（四川川投燃气发电有限责任公司）
一、达州川投燃气发电有限责任公司
2×350MW燃气蒸汽联合循环发电机组较多采用日启停的运行方式发电。在每日停运后，1、因中给泵密封水中断导致中给泵再次启动时抱轴现象经常发生，2、因系统阀门不严（给水上水电动阀不严、低压给水电动阀不严、中压给水泵密封水倒灌）,导致凝结水管段倒入蒸汽，开机时在再次启动凝结水泵时，出现汽阻水锤，凝结水管道剧烈振动的现象。为防止中给泵再次启动时抱轴和再次启动凝结水泵时管道振动的不安全现象，保证余热锅炉中压给水泵密封水供给和凝结水管道注水，现采用停机后保持凝结水泵连续运行，出口压力保证1.0MPa的运行措施，中给泵运行情况良好，管道振动情况明显好转。但在节能降耗提升电厂经济效益的今天，用凝结水泵变频供中压给水泵的密封水仍然有5-6A的电流，不免有些大马拉小车的嫌疑，本文从设备技术改造和系统运行方式的优化上，提出改造方案和有效措施能取得预期的节能效果。
根据目前系统的配置方式，凝结水输送泵、锅炉上水泵稍加改造和运行方式的调整，就能在一定程度上节约厂用电、减少下网电量，达到节能降耗的目的。
二、机组概述
1、达州川投燃气发电有限责任公司（以下简称公司）一期2×350MW燃气蒸汽联合循环发电机组配置东方集团引进三菱的M701F3型燃气轮机，与之同轴的TC2F-35.4型133.7MW的蒸汽轮机和杭州锅炉厂制造的三压、一次中间再热、无补燃、露天布置的卧式余热锅炉，发电机为QFR-400-2-20 ,额定有功409.7MW，发电机、燃机、蒸汽轮机同轴布置。
2、凝结水系统介绍
凝结水系统是将汽轮机低压缸排汽经凝汽器凝结在热井中的凝结水输送至余热锅炉低压汽包，供锅炉用水，同时还向余热锅炉中压给水泵提供密封水、汽轮机低压缸、轴封系统、低压缸冷却蒸汽等提供减温水（杂用水）；系统设置2台100%容量的凝结水泵，变频装置采用东芝-三菱的540KVA变频装置（一拖二配置），一台轴封加热器、凝结水关断阀（标高6.5m）、余热锅炉上水电动阀（标高28m）、经2级低压给水加热器送水至余热锅炉低压包；单元机组设置有50m³的凝补水箱，用于凝结水系统补水和回收凝结水。凝补水箱配置有一台凝结水输送泵和一台锅炉上水泵，将凝汽器和凝补水箱串联后，凝结水泵、锅炉上水泵、凝补水泵相当于并联布置。
燃气-蒸汽联合循环机组具有启停速度快、高效、节能、环保的优异特点，自投运以来主要承担调峰任务，较多采用日启停模式发电，每台机组年平均启动次数为140次，每次停运后凝泵平均运行小时数为10h，机组停运后凝泵运行平均小时数为140×10h=1400h。
燃气—蒸汽联合循环机组停运35min后，因凝汽器真空已降为0，为防止低压缸和凝汽器喉部超温，凝结水泵需运行一段时间，来满足低压缸喷水减温及水幕喷水减温的需要。停机期间余热锅炉采取保压措施，高、中、低压主汽电动门关闭，汽轮机在真空到0前将主汽门前压力泄放，机侧疏水全关。轴封系统停运后，凝汽器热负荷较少，在保证凝汽器排气温度小于50℃的前提下，最大需水量小于50t/h，由于凝结水泵最小运行方式下流量为120t/h，耗功:135kW。从实践经验来看大部分耗功通过凝结水泵再循环消耗掉了，这种低流量的运行方式对凝泵电机安全性有一定影响，同时影响凝泵变频器的寿命，况且机组是停运状态，所耗厂用电为下网电量，下网电价比上网电价高。为节约厂用电，最大限度的降低生产成本。经过分析研究，借鉴其他燃机电厂经验，根据我厂的实际情况，特提出由锅炉上水泵代替停机后凝泵运行的运行方式调整。锅炉上水泵还可以在冷态启动时为余热锅炉上水，会进一步减少凝泵在机组停运时的运行时间。
3、存在的问题，
根据机组投产运行两年多的实际情况，凝结水系统存在以下问题：
（1）、系统阀门不严（给水上水电动阀不严、低压给水逆止阀不严、中压给水泵本体水沿密封水管道倒灌）,导致凝结水管段倒入蒸汽，开机时在再次启动凝结水泵时，出现汽阻水锤，凝结水管道剧烈振动的现象，曾出现过凝结水上水电动门后管道焊口振裂现象，严重威胁机组启动安全。
