第48卷第1期中國電力Vol. 48, No. 12015年1月ELECTRIC POWERJan.2015龍電E某300 MW機(jī)組循環(huán)水泵出力不足的診斷分析馬汀山,程東濤,許朋江,居文平，陳愷,任麗君(西安熱工研究院有限公司,陜西西安710032)摘要: 某300MW機(jī)組投產(chǎn)以來循環(huán)水流量不足，極大地影響了機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性。通過試驗診斷分析得到,循環(huán)水系統(tǒng)設(shè)計阻力小于實際值，導(dǎo)致按照設(shè)計阻力選型的循環(huán)水泵出力不足，使得循環(huán)水流量偏小,影響了機(jī)組運(yùn)行的真空。根據(jù)循環(huán)水系統(tǒng)實際阻力特性，對循環(huán)水泵進(jìn)行重新選型整體改造,取得了較好的效果,與改造前相比，供電煤耗降低1.174~1.200g/(kw.h)。 據(jù)此,提出了循環(huán)水泵在設(shè)計選型時的注意事項。關(guān)鍵詞:循環(huán)水泵;循環(huán)水系統(tǒng)阻力;水泵選型;節(jié)能中圖分類號: TK264.1文獻(xiàn)標(biāo)志碼: B文章編號: 1004-9649(2015)01-0037-030引言表1某300MW機(jī)組單臺循環(huán)水泵設(shè)計性能Table 1 Designed parameters of the circulating pump循環(huán)水泵為凝汽器及其他系統(tǒng)提供冷卻水，for a 300-MW unit是濕冷汽輪發(fā)電機(jī)組的主要輔助設(shè)備之一，其運(yùn)循環(huán)水泵流量/軸功率/轉(zhuǎn)速/揚(yáng)程/m效率/%行性能的好壞直接影響汽輪發(fā)電機(jī)組的真空11-61。運(yùn)行方式(m's")kW(r. min')某300MW機(jī)組投產(chǎn)以來就出現(xiàn)循環(huán)水流量不足5.1815.5088.0的現(xiàn)象，表現(xiàn)為凝汽器冷卻水溫升偏高6.9%~2機(jī)3泵5.5314.7090088.542520.2%，機(jī)組真空偏低0.27kPa以上。每到夏李.1機(jī)1泵6.9811.0088385.2循環(huán)水溫度較高時，循環(huán)水流量即不足，限制廠泵并聯(lián)運(yùn)行應(yīng)完全能滿足凝汽器及其他鋪助設(shè)備機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)行，極大地影響了機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性，對冷卻水的需要。下文詳細(xì)介紹問題診斷思路和方法。.2 循環(huán)水泵實際運(yùn)行情況實際運(yùn)行中，凝汽器冷卻水溫升偏高約6.9%1原因分析~20.2%，影響了機(jī)組的運(yùn)行真空。循環(huán)水泵在1機(jī)2泵、2機(jī)3泵、1機(jī)1泉運(yùn)行方式下，循環(huán)水1.1循環(huán)水泵設(shè)計性能分析流量分別減少約16.9%、9.6%和6.5%，分別影響該300 MW機(jī)組為N300- 16.7/537/537型凝汽機(jī)組真空約0.69 kPa、0.39 kPa和0.27 kPa， 全年式汽輪機(jī)組，循環(huán)水系統(tǒng)與同期建設(shè)的另一臺機(jī)平均影響機(jī)組發(fā)電煤耗1.0 g/(kW.h)以上。由于組共同采用擴(kuò)大單元制供水系統(tǒng)。2臺機(jī)組各配夏季循環(huán)水溫度較高，循環(huán)水流量不足對機(jī)組真套2臺1600KLA-15型循環(huán)水泵，循環(huán)水泵運(yùn)行空的影響將超過0.69kPa。為了保證機(jī)組運(yùn)行真方式主要有: (1)單臺機(jī)組2臺循環(huán)水泵并聯(lián)運(yùn)行空，不得不增開循環(huán)水泵，導(dǎo)致循環(huán)水泵的年平(簡稱: 1機(jī)2泵); (2)2臺機(jī)組共3臺循環(huán)水泵均耗電率增加。并聯(lián)運(yùn)行(簡稱: 2機(jī)3泵); (3)單臺機(jī)組單臺循通過檢查確定，凝汽器冷凝管內(nèi)和前后水室環(huán)水泵運(yùn)行(簡稱: 1機(jī)1泵)。循環(huán)水泵設(shè)計性能比較清潔，循環(huán)水系統(tǒng)管路及相關(guān)閥門內(nèi)沒有任如表1所示。按照該循環(huán)水泵設(shè)計性能，在2臺何異物日工作正常。因此初步判斷為:凝汽器冷循環(huán)水泵并聯(lián)運(yùn)行時的出口總流量為37296my/h,卻水流量不足由循環(huán)水泵出力不足導(dǎo)致。