总第147期 2017年第15期 现代工业经济和信息化 Modem Industrial Economy and Informationization Total of147 No.15,2017 DOI:10.16525 ̄.cnki.14-1362/n.2017.15.08 300 MW直接空冷机组尖峰冷却系统改造 叶 冲 (1.太原理工大学, 山西太原030024; 2.华能国际电力股份有限公司山西分公司, 山西太原030002) 摘要:为解决空冷发电厂夏季高背压运行影响汽轮机安全的问题,保证机组的出力,可以对直接空冷机组加 装尖峰冷却装置,以提高直接空冷机组迎峰渡夏能力。就此介绍了华能榆社电厂300Mw机组尖峰冷却器系统 改造,并针对夏季高温时段不同负荷、不同环境温度下,投运尖峰冷却装置后机组经济性的变化进行了对比分 析,最后对机组取得的经济效益进行了评估。 关键词:尖峰冷却;经济性;直接空冷系统 中图分类号:TM621 文献标识码:A 文章编号:2095—0748(2017)15—0021-04 引言 结垢,降低了电厂机组运行的安全f生与经济眭[3]。 因此,只有解决直接空冷系统目前面临的问题, 空冷机组在节水方面有重要优势,与同容量湿 冷机组相比,空冷机组冷却系统本身可节水97%以 上,全厂性节水约65%,但是机组供电煤耗高于同类 型的湿冷机组。目前国内空冷机组电厂主要集中在 提高直接空冷机组迎峰渡夏能力,才能有效实现节 能减排,安全经济运行 ]。华能榆社电厂利用一期 100 MW机组关停后遗留的凉水塔和循环水系统对 西北、华北等富煤贫水地区,空冷系统以其无污染、 理论上不耗水、不受水源等优点得到了社会的 300 MW直接空冷机组进行了加装尖峰冷却器改 造,有效解决了上述问题,提高了经济效益和机组安 全性能。 1原理模型 认可,部分地区甚至被强制采用n]。但随着空冷技术 的快速发展,直接空冷机组也暴露出了以下问题。 第一,夏季环境干且温度较高时,直接空冷机组 带满负荷困难,只能达到额定出力的70%~90%之 间,且背压偏高导致煤耗增加。 在空冷机组原有空冷系统条件下,从空冷的排 汽管道上引出管道接至尖峰冷却器。汽轮机排出的 乏汽经由排汽装置引出至汽机房外湿式尖峰冷却 器,在冷却器内被循环水冷却,冷凝水经凝结水回水 管汇集,由凝结水泵升压,送至锅炉给水系统。循环 水经尖峰冷却器,被乏汽加热后,进入凉水塔,由城 第二,夏季、冬季的极端环境温度对换热面积需 求不同的自身矛盾。为提高夏季机组热经济性,设计 建设时期采用较低的设计初始温差和较大的顺逆 比,导致机组冬季运行时防冻压力增加晗]。 第三,直接空冷系统对不同风向和不同风速的 影响比较敏感,较高横向风风速导致风机工作能力 减弱,不同的风向会对空冷系统形成热回流。在迎峰 度夏时,可能会因天气原因突发大风导致背压骤升 造成机组跳闸。 市中水作为循环冷却水的补充水源。夏季时,机组运 行背压较高,投运尖峰冷却器,一部分蒸汽在尖峰冷 却器系统中的凝汽器中进行冷却,直接缓解空冷散 热器的压力,达到降低背压的效果。春、秋、冬季时, 气温较低,机组运行背压较低,解列尖峰冷却器系统, 使全部排汽通过直接空冷散热器散热,达到节水的效 果同。图1为榆社电厂尖峰冷却装置系统原理图。 第四,夏季机组运行背压高,使凝结水温度较高, 直接影响凝结水精处理系统工作性能,影响水处理效 果,导致锅炉受热面结垢,汽轮机叶片喷嘴等通流部分 收稿日期:2017-07-18 作者简介:叶冲(1984一),男,太原理工大学热能与动力工程 专业在读研究生,中级工程师,现就职于华能国际电力股份有 限公司山西分公司。 图1 榆社电厂尖峰冷却装置系统原理图 现代工业经济和信息化 xdgyjjxxhx@163.com 第7卷 2系统布局 整个方案总体上利用一期100 Mw机组关停后 遗留的凉水塔和循环泵系统,新增加尖峰冷却器及 其水侧、汽侧管道,抽真空系统、控制系统和电气系 统。一期2台湿冷塔各对应2台湿冷循环水泵(流量 7 560 t/h,扬程21 m),4台湿冷循环水泵出口管道 原通过不同的连通方式引至}≠l、#2机组,改造后 4台湿冷循环水泵出口管道,接至DN2000的母管 上,从湿冷循环水泵房引至一期主变区东侧空地,向 南敷设,再引至二期新增尖峰冷却器处。样3、#4机组 尖峰冷却器的循环水回水管道,汇合成一根DN2000 的母管,引至一期循环水泵房附近后,连接到原2台 湿冷塔的DN1600的回水管道上,将循环水分配至 2个湿冷塔。 2台尖峰冷却器分别布置在撑3机第一列空冷 立管的东侧和#4机第六列空冷立管的东侧。从3号 和4号机组的DN5500大排汽管道的一侧依次接出 DN4500、DN4000管道,并引接到各自的尖峰冷却器 人口。