在熱力發電(diàn)廠中，較大的能(néng)量損(sǔn)失在冷端(duān)系統，其性能好壞對機組的經濟性影響非常大，而(ér)很多電廠的冷端系統與(yǔ)設計工況點相差甚遠，存在很大的(de)節能空間。本文通過對某電廠的冷端系統的各個設備性能(néng)技術分析以及水泵功能操作(zuò)，進行系統性優化與改進，充分(fèn)利用冷端(duān)系統各個設備的性能，使機組達(dá)到更佳經濟運行(háng)狀态，節能效果顯著。

1  汽輪機冷端系統各設備的主要技術規(guī)範

a、凝汽器

凝汽器型(xíng)号為N-38000-1，主要(yào)性能參數如下(xià)：

b、循環(huán)水(shuǐ)泵

循環水泵采用(yòng)長沙水泵(bèng)的立式斜流泵，循環水系(xì)統采用帶冷卻塔的二次循環水系統，擴大單元制(雙機供水系統之間采用聯絡管系統(tǒng)，聯絡管管徑為φ2000mm)。

循(xún)環水泵型号； 88LKXA-26；型式(shì)：濕井式、固定葉片(piàn)、轉子(zǐ)可抽式、立式斜流泵；立式并列(liè)布置；單基礎支撐循環水泵性能參(cān)數：

c、冷水塔

冷水塔面積為9000m2，自然通風，循環(huán)水幹(gàn)管管徑為3000mm，設計循環水流量為64800t/h；帶十字擋風牆。

淋水填(tián)料采用聚氯乙烯(xī)改性(xìng)塑料片制成，波型為雙S波；淋水(shuǐ)闆外形規格為1000×500×500mm、1000×400mm，片距30mm，片材厚度(dù)為0.40(±0.03)mm，每立方米組裝體質量約為(wéi)20kg/m3；淋水填料的組裝高度為0.8m、1.0m、1.2m，由塔(tǎ)中心向外分别布置。

噴濺(jiàn)裝置(zhì)采(cǎi)用西安院技術的(de)TP-Ⅱ型噴嘴組，與配水管聯接(jiē)采用耳邊接頭，材質為ABS工程塑料。

塔芯頂端加一PVC除水器，采用160—45型改性聚氯乙烯塑料，弧片形(xíng)狀為等(děng)厚兩邊卷邊(biān)，長度(dù)1000mm，片厚0.8±0.1mm。

d、水環真空泵

抽真空系統采用(yòng)串聯式(shì)，每台機(jī)組配備三台真(zhēn)空泵(bèng)，設計是(shì)兩用一備。

水環真空泵采用廣東佛山水泵廠(chǎng)的産品，型号(hào)是改(gǎi)進型2BW4353-OEK4，不配備大氣(qì)噴(pēn)射器；其性(xìng)能參數(shù)如下：

2  冷(lěng)端設(shè)備性能分析及改進思路

冷端設備性能重要的(de)指标有兩個：

一是(shì)凝汽器的真空，另一個指标是(shì)循環水泵電耗。另外從熱(rè)力系統角度考(kǎo)慮凝結水過冷度(dù)也是一個重(zhòng)要經濟性指标。凝汽器本身是個換熱器，評價其性能(néng)優劣重要指标是凝汽器端差。要(yào)想獲得(dé)更佳真空，主要措(cuò)施是降低循環水溫(wēn)度和(hé)降低凝汽(qì)器端(duān)差。對于循環水泵電耗，主要是(shì)考(kǎo)慮循環水泵經濟調度運行(háng)。

在設計階段，結合東(dōng)汽廠600MW級汽輪機末級(jí)葉片(piàn)特點及本地的水文條件，凝汽器背壓選為5.2 kPa（a）[LP/HP  4.6/5.8 kPa（a）]。凝汽器(qì)循環倍率按60計算，凝汽器理論計(jì)算面積為30000m2，加10%裕量(liàng)後設(shè)計面積為33000m2；在後來的優化設計中，經過技術研讨及經濟技術性分(fèn)析，結(jié)果選定凝汽器面積(jī)為38000m2，這一點在日後運行中經濟效益得到明顯體現，凝汽器面積(jī)增加端差明顯減(jiǎn)小，實際運行中比(bǐ)部分其它600MW級機組(zǔ)的36000m2凝(níng)汽器真空要好0.2～0.3KPa。

為了(le)**凝汽器端(duān)差達到優(yōu)值，我們采取了一系(xì)列措(cuò)施(shī)，主要有定期(qī)采用高壓(yā)大流量清洗方式清洗凝汽器(qì)換熱管；盡可能(néng)提高凝汽器真空(kōng)嚴密性(xìng)；嚴格按制循環水水質，**凝汽(qì)器換熱管不結垢(gòu)污；膠球系統24小時不間斷地投入運(yùn)行；**主機水環真空泵的出力等。

