配备电动给水泵机组最佳运行压力试验研究

收稿 Et期 2012-06-29 修订稿日期 2012～09-09作者简介：刘月辉(1986 )，男，助理工程师，主要从事汽轮机 火电机组在滑压运行过程中，通过调整机组运性能诊断与节能研究。 行压力，分析机组的经济运行压力，确定机组最佳的· 66·定-滑-定运行控制方式，可以进-步提高机组运行的经济性 。

在做优化运行试验时，有很多因素影响到试验的准确性：-是基准流量不能准确测量；二是参数波动，由于煤质变化等各方面的原因，参数并不能维持稳定，采用参数修正必然会影响到试验的准确性；三是由于测量仪表和计算误差的影响，使热耗试验本身测量的不确定度就在0.3%以上 j，而同-负荷不同主汽参数下，热耗相对值变化在30 kJ/kWh以内。所以采用热耗值对优化效果进行分析评价，在现场试验条件受限的情况下，并不能得到准确的试验结果。参数优化调整后，将反映到对系统各个部分的影响上，逐项分析后综合起来，可以比较优化前后的效果。

1 设备概况某电厂 2群机组系某汽轮机厂生产的 N330-16.7/538/538型亚临界、-次中间再热、单轴、双缸、双排汽、直接空冷凝汽式汽轮机。汽轮机设有七段非调整抽汽，高压缸设有二段抽汽，分别供 1#、2撑高加；中压缸设有三段抽汽，分别供3#高加、除氧器及5#4/Ju；低压缸设有二段抽汽，分别供6圾 7#低压加热器。六个调门的开启顺序是 GV1-GV2-GV4-GV5-GV6-GV3。

给水泵型号为 FKSF32M筒体芯包，卧式、五级叶轮，机械密封，配套于 330 MW 发电机组 50%容量的电动泵，共设三台，二用-备。

2 优化运行试验方法优化试验通过改变调门开度来调整主汽压力，通过经济性比较，确定机组最佳运行压力。研究主汽压力变化对整个机组的影响 J，主汽压力变化后，会影响到整个系统运行状况。给水压力变化，给水泵的耗功会发生变化。主汽力发生变化后，由于汽包压力的变化，在水冷壁中的吸热比例会发生变化，同时加上高排温度的变化，会影响到蒸汽在过热受热面和再热受热面的吸热量，进而影响到减温水量的变化。

同负荷下，各工况的比较分析主要集中在高压缸做功量变化、给水泵电耗变化和减温水量的变化对机组热耗的影响，以分析机组各工况下的最佳运行方式。

2.1 高压缸做功量变化对热耗的影响为了计算高压缸效率变化对热耗率的影响，首先按设计参量计算得到高压缸效率变化 1%，对机组热耗的影响值，其计算值如下 。

ZlBR肿f、XnoHP x'r/sr x，r/ xr/d Gr× 耻 ×田HP3600 xN， Ⅳl xHR式中 G。：--高压缸折算流量/kg·h～；G --高排(再热)流量/kg·h-；- - 高压缸等熵焓降/kJ-kg～；叼 --高压缸相对内效率(设计值)；- - 机械效率/[%]；叼d--发电机效率/[%]；Ⅳd--发电机端功率/kw；艘 --机组热耗g/kJ·(kWh)。。

2.2 给水泵电耗变化对机组经济性的影响电动给水泵耗功变化，导致厂用电变化。厂用电率变化同供电煤耗变化间的关系如下。

Abbf X Ag/100式 中 bf--当前 机组负荷下 的煤耗 g·(kWh)～；△g--厂用电率的变化率/[%]。

2.3 减温水量变化对机组经济性的影响过减水和再减水的投入，使循环的效率降低，热耗增加 。过减水的投入对机组的经济性产生-定的影响，这种影响可以采用等效热降法计算对机组煤耗的影响值。

(1)过减水的影响新蒸汽等效焓降变化值△日 g X(( 3-.rb)X r/；r2 X 7/! 1 X 0)式中 a --过减水和主汽流量之比；.r3、7I2、rl、 --给水经 3#、2#、l#高加和给水焓升/kJ·kg～；叼 ，叼：，田 ---、二、三段抽汽设计效率。 l.，72 3- - 二权jtH 阪玎舣△Q mg X(T3-Tb).r：r 二 兰号： 墨曼!L兰号I )△Q- 、△Q- 排挤 l -段、二段抽汽引起大的再热器吸热量变化。

汽轮机相对内效率变化△ 叼lA-H -z lQ x，rh×100% △ 叼 - - 对煤耗率的影响值为zlbb ×△叼(2)再减水的影响循环吸热量变化值△Qotj X(c -c T3-Tb -T2-T1- )式中 风、 --分别为主蒸汽焓和高压缸排汽焓(二段抽汽焓)/l(J·kg～。