在引出的DN4000管道上设有电动蝶阀和膨 胀节,膨胀节用以吸收管道的横向和轴向等位移;电 动蝶阀用于机组在夏季运行背压高时,打开阀门使 一部分蒸汽流至凝汽器进行冷却,达到降低机组运行 背压的目的。而在春、秋、冬季,机组运行背压较低时, 关闭阀门,使全部排汽通过直接空冷凝汽器冷却。 3尖峰冷却器装置改造及成果 3.1性能试验与分析 本文针对不同的机组负荷和环境温度,对榆社 电厂300 MW直接空冷机组在加装尖峰冷却器系统 后的性能进行了试验和分析,具体如下。 3.1.1满负荷运行参数(详见表1) 表1#3机组满负荷运行参数 负荷 环境 主汽 真空 排汽 循环出 循环入 尖峰 温度 流量 温度 水温 水温 端差 ,MW ,℃ /(t・h ) /kPa ,℃ ,℃ ,℃ /℃ 300 25.8 945 76.64 50.48 4l-36 31.Ol 9.12 3o0 26_3 943 77.8 48.96 38.7l 28.23 10.25 299 203 940 79.1 47.44 37.95 27.6 9.49 3.1.2机组真空变化分析 #4机尖峰系统投运前撑3、4机组空冷岛同时经 过高压冲洗,受热面干净程度基本相同,真空基本相 同。尖峰冷却系统投运后,两台机组在相同负荷、相 同环境温度情况下进行真空比较,具体数据见表2、 表3。 表2#3、4机组同负荷真空对比表 机组 负荷 环境温度 主汽流量 给煤量 真空 真空差 ,MW ,℃ /(t・h一 ) /(t・h-I) ,kPa 值/kPa #3 8l2 l3l 58.7 240 26 l93 #4 740 l21 78 #3 78l 127 58.2 230 27.8 20-4 #4 706 1l6 78.6 #3 702 118 67.1 210 22.8 11_7 #4 650 lO9 78.8 #3 578 98 71.7 l85 2l-3 7.5 #4 560 95 79.7 表3释3、#4机组日平均电置及真空对比 #3机发 #4机发 #3机平 机平 日平均真 环境温 电量 电量 均真空 均真空 空差值 度,℃ /万kWh /万kWh ,kPa /kPa /kPa 5o2.8 519 61.87 77.58 15.71 24.95 525 543.6 59.71 77.42 17.71 25.52 499.8 569.4 6038 77-36 16.98 25.08 483 513.6 71.5 79-33 7.83 23.O3 49l 520 68.86 79.43 10.57 23.63 5l8.4 523.2 71.13 79.8 8.67 22.44 512.4 540 70I85 79.96 9.11 23.2 520.8 588.6 65.6 79.66 l4.06 24-26 507 540 66.24 78.82 12.58 24 以上表明:在相同环境温度、相同负荷情况下尖 峰冷却系统投运真空能够提高8~17 kPa,平均提高 12.58 kPa,且环境温度越高,真空的增幅越大。 3.1.3厂用电指标变化分析(详见表4) 表4#3、#4机组厂用电指标变化分析表 日发 高厂变 日平均 空冷岛 循环泵 重要 机组 电量 电量 厂用 真空 耗电量 耗电量 辅机 /万kWh |页kwh 电率 /kPa /万kWh /万kWh | 总电耗 kWh #3 5O3 47.6 9.46% 59.71 6 41.82 #4 5l9 46.88 9.03% 77.42 4.8 0.63 38.43 样3 525 48.96 933% 60_38 5.85 40-32 #4 543.6 50.88 936% 7736 5.1 133 39.61 #3 499.8 47.12 9.43% 64.5l 5.7 37.56 #4 569.4 50.88 8.94% 78.97 4.65 1.7 41.27 #3 493.2 49.52 】004% 72.95 5.85 38.34 #4 5l8.4 47.12 9.09% 80.O3 4皇 2.16 37.8 #3 483 45.44 9.41% 71.5 6 37-26 #4 5l3.6 48.16 908% 79-33 4-35 2.14 37.84 #3 491-4 48.72 9.91% 68.86 6 40.59 #4 520.8 50.64 9.72% 79.43 4.5 2.27 39.45 #3 518.4 49.6 9.57% 71.13 5.85 38.03 #4 523.2 48.72 9.3% 79.8 4.8 2.O8 38.88 2017年第l5期 叶冲:300 MW直接空冷机组尖峰冷却系统改造 以上表明:循环泵电耗日增加约2万kwh,空冷 电耗日下降1~1.5万kwh,相同发电量情况下,重 要辅机(给水泵、磨煤机、一次风机、送风机、引风机、 空冷风机、凝结泵、循环泵)总耗电率平均每日降低 约o.64万kwh。 