汽轮机冷端优化治理的几种方法

1四基于一种吸收式热泵改造的冷端优化技术汽轮机冷端优化治理的几种方法五小功率循环水泵优化改造方法二汽轮机冷端系统存在的问题三已经开展的机组冷端治理工作一汽轮机冷端系统的重要性六空冷与湿冷联合冷却方式八空冷机组高背压余热利用七尖峰冷却的两种型式九几点结论与建议21汽轮机优化治理工作“优化两端，改造中间，消除缺陷，完善系统”2机组的真空每变化1KPa，对煤耗的影响如下表：3大唐集团火电装机容量近9千万千瓦，发电量约4500亿度，若按集团公司真空平均提高0.5KPa,平均影响煤耗1g/kWh估算，则年可节约标准煤45万吨，折合人民币约2亿元。汽轮机冷端优化治理的几种方法一汽轮机冷端系统的重要性项目单位200MW湿冷300MW亚临界600MW亚临界600MW超临界600MW空冷煤耗变化g/kWh3.83.23.42.31.0831目前集团装机数量最多为300MW和600MW亚临界湿冷机组，约有一半多是亚临界300MW和600MW机组。2大唐集团300MW和600MW亚临界湿冷机组近两年平均值。3机组冷端在真空、端差、过冷度等指标方面还存在一定差距；在凝汽器换热、循环水泵电耗、水塔散热等方面还有许多工作可做。汽轮机冷端优化治理的几种方法二汽轮机冷端系统存在的问题300MW亚临界600MW亚临界真空度真空严密性真空度真空严密性2013年94.26%59KPa/min93.85%122KPa/min2014年94.17%151KPa/min94.1%107KPa/min4电力工业几十年的发展，汽轮机的冷端优化和治理工作归纳起来，有如下方面诸多工作：1机组真空系统漏泄治理方面打压法找漏、氦质谱检漏、超声波检漏、凝汽器高位上水找漏、真空泵工作液深度冷却技术、高效水环真空泵技术。其他（发耳）汽轮机冷端优化治理的几种方法三机组冷端治理工作综述52增强凝汽器换热、治理端差方面凝汽器管束布置优化强化冷却管传热低压缸排汽导流板（七台河）凝汽器补水喷淋装置（乌沙山、景泰）胶球清洗系统改造循环水新型阻垢剂的应用旋转二次滤网高压水冲洗技术。汽轮机冷端优化治理的几种方法三机组冷端治理工作综述63冷端运行优化方面基于最低能量消耗（基于收益最大化）的循环水泵运行方式双背压凝汽器抽气系统优化技术循环水泵的出水母管连接改造基于负荷和环境温度的循环水泵运行优化技术双机单塔技术（武安）开式循环水深水冷却技术（吕四港改造）汽轮机冷端优化治理的几种方法三已经开展的机组冷端治理工作74降低循环水泵厂用电方面循环水泵高效叶轮技术、循环水泵降低出力技术、循环水泵双速电动机技术、高压变频技术（阳城、佳木斯）汽轮机冷端优化治理的几种方法三已经开展的机组冷端治理工作85冷水塔与空冷岛方面冷却塔配水和填料改造旋转式喷溅装置湿冷塔风水匹配强化传热技术空冷岛的喷淋冷却技术空冷岛除灰清洗装置空冷岛冬季防冻监控系统（塔山）空冷三角形散热器加装导流板湿冷塔蒸汽强化散热技术（国外）湿冷塔蒸汽回收节水技术（国外）汽轮机冷端优化治理的几种方法三已经开展的机组冷端治理工作96目前主要工作方向基于提高机组效率、降低厂用电方面所进行的工作。大多数都已经实施，且有较好的工程业绩和效果。7低温冷端治理趋势冷端精细化优化、改造与管理;机组低位热能利用。（如吸收式热泵回收技术、大温差供热技术、低真空循环水供热、空冷机组高背压供热、双背压双转子技术、3S离合背压供热技术等。后三者实际也是一种供热技术。）