1) 冷端系统的存在问题的诊断
2) 冷端系统完善改进,达到最优的经济性 目标:
在保证机组安全运行的情况下,如何挖掘冷端系统各设备的最佳性能,并且在消耗最小的前提下获取最有利的运行真空。
通过定量分析影响冷端性能的主要因素,提出设备或系统的性能监测和诊断方法,结合冷端系统运行方式优化,改善设备运行水平、提高机组冷端性能、降低煤耗。
主要措施: 1) 凝汽器改造
目前大机组设计凝汽器面积通常是足够的,不要轻易进行增加冷却面积的改造。
特殊情况是将铜管换成不锈钢管,主要针对特定的机组铜管易结垢、脏污、腐蚀的问题。
改造前应进行准确的试验诊断,重新设计,增加面积,不宜简单的更换。否则极易造成换管后凝汽器性能不足的问题。 2) 凝汽器在线清洗 3) 抽真空系统完善
如前所述,空气是影响凝汽器性能的常见因素。影响空气的两个方面:真空严密性、抽空气能力。部分机组抽空气系统设计不合理,尤其是双背压机组较多见。 4) 冷却塔改进
使用高效填料、喷嘴,增强冷却塔的换热效果。但简单的更换也有一定的盲目性,应注意喷头布置的密度、高度等参数对换热效果也有决定性的影响。热工院在全国唯一保有专业的水塔研究科室,在水塔性能诊断及改造方面具有丰富的经验。 5) 冷端系统运行优化
a) 主要内容
汽轮机出力和排汽压力的关系 凝汽器变工况性能
凝汽器冷却水流量与循环水泵耗功关系 抽气设备运行状态优化调整 b) 冷端运行优化的技术经济比较方法 i. ii.
机组净出力比较法
AGC模式下煤电经济性比较法
综合煤价和电价比较法得出的机组最佳运行背压和循环水泵最佳运行方式不仅与净出力比较法得出的结果有关,还与燃煤价格和上网电价有关。
3.2.4 空冷系统
受国家相关政策的影响,进年来大容量空冷机组得到了迅猛的发展。下面介绍目前空冷机组上常见的几个突出的问题。
1) 空冷系统设计
由于设计经验不足,部分机组实际性能达不到设计指标(夏季出力,设计背压),其根本原因在于对设计条件(环境参数,尤其是风沙、脏污等的影响)与设备性能的把握不准确。一旦电厂建成后,改造很困难,严重制约了机组的经济性。
在此方面,热工院通过大量机组及空冷元件的试验,积累了大量试验数据和空冷系统配置的经验,可用于空冷系统的设计校核和设计优化。
2) 安装质量
空冷岛风机漏风。空冷风机直径大,再加上受运行温差、季节温差的影响发生变形,若安装时不能严格控制施工质量,极易造成运行中的漏风,使经过换热器的风量减小,影响换热效果。
真空严密性。除了与常规机组真空系统漏空气相同的因素外,空冷岛大幅度增加了机组真空系统,对焊接工艺要求更高。
3) 优化运行
空冷风机功耗相对较大,600MW机组风机功率约4~6MW。散热器特性:风量增大后,换热能力的增加逐渐降低。由于风机通常为变频调节,其可优化的程度更高。这些使得空冷机组的冷端优化运行比水冷机组具有更重要的影响。
风机的变频调节与真空的合理优化对经济性有较大影响。改进经验表明,通过改善不经济的运行方式,可降低2g/kWh供电煤耗。
4) 散热器清洗
通常制造厂加装了散热器清洗系统,设计为逐个单元,间歇清洗。 实际部分机组运行中存在长年24小时不间断清洗的情况,费水(除盐水)费电。宜通过试验优化,确定最佳周期。
5) 散热器降温水
通常空冷机组设计及制造中不设臵降温水,各电厂根据情况自行增设,使用除盐水。
部分机组为考核小指标时达到较好的排汽压力,运行长期连续投入降温水,甚至冬季还开,水量很大(200t/h)。部分设备雾化不好,达不到理想的降温效果,进一步增加水耗。
这样的使用方式(大量长期连续使用降温水)使空冷机组完全失去其原有的价值,应在技术经济对比的指导下谨慎使用。
3.3 辅机设备改进
在保证机组安全运行的情况下,如何挖掘主要泵组(给水泵、凝结水泵、循环水泵)设备的最佳性能,发现泵组存在的问题,对提高整个机组的运行经济性和安全性具有重要意义。
