山东某2×1000MW燃煤机组循环水系统运行方式设计优化.pdf

66 科技与企业 杂志 2011年11月 （上） 信息技术 山东某21000MW燃煤机组循环 水系统运行方式设计优化 广东省电力设计研究院 （广州） 唐刚 【摘 要】 循环水系统是电厂的耗电大户， 循环水系 统的经济运行是电厂节能的关键。 本文针对在冷端配置已 确定的情况下， 提出了不同季节循环水泵的配置及运行方式 优化的思路， 以期对同行有借鉴作用。 【关键词】 循环水系统优化； 扩大单元制； 节能减排 1、 工程简况 本工程为21000MW燃煤机组工程， 位于山东省境 内， 采用带自然通风冷却塔的循环供水系统， 本优化设计 阶段电厂三大主机已经招标、 选型。 因此本运行方式优 化是基于冷端设备已定货的情况下 （凝汽器额定设计背 压为5.2kPa、 凝汽器面积50000m2、 循环水倍率55以及 凝汽器设计进水温度为21℃） 进行循环水泵的配置及运 行方式优化。 2、 优化设计思路 （1） 首先确定本期工程1000MW机组循环水泵可能 存在的配置台数及水泵容量。 （2） 据每台机组配置的循环水泵数量不同， 罗列存 在的运行方式的相关组合。 （3） 根据不同组合的运行方式确定机组的排汽压力随循环 水流量变化的对应关系， 从而进一部确认机组出力增量和循泵耗 功量的对应关系。 （4） 通过机组出力增量和循泵耗功量的对应关系优选出机 组额定工况下最优的各季节循环水泵的组合及运行方式。 3、 循环水泵的配置及运行方式 3.1循环水泵的配置 根据相关工程设计分析， 结合本工程气象条件及全年机组运 行负荷变化， 本工程21000MW机组初选泵的配置及泵型见下 表 序号组合方式单泵容量备注 1 一机两泵扩 大单元制 2台50容量的循环水泵， 单泵 Q13.96m3/h,H27.3m。 2 一机三泵 单元制 3台33容量的循环水泵， 单 泵Q9.3m3/h,H27.3m。 3.2机组额定运行工况下循环水泵的运行方式 3.2.1 一机两泵运行方式优选 根据气象条件本工程一机两泵扩大单元制可能存在的全年 运行组合方式有 ① 夏季和春秋季1机2泵运行， 水量基数为1， 冬季2机3泵运 行， 水量基数为0.85； ② 夏季和春秋季1机2泵运行， 水量基数为1， 冬季1机1泵运 行， 水量基数为0.60； ③ 夏季1机2泵运行， 水量基数为1， 春秋季2机3泵运行， 水 量基数为0.85， 冬季 2机3泵运行， 水量基数为0.85； ④ 夏季1机2泵运行， 水量基数为1， 春秋季2机3泵运行， 水 量基数为0.85， 冬季1机1泵运行， 水量基数为0.6。 3.2.2 一机两泵下各运行组合的年运行费用对比 表3.2-1 一机两泵按照1/1/1/0.85运行时年运行费用表 夏春秋冬备注 循环水量 m3/s 27.9127.9127.9123.82 水泵扬程m27.327.327.324.636 循泵年耗电 量万kWh 4650.9 循泵全年运 行电费万元 1325.5 循环水出塔 温度℃ 28.39319.85220.54915 凝汽器末端 背压kPa 7.77454.9055.08674.17 微增功率差 异万元 －179.41 仅考 虑春、 秋、 冬 三季节 按照同样的计算可以得出一机两泵配置时， 在各个季节循环 表3.2-2 一机两泵配置各运行方式对比表 运行方式1/1/1/0.851/1/1/0.61/0.85/0.85/0.61/0.85/0.85/0.85 循环水泵 年耗电费 万元 1325.501185.221105.261245.54 微增功率 万元 -179.41-24.4333.26-121.72 总运行费 万元 1146.091160.791138.521123.82 排序3421 表3.2-3 一机三泵配置各运行方式对比表 运行方式1/1/1/0.751/1/1/0.41/0.75/0.75/ /0.41/0.75/0.75/0.75 循环水泵 年耗电费 万元 1247.511123.58887.651011.58 微增功率 万元 -133.74369.82499.80-3.75 总运行费 万元 1113.771493.401387.451007.83 排序2431 科技与企业 杂志 2011年11月 （上） 67 信息技术 水配置按照1/1/1/0.6； 1/0.85/0.85/0.85； 1/0.85/0.85/0.6对 应的年运行费用表3.2-2 由上表不难看出一机两泵扩大单元制运行时全年泵运行方 式按照1/0.85/0.85即， 夏季一机运行两台泵， 春、 秋、 冬三季两机 运行三泵方案年运行费用最低。 