降低循環水溫度主要**冷(lěng)水塔性能達到更佳，為此我們也采(cǎi)取了一系列的措施，主要有在填(tián)料與水泥支撐梁之間增加一個玻璃鋼托架；控制水(shuǐ)塔進(jìn)水水質；定期清理水塔沉積物；定期檢查填料噴嘴等有(yǒu)無損壞；水塔(tǎ)流量是否分配(pèi)均勻等。

為了經濟調度循環(huán)水泵，降低(dī)循環水泵電耗(hào)，我們請西安熱工研究院對冷端系統進行性(xìng)能診斷及優化試驗。西安院根據試(shì)驗結果(guǒ)提供了機組不同(tóng)負荷和不同循環冷卻水(shuǐ)溫度(dù)下循環水(shuǐ)泵的運行方(fāng)式和機(jī)組運行背壓。根據西安院的循環水泵(bèng)性能試(shì)驗和循環水系(xì)統阻力特性試驗，我(wǒ)們對循環(huán)水泵電機進行雙速改造。

3  冷端(duān)系統優化方案與改進措施

a、凝汽器

為了(le)**凝汽器端差，每年停機檢(jiǎn)修期間請(qǐng)專業的清洗隊伍對凝汽(qì)器進行高壓大流量沖洗。至高清洗壓力可達40 MPa，清洗(xǐ)後(hòu)凝汽器換熱管内壁可見金屬本色。這大大降低換熱管的水側傳熱熱阻，降低了凝汽器(qì)端差(chà)。

為了降低汽側傳熱熱(rè)阻，我們盡可能的提高凝汽器的真空嚴密(mì)性。為了**真空嚴密性(xìng)，在日常運行中(zhōng)，我們采用氦質譜檢漏(lòu)儀，對容易漏空的地方進憲定期檢查，容易漏空的主要地方有：小機排汽管的人孔門、防爆門；小機缸體下部的軸封回汽管法蘭(lán)；小機(jī)排汽管法蘭；七八号低加水位計法蘭；凝汽器水位計；高低壓(yā)疏水擴容器人孔門法蘭；四級低加的事故疏水閥後管道法(fǎ)蘭；主(zhǔ)機軸封回汽管(guǎn)；給水泵密封水回水(shuǐ)水封系統；與凝汽器(qì)汽側直接相連(lián)的放水放汽(qì)門；低壓缸防爆膜等等。對于軸封回汽管是否内漏也可通過對比(bǐ)軸加風機電流進行輔助判斷，并在停機檢修(xiū)時(shí)進入低壓缸内部檢查進一步确認漏空(kōng)與否。在每(měi)次停機檢修期間，對凝汽器進行灌(guàn)水查漏，查找到(dào)的漏點進行及時處理，确保灌水查漏後(hòu)無漏水的地方。經過近兩年的努力，兩台(tái)機組的真空嚴密性(xìng)達到非(fēi)常好的水平，下表(biǎo)是值長日志的記錄(lù)：

化學(xué)人員對循(xún)環水水質進行嚴(yán)格控制，循環水濃縮倍率控制低一些，并合理使用阻垢劑，**了凝汽器換熱(rè)管不(bú)結垢，并合(hé)理殺菌，減(jiǎn)少換熱管内壁(bì)的泥垢，這都對凝汽器端差産生非(fēi)常重要的正面效果。

另外，膠球系統24小時不間斷運行。膠球采用(yòng)上海達極的(de)中硬度球，每月定期(qī)補換(huàn)新球，這能很好的清除凝汽器換換(huàn)熱管内壁的泥垢。大大降(jiàng)低凝汽(qì)器水側傳熱熱阻。

為了**凝汽器凝結水(shuǐ)過冷度盡可能(néng)的小，凡是進入(rù)凝汽器的各種(zhǒng)疏水(shuǐ)嚴格按系統設計(jì)走管路，進入凝汽(qì)器的接口全部位(wèi)于熱井(jǐng)水位以下，以充分利用疏水(shuǐ)的熱量，以此來降(jiàng)低凝結水過冷(lěng)度。

b、水環真空(kōng)泵

水環真空泵的(de)主要功能是抽走凝汽器汽側的不凝結氣體(tǐ)，以此來達到降低汽側傳熱熱阻目的。所以水環真(zhēn)空泵的抽氣能力要求較高。為了增加真空泵的抽(chōu)氣能力，我們對水環真空泵進行了改造。真空泵換熱器(qì)增加了一路中央空調的冷凍水，因其水溫低，大大增加了真空泵的抽(chōu)吸能力。另外，不配備大氣(qì)噴射器，因(yīn)為增加大氣噴射(shè)器後，真(zhēn)空泵組的抽氣能力隻大氣噴射器的抽氣能力，而大氣噴射器的抽氣能力遠低于水環真空泵。