而該機(jī)組凝汽器設(shè)計冷卻水流量為36 000 m*/h循環(huán)水泵出力不足就是指實際運(yùn)行巾循環(huán)水(其他用戶冷卻水流量為1 296 m/h).2臺循環(huán)水泵出口流址達(dá)不到其設(shè)計流址(即不能滿足凝汽器收稿日期: 2014-10-29基金項目:國家科技支撐計劃項8 (2011BAA04B03);中國華能集團(tuán)公司科學(xué)中國煤化工作者簡介:馬汀山(1982- -). 男，福建長汀人，T學(xué)碩士，高級T程師，從:MYHCNMHG化技術(shù)的研究。E-mail: matingshan@ tpri.com.cn37I F王發(fā)電中國電力第48卷及其他冷卻系統(tǒng)需要的冷卻水流量)。造成循環(huán)水2F泵出力不足的主要原因有: (1)實際流量揚(yáng)程特性未達(dá)到設(shè)計值:(2)流量揚(yáng)程特性與循環(huán)水系統(tǒng)阻力特性不匹配: (3)泵通流部分磨損或損壞，性能下降。第3種情況屬于第1種情況的范疇?！?機(jī)2泵;循環(huán)水泵出力不足直接導(dǎo)致凝汽器冷卻水流■2機(jī)3泵;▲1機(jī)|泵;量的減少，凝汽器冷卻水流量減少約1000m/h*2臺新泵并聯(lián)運(yùn)行設(shè)計點時將影響機(jī)組真空降低約0.15kPal7"，可見消除和0.01.02.03.04.05.06.07.08.09.0 10.011.012.0避免循環(huán)水泵出力不足對提高機(jī)組的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性流量(m'.s)極其重要。為了找出循環(huán)水泵出力不足的原因,圖2循環(huán)水系統(tǒng)阻力與循環(huán)水泵的實際工作點確定提高循環(huán)水泵出力的最佳技術(shù)方案，對該Fig.2 The resistance of the circulating water system and300MW機(jī)組的循環(huán)水泵及循環(huán)水系統(tǒng)性能進(jìn)行the actual operation condition of the pump了診斷試驗。首先，參照CB/T 3216- -2005 中的表2循環(huán)水泵的實際工作點與設(shè)計工作 點的差異方法進(jìn)行循環(huán)水泵流量揚(yáng)程特性與設(shè)計性能的比較Table 2 Difference between the actual and designed(見圖1),循環(huán)水泵的實際流量揚(yáng)程特性完全達(dá)到operation conditions of the circulating pump了其設(shè)計水平，排除了上述導(dǎo)致出力不足的第1循環(huán)水循環(huán)水單泵實單泵設(shè)循環(huán)水單泵設(shè)單泵實種和第3種原因，即循環(huán)水泵出力不足不是由于泵運(yùn)行總流量/ 際流量/計流量/系統(tǒng)阻計揚(yáng)程/ 際軸功循環(huán)水泵性能下降或其性能未達(dá)到設(shè)計值所致。方式(m's") (m's) (m's") 力kPa m率kW之后，針對可能的第2種原因進(jìn)行診斷分析。試.1機(jī)2泵 8.614.315.18170.65 15.50 1 149驗得出的該機(jī)組循環(huán)水系統(tǒng)阻力特性及泵的實際2機(jī)3泵7.50 5.005.53 153.47 14.70 1 118工作點如圖2所示，循環(huán)水泵實際工.作點與設(shè)計1機(jī)1泵6.536.98127.78 11.001 042工作點數(shù)據(jù)如表2所示。圖2中標(biāo)明了循環(huán)水泵統(tǒng)阻力特性不匹配是導(dǎo)致該循環(huán)水泵出力不足的在1機(jī)2泵、2機(jī)3泵、1機(jī)1泵運(yùn)行方式下的工根本原因，而造成此現(xiàn)象的根源是設(shè)計的循環(huán)水作點。如前所述，凝汽器冷凝管內(nèi)和前后水室比系統(tǒng)阻力偏低，導(dǎo)致循環(huán)水泵揚(yáng)程選型偏小。較清潔，循環(huán)水系統(tǒng)管路及相關(guān)閥門內(nèi)沒有任何異物且工作正常，表明圖2的循環(huán)水系統(tǒng)阻力曲2改造方法及效果.線真實地反映了該機(jī)組循環(huán)水系統(tǒng)的阻力現(xiàn)狀。0r2.1 改造方法x流量.揚(yáng)程曲線;◆設(shè)計點(1機(jī)2泵);根據(jù)循環(huán)水系統(tǒng)實際阻力特性，結(jié)合機(jī)組增■設(shè)計點(2機(jī)3泵):容提效改造T程的需求，改造后循環(huán)水總流量增▲設(shè)計點(1機(jī)1泵)加至39 878 m/h(11.1 m/s)，循環(huán)水系統(tǒng)總阻力為年225.55kPa。在1機(jī)2泵運(yùn)行方式下的單臺循環(huán)水泵的設(shè)計流量為5.55 m2/s.揚(yáng)程為23.00 m。提高循環(huán)水泵出力后，現(xiàn)有電動機(jī)不能滿足要求，必o 3.54.04.55.05.56.06.57.0758.0須更換;且循環(huán)水泵改造需要換葉輪、葉輪室、流量/(m’●s")導(dǎo)葉，軸系經(jīng)過強(qiáng)度核算后也需要更換，原泵利圖1循環(huán)水泵實際性能與設(shè)計性能的比較結(jié)果用價值不大。