200MW机组给水系统节能降耗改进方法

     摘　要：给水泵是火力发电厂的主要耗电设备。介绍了宜宾发电总厂为提高电厂的经济性，对国产200 MW机组给水系统的运行方式进行了分析，提出了一些问题和措施，在实际应用中取得较好的效果。

　　降低辅机电耗，提高电厂运行的经济性是各个电厂追求的目标，研究辅机的节电技术，提高其运行的经济性，对电厂具有十分重要的意义。宜宾发电总厂所属黄桷庄电厂于2000年，通过改进两台200 MW机组给水泵的给水系统，节能效果显着。

1　机组给水系统介绍

　　（1）黄桷庄电厂装有2台东方汽轮机厂生产的200 MW汽轮机组，其型号为N200－12．7／535／535－5型。机组给水系统选用上海电力修造厂生产的DG350－185型半容量调速给水泵3台，备用容量为50％，在机组额定负荷下两台运行，一台备用。给水泵出口流量350t／h，最大流量410t／h。泵的调速通过改变液力偶合器勺管位置来改变给水泵转速，使泵的流量和扬程得到改变，达到调整给水泵出力的目的。

　　（2）黄桷庄电厂采用的调节系统，设计为两段调节，第一段调节给水泵勺管，即调节给水母管压力，以维持主给水调节门前有足够高的给水压力，从而保证锅炉的上水压力；第二段是调节主给水门，用主给水调节门调节汽包水位，即通过改变主给水门的开度来维持锅炉的上水量，以稳定锅炉汽包水位。这种方式控制灵活，系统稳定性好，通过给水泵出口母管压力与汽包压力差大小的设定，较好地实现了给水泵的经济运行。但该系统设计上仍然存在问题，因为两段调节是相互影响又相互牵连，如果将两段调节都同时投入自动，当锅炉汽包水位降时，主给水门必须要开大，给水压力就要降低，蒸汽温度就升高；反之，锅炉汽包水位升高时，主给水门就要关小，给水压力升高，蒸汽温度要降低。特别是在机组调峰调频频繁的情况下，蒸汽温度难以维持在稳定状态。自从机组投产以来，

锅炉主给水调节一直采用给水泵转速和主给水调节门同时投自动的调节方式，在正常负荷下，主给水调节门开度在60％左右，给水泵未起到变频调速的真正目的，主给水调节门也长期处在节流状态，调节门前后压差大，使运行给水泵电流升高，给水泵电耗高，运行经济性差；同时造成给水泵出口压力升高，容易发生给水泵推力瓦烧坏事故。

2　机组给水系统改进

2．1　系统改进

　　将汽包水位作为被调量，由给水泵勺管直接进行调节，主给水调节门在正常情况下处在全开位置，取消主给水门的自动调节，旁路给水门作为低负荷调节门，锅炉给水流量信号作为反馈信号引入调节系统，使调节系统能很快响应机组负荷变化，并能克服汽包虚假水位对调节过程的不良影响。调节系统经过改进后，原来主给水门前后高达1MPa的压差几乎接近为零，节流损失大减小，运行给水泵转速降低，给水泵电耗减小，真正体现了给水泵的变频调整之目的，经济性大为提高。

　　从机组的实际运行中，采集了一组给水调节系统改进前后一周，在负荷基本相同的情况下的数据，统计见表1、表2。

2．2　结论

　　通过改进，给水泵电耗明显下降。在相同负荷下，主给水调节门开度由60％开到100％，给水压力降低了0．56MPa，给水用电率降低了0．2％，节能效果显着。1999年全厂发电量14亿kWh，2000年发电量13亿7千万kWh，此项改进使给水泵电耗下降而节电约73万kWh，价值人民币22．63万元。同时，主给水调节门在正常情况下处在全开位置，前后压差几乎没有，减轻了高压给水对门芯的磨损，延长了该门的使用寿命。

2．3存在问题　

　　给水泵改进后，电耗虽然下降了，但同时也产生了新的问题。由于主给水调节门在正常情况下处在全开位置，当机组负荷较高时或机组加、减负荷时，主、再热蒸汽的减温水量显得不够，控制不好，容易发生超温现象。

　　（1）锅炉在主给水调节门未全开前就存在减温水量大，给水压力低、汽温偏高的情况。减温水调节门已基本开完，没有多大的富裕量，特别在加减负荷过程中，汽温就更不好控制，也就难免出现超温。为了控制蒸汽温度，就要求锅炉运行人员在燃烧工况改变时，作好提前量的准备。如在锅炉燃烧工况改变前，先将蒸汽温度降低，或将机前压力先设定低些，待负荷稳定后再将其恢复到正常值；也可通过改变炉膛火焰中心位置、调节配风量、合理使用给粉机等辅助方 式来达到调节蒸汽温度的目的。

　　（2）当锅炉负荷减到110 MW或从110 MW加负荷时，要停运或启动一台给水泵，由于各台给水泵的调节特性不同以及热工自动调节上存在的问题，在启、停给水泵时，给水流量摆动大，引起汽包水位波动大，容易造成水位保护动作，运行人员只能将给水泵转速自动解除，手动进行调节。同时在110 MW负荷左右，给水压力只有13．7 MPa，给水泵报警值必须进行修改，否则，给水母管压力低信号会经常发出。相应的，给水泵低水压联动值也要调低，否则，在低负荷下，给水泵就会发生联动。

　　（3）由于给水泵转速自动是机组协调控制投入的必备条件，若今后给水泵转速自动与协调的联接不解开，在启停给水泵时，为了防止汽包水位波动大，运行人员就要解除转速自动，势必造成协调跳闸，引起负荷波动，这个问题必须解决。

2．4　解决方法

　　（1）在机组加减负荷时，或异常情况下，造成减温减压力低，减温水量不够时，运行人员可以手动关小主给水门的开度，以提高减温减压力，但在关小主给水门的时候，必须注意监视和调整锅炉汽包水位，防止汽包水位急剧下降，待汽温恢复至正常值后，再将主给水门逐渐开完。在主给水调节门逐步开大的过程中，又将引起给水母管压力下降，过热器减温水压力随之下降，运行人员应注意控制好给水调节门的开关量，严密监视减温水量的变化和主、再热蒸汽温度及汽包水位的变化。通过实践证明，蒸汽温度的变化或发生超温，多在因机组负荷改变和锅炉燃烧工况大幅改变时发生，只要负荷稳定、燃烧稳定，蒸汽温度一般都很稳定。

　　（2）主给水调节门全开后，若因减温水压力降低造成汽温升高超过额定值温度时，可立即关小主给水调节门或提高给水泵转速，必要时降压降负荷运行。若汽温变化不大，可逐步将主汽温度和主汽压力升到正常值，保持主给水调节门在全开位置运行，此期间除异常情况外，运行人员不得将主给水调节门关小。

　　（3）为了防止给水调节门全开后锅炉发生超温，给运行人员充分的调节余地，减少运行人员的风险，可将减温水取水位置改在汽机高加入口，即改接在给水泵出口母管上，提高减温水压力，就可消除上述情况。