另外，因兩台(tái)機組的真空(kōng)嚴密性非常好，我們(men)對真空泵進行節能雙速(sù)改造，轉速由590rpm降至490rpm，日常運行中，每台機組隻需要轉一台(tái)低速真空泵即可(kě)。因真空泵轉速低，這對泵的汽蝕情(qíng)況有了很大的改善。

c、冷(lěng)水塔

2009年8月份我們請西安熱工院做冷卻(què)塔性能試驗，經過計算發現冷卻(què)塔冷卻幅高與設計值(zhí)相比大2℃左右，冷卻塔水(shuǐ)溫降與設計值相比小3℃左右。結果分析冷卻塔性(xìng)能差的主要原因是當(dāng)時的循環水水質(zhì)差造成的。另外，冷(lěng)水塔原設計(jì)有一(yī)點不足，填料直接放在小(xiǎo)水(shuǐ)泥支撐(chēng)梁上，而水泥梁較寬，達80mm，其截(jié)面積達1200m2，而整個冷水塔冷卻通風面積才9000m2，在水質差時小(xiǎo)水泥支撐梁(liáng)上積滿了(le)污泥雜(zá)物等，完全不通風，整個塔的(de)通風受阻現象較為嚴重。在幾次小修中，我們發現冷(lěng)卻(què)塔填料上結垢較多，由于填料片間隙遠小于水泥(ní)支撐梁(liáng)梁寬，當結垢達到一定程度時，支撐梁上(shàng)兩三片填料間隙沉積非常多的污泥垢，此兩三片填料間(jiān)隙因污泥垢堵塞無法通風，影響了通風(fēng)冷卻效果。為此在水泥支撐梁上安放玻璃鋼托架，托架之上再放填料，這樣增加冷卻塔的(de)通風冷卻面積(jī)。

化學運行人員嚴格控制水塔進水水質，在夏季時(shí)水源地渾水時采取臨時預案，加強反應沉澱池的加藥與排(pái)污，**水塔進水濁度，另外增加反滲透補水量，以**循環水水質要求。

每年大小修時，安排人(rén)員清理水塔沉積物，徹底(dǐ)清理水塔水池所有的雜物，并清理(lǐ)前池流道。并安排填(tián)料廠家人家全面檢查填料、噴嘴等有無損壞，并及時更換。日常運行中定期檢查冷(lěng)水塔流量是否分(fèn)配均勻，并在停機時調整配水管。

d、循環水泵

為了降低(dī)循環水泵電耗，并實現(xiàn)經濟調度循環水(shuǐ)泵，我們請西安熱工研究院(yuàn)對冷端系統進行性能診斷(duàn)及優化試驗(yàn)。提出了機組不(bú)同負荷和不同循環冷卻水(shuǐ)溫度下(xià)循環水泵(bèng)的運行方式(shì)、機組運行背壓。同(tóng)時進行循環水泵性能試驗(yàn)和循環(huán)水系統阻力特性試驗，并且(qiě)繪制循(xún)環水泵的流量、揚程(chéng)、軸功率和效率(lǜ)等性能曲線及循環水系(xì)統阻力特性曲線，根據循環水泵性能及循環水系統阻力特性，提出循環水泵(bèng)電(diàn)機雙速改造方案。

改造方案的主要内容是：循環水泵電機是籠型異步(bù)電(diàn)動機，通過用一套定子繞組在改變其接線方式後且(qiě)不(bú)添置和改變(biàn)任何設備的情(qíng)況下，實現電機兩種(zhǒng)速度，從而實現循環水泵(bèng)能雙速運轉。我們請專(zhuān)業電機廠家把電動機在16極和18極的繞組引線全部引出，在電機中(zhōng)性點接線盒旁邊重新設置(zhì)一個(gè)雙速切換的(de)出線箱，通過改變接(jiē)線端子上連接片的連接位置，即可改變電動機的(de)極數，從而達到改變轉速的目的，整個電氣系統不需(xū)變動。改造(zào)後循環水泵可實現兩種(zhǒng)轉速：370r/min和330r/min。

改造後循環水泵(bèng)的運行方式如下：

循環水泵運行(háng)方式

循(xún)環(huán)水泵經過雙速改造和優化運行方式(shì)改進後，凝汽器真空并沒有降低的情況下，循(xún)環水泵平均(jun1)每年節約電量約800萬度電。循環水泵雙(shuāng)速改造後，通過加強化學監(jiān)督循環水水質，及時調整加藥方式，并24小時不間斷投入膠(jiāo)球系統(tǒng)，凝汽器換熱(rè)管内部并沒有發生(shēng)結垢等現象。說明循環水泵雙(shuāng)速改造非常成功。