200MW機組給水系統節能降耗改進方法
200MW機組給水系統節能降耗改進方法
摘 要：給水泵是火力發電廠的主要耗電設備。介紹了宜賓發電總廠為提高電廠的經濟性，對國產200 MW機組給水系統的運行方式進行了分析，提出了一些問題和措施，在實際應用中取得較好的效果。
降低輔機電耗，提高電廠運行的經濟性是各個電廠追求的目標，研究輔機的節電技術，提高其運行的經濟性，對電廠具有十分重要的意義。宜賓發電總廠所屬黃桷莊電廠于2000年，通過改進兩臺200 MW機組給水泵的給水系統，節能效果顯著。
1 機組給水系統介紹
（1）黃桷莊電廠裝有2臺東方汽輪機廠生產的200 MW汽輪機組，其型號為N200－12．7／535／535－5型。機組給水系統選用上海電力修造廠生產的DG350－185型半容量調速給水泵3臺，備用容量為50％，在機組額定負荷下兩臺運行，一臺備用。給水泵出口流量350t／h，最大流量410t／h。泵的調速通過改變液力偶合器勺管位置來改變給水泵轉速，使泵的流量和揚程得到改變，達到調整給水泵出力的目的。
（2）黃桷莊電廠采用的調節系統，設計為兩段調節，第一段調節給水泵勺管，即調節給水母管壓力，以維持主給水調節門前有足夠高的給水壓力，從而保證鍋爐的上水壓力；第二段是調節主給水門，用主給水調節門調節汽包水位，即通過改變主給水門的開度來維持鍋爐的上水量，以穩定鍋爐汽包水位。這種方式控制靈活，系統穩定性好，通過給水泵出口母管壓力與汽包壓力差大小的設定，較好地實現了給水泵的經濟運行。但該系統設計上仍然存在問題，因為兩段調節是相互影響又相互牽連，如果將兩段調節都同時投入自動，當鍋爐汽包水位降時，主給水門必須要開大，給水壓力就要降低，蒸汽溫度就升高；反之，鍋爐汽包水位升高時，主給水門就要關小，給水壓力升高，蒸汽溫度要降低。特別是在機組調峰調頻頻繁的情況下，蒸汽溫度難以維持在穩定狀態。自從機組投產以來，
鍋爐主給水調節一直采用給水泵轉速和主給水調節門同時投自動的調節方式，在正常負荷下，主給水調節門開度在60％左右，給水泵未起到變頻調速的真正目的，主給水調節門也長期處在節流狀態，調節門前后壓差大，使運行給水泵電流升高，給水泵電耗高，運行經濟性差；同時造成給水泵出口壓力升高，容易發生給水泵推力瓦燒壞事故。
2 機組給水系統改進
2．1 系統改進
將汽包水位作為被調量，由給水泵勺管直接進行調節，主給水調節門在正常情況下處在全開位置，取消主給水門的自動調節，旁路給水門作為低負荷調節門，鍋爐給水流量信號作為反饋信號引入調節系統，使調節系統能很快響應機組負荷變化，并能克服汽包虛假水位對調節過程的不良影響。調節系統經過改進后，原來主給水門前后高達1MPa的壓差幾乎接近為零，節流損失大減小，運行給水泵轉速降低，給水泵電耗減小，真正體現了給水泵的變頻調整之目的，經濟性大為提高。
從機組的實際運行中，采集了一組給水調節系統改進前后一周，在負荷基本相同的情況下的數據，統計見表1、表2。
2．2 結論
通過改進，給水泵電耗明顯下降。在相同負荷下，主給水調節門開度由60％開到100％，給水壓力降低了0．56MPa，給水用電率降低了0．2％，節能效果顯著。1999年全廠發電量14億kWh，2000年發電量13億7千萬kWh，此項改進使給水泵電耗下降而節電約73萬kWh，價值人民幣22．63萬元。同時，主給水調節門在正常情況下處在全開位置，前后壓差幾乎沒有，減輕了高壓給水對門芯的磨損，延長了該門的使用壽命。
2．3存在問題
給水泵改進后，電耗雖然下降了，但同時也產生了新的問題。由于主給水調節門在正常情況下處在全開位置，當機組負荷較高時或機組加、減負荷時，主、再熱蒸汽的減溫水量顯得不夠，控制不好，容易發生超溫現象。
（1）鍋爐在主給水調節門未全開前就存在減溫水量大，給水壓力低、汽溫偏高的情況。減溫水調節門已基本開完，沒有多大的富裕量，特別在加減負荷過程中，汽溫就更不好控制，也就難免出現超溫。為了控制蒸汽溫度，就要求鍋爐運行人員在燃燒工況改變時，作好提前量的準備。如在鍋爐燃燒工況改變前，先將蒸汽溫度降低，或將機前壓力先設定低些，待負荷穩定后再將其恢復到正常值；也可通過改變爐膛火焰中心位置、調節配風量、合理使用給粉機等輔助方 式來達到調節蒸汽溫度的目的。
（2）當鍋爐負荷減到110 MW或從110 MW加負荷時，要停運或啟動一臺給水泵，由于各臺給水泵的調節特性不同以及熱工自動調節上存在的問題，在啟、停給水泵時，給水流量擺動大，引起汽包水位波動大，容易造成水位保護動作，運行人員只能將給水泵轉速自動解除，手動進行調節。同時在110 MW負荷左右，給水壓力只有13．7 MPa，給水泵報警值必須進行修改，否則，給水母管壓力低信號會經常發出。相應的，給水泵低水壓聯動值也要調低，否則，在低負荷下，給水泵就會發生聯動。
（3）由于給水泵轉速自動是機組協調控制投入的必備條件，若今后給水泵轉速自動與協調的聯接不解開，在啟停給水泵時，為了防止汽包水位波動大，運行人員就要解除轉速自動，勢必造成協調跳閘，引起負荷波動，這個問題必須解決。
2．4 解決方法
（1）在機組加減負荷時，或異常情況下，造成減溫減壓力低，減溫水量不夠時，運行人員可以手動關小主給水門的開度，以提高減溫減壓力，但在關小主給水門的時候，必須注意監視和調整鍋爐汽包水位，防止汽包水位急劇下降，待汽溫恢復至正常值后，再將主給水門逐漸開完。在主給水調節門逐步開大的過程中，又將引起給水母管壓力下降，過熱器減溫水壓力隨之下降，運行人員應注意控制好給水調節門的開關量，嚴密監視減溫水量的變化和主、再熱蒸汽溫度及汽包水位的變化。通過實踐證明，蒸汽溫度的變化或發生超溫，多在因機組負荷改變和鍋爐燃燒工況大幅改變時發生，只要負荷穩定、燃燒穩定，蒸汽溫度一般都很穩定。
（2）主給水調節門全開后，若因減溫水壓力降低造成汽溫升高超過額定值溫度時，可立即關小主給水調節門或提高給水泵轉速，必要時降壓降負荷運行。若汽溫變化不大，可逐步將主汽溫度和主汽壓力升到正常值，保持主給水調節門在全開位置運行，此期間除異常情況外，運行人員不得將主給水調節門關小。
（3）為了防止給水調節門全開后鍋爐發生超溫，給運行人員充分的調節余地，減少運行人員的風險，可將減溫水取水位置改在汽機高加入口，即改接在給水泵出口母管上，提高減溫水壓力，就可消除上述情況。
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