（铜山华润电力有限公司 江苏徐州 221000）
摘要：深入分析和优化凝结水系统运行方式，通过对凝泵进行变频运行方式改造，以及凝水系统管道扩容改造，深入挖掘凝水系统的经济性，同时提高凝水系统设备运行的可靠性，有效降低了1000MW机组厂用电率，节能效果显著，具有较好的推广前景。
关键词：1000MW；凝水系统；变频改造；管道扩容；节能
凝水系统是电厂主要汽水系统之一，凝泵是凝水系统的重要组成部分。通过技术改造，如凝泵变频改造、凝结水系统扩容改造等，不断降低凝泵运行电耗，优化凝水系统运行方式，节能效果显著，降低了1000MW发电机组的厂用电率，同时提高凝水系统可靠性。
1 系统概述
铜山华润电力有限公司#5、6机组为2×1000MW超超临界燃煤发电机组，每台机组配置3×50%容量的凝结水泵。表1为凝泵的主要参数。
凝水系统主要是经凝泵对凝水升压后，为除氧器提供水源，为凝水用户提供具有一定压力的水源。如图1所示，主要流程为：凝汽器中的水源经凝泵升压后，依次经过化学精处理、轴封加热器、除氧器上水调门、低压加热器，进入除氧器。
图1 凝水系统流程
在正常运行方式下，3台凝泵“两运一备”，除氧器上水调门自动跟踪除氧器水位，且凝水系统具有较高的压力，能够满足凝水用户的需要。表2为不同负荷下凝水系统参数。
为满足凝水系统中各用户的需要，一般要求凝水系统除氧器上水调门前压力＞1.7MPa。由表2不同负荷下凝水系统参数可以看出，在不同负荷下，除氧器上水调门最大开度＜60%，凝水压力最低为3.0MPa，且负荷越低时受调门节流影响，凝水压力越高，完全满足大于1. 7MPa的要求。由于除氧器上水调门开度偏低、凝水压力偏高，凝泵在工频运行方式下变负荷调节能力较弱，凝水系统经济性较低。
2 凝泵变频改造
凝泵工频节流调节方式主要是以消耗离心泵的多余能量来维持凝水流量，低负荷下凝泵效率必然下降较多。考虑到电机在变频方式下运行时，可以通过改变管道内介质压力调节凝水流量，降低管道中的节流和阻力，工作效率较高，故决定对凝泵进行变频改造。
2.1 凝泵变频改造
根据机组实际运行情况，采用对3台凝泵进行一拖一变频改造，单台凝泵变频改造电气主回路如图2所示，在每台凝泵6kV电源开关和凝泵电动机之间加装高压变频器，变频器型号为ZINVERT-A5H 2250/06Y，采用基于IGBT的单元串联多电平电压型逆变器的高压变频技术，在输出逆变器部分采用具有独立电源的单相桥式SPWM逆变器的直接串联叠加，在输出整流部分采用多相多重叠加整流技术，在结构上采用功率单元模块化技术，输出无需滤波器，可实现冗余运行，输入谐波量少。为保证系统可靠运行，采取设置工频旁路的方案，当变频器出现故障时，可以手动将凝泵切换到工频方式运行，实现凝泵变频方式、工频方式的切换。QS2为单刀双掷开关，正常运行时，QS1合闸，QS2变频位置合闸，此时凝泵为变频方式运行；QS1分闸，QS2工频位置合闸，此时凝泵为工频方式运行。机组正常运行时，2台变频凝泵运行，1台工频凝泵备用，可以保证凝结水系统可靠稳定运行。
图2 单台凝泵变频改造主接线图
2.2除氧器水位控制方式优化
凝泵变频改造前，除氧器水位主要由除氧器上水调门控制。除氧器上水调门根据除氧器水位、凝汽器水位以及凝水流量，采用三冲量原理调节调门开度，从而达到稳定除氧器水位在设定值的目的。除氧器上水调门磨损较大且存在较大的节流损失。
凝泵变频改造后，凝水系统调节分为两种：1、凝泵变频器和除氧器上水调门均在自动控制模式时，凝泵变频器指令自动跟踪调节除氧器水位；除氧器上水调门自动跟踪调节凝水系统压力设定值。这也是凝泵变频改造后，凝水系统的正常运行方式。2、异常情况下，当凝泵变频器不在自动控制模式时，除氧器上水调门自动跟踪切换至除氧器水位控制模式。
2.3凝泵变频改造经济性分析
凝泵进行变频改造后，凝泵的出力水平可以根据机组的出力水平进行自动调整，大大降低了凝泵的冗余能耗；采用除氧器上水调门调节凝水压力的方式，也进一步促使除氧器上水调门开度经常处于较高位置运行，降低了除氧器上水调门的磨损和节流损失。表3为凝泵变频改造前后的凝水系统参数。
由表3可以看出，凝泵进行变频改造后，在机组负荷大于600MW时，在优化后的凝水系统控制方式下，除氧器上水调门开度有很大的改善，尤其是当机组负荷大于700MW时，除氧器上水调门基本上均处于全开方式。对比凝泵变频改造前后，相同负荷下，凝水压力与机组负荷的关系产生了逆转，凝水压力随机组负荷同步升高与降低，凝泵的运行电流有了很大的降低，低负荷运行时降低幅度甚至超过50%，经过粗略计算，可年节约用电量600万kW? h，具有明显的经济效益。
3 凝水系统管道扩容降压改造
由表3凝泵变频改造后的凝水系统参数，可以看出凝泵变频改造带来了很大的经济效益，同时也看出，除氧器上水调门在机组负荷大于700MW时，长期处于全开状态。由此我们可以判断，以闸阀方式运行的除氧器上水调门，在凝泵变频改造后，虽然大大降低了其节流损失，但是对于凝水系统而言，除氧器上水调门仍然是凝水系统主要的节流点。为此，铜山华润电力有限公司利用机组调停检修的时机，对除氧器上水调门进行了扩容改造，扩大凝水系统在除氧器上水调门处的流通面积。表4为凝水系统除氧器上水调门扩容前后的参数。
通过表4凝水系统除氧器上水调门扩容前后的参数对比，可以看到在除氧器上水调门扩容后，相同负荷下凝水压力降低了0.2Mpa左右，单台凝泵运行电流降低了约6A，两台凝泵共降低了约12A。这在一定程度上进一步降低了凝水系统的能量损耗，降低了1000MW机组的厂用电率。
4 结语
凝泵变频改造与凝水系统管道扩容改造相结合，改善了凝泵的启动特性，减少了调门磨损，提高了设备的可靠性和使用寿命；同时又大大降低了凝泵运行的功耗和除氧器上水调门的节流损失，进一步降低了机组的厂用电耗，在铜山华润1000MW机组实际使用中效果显著，具有较强的实施性和可推广性。
论文作者:谢方喜,顾玉田,李京
论文发表刊物:《电力设备》2016年第6期
论文发表时间:2016/6/20
标签：调门论文; 水系论文; 除氧器论文; 机组论文; 方式论文; 负荷论文; 水压论文; 《电力设备》2016年第6期论文;