3.2.3一机三泵运行方式优选 根据气象条件本工程一机三泵单元制可能存在的全年运行 组合方式有 ① 夏季和春秋季1机3泵运行， 水量基数为1， 冬季1机2泵运 行， 水量基数为0.75； ② 夏季和春秋季1机3泵运行， 水量基数为1， 冬季1机1泵运 行， 水量基数为0.40； ③ 夏季1机3泵运行， 水量基数为1， 春秋季1机2泵运行， 水 量基数为0.75， 冬季1机2泵运行， 水量基数为0.75； ④ 夏季1机3泵运行， 水量基数为1， 春秋季1机2泵运行， 水 量基数为0.75， 冬季1机1泵运行， 水量基数为0.4。 3.2.4 一机三泵下各运行组合的年运行费用对比见表3.2-3 由上表不难看出一机三泵单元制运行时全年泵运行方式按 照1/0.75/0.75/0.75即夏季一机运行三台泵， 春、 秋、 冬三季一机 运行二泵年运行费用最低。 3.3机组额定运行工况下循环水泵的运行方式优选 表3.2-5 不同泵组合下的最优运行方式对比 泵配置一机两泵一机三泵 运行方式1/0.85/0.85/0.851/0.75/0.75/0.75 年总运行费万元1123.821007.83 排序21 从上表机组在额定满发情况下， 一机三泵1/0.85/0.85/0.85 运行方式最优。 4、 结论 通过以上计算， 在机组凝汽器设计进水温度为21℃， 背压为 5.2kPa， 机组满发前提下， 整体配置存在以下特点 （1） 如果单纯从循环水泵运行来看， 水量百分数越低， 泵的 运行费用越小。 （2） 虽然本厂地处山东， 冬季气温较低， 但是无论哪种组合 单泵运行都无法满足机组满发， 因此不能单纯的认为气温过低只 运行一台泵即可保证机组满发， 往往忽略了循环水量减少带来的 循环水温升的增加， 同时也导致凝汽器端差增高， 从而凝汽器末 端背压高于额定背压。 （3） 从最优组合来看， 春秋季气温较低， 水量按照100％配 置， 凝汽器冷端背压远低于额定凝汽器额定背压， 因此增加水量 引起的微增功率并不能与增加水量导致循泵的增加电耗相抵， 因 此一味的通过提高循环水量来产生微增功率并不经济。 （4） 从最优组合循泵的运行水量比看出在汽机招标确定的 循环水量偏大， 在背压不能修改的前提下， 后期设计应该减小循 环水倍率。 作者简介 唐刚 ，男，1981年生， 四川仁寿人，硕士，主要从事火力发 电厂水工工艺、给排水及消防方面的设计工作。 参考文献 ［1］韦尧兵,李鹏宇,雷春丽.面向现代制造业的质量管理信息 系统若干重要技术发展探讨[J].中国制造业信息化. 2007614-17 ［2］曹旭峰.质量信息集成理论和方法的研究[D].安徽合肥 工业大学硕士学位论文，2003.6 ⑶ 郭燕.企业质量信息系统分系统设计与应用研究[D]. 陕西 西北工业大学硕士学位论文.2005.7 ⑷ 孙继文.企业质量信息系统分系统设计与应用研究[D].安 徽 合肥工业大学硕士学位论文.2005.7 ⑸ 同淑荣等. 面向QDF的制造质量控制信息[J]. 西北工业大学 学报. 20054508-511 ⑹ 赵明泉等编.锅炉结构设计[M]. 第2版. 哈尔滨哈尔滨工 业大学出版社,1991 ⑺ Lee.N. Aguayo.I.H. A New Model of the Conceptual Design Process Using QFD/FA/TRIZ. .1998. 质量信息， 能方便快捷的获得数据分析结果， 提高管理效率， 降 低管理强度， 提升决策准确度； 在员工层面上， 能减少重复劳动、 操作简单规范， 便于学习相关知识。 根据加热炉质量信息系统建设特点和要求， 考虑加热炉企业 的普遍情况， 兼顾开发工具的安全性、 可操作性， 以及开发工具对 系统需求的适合度， 选择VFP作为开发工具。 由于加热炉质量信息系统涉及加热炉质量形成全过程， 整个 系统较为复杂， 但各模块的设计原理及使用方法基本一致， 因篇 幅所限， 本文仅以设计质量信息模块为例作一简要介绍。 设计质量信息模块的主要功能为 存储检索功能 所有与设 计有关的文档资料及相关信息都可以存储其中， 并能快捷实现质 量信息的筛选、 汇总、 统计、 检索， 对数据进行分类计算和分层分 析等必要的深度处理， 能够实现各部门质量信息的实时共享。 规 范设计流程的功能 通过系统流程设置达到比人为控制更严格规 范的流程管理， 从而达到规范的管理要求。 加热炉的设计制造过程因客户要求不同而分为委托设计和 委托制造， 委托设计是从设计到制造全程由制造企业负责； 委 托制造是由客户提供图纸， 企业审核修改然后生产制造。 故进入 “设计质量信息模块” 可以通过 “委托设计” 和 “委托制造” 进入 不同的界面。 进入 “委托设计” 界面， 则模块中与委托设计相关的 子模块被激活， 用户可以根据自己的权限进行有关操作。 5、 结束语 本质量信息系统切合加热炉制造企业的组织运行模式， 实用 性强， 系统对软硬件环境要求不高， 是加热炉企业改进质量管理 模式， 实现质量信息化、 推进企业质量管理的科学化， 能够为企 业实现全面质量管理、 提升企业综合竞争能力和市场适应能力提 供切实可行的工具。 由于本系统没有纳入专家系统， 对质量信息的深度处理能力 有待进一步提高。 上接第65页）