汽轮机冷端优化治理的几种方法三已经开展的机组冷端治理工作101吸收式热泵的两种改造模式｛汽轮机101、凝汽器102、循环水泵103、冷却塔104、汽轮机冷端优化治理的几种方法四基于一种吸收式热泵改造的冷端优化技术热泵并联于凝汽器出口的循环水管道串联热泵后面增加升压泵112基于热泵改造方式的冷端优化｛汽轮机101、凝汽器102、循环水泵103、冷却塔104、汽轮机冷端优化治理的几种方法四基于一种吸收式热泵改造的冷端优化技术（1）机组启动时的冷却方式（2）机组低负荷或环境温度较低时冷却123多台机组运行时的优化冷却方法汽轮机101、凝汽器102、循环水泵103、冷却塔104、汽轮机冷端优化治理的几种方法四基于一种吸收式热泵改造的冷端优化技术134结论与建议基于热泵余热回收系统的热电厂冷端优化运行方式，不需要进行再投资，调节灵活，将热泵系统改造后的升压泵及其系统，应用于电厂的正常运行时的机组冷却，在满足不同季节的环境温度和负荷变化机组冷却需要的前提下，有效的节省了厂用电的消耗。该方法将以往的电厂循环冷却系统与改造后的热泵余热回收系统，进行合理的选择和组合，实为发电厂领域进行深度节能挖潜一种新的方式和方法。汽轮机冷端优化治理的几种方法四基于一种吸收式热泵改造的冷端优化技术141小功率循环水泵优化改造A改造方式按照吸收式热泵优化运行方式，对于没有进行第二种方式热泵改造的机组，可以通过在循环水系统增加并列运行的小功率循环水泵，来实现机组冷端运行的优化和改造。其效益评估需要基于电厂机组的负荷分布、启动次数、平均环境温度、机组的真空状态以及投资来综合考虑。B运行方式在机组启动初期，运行约4-6个小时，3500KWH/次；在机组停运时，运行约2-4小时，2100KWH/次。在冬季或机组低负荷，单独运行或与两台循环水泵高低速优化运行。汽轮机冷端优化治理的几种方法五小功率循环水泵优化改造方法15C小功率循环水泵优化改造示意图汽轮机冷端优化治理的几种方法五小功率循环水泵优化改造方法162利用循环水排水泵进行的优化改造实例利用循环水排水泵实现机组循环水系统充水、机组启动冷却和停机冷却。由于在机组冷态启动时首先恢复的系统是循环水系统，然后才能恢复其余系统，待点火这段时间循环水泵只起着提供辅机冷却水的作用，电耗浪费较大。停机后循环水泵运行也只是提供一个冷却水的作用，同样存在电耗浪费大的问题。所以在机组启动和停机过程中，可以利用循环水排水泵实现机组循环水系统冷却。汽轮机冷端优化治理的几种方法五小功率循环水泵优化改造方法173改造实例及效果①机组概况林州2*350MW级机组，每台机组配置二台立式循环水泵，高速/低速流量分别为20200/19000m3/h，其配备的高/低速电机功率分别为1900/1250kW。循环水系统设置有两台排水泵，每台泵流量为346m3/h，扬程为24m，功率为37KW。②排水泵作用循环水排水泵作用是停机检修时放空进水流道中循环水。③改造方式改造方式是在循环水排水泵出口母管增加一路去机组循环水泵出口母管，作为循环水系统注水和循环使用。汽轮机冷端优化治理的几种方法五小功率循环水泵优化改造方法183改造实例及效果④运行方式a在机组启动初期，没有蒸汽进入凝汽器或者进入凝汽器的蒸汽很少时，启动两台循环水排水泵直接向循环水母管补水，启动开式水泵；同时利用循环水排水泵的压头，形成水循环，建立真空；当机组点火后再启动循环水泵。b当机组停运两小时后，开启排水泵往循环水母管注水门，启动两台排水泵，停运循环水泵，利用排水泵的压力使循环水管道内的循环水流动，代替大容量的循环水泵，达到冷却凝汽器排汽温度的目的。⑤改造效果在机组启动时，循环水泵可以晚启动约4小时，从而节省厂用电量5000KWh以上，在机组停机时，循环水泵可以少运行约6-8小时，从而节省厂用电量7500KWh以上。汽轮机冷端优化治理的几种方法五小功率循环水泵优化改造方法191优化改造原理在有空冷机组和湿冷机组并列运行的电厂，利用空冷机组可以高背压运行的特点，利用空冷机组的间接循环冷却水或直接空冷乏汽系统加热临机湿冷机组的凝结水，从而实现两种冷却方式的优势互补，提高全厂经济效益，达到节能减排的目的。2THA工况参数与效果空冷机组和湿冷机组在额定工况下，湿冷机组全部凝结水温度由32℃上升到50℃，热耗降低约60KJ/KWh，煤耗降低约2.14g/kwh；空冷机组的排汽约有44T/H被冷却凝结为水，进入到空冷岛的乏汽从设计时的1188T/H降低为1144T/H，机组热耗降低7KJ/KWh,机组煤耗降低0.25g/kwh。