（2）、余热锅炉中压给水泵输送介质为200℃的高温水，停运后系统降压放热，泵体水蒸发汽化，密封水中断后，启动前泵体注水不足，启动时汽蚀使轴向力加大导致烧轴抱死，影响机组启动安全。
（3）、汽轮机停机后，汽轮机主汽门前管道疏水、轴封系统疏水至凝汽器，造成凝汽器喉部超温变形，影响设备安全。
针对（1）、（2）问题，现日启停方式停机后，现阶段采取保持凝结水泵连续运行，出口压力保证1.0MPa的运行措施，中给泵运行情况良好，管道振动情况明显好转。虽然凝泵采用变频方式运行，但凝泵有5-6A的运行电流，需多运行7-12h，不利于节能降耗。
三、凝结水系统的优化改造
改造采用操作简单、改造费用较低的方案，根据现有的设备情况对锅炉上水泵运行方式进行试验，增加上水泵再循环管路和相关阀门，保证离心泵的运行安全。
采用机组凝结水箱作为循环水箱，在凝结水回收电动门后手动门的后管段接入上水泵再循环手动门和电动门的方式，作为锅炉上水泵的再循环管路。
从实际运行经验看，停机时真空到0后，在锅炉侧主汽门关严的情况下，汽轮机低压缸喷水减温和水幕喷水减温从未动作过，低压缸喷水减温、水幕喷水实际上不需要，停机后的凝汽器热负荷很少。凝泵运行仅供中压给水泵密封水和凝结水管道注水的作用，而中压给水泵密封水几乎无消耗，凝结水箱50m³,按上水泵的设计参数，理论上供上水泵满出力1h，但实际上可供锅炉上水泵运行4-5h（几乎全部通过再循环回到凝补水箱，再循环初步设计流量为20%额定出力）。由于受凝补水箱容积所限，在停机后上水泵连续运行的10h内需化学除盐水泵启动1h进行补水（小除盐水泵电机功率15kW）。
1、改造后的系统图如下；
3、改造后的运行注意事项：
（1）由于锅炉上水泵的工作压力远低于凝结水泵工频时运行压力等级，不允许上水泵运行时，直接工频启动凝结水泵并列运行，以防上水泵超压，泵体受损。
（2）机组停机在真空到0，轴封停汽后，应及时将凝结水泵“联锁”退出，降低运行凝结水泵频率，待凝结水母管压力降至0.9MPa后，关闭厂房6.5m平台余热锅炉给水电动门（kks：10LCD30AA001），启动锅炉上水泵。启动时，先启动凝结水泵，将凝结水母管压力升至0.6MPa，开启厂房6.5m平台余热锅炉给水电动门（kks：10LCD30AA001），再停运锅炉上水泵。
（3）停运上水泵后，及时关闭上水泵出口电动门，防止凝结水母管向锅炉上水泵反充水。
四、经济效益分析
1、停机期间凝泵变频运行参数
未进行锅炉上水泵改造前，为保证机组安全，停机时保证凝结水母管压力1MPa的方式下凝泵变频运行参数见表3
锅炉上水泵功率30kW，功率消耗减少57.1-30=27.1kW
2、改造后降耗效果分析
运行方式改变后，机组停运时节电效果分析如下：
在机组日启停期间，按照每台机组去年平均启停次数141次（2016年#1启动153次、#2机组启动119次），每次停运后运行10h计算，上水泵年运行小时数为1410h，减去化学除盐水泵（功率15kW）启动1h，补水一次的耗功，则改造后可节省电量为：Q节=（凝泵功率-上水泵功率）×1410-141×1h×15kW=27.1×1410-141×15=36 096kW•h。
五、系统优化后的预期经济效益
因我厂机组均采用日启停模式，按下网电价0.70元/kW•h计算，单台机组年节约费用：36 096×0.7=2.52万元；两台机组每年节约费用：2×2.52=5.04万元。
两台机组改造成本预计不足3万元，运行半年后即可收回改造成本。随着市场经济形势好转，我厂机组年利用小时数增加，启停次数增多，经济效益会更加明显。既可以保证设备的安全，又可以大大降低生产成本。
论文作者:张金良
论文发表刊物:《电力设备》2017年第26期
论文发表时间:2017/12/31
标签：水泵论文; 凝结水论文; 机组论文; 锅炉论文; 凝汽器论文; 余热论文; 低压论文; 《电力设备》2017年第26期论文;