来源：王晓斌 汽机监督
王晓斌 广东粤电靖海发电有限公司
［摘要］ 针对某电厂1000MW超超临界机组循环水泵运行方式单一，进而导致电耗高的问题，提出并实施循环水泵电机高低速改造，并以此提出相应节能运行优化措施。
随着电力市场供需形势进一步发展，火电机组工作时间持续下降已成为必然趋势，机组调停或长时间低负荷运行已成常态，这导致火电机组盈利空间被不断压缩。本文介绍了靖海电厂1000MW机组循环水泵高低速改造实施情况，并结合机组实际运行工况，提出相应的节能运行优化措施，在提升偱泵运行经济性、降低耗电率的同时，提升企业经济效益。
1 循环水泵高低速改造
靖海发电公司#3、#4机组开式循环冷却水系统采用单元制直流供水方式，冷却水取自海边露天布置的循环水泵房，并各自配置三台33.3%容量的循环水泵，向凝汽器、水环式真空泵冷却器和闭式循环热交换器提供循环冷却水。由于循泵设计流量偏小，在冬、夏两季只能分别采用两用一备和三泵同时运行两种方式。
由于机组循环水取水自海水明渠，受环境、气候以及天气影响较大，其中冬季水温最低可达-14℃，冬、夏两季温差最大为13～14℃，在相同循环水流量条件下，对凝汽器冷却效果偏差巨大。而机组循环水泵按水温24℃进行设计选型，在冬季工况时，两台循环水泵运行时的冷却水量有充足裕量，这势必会造成资源浪费。另外，电机高低速改造只需通过改变电机接线方式即可实现双速切换，运行可靠性不存在问题，#1、#2机组以及同类型机组均有成功改造经验。
为了提升偱泵运行灵活性，使之在不同循环水温度下各个负荷段达到最优运行状态，靖海发电公司于2017年11月下旬开始将#3机组的3A、3C循环水泵电机（16P，372r/min）改为16P/18P（372/333r/min）的双速电动机，其中仍保留B循环水泵为高速模式。改造前后参数对比如表1所示。
表1 循泵电机双速改造前后运行参数对比
2 基于循泵双速改造的节能运行优化措施
循环水泵在双泵低速运行时,电机电流显著降低，循环水母管压力也明显降低，为了在不影响凝汽器真空前提下，最大发挥偱泵双速效果，改造后对循环水泵运行方式进行重新优化调整，以便使冷端运行经济性达到最优点。
2.1 机组启动期间
经统计，#3机组在整个冷态启动过程中耗时约22h，而循环水泵作为最先启动的辅机设备，其主要用途为工业水冷却、真空泵冷却器供水、小机启动用汽冷却以及汽轮发电机冲转期间和发电机并网后低负荷阶段蒸汽冷却。以12月11日#3机组C循环水泵单泵运行为例，电机电流为190A，循环水母管压力为64KPa，循环水温18℃，凝汽器循环水出水温升高约2℃，凝汽器真空-94.6kPa，完全能够满足低负荷运行时的冷却要求。因此，根据循环水温度，启机时单台低速循环水泵可以满足机组带负荷400MW运行，视真空情况可以适当地提前第二循环水泵启动时间节点。
2.2 机组停运期间
机组在停机过程中，负荷下降至35%，可考虑保留运行电流相对较低的3A循环水泵运行。在机组停运后，凝汽器热负荷骤降，循环水只对进入凝汽器的残余疏水、蒸汽以及工业水系统进行冷却即可。而此时大量辅机停运，工业水热负荷也大大降低，主要原因是润滑油系统冷却。机组停运48h后，工业水系统用户仅有主机润滑油冷却器、引风机油站时，对循环水加药保养，停止运行整个循环水系统。
2.3 机组正常运行期间
为了更好地利用循泵低速运行时的低功耗节能效果，以循环水温度为切入点，结合循环水泵高低速改造前的运行经验，提出节能运行优化措施：第一，机组带负荷期间，至少保证2台及以上循环水泵处于运行状态；第二，循环水虹吸建立正常后，保持凝汽器进、出水蝶阀全开状态；第三，不同循环水温度下各个负荷段对应循环水泵要优化运行方式。
为验证冬季满负荷工况下2台低速循泵并列运行时真空变化，靖海发电公司于2017年12月15日做了试验，在冬季循环水温18.2℃下，保持机组负荷1000MW以及A、C泵并列运行，此时CRT上A、B凝汽器真空值分别为-96.4KPa和-94.6KPa，完全满足运行要求。因此，针对不同负荷、不同循环水温度制定了具有较强操作性的组合运行节能方式，如表2所示，当循环水温T为22℃时，第一台高低速切换；当T为25℃时，第二台高低速切换。
3 结语
通过对靖海发电公司1000MW机组循环水系统两台高速泵进行低速改造，在改造及降低维护成本低的同时，得出以下关键技术及创新成果。
（1）提高循环水泵对发电负荷及水温的适应性，以满足不同工况下灵活性与经济性要求。
表2 不同循环水温下各负荷段对应的循泵运行方式
（2）机组启动及停运过程中的低负荷阶段，在循环水温合适情况下，尽可能保持单泵低速运行。相关设备停用后，按照制定技术要求，尽快停止循环水系统运行。
（3）机组正常运行期间，根据循环水温、机组负荷以及精确执行循环水泵运行优化措施，使循环水系统电耗大大降低。
据统计，靖海发电公司#3机组年平均负荷率约70%，年循环水温低于22℃的时间约有120天，按照表1中运行方式得出A和C泵分别在高速和低速下运行时具有131A的电流差，根据W=1.732UΔI×T计算节约的电量为3920693KWh；按照1度电成本电价0.3元计算，则节约成本为117.6万元。由此可见，经过改造，不仅带来了良好的经济效益，而且提升了企业在竞争激烈火力发电市场中的盈利能力。
参考文献
[1]胡念苏.汽轮机设备及其系统[M].北京：中国电力出版社，2003.
[2]曾峰，程东涛，任丽君，等.某1000MW汽轮机循环水泵运行优化研究[J].电站系统工程，2017，（5）：52-54.
注：原文发表于《现代制造技术与装备》 2019年第6期，标题为：1000MW机组循环水泵高低速改造及节能运行优化
您还可以参考：
1、电机双速、叶轮切削、冷却水连通，三管齐上，海门厂循环水节能效果显著！
2、节能措施：循环水泵双速改造及优化运行
3、开式水泵双速改造