后闭冷水系统运行方式优化

李田

（望亭发电厂，江苏 苏州 215155）

某电厂建设有两台660MW 超超临界燃煤机组分别于2009 年和2010 年投产。投产以来，闭冷水系统除夏季外，其余时间段由于开冷水温度较低，使闭冷水温度同步降低，因此用户对闭冷水需求量减少，运行时均需不同程度地关小闭冷水母管压力调节阀进行节流调节，说明此时闭冷水存在富余量，在此运行方式下运行会造成一定程度的能量损失。

且近年来随着新能源发电量及省外特高压供电量持续增加，该电厂两台660MW 超超临界燃煤机组停运次数逐渐增加，经常性单机运行。在机组停运后，由于汽轮机内部金属温度较高，为了避免汽缸及转子上下部分温差增大导致设备变形弯曲损坏，因此必须保持盘车运行直至汽轮机内部金属温度低于100℃，在此期间顶轴油系统、润滑油系统、密封油系统均无法停运，此时需一小部分的闭冷水冷却上述用户。为供给这一小部分闭冷水，需保持一台闭冷泵连续运行，耗费大量电能。

因此，在该电厂两台660MW 超超临界燃煤机组闭冷水系统上存在节能需求与空间，可以考虑研究措施调节闭冷水系统运行方式，从而节约闭冷泵耗电量，提高经济性。

一、系统概述

某电厂建有两台660MW 超超临界燃煤机组，分别于2009 年和2010 年投产并命名为3 号机组和4 号机组。每台机组配置有独立的闭冷水系统，系统各自配置有两台100%容量的闭冷泵，一运一备，两组100%容量的闭冷器，一运一备，系统同时设置有一只高位布置的膨胀水箱对系统进行连续补水。

为了简化系统和管道布置，每台机组闭冷水系统母管压力统一，满足所有冷却水用户的需求，同时在闭冷水系统闭冷器出口闭冷水母管上设置有压力调节阀，用于在不同工况下调节闭冷水母管压力和流量。由于部分用户对温度调节要求较高，例如氢气、静冷水、主机润滑油、主机密封油、给泵润滑油等，为其各自设置有独立的调整门调节，分别控制各自用户温度。

闭冷水系统的闭冷泵型号为KQSN600-N13/631，设计流量2475m3/h，闭冷泵电机型号为YKK450-6，额定功率为450KW，电压等级为6KV，额定电流为52.8A。

二、闭冷水系统运行现状及优化方案分析

（一）运行现状分析

该电厂660MW 超超临界燃煤机组闭冷水系统设计时，配置有两台100%容量的闭冷泵，要求单泵运行时能够满足夏季工况要求，并且针对不同工况可以通过调节母管压力调节阀，满足闭冷水用户需求。

通过对全年机组闭冷水系统参数进行分析发现（见图一），全年除6-9月由于气温较高造成循环水温度较高，导致开冷水温度高于设计水温之外，其余时间段开冷水温度均低于甚至远低于设计水温，此时闭冷水温度也低于设计值。由于闭冷水温度降低，其用户对冷却水需求量也同步降低，因此需不同程度地关小闭冷水母管压力调节阀，造成节流损失。

（图一 闭冷水系统全年调节阀开度变化趋势图）

由于近年来国家大力发展新能源发电，新能源发电量逐渐增加，且随着特高压直流输电线路的逐步铺设，省外特高压输电量逐渐增加，在两者共同影响之下，燃煤机组利用小时数明显逐渐降低，该电厂两台660MW 超超临界燃煤机组停运次数逐渐增加，经常性单机运行，统计近3 年机组停运次数（如表一所示）：

（表一 某电厂近3 年两台660MW 机组停运次数）

根据统计数据，近年来该电厂两台660MW 超超临界燃煤机组停运次数逐渐增加，但其中仅一次于6-9 月期间停运。

在机组停运后，由于汽轮机内部金属温度较高，为避免汽缸及转子上下部分温差增大导致设备变形弯曲损坏，因此必须保持盘车运行直至汽轮机内部金属温度低于100℃，此时汽轮机顶轴油系统、润滑油系统、密封油系统均无法停用，因此闭冷水系统也无法停用。此时闭冷水的作用主要为两点：1、带走由润滑油带出的汽轮机内的热量；2、带走油系统自身运行产生的热量。带走这些热量虽然仅需很小一部分的闭冷水，但是仍然需要运行一台闭冷泵。

机组停运直至汽轮机内部金属温度低于100℃可以停运盘车需要较长时间，该电厂660MW 超超临界燃煤机组投运至今平均每次需12 天时间方可停运盘车，在此期间闭冷水系统需要保持一台闭冷泵运行，耗费了大量电能。

（二）优化方案分析

机组停运期间闭冷水系统用量需求较小，而运行机组在全年除6-9 月外均有一定的富余量，同时由于电网迎峰度夏需要，机组停运一般不安排6-9，因此在机组停运后此时邻机闭冷水基本存在富余量，可以考虑由相邻运行机组供停运机组闭冷水。通过对系统进行研究发现该电厂两台660MW 超超临界燃煤机组配置有一套公用的压缩空气系统，其中压缩空气干燥器冷却水水源分别取自两台机组闭冷水，在此处两台机组闭冷水系统可以相互连通。