2.5倍,增加维护费用约3万元。 3.2投运后经济性综合分析(#4机组) 3.2.1化学费用的影响 按照尖峰冷却系统全年投运7个月计算,循环 水处理因加药总计增加费用21万元,反渗透系统因 加药和定期化学清洗,增加维护费用约37万元,总 计增加58万元。#4尖峰冷却器投运后,#4机不用投 3.1.4水耗变化分析 #4机尖峰冷却系统投运以来,生产用水量明显 增多,水工供水情况及水源井情况详见表5。 表5水耗变化分析表 时间段 总供水 平均每日 平均每小时 最大瞬时流 备注 量/t 供水/t 供水It 量/(t・h ) 7月24日 30日 68 373 9 767 407 642 后(双机)尖峰投运 5月22日 42 293 6()42 251 4O3 #4尖峰投运 28日 前(双机) 从表5中可以看出:#4尖峰冷却器投运后,平 均每日供水量较投运前增加了3 725 t,增长61.7%, 主要用于凉水塔补水。按以上数字计算,每月增加供 水量约11.1万t。 3.1.5水处理工艺变化分析 3.1.5.1循环水排污反渗透处理方面 尖峰冷却系统投运前循环水温度24~28℃,尖 峰投运后达到26~3l℃,平均升高3 ̄C,循环水质 控制至关重要。循环水经反渗透处理后作为凉水塔 补水,可以稀释循环水,有效控制循环水浓缩倍率, 减少凉水塔排污。反渗透装置产水流量为2 x 50 t/h 左右,两套反渗透装置全天投运可以向凉水塔补水 约2 400 t。 由于循环水含盐量较高,反渗透系统负荷增大, 结垢的可能性也随之增大,这就要求反渗透加药量 做出相应调整,同时也增加反渗透系统化学清洗的 次数。经计算每月反渗透系统加药维护费用较之前 增加约2.5万元。 3.1.5.2补给水处理方面 #4尖峰冷却器投运之前,水处理除盐设备使用 反渗透产水,除盐设备再生次数较少。#4尖峰冷却 器投运之后,反渗透产水全部补人凉水塔,水处理除 盐设备使用生水,再生次数相应增加,每月再生用酸 碱量较之前增加约3倍,增加维护费用约2.8万元。 3.1.5.3循环水加药处理方面 #4尖峰冷却器投运后,凉水塔热负荷增大,为 了保证尖峰冷却器不结垢,循环水阻垢剂加药量调 整为10×10 ,同时每日监测循环水有机磷含量,确 保循环水中阻垢剂余量。每月阻垢剂用量为原来的 运喷淋装置,每月除盐水用水量减少约1.7万t,按 照每吨除盐水10元的成本计算,7个月可以减少成 本约119万元,总节约费用61万元。 3.2.2补水费用的影响 每月增加供水量约11.1万t,供水费用增大 22.2万元。按7个月计算:总支出费用155.4万元。 3.2.3能耗费用的影响 每日节约电量约0.64万kwh。按7个月计算: 总节约费用53万元。 3.2.4燃料费用的影响 按照尖峰冷却系统每年投运7个月(4~10 月),真空平均提高12 kPa,日发电量520万kWh 计算,一台机可节约标煤19 656 t,按照标煤单价 650元/t计算,总节约资金1 277.64万元。 3.2.5#4机组尖峰冷却器投入后年经济性 由以上各项分析,每年投运一台尖峰冷却系统 7个月,可节约费用计算如下: 节约费用=节煤费用+除盐水节水费用一化学加 药费用+节电费用一水费增加=l 277.64+l 19—58+ 53—155.4=1 236.24(万元)。 4结论 本文介绍了华能榆社电厂300 MW直接空冷机 组尖峰冷却系统改造,并对夏季高温时段不同负荷、 不同环境温度下,投运尖蜂冷却装置后的机组运行 经济陛进行了对比分析,得出以下结论。 1)直接空冷机组增设尖峰冷却器装置,是解决机 组迎峰渡夏安全运行的有效手段,系统投运后基本解 决了背压高限负荷运行问题,大大提高了机组运行 的安全可靠性。 2)相同环境温度、相同负荷晴况下尖峰冷却系统 投运真空能够提高8~17 kPa,平均提高12.58 kPa, 且环境温度越高,真空的增幅越大。 3)综合分析和验证了投运尖峰冷却系统具有良 好的经济效果,一年可节约成本1 236.24万元。 参考文献 [1] 赵维忠.空冷凝汽系统尖峰冷却装置应用现状叨.电网与清洁能 源,2o14,30(7):6一l 1. ・24・ 现代工业经济和信息化 xdawiixxhx@l63.con 第7卷 [2] 王金平,安连锁.直接空冷机组夏季度夏措施及发展趋势[J】.