TRL工况下湿冷机组的热耗降低约125KJ/KWh，空冷机组的热耗降低17KJ/KWh，对应的煤耗降低值分别为4.5g/kwh和0.6g/kwh。汽轮机冷端优化治理的几种方法六空冷与湿冷联合冷却方式203小凝汽器式表面换热原则热力系统(THA)汽轮机冷端优化治理的几种方法六空冷与湿冷联合冷却方式214小凝汽器式表面换热器示意图（托克托、韩城）汽轮机冷端优化治理的几种方法六空冷与湿冷联合冷却方式225改造实例及效果①概况与方式托克托电厂5号机组和6号机组分别为600MW湿冷机组和600MW直接空冷机组，改造是将前期湿冷机组凝结水送至后期空冷机组排汽装置，由空冷汽机低压缸排汽加热后再送回前期空冷机组8号低加入口。由于凝结水温度提高，可增加湿冷机组发电量，提高经济效益；同时由于空冷机组空冷器凝汽量减少，相应背压可降低，发电热耗也可适当降低，从而减少发电煤耗。相应的提高机组经济效益。该项目换热量约20MW,空冷机组耗汽量约40t/h，湿冷机组低加汽量减少约35t/h。②改造效果在平均80%负荷的情况下，可降低煤耗1.9g/KWh，空冷机组煤耗降低约0.1g/KWh。汽轮机冷端优化治理的几种方法六空冷与湿冷联合冷却方式237混合式换热器实现空冷湿冷机组的联合冷却将湿冷机组的凝结水全部引入到空冷机组的排汽处，然后通过混合式换热器实现湿冷机组的凝结水对空冷机组乏汽的冷却，加热后的凝结水返回到其温度对应的加热器前面。该方式方法，由于没有换热器的端差，其冷却和换热效果较好汽轮机冷端优化治理的几种方法六空冷与湿冷联合冷却方式248混合式空湿冷联合冷却原则性热力系统汽轮机冷端优化治理的几种方法七空冷机组高背压余热利用259混合式空湿冷联合冷却效果在额定工况下，湿冷机组凝结水温度由34℃上升到55℃，机组热耗降低约81KJ/KWh，煤耗降低约2.89g/kwh；空冷机组的排汽约有56T/H被冷却凝结为水，热耗降低约10KJ/KWh,机组煤耗降低约0.35g/kwh。对空冷机组TRL工况也进行了类似的热力计算，湿冷机组的热耗降低137KJ/KWh，空冷机组的热耗降低16KJ/KWh，对应的煤耗降低值分别为4.87g/kwh和0.57g/kwh。汽轮机冷端优化治理的几种方法七空冷机组高背压余热利用2610表面式和混合式空湿冷联合冷却效果汇总汽轮机冷端优化治理的几种方法七空冷机组高背压余热利用空冷机组额定工况混合换热器和表面换热器计算汇总：空冷机组TRL工况混合换热器和表面换热器计算汇总：空冷机组额定工况混合换热器和表面换热器计算汇总：空冷机组TRL工况混合换热器和表面换热器计算汇总：单位THATRL70%THA全年实际工况空冷真空降低kPa-1.3-2.3-1-0.40湿冷凝结水温升℃21212118空冷煤耗降低g/kwh1.4310.4湿冷煤耗降低g/kwh1.91.21.31.1两台机组平均节煤g/kwh1.652.11.650.75(3)设计和全年统计数据计算结果，主要节煤量如下：2711空湿冷联合冷却几点结论和建议汽轮机冷端优化治理的几种方法七空冷机组高背压余热利用空冷机组额定工况混合换热器和表面换热器计算汇总：空冷机组TRL工况混合换热器和表面换热器计算汇总：空冷机组额定工况混合换热器和表面换热器计算汇总：空冷机组TRL工况混合换热器和表面换热器计算汇总：(1)空冷湿冷联合冷却方式，相对尖峰冷却器的方案，设备投入不多，可以取得较好的节能量和收益。但该种方式方法，会受到两台机组运行时的互相牵制和影响。(2)小凝汽器方案较混合式方式，设备投入少，系统简单，运行稳定可靠，收益可观。混合式方案在具体改造方式上，推荐增加两台凝泵的改造方案。(3)湿冷机组的节煤量受环境温度的影响不大，大约在0.9-1.2g/kWh之间，空冷机组的节煤量受环境温度的影响有一定变化，大约在0.4-1.4g/kWh之间，环境温度越高，节煤量收益越大。