经过分析，在一台机组停运期间，可以考虑将停运机组闭冷水水源切至相邻运行机组供，从而可以停用本机闭冷泵，节约用电量。

三、运行试验方案

利用4 号机组停机机会，对闭冷水系统进行试验，将停运机组闭冷水水源切至相邻运行机组供，并收集相关数据，分析运行机组闭冷水系统是否受到影响，停运机组顶轴油系统、润滑油系统、密封油系统是否能够维持正常运行。

（一）系统流程

系统示意图（如图二所示），3 号机组闭冷水通过机3、4/压缩空气干燥器闭冷进A、机3、4/压缩空气干燥器闭冷进B 至4 号机组闭冷水进水母管，再通过机侧用户后至4 号机组闭冷水回水母管，通过机3、4/压缩空气干燥器闭冷回B、机3、4/压缩空气干燥器闭冷回A 至3 号机组闭冷水回水母管。

图二 闭冷水系统示意图

（二）试验步骤

（1）4 号机组停机后，机侧、炉侧闭冷水系统按照正常方式运行，压缩空气干燥器冷却水切至3 号机组闭冷水供。

（2）隔绝部分设备闭冷水，仅保留4 号机组顶轴油系统、润滑油系统、密封油系统、氢气冷却系统、发电机定子冷却水系统闭冷水运行，随后停用闭冷泵。

（3）缓慢开足机3、4/压缩空气干燥器闭冷进B，注意3 号机组闭冷水母管压力无变化。

（4）缓慢开足机3、4/压缩空气干燥器闭冷回B，注意3 号机组闭冷水母管压力不低于0.6MPa。

（5）将4 号机组闭冷水切至3 号机组闭冷水供，期间注意3 号机组闭冷水系统无异常，否则恢复操作，保证3 号机组正常运行。

（6）缓慢开大机4/冷油器调温、机4/密封油调温，注意3 号机组闭冷水母管压力不低于0.6MPa，闭冷箱补水正常。

（7）缓慢开大氢冷器4A/调温、氢冷器4B/调温、机4/定冷器调温，注意3 号机组闭冷水母管压力不低于0.6MPa，闭冷箱补水正常。

（三）试验结果

本次试验安排在10 月执行，试验时环境气象温度22℃,3 号机组负荷500MW。

将4 号机组闭冷泵停用、闭冷水由3 号机组闭冷水供后，3 号机组闭冷水母管压力维持在0.65MPa 无变化，母管压力调节阀开度由40%增大至45%，闭冷水温度无变化。由于气泵房压缩空气干燥器冷却水管径较小，因此其压力由0.53Mpa 降低至0.47Mpa，但压缩空气干燥器无异常能够连续正常运行。4 号机组闭冷水母管压力能够达到0.47MPa，此时润滑油冷油器、密封油冷油器、氢冷器、定冷器均处于投用状态，顶轴油、润滑油、密封油、氢气、发电机定子冷却水温度均正常。

4 号机组闭冷水水源切换成功后，直至盘车停用，在此期间的12 天时间，4 号机组闭冷水一直保持由3 号机组供给。在此期间环境气象温度处于18-26℃之间,3 号机组负荷在330-660MW 之间波动，3 号机组闭冷水母管压力调节阀开度最大不超过60%，两台机组闭冷水系统参数均无异常。

四、优化运行方案

根据试验结果，该电厂660MW 超超临界燃煤机组在停运后，闭冷水可以由相邻运行机组通过压缩空气干燥器冷却水管供，且能够满足顶轴油系统、润滑油系统、密封油系统、氢气冷却系统、发电机定子冷却水系统运行。因此该电厂制定闭冷水系统节能运行规定，在全年除6-9 月之外，其余时间段机组停运后，将本机闭冷泵停运，闭冷水由相邻运行机组供。

五、经济性分析

综上分析，在保证安全的前提下，该电厂在全年除6-9 月外时间段、660MW 超超临界燃煤机组停运期间，采用邻机闭冷水通过压缩空气干燥器冷却水管供本机闭冷水。通过此优化运行，每次机组停运后可停用本机闭冷泵。按照闭冷泵功率450KW，机组年均停机8 次，每次停机盘车需运行12 天计算：

年均节约厂用电Q=Pt=450*24*12*8=1036800KW.h

按照当前上网电价0.391 元/KW.h 计算

年均节约电费=Q*0.391=40.5 万元

结语：该电厂两台660MW 超超临界燃煤机组闭冷水系统配置有两台100%容量的闭冷泵，单泵运行时能够满足夏季工况要求，其余时间段有不同程度富余量，且由于近年来新能源发电量及省外特高压供电量增加，两台660MW 超超临界燃煤机组停运次数增加，单机运行时长增加，对闭冷水系统节能存在需求与空间。通过此次停机后运行方式优化，在不进行设备改造的基础上，将停运机组闭冷泵停用，由相邻运行机组供停运机组闭冷水，显著降低闭冷泵电耗，节能效果明显。