山东 电力技术,2010(4):45—47. 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Key words:peak cooling;economy;direct air cooling system (上接第10页) Problems and Thinking of Coal Industry Economy in the New Period Liu Yinyin (Shanxi Fenxi Coal Industry Co.'Ltd.,Jiexiu Shanxi 032000) Abstract:As an energy based economy,coal industrial economy can realize the coal industrial economy with the requirement of sustainable development,which is of great significance to sustainable development.But at present,the coal industry economic region the obvious characteristics of the coal industry,the rapid development of the economy at the same time,the problems exposed gradually.First briefly introduces the characteristics of economy of coal industy rin the new period,then analyzes the problems in the economic development of the coal industy,and In view of trhese problems,some feasible suggestions are put forward. Key words:new period;coal industry economy;problems;strategies (上接第16页) Deviation Correction of Power Transmission Line Tilting in Goaf Chen Hong (Shanxi Electric Power Survey and Design Institute Co.,Ltd.of China Energy Construction Group,Taiyuan Shanxi 030001) Abstract:The goaf of transmission tower caused by rod deflection,root change and even lead to the whole tower tilt, may break down the tower accidents seriously,the safe operation of the transmission line laid great risks.By the power outage time limit for new tower to replace the new tower in general not in the short term,the tilt of the tower has been charged proposed rectification,righting transformation plan,for the first time the whole building rectiifcation concept to electric power line operation transformation,according to the characteristics of tower inclination,puts forward the separation step based static sand gravel pile treatment method and foundation piling type rectifying method based around the alternative. Key words:goaf:power line tower;electirifcation;deviation rectification;research