作 者: 華中電力集團(tuán) 徐傳海
摘 要: 文中由數(shù)值獲知,配定速凝結(jié)水泵的冷凝水調(diào)節(jié)閥門具備閥前工作壓力和工作中壓力差隨發(fā)電機(jī)組負(fù)載減少而提升的運(yùn)作優(yōu)點(diǎn),可將冷凝水調(diào)節(jié)閥門建在凝結(jié)水泵與精處理設(shè)備中間的冷凝水主管上。那樣,可減少冷凝水精處理設(shè)備的運(yùn)作工作壓力、汽輪發(fā)電機(jī)組水泵密封蒸氣冷卻器的水壓力,減少對(duì)冷凝水調(diào)節(jié)閥門小流量時(shí)的調(diào)整規(guī)定,減少冷凝水再次循環(huán)調(diào)節(jié)閥門的運(yùn)行壓力差和噪聲,避免冷凝水再次循環(huán)管路震動(dòng),提升凝結(jié)水系統(tǒng)的穩(wěn)定性并減少花費(fèi)。
1 序言
大家都知道,火力發(fā)電廠發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)方案時(shí)凝結(jié)水系統(tǒng)均采用定速凝結(jié)水泵。當(dāng)發(fā)電機(jī)組負(fù)載降低(或提升)時(shí),冷凝水泵的揚(yáng)程隨著提升(或降低),而冷凝水從熱井至除氧器的流動(dòng)阻力與滑壓運(yùn)作的除氧器工作壓力隨著降低(或提升),調(diào)整方位反過來,凝結(jié)水系統(tǒng)有“不必要”的壓力差,必須在冷凝水管路上設(shè)調(diào)節(jié)閥門以耗費(fèi)此壓力差。
在我國(guó)初期設(shè)計(jì)方案的火力發(fā)電廠發(fā)電機(jī)組,按前蘇聯(lián)模式將調(diào)節(jié)閥門建在挨近除氧器的冷凝水管路上,在學(xué)習(xí)培訓(xùn)EBASCO設(shè)計(jì)技術(shù)以后,調(diào)節(jié)閥門改建在冷凝水再次循環(huán)插口(汽輪發(fā)電機(jī)組水泵密封蒸氣冷卻器后)與汽輪發(fā)電機(jī)組尾端抽汽電加熱器中間的冷凝水管路上。那樣,發(fā)電機(jī)組運(yùn)行中低壓加熱器水壓力低,能延長(zhǎng)低壓加熱器的使用期限,并減少汽輪發(fā)電機(jī)組滲水的可能。
那樣,冷凝水調(diào)節(jié)閥門的運(yùn)行壓力差是不是很大,組裝在何處更有效,下邊以徐州彭城發(fā)電廠為例子來討論之。
2 徐州彭城發(fā)電廠介紹
徐州彭城發(fā)電廠為300MW引入型發(fā)電機(jī)組,汽輪發(fā)電機(jī)為上海汽輪機(jī)廠生產(chǎn)制造。冷凝水由凝結(jié)器的熱井先后流過兩部相互之間預(yù)留的凝結(jié)水泵、冷凝水精處理設(shè)備、汽輪發(fā)電機(jī)組水泵密封蒸氣冷卻器、冷凝水再次循環(huán)插口、冷凝水調(diào)節(jié)閥門、四臺(tái)低壓加熱器至除氧器。
凝結(jié)水泵為上海市KSB企業(yè)生產(chǎn)制造,型號(hào)規(guī)格為NLT350-400×6,經(jīng)濟(jì)發(fā)展工作狀況的總流量為780t/h,水泵揚(yáng)程為294mH2O。所配電機(jī)為6kV,1000kW,轉(zhuǎn)速比1480r/min。
熱井至凝結(jié)水泵的管線為φ630×7mm的電焊鋼管,凝結(jié)水泵至除氧器的管線為φ325×8mm的無縫管。
3 調(diào)節(jié)閥門的運(yùn)行壓力差
測(cè)算冷凝水調(diào)節(jié)閥門的運(yùn)行壓力差時(shí)常用的關(guān)鍵數(shù)據(jù)信息及結(jié)論見表3-1。在表3-1中,電加熱器等設(shè)施的局部阻力系數(shù)由生產(chǎn)廠家供應(yīng)的損耗及TMCR工作狀況所相應(yīng)的凝固水流量求取,管路配件的局部阻力系數(shù)按原蘇聯(lián)的最佳值選擇,在其中φ630×7mm的凝結(jié)水泵進(jìn)水口道的局部阻力系數(shù)按1個(gè)三通、1個(gè)截止閥、2個(gè)90°熱壓彎頭及1個(gè)熱井出入口記取, 325×8mm的凝結(jié)水泵出水口道的局部阻力系數(shù)按10個(gè)三通、12個(gè)截止閥、2個(gè)止逆閥、2個(gè)流量孔板及60個(gè)90°熱壓彎頭記取。除此之外,一般300MW引入型亞臨界發(fā)電機(jī)組投用精處理設(shè)備的時(shí)長(zhǎng)非常短,故除表3-1中TMCR工作狀況第一列的精處理設(shè)備壓力降取0.35MPa(取工作中壓力降O.035-0.35MPa的上限制值)外,別的各列的精處理設(shè)備壓力降只按一個(gè)截止閥的壓力降記取。