鑒于此，采用了整體更換改造的方Fig.1 Comparison between the actual and designed案來提高循環(huán)水泵出力，將原泵整體拆卸，更換operation performance的新循環(huán)水泵型號為64LKXA-22。從圖2、表2看出，循環(huán)水泵實際運(yùn)行T作2.2 效果分析及建議點明顯偏離了設(shè)計工作點，循環(huán)水泵工.作在小流循環(huán)水泵整體更換改造后，循環(huán)水流量大大量高揚(yáng)程區(qū)域，此區(qū)域同時也是低效率區(qū)域。通增加，額定負(fù)荷T.況下的凝汽器冷卻水溫升降低過調(diào)閱設(shè)計資料，發(fā)現(xiàn)循環(huán)水系統(tǒng)的設(shè)計阻力偏.1.76- -2.57 C，機(jī)組真空提高0.671-0.802 kPa，同時低，使得循環(huán)水泵選型時采用了較實際阻力偏低循環(huán)水泵總耗功增加。循環(huán)水泵改造前后機(jī)組性的揚(yáng)程，導(dǎo)致在實際運(yùn)行中循環(huán)水泵工作在小流能如表3所示由表3結(jié)果可知，循環(huán)水泵整體量高揚(yáng)程區(qū)域。此為典型的循環(huán)水泵流量揚(yáng)程特更換改造后中國煤化工他輔助設(shè)備對性與實際循環(huán)水系統(tǒng)阻力特性不匹配問題。由此冷卻水的需:MYHCNMHG共電煤耗降低可知，循環(huán)水泵流量揚(yáng)程特性與實際的循環(huán)水系1.174-1.200 g/(kW.h)。38.第1期馬汀山等:某300MW機(jī)組循環(huán)水泵出力不足的診斷分析表3循環(huán)水泵改造 前后機(jī)組性能Table 3 Comparison of circulating water pump performance before and after retrofit循環(huán)水泵機(jī)組 負(fù)荷/MW循環(huán)水泵耗功1 kW凝汽器冷卻水溫升心改造 后機(jī)組真對供電煤耗的影響/(g.(kW.h)運(yùn)行方式改造前改造后改造前改造后增加值改造前改造后降低值空 提高/kPa耗功增加真空 提高總體影響1機(jī)2泵299.9 3003 2443.8 3268.6 824.8 11.35 8.782.570.8020.880-2.053-1.1741機(jī)1泵300.1 300.4 1 108.8 1 594.5 485.7 15.27 13.521.760.6710.518-1.718-1.2003結(jié)語XIAO Xinghe, BI Tieliang, XIAO Xiuyuan, et al. Energ-savingretrofit of 32SA -19A type circulating water pump in Yongji某300 MW機(jī)組的循環(huán)水系統(tǒng)設(shè)計阻力小于cogeneration power plantJ. Eletrie Power, 2001, 34(9): 23-25.實際值，導(dǎo)致按照設(shè)計阻力選型的循環(huán)水泵不足|4} 胡洪華,居文平,黃廷輝.大型電站雙背壓凝汽器優(yōu)化運(yùn)行的以克服實際的循環(huán)水系統(tǒng)阻力，造成循環(huán)水泵出研究和實踐J]J熱力發(fā)電.2003 ,32(3):8-11.力不足，影響了機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性。根據(jù)實際的循環(huán)HU Honghua, JU Wenping, HUANG Tinghui. Study and practice水系統(tǒng)阻力特性，對循環(huán)水泵進(jìn)行重新選型整體n optimizing operation of double back-ressure condenser in改造后，效果良好，機(jī)組真空得到提高，供電煤large-scale power plants [小]. Thermal Power Generation, 2003, 32耗得以降低。根據(jù)本文研究，建議在設(shè)計階段充.(3): 8-11.分考慮循環(huán)水系統(tǒng)的各項阻力，并留有一-定的裕[5]匯浩.羅春雷.劉勇先，等.火電機(jī)組節(jié)能降耗分析及研究[].量，同時可參照同類型機(jī)組的實際情況對循環(huán)水熱力發(fā)電.2004,33(6):1-5.系統(tǒng)阻力加以確定，以選擇合適的循環(huán)水泵。JIANG Hao, LUO Chunlei, 1.JU Yongxian, el al. Analysis of andstudy on energy saving and consumption reducing of thermnal參考文獻(xiàn):power units (I]. Thermal Power Generation, 2004, 33(6): 1-5.6] 乍興平,宋濤,潘持平,等. 300 MW機(jī)組斜流式循環(huán)水泵改造[川肖興和,薛彥廷.