（杭州华电江东热电有限公司 浙江杭州 310000）
摘要：本文以三菱M701F4的480MW级燃气——蒸汽联合循环机组为例，深入分析了该类日开夜停的燃气机组变工况过程中最佳真空值的确认方法及循环水系统中机械通风冷却塔风机的运行方式对机组安全性和经济性的影响，为同类机组循环水冷却系统运行方式的优化提供了依据，也为同类机组的节能降耗提供思考方向。
关键词：机械通风冷却塔风机；节能降耗；运行方式
引言
燃气机组日开夜停，循环水系统的相关辅机也需频繁启停。循环水系统作为厂用电的能耗大户，若能采取有效措施降低循环水系统在机组启停机过程中的电耗，积少成多可长期节能降耗。
机械通风冷却塔是依靠电机带动的大型风机对循环水进行冷却和降温的,运行冷却塔风机所增加的厂用电量是电厂增加的额外的发电成本。现依据某燃气-蒸汽联合循环电厂的生产实际,在多次相似的启停机经验中,试验得出机械通风冷却塔风机不同运行方式对机组真空或循环水出水温度的影响,从而优化机械通风冷却塔风机的运行方式。
1循环水系统简介
江东电厂2台480MW 三菱M701F4燃气-蒸汽联合循环机组，每台机组循环水系统主要辅机为：2台循环水泵、5台机械通风冷却塔风机、2台开式循环冷却水泵。系统基本流程为：机械通风冷却塔→循泵→供水管路→凝汽器→回水管路→机械通风冷却塔。
2试验分析机组启停机过程中机械通风冷却塔的运行方式
由于燃气蒸汽联合循环机组的特性，环境温度对机组的性能影响大且明显，尤其反应在循环水系统中，所以本试验分冬夏季对冷却塔的运行方式进行优化。另外，根据机组最佳真空的理论计算和设计参数，冬季运行三台机械通风冷却塔风机，夏季运行五台机械通风冷却塔风机可满足机组的性能需要。工程设计前期考虑后期节能降耗需要，每台风机都配备工频和变频运行方式，可根据实际需要选择。所以本次试验首先在同一负荷下确认冷却塔风机的最终选择，确认工频变频风机的配合，然后在根据现场实际，多次试验，得出风机启停时间的控制和优化。
2.1对冷却塔风机的基本选择优化
试验条件：
（1）机组稳定且负荷相同。考虑到燃气蒸汽联合循环机组的特性，夏季选择400MW工况下稳定运行，确认风机的选择；冬季选择420MW工况下稳定运行，进行试验。
（2）因抽汽供热工况下，汽机负荷会受到供热负荷的影响，本次试验在纯凝工况下进行。
（3）确保凝汽器和循环水管道无结垢，试验前对凝结水和循环水水质进行检测，确保试验可靠有效
（4）根据多次试验，得出以下结论，见表一和表二。
表一 冬季冷却塔风机运行出力试验
备注：方案一：三台工频风机；方案二：二台工频、一台变频
表二 夏季冷却塔风机运行出力试验
实验结果夏季采用一台变频风机、四台工频风机对循环水温度基本无影响采用二台变频风机、三台工频风机对循环水温度影响明显
实验次数10
备注：方案一：五台工频风机；方案二：四台工频风机、一台变频风机；方案三：四台工频风机、二台变频风机。
根据多次试验结果，在对真空或者循环水温度影响不大的前提下，冬季运行三台工频风机，夏季运行四台工频、一台变频风机可以使循环水系统厂用电较低。
2.2在启停机过程中对风机的运行方式优化
燃气蒸汽联合循环机组热态启机到满负荷一般耗时90分钟，停机耗时65分钟。启机过程中，由于热量少，蒸发凝结量也少，往往不需要一次性全部提前投用冷却塔风机，而在停机过程中，随着蒸发量和凝结量下降，也不需要运行全部的冷却塔风机。所以在启机过程中，可以根据实际需要依次启动冷却塔风机，而不需要提前一次性全部投用；在停机过程中可以提前停运部分风机，而不需要待停机完成后停运冷却塔风机。
影响其冷却塔风机运行时间的主要因素有：机组安全性、耗电量、循环水出水温度、真空度、闭式水温度、真空泵出力、端差、过冷度等。本次试验在保证机组各项参数稳定且在正常值内的前提下尽量在启机过程中延缓风机的启动时间和在停机过程中提早风机的停运时间从而降低其耗电量。
根据多次试验，较优结果如下：
（1）冬季启机：3台工频风机分别在启机后0.45h，0.8h，1.2h后启动
（2）冬季停机：3台工频风机停机后0.1h停止
（3）夏季启机：风机按启机后0.35，0.5，0.65，0.8（变），0.95h启动
（4）夏季停机：风机在停机后0.45h停止
2.3启停机过程中冷却塔风机运行优化后的效果
根据现场实际，结合理论研究，得出了冬夏季不同环境温度下燃气蒸汽联合循环机组冷却塔风机的最佳运行方式。冬季一次启停机节约了大约5小时（单台风机）的运行时间，夏季一次启停机也节约了大约6小时（单台风机）的运行时间。根据多次试验结合现场实际电度表，冬季一次启停机节约了大概479KW的电量，夏季一次启停机节约了大概570KW的电量。以本厂燃机日开夜停全年平均200次热态启动，其中冬季80次，夏季120次计算。全年公司可计算节省厂用电费用：（80×479+120×570）×0.52 = 55494.4（元）。
3结论
燃气蒸汽联合循环的冷却塔风机设计是按照满足满负荷工况下的机组运行参数设计的，而启停机过程是个变工况过程，合理的通过贴近不同阶段下所需的冷却水量来寻求机组的变工况下的最佳真空，从而获得需要的节能降耗。燃机的长期日开夜停也为此创造了条件。
通过研究系统运行方式，在没有实施技术改造的前提下，从方式优化的角度来挖掘节能潜力、降本增效，是新时代燃机电厂运行人员的一项重要工作，需要技术人员集思广益、大胆创新。这种试验方法，思路也为同类型的燃气蒸汽联合循环机组循环水系统冷却塔等系统或者辅机运行方式的优化，提供了有益的参考。
参考文献
[1]周长喜. 燃气电厂机力通风冷却塔的运行方式及优化[J]. 电站辅机,2013，Vol34，No.2：27—30.
[2]张俊文. 200mw级燃气—蒸汽联合循环机组循环水系统冬季运行方式分析[J]. 科技尚品,2016(9):6.
[3]胡三季. 机械通风冷却塔技术发展及存在问题[J]. 工业用水与废水,2006，Vol37，No.1：6—8.
[4]李方园. 冷却塔风机的变频控制与节能降耗[J]. 风机技术,
2007,(2):57-59.
[5]赵大龙. 冷却塔风机优化节能控制系统分析[J]. 山东工业技术,2016,(8):75.
[6]冯伟,董琳琳. 变频器在冷却塔风机上的应用[J]. 自动化仪表,2005,(11):69-70.
论文作者:黄岩
论文发表刊物:《电力设备》2018年第20期
论文发表时间:2018/11/13
标签：风机论文; 冷却塔论文; 机组论文; 水系论文; 燃气论文; 方式论文; 工况论文; 《电力设备》2018年第20期论文;