· 67· 汽轮机相对内效率变化zT/i--AH百- AQ函x-i X 100% - -对煤耗率的影响值为Zibb ×△ 叼3 不同负荷下最佳运行压力的确定3.1 165 MW工况的比较分析机组原 165 MW 工况下，运行压力为 13.2MPa。这时 GV5阀门开度仅为 10%，节流比较严重。通过关小阀f-I，GV4调门关到 44%，这时 GV4还处于大开状态，GV5开度为 8%，GV5通过的流量较校GV5这时虽然节流很严重，但其通过流量很小，总的来说，缸效还有所提高。热耗降了 l5 kJ/kWh。同时主汽压力升高后，由于炉内受热面的吸热比例和高排温度的变化，过减水和再减水量也有所下降。压力提高后，给水泵的耗功略有增加。综合分析后，机组净热耗降低 18.6 kkWh。继续关小调门，压力进-步升高，缸效也开始下降。当压力升高到 14.4 MPa，调门节流变化影响热耗升高了8.4 kJ/kWh。虽然减温水量有所下降，但同时给水泵的电耗也增加了。总体分析，热耗随压力升高增加了 18.4/kWh。

当GV4开度在44%时，是处于接近三阀的运行状态，将 其 同三 阀运行 状态相 比较，缸效 要低0.4%。但综合来比较，此运行状态是同三阀状态经济性是-致的。

在各个工况下排烟温度基本不变化，不用考虑锅炉变化对机组经济性的影响。

所以，在 165 MW运行工况下，主汽压力控制在13.3 MPa时，经济性最好。同原运行压力工况比较，热耗下降18.6 H/kWh，煤耗下降0.75 g/kwh。

3.2 200 MW、220 MW工况比较分析(1)200 MW工况原200 MW运行工况下，GV5开度为 15%，主汽压力为 15.15 MPa。GV5关至 11.8%，主汽压力提高到15.63 MPa，缸效并不下降，虽然GV5调门的节流增加了，但通过 GV5的流量也减熊多，所以GV5关畜，缸效还略有增加。调门开度变化，引起高缸做功变化，进而影响热耗降低43.6 kJ/kWh。

但压力降到13.23 MPa，虽然缸效提高到了75.5%，但是循环效率降低许多。综合减温水和给水泵电耗，热耗增加了30 kkWh。

· 68·表 1 调门开度对缸效和热耗的影响(2)220 MW工况原工况运行压力为 15.4 MPa，把压力提高到额定压力，由于调门节流影响高压缸做功，热耗降低39.5 l kWh。压力提高后，减温水量减小，折合降低热耗7.2 kkWh。压力提高后，给水泵的压头增加引起给水泵电耗增加 0.3%，折合升高热耗12.5 kJ/kWh。总体降低机组热耗34.2 kJ/kWh。

所以在220 MW，机组在额定压力下运行，经济性最好，可较原运行压力下，供 电煤耗 降低1.4 g/kWh。

3.3 240 MW工况比较分析由表2可知，240 MW工况下，原机组的运行主汽压力为 15.8 MPa，两台给水泵运行。当把压力提高到16.7 MPa，热耗降低24.8 l kWh。

压力降到 14.41 MPa，停运-台给水泵。由于高压缸做功变化和减温水量增加，热耗增加30 kkWh。但-台给水泵运行，较以前两台泵运行，给水泵电耗下降 1.06%，折合热耗 90.4 lJ/kWh。总体热耗下降了59.4 kJ/kWh。

当提高压力到 15.5 MPa，给水泵 的转 速为5 181 r/min，稳定运行2 h，泵的各项安全指标均合格。综合热耗下降66.2 U/kWh。

通过做单泵最大出力试验，在 240 MW 工况下，主汽压力为 15.5 MPa，单台给水泵可以连续稳定运行。这时厂用电较双泵运行方式下，下降 0.95%左右，经济性明显提高。与定压 l5.8 MPa两台泵方式下运行，单泵方式下，虽然主汽压力降低了，汽轮机运行热耗增加了。但单泵运行方式下厂用电下降所带来的经济性远高于双泵方式热耗下降所带来的经济性。

表 2 调门开度对缸效和热耗的影响在240 MW工况下，以单泵方式运行为优化前提∩以适当降低主汽压力运行。为了保证单台给水泵连续稳定运行，240 MW工况下，主汽压力控制在15 MPa左右，这时可以保证给水泵的转速不高于5 100 r/min。热 耗 降低 60 kJ/kWh，折 合 煤 耗2.4 g/kWh。

优化后，机组在240～230 MW工况下运行，较以前运行方式可以少投运-台给水泵，节约厂用电近 1%。

3.4 基本的定-滑-定运行参数的确定在高负荷区维持压力为额定值基本不变。通过以上的分析知，220 MW 以上负荷区域，机组处于定压运行方式，压力为 16.7 MPa。

220-140 MW工况处于滑压运行方式，机组运行压力由 16.7 MPa滑压运行到 12.0 MPa。

考虑到单泵运行方式的经济性，在240 MW工况下，主汽压力降到 15 MPa运行，可以保证机组连续稳定运行。优化后主汽压力运行 曲线如 图 1所示。

善幽负荷 w图 1 优化后机组定 -滑 -定优化运行曲线4 结论通过对机组各个负荷段变压力试验，综合各个方面对热耗的影响重新确定了机组的定 -滑 -定运行曲线。根据电泵机组的电耗特性，70%左右负荷，可以适当降低机组的运行压力，保证机组在单泵方式下运行，厂用电率可以下降 1%，机组综合经济性提高。优化后，机组在各个负荷段的运行经济性得到-定 的提升，平 均供 电煤耗 下降 1.5 g/kWh以 t。