从泵、传动机构、驱动机械本身及相关系统的性能变化着手,通过性能诊断试验,在保证设备安全的情况下,分析设备和系统性能下降的原因,进而提出相应的改进或改造建议,从而提高泵组运行安全性和经济性,达到整个机组的节能降耗的目的。
3.3.1 节能诊断的对象及主要内容
电动给水泵组:电动机、连轴器、给水泵。给水泵和前臵泵的性能(流量、扬程、轴功率和效率)、传动机构(液力联轴器)的效率、电动机功率和效率、给水泵性能与系统阻力特性的匹配性等。
汽动给水泵组:小汽轮机、给水泵。给水泵性能(流量、扬程、轴功率和效率)、小汽轮机汽耗和效率、给水泵性能与系统阻力特性的匹配性等。
凝结水泵组:电动机、凝结水泵。凝结水泵的性能(流量、扬程、轴功率和效率)、电动机功率和效率、凝结水泵性能与系统阻力特性的匹配性、凝结水杂项用水流量分配特性等。
循环水泵组:电动机、循环水泵。循环水泵的的性能(流量、扬程、轴功率和效率)、电动机功率和效率、循环水泵性能与系统阻力特性的匹配性等。 3.3.2 存在的主要问题
泵及相应的系统一般存在的问题主要有三类: 1) 泵本身的性能下降;
泵及相关设备的性能下降(主要是效率下降),导致相同有效功率的情况下,消耗的驱动功率增加,对应的辅机厂用电上升或主机抽汽流量的增加。
泵的性能相对于其设计性能下降的判断可根据GB3216的规定进行 。
2) 泵的性能与相应系统的阻力特性不匹配;
系统阻力大于泵的设计扬程,造成泵实际运行扬程高于设计值,实际流量低于设计值,表现为水流量不足;
系统阻力小于泵的设计扬程,造成泵实际运行扬程低于设计值,实际流量高于设计值,表现为水流量偏大。
3) 机组调峰运行导致泵运行点效率下降、扬程升高等。第三种情况其实就
是第二种情况的特例。
机组调峰运行(变负荷),机组负荷降低,相应的辅机泵等的出力下降,如何保证泵在出力下降时的高效运行是辅机节能的重要问题。
定速凝结水泵在机组低负荷时的其性能与系统阻力矛盾更加突出,此时泵处于高扬程、低流量、低效率区运行,阀门节流损失、泵的低效率白白消耗了大量的厂用电,同时造成相关系统(如凝结水精处理系统)安全隐患(压力过高)。
在机组低负荷时,循环水泵出力不变,提供过多的冷却水,导致厂用电消耗和机组真空过高等。
3.3.3 主要改造措施
目前对主要辅助设备的常用的改造措施有:
? 凝结水泵电动机加装变频器的节能改造(或取消一级叶轮); ? 循环水泵电动机定速改双速(也有电动机加装变频器)改造; ? 泵增容增效改造(主要是给水泵、循环水泵); ? 小汽轮机性能完善(汽封、真空方面)等。 3.3.4 变频改造
对泵和风机变频改造是降低厂用电的有效手段,在改造中应注意以下问题 1) 泵的特性与系统阻力的匹配
为保证泵在任何工况下有足够的出力,在选型时通常留有一定的余量,这一余量在提供参数需求、选型、制造各个阶段逐层加码,导致实际运行中泵的性能余量过大。进而导致泵的运行原理高效区,成为影响泵的功耗的主要影响因素。
众所周知,当前技术水平下,高效泵和风机的开发技术已相当成熟,在设计上提高泵效率1~2个百分点已不大容易。而在实际运行中,通过设计更加符合系统阻力特性的泵,使泵的运行效率提高10~20个百分点的情况也时有发生。
因此,不能单纯依靠变频来降低泵的功耗,应首先匹配泵的阻力特性。通过变频改造只是起到原系统中节流调节的作用。这样才能更加有效地降低泵的功耗。
2) 影响压力的其它因素
部分电厂凝结水泵变频改造后,运行中凝结水泵出口压力仍不能有效降低,还需要较大幅度的节流调节。原因主要有两点:
? 其它辅助系统需要较高的压力:如给水泵密封水; ? 泵的连锁压力设定过高,一旦压力下降,导致备用泵启动。
造成变频改造的效益大打折扣。因此,改造前有必要对系统中影响凝结水泵出口压力的各种因素进行排查分析,进行必要的试验,制定针对性的解决措施,才能保证改造的效果。
3.3.5 杂用水系统水量优化和完善措施
许多机组存在杂用水量过大的现象,试验测量高出除氧器进水流量100t/h~200t/h,甚至造成凝结水泵出力不足,白白浪费了厂用电。