循環(huán)水袋節(jié)能改造技術(shù)及其應(yīng)用[J]熱力發(fā)[U].中國電力,000.33(10):23-26.電.2007 ,36(12): 69-71.uI Xingping, SONG Tao, PAN Chiping, et al. Retrofit of diagonalXIAO Xinghe, XUE Yanting. Retrofitig technology for energy-circulating water pumps of 300 MW generating units 小Electricsaving of circulating water pumps and application thereof 小Power, 2000, 33(10): 23- -26.Thermal Power Generation, 2007, 36(12): 69 -71.7] 于新穎,居文平.楊壽敏.國產(chǎn)引進(jìn)型300 MW汽輪機(jī)組凝汽[2] 朱小令.劉安,張立志，等.國戶州進(jìn)型300 MW汽輪機(jī)組降耗器冷卻面積探計J.熱力發(fā)電200.33(8);48-51.措施研究[J].中國電力.2003 . 36( 10):16-20.YU Xinying. JU Wenping. YANG Shoumin. An approach toZHU Xiaoling, LIU An, ZHANG Lizhi, el al. Redluce the energyloss of indigenous imported type 300 MW steam turbine units小]steam turbine units [小 Thermal Power Generation, 2004, 33(8):Electric Power, 2003, 36(10): 16- 20.48-51.3] 肖興和、佛鐵梁,肖秀媛.等水濟(jì)熱電廠32SA-19A型循環(huán)水泵節(jié)能技術(shù)改造[小.中國電力.2001 ,34(9): 23-25.(責(zé)任編輯劉明)Diagnostic Analysis on Insufficient Output of Circulating Water Pumps for a 300-MW UnitMA Tingshan, CHENG Dongtao, XU Pengjiang, JU Wenping, CHEN Kai, REN Lijun(Xi' an Thermal Power Research Institute Co.. Ld., Xi an 710032, China)Abstract: The circulating water flow is nsuficient since the commissioning of a 300-MW generating unit, which greatly influences theeconomical efficiency of the unit. The testing analysis shows that the designed resistance of the cireulating water system is less than theactual value, which leads to the insufficiently designed output of the cireulating water pumps, so that the circulating water flow is too smallto maintain the normal vacuum. According to the actual resistance characteristics of the eirculating water system, new circulating waterpumps are selected and substituted for the original ones, making the net coul consumption be reduced by 1.174~1.200 g/(kW .h). Theretrofit has achieved good efectse. Therefore, some considerations in circulating water punp design and tvpe selection are put forward.This work is supported by National Key Technology R&D Program (201 1BAA04B03中國煤化工ce & TechnologyProject (HNKJ12-H02).YHCNMH G .Keywords: cireling pump; resistance of the circling water system; pump selection; energy saving39