凝结水泵节能分析

蔡建强

摘要:凝结水系统的功能是将凝汽器回收的汽轮机排汽，经凝结水泵加压，再到锅炉继续加热，作为工质循环的一个必要环节，同时在这个过程中也对凝结水进行了加热，回收了汽轮机轴封汽加热凝结水，增加了汽轮机的循环热效率。凝结水泵作为凝结水系统最重要的辅机设备，占机组厂用电率的比率非常大。本文将以节能降耗为基本出发点,通过分析改变凝结水泵启停时机对机组的影响，采用手动开旁路及提早破真空等方法来优化凝结水泵的运行方式，减少凝结水泵运行时间，从而降低凝结水泵的电耗，提高机组运行的经济性。

关键字：凝结水泵厂用电率节能降耗运行方式

一、前言

随着我国推进经济结构的调整和发展方式的转变,电力体制改革逐步实行竞价上网。这要求电力企业一方面努力降低发电耗能与成本,另一方面加大脱硫、除尘等设备投入,严格降低污染排放。然而为提高上网电价竞争力,厂用电的节能见效快,适应当今环境与能源的需求,具有举足轻重意义[1]。

杭州华电半山发电有限公司拥有6台STAG109FA单轴联合循环机组，它是由PG9351FA型燃气轮机、D10型三压再热系统的双缸双流式汽轮机、390H型氢冷发电机、和三压再热带冷凝器除氧的自然循环余热锅炉组成。凝结水泵是燃机耗电量较大的辅机，对厂用电率有着重要的影响，通过对凝结水泵运行方式的分析，从中进行优化来降低凝结水泵的电耗，从而来降低厂用电率。

二、运行现状分析

半山公司燃气－蒸汽联合凝水系统中凝结水泵采用的是6000V的供电等级，凝结水泵容量为最大凝结水量的110％，设计流量为410m3／h，扬程为240mH2O。凝结水泵驱动方式为电机，电机额定功率为492kW，额定电流为54A。每台机组配有一台380V立式多级辅助凝泵，功率55KW，出口压力1MPa，流量100t/h[2]。

在机组运行过程中，经凝结水泵加压的凝结水经轴封加热器后，大部分送至余热锅炉低压省煤器，少量用于一些设备的减温喷水；在机组停役撤轴封后，凝汽器汽侧真空已降为0，为防止低压缸与凝汽器喉部超温，停凝结水泵后切换辅助凝结水泵运行，用来满足低压缸喷水减温及凝汽器水幕喷水的需要。一般会在投轴封前重新启动凝结水泵，停辅助凝泵。在投轴封到锅炉进水前，凝结水用作轴封汽的冷却、后缸喷水以及水幕喷水的冷却，锅炉又不需要补水，凝结水泵存在一段时间空转运行的过程。

三、运行方式优化

1.凝结水再循环流量调节阀

凝结水系统设有最小流量再循环系统，自轴封加热器后的凝结水管路接出，经最小流量阀回至凝汽器。凝结水再循环流量调节阀的作用有两个，一是保证在机组启动和低负荷是通过凝结水泵的流量在最小流量以上，防止凝结水泵过热和气蚀；二是保证在机组启动和低负荷时有足够的凝结水通过轴封加热器，保证对轴封漏气的良好冷却，维持轴封加热器汽侧微真空，从而保证轴封系统的正常运行。

凝结水再循环流量调节阀流量的设定值对凝结水泵的电耗有着重要的影响，通过对不同凝结水再循环流量设定值下，凝结水泵电流的数据采集进行分析如表1

表1不同转速及凝水再循环流量设定值下凝结水泵电流的变化

在机组投轴封至开机高旁打开前和停机惰走过程中低压汽包补水量和各减温水用户需求量较少，只要在合理范围内（最小流量为120t/h）减小再循环流量控制阀流量设定值，可以降低凝结水泵的电流，从而减少凝结水泵的电耗。

2.提早停运凝结水泵

机组在停役热备用状态时，低压系统已经不需要补水，凝结水的主要用途就是向部分设备提供冷却水，主要包括本体疏水扩容器、疏水箱、后缸喷水和水幕喷水等。此时，由于低

压系统不需要补水，整个系统所需的凝结水量大幅度减少，此时启动辅助凝结水泵即可满足凝结水流量供应。

在机组停役过程中，只有在所有主汽门关闭（36r/min以下）、高中低压蒸汽旁路阀自动关闭后，一般选择这个时候撤轴封、停运凝结水泵，启动辅助凝结水泵。从机组熄火（600r/min）到蒸汽旁路关闭需要大约40分钟。由于在燃机熄火后锅炉基本就不需要凝结水的补水，一旦凝结水不需要对锅炉进行补水，就可以用辅助凝结水泵替换凝结水泵运行。因此可以采用机组解列后手动开启高压旁路压力调节阀进行泄压，使熄火后逐步提早手动关掉旁路，并在低真空保护（800r/min以下）闭锁的情况下较早将真空破坏、轴封撤出，提早切换至辅助凝结水泵运行，降低凝结水泵的电耗。

3.推迟启动凝结水泵

一般在机组开机投轴封前，运行人员一般会启动凝结水泵，对辅助蒸汽管道进行暖管疏水，待暖管结束后再向汽轮机提供轴封汽。暖管疏水时间不够会影响机组启动时的振动，所以从启动凝结水泵到轴封汽供入有相当长一段时间，图1为机组一个月内机组启动时暖管疏水时间

图1一个月内机组启动时暖管疏水时间

从图1中可以看出，机组的暖管时间大约为30分钟左右，而这段时间完全可以用辅助凝结水泵代替凝结水泵运行，推迟凝结水泵的启动时间，从而降低凝结水泵的电耗。

四、运行方式优化后的经济效益

将凝结水再循环流量调节阀设定值设在200t/h,那么在机组投轴封到凝结水开始补水至锅炉的2.5h和停机惰走过程0.5h内，可以有效的降低凝结水泵电耗。那么一次开停机减少的凝结水泵电耗可以得出为：

P1=(40-34)*6*1.732*（2.5+0.5）=187KWh

停机时提早撤轴封停运凝结水泵30分钟和开机时推迟启动凝结水泵30分钟，一次开停机就可以节省凝结水泵的电耗为

P2=（492-55）*（0.5+0.5）=437kwh

按照每台燃机一年平均启停次数为150次，上网电价0.7元/kwh,那么6台燃机全年可以节省的成本为：（P1+P2）*6*150*0.7=(187+437)*900*0.7=39.31万元

五、总结

通过对凝结水泵运行方式的分析，从凝结水泵启停时间及凝结水泵再循环阀流量设定值上进行优化调整，从客观程度上有效的减少了凝结水泵的运行时间，降低了凝结水泵的运行电耗，为公司降低厂用电率做出了一定的贡献。当然厂用电系统中，6kV其他设备的耗电量也很大，所以我们要在保证机组安全运行的前提下，尽量减少6KV辅机运行的时间，做好节能创效工作，提升公司的竞争力。

参考文献:

[1]程伟良,夏国栋,周茵,马小勇.凝结水泵的最佳调节方案分析.电力科学与工程.2010,26（5）.60。

[2]吴凡,陈福湘,吴革新,赵丽娟,孙亮,赵勇.燃气-蒸汽联合循环发电机组运行规程.102017-2009.129