表3-1 300MW引入型發(fā)電機(jī)組冷凝水調(diào)節(jié)閥門的運(yùn)行壓力差
新項(xiàng)目 | 計(jì)算方法或數(shù)據(jù)來源 | 企業(yè) | 工作狀況 | ||||||
1.基本數(shù)據(jù) | TMCR | TMCR | 89%負(fù)載 | 80%負(fù)載 | 75%負(fù)載 | 50%負(fù)載 | 18%負(fù)載 | ||
發(fā)電功率 | 查汽輪發(fā)電機(jī)組熱力循環(huán)圖 | MW | 320 | 320 | 267 | 240 | 225 | 150 | 54 |
總流量 | 查汽輪發(fā)電機(jī)組熱力循環(huán)圖 | t/h | 736.6 | 736.6 | 607.5 | 548.2 | 515.2 | 361.4 | 169.9 |
冷凝水相對(duì)密度 | 查詢表 | kg/m3 | 994.7 | ||||||
2.凝結(jié)水泵通道段壓力降; | |||||||||
管道內(nèi)徑 | mm | 616 | |||||||
過濾網(wǎng)壓力降 | 按0.5mH2O估計(jì) | MPa | 0.0049 | ||||||
局部阻力系數(shù) | 3.93 | ||||||||
步驟接管長(zhǎng)短 | m | 19 | |||||||
管路摩擦阻力 | 0.0218 | 0.0218 | 0.0222 | 0.0228 | 0.023 | 0.0232 | 0.0294 | ||
沿程阻力系數(shù) | 0.6724 | 0.6724 | 0.6847 | 0.7032 | 0.7094 | 0.7156 | 0.9068 | ||
總阻力系數(shù) | 4.6024 | 4.6024 | 4.6147 | 4.6332 | 4.6394 | 4.6456 | 4.8368 | ||
管路壓力降 | MPa | 0.006 | 0.006 | 0.0056 | 0.0055 | 0.0054 | 0.0051 | 0.0049 | |
3.凝結(jié)水泵出入口段壓力降; | |||||||||
管道內(nèi)徑 | mm | 309 | |||||||
除氧器噴嘴壓力降(估取) | 按0.2MPa估取 | 53.445 | |||||||
局部阻力系數(shù) | 67.44 | ||||||||
步驟接管長(zhǎng)短 | m | 300 | |||||||
管路摩擦阻力 | 查詢表 | 0.0188 | 0.0188 | 0.019 | 0.0192 | 0.0194 | 0.02 | 0.022 | |
沿程阻力系數(shù) | 18.252 | 18.252 | 18.447 | 18.641 | 18.835 | 19.417 | 21.359 | ||
總阻力系數(shù) | 139.14 | 139.14 | 139.33 | 139.53 | 139.72 | 140.3 | 142.24 | ||
管路壓力降 | MPa | 0.5207 | 0.5207 | 0.3547 | 0.2892 | 0.2558 | 0.1264 | 0.0283 | |
4.機(jī)器設(shè)備壓力降 | |||||||||
四臺(tái)低加 | 由0.342MPa換算 | 91.391 | 91.391 | ||||||
軸加 | 按0.058MPa估計(jì) | 15.499 | 15.499 | ||||||
精處理 | 33.989 | 1.22 | |||||||
機(jī)器設(shè)備阻力系數(shù) | 140.88 | 108.11 | |||||||
機(jī)器設(shè)備總壓力降 | MPa | 0.75 | 0.4031 | 0.2752 | 0.2241 | 0.1979 | 0.0974 | 0.0215 | |
5.熱井-除氧水流差 | 按30m計(jì) | MPa | 0.2924 | 0.2924 | 0.2924 | 0.2924 | 0.2924 | 0.2924 | 0.2924 |
6.熱井-除氧壓力差: | |||||||||
凝結(jié)器工作壓力 | 按0.005MPa計(jì) | MPa | 0.005 | ||||||
除氧器工作壓力 | 查汽輪發(fā)電機(jī)組熱力循環(huán)圖 | MPa | 0.746 | 0.746 | 0.618 | 0.558 | 0.524 | 0.358 | 0.155 |
壓力差 | MPa | 0.741 | 0.741 | 0.613 | 0.553 | 0.519 | 0.353 | 0.15 | |
7.總壓力差 | MPa | 2.3101 | 1.9646 | 1.5409 | 1.3642 | 1.2705 | 0.8744 | 0.4972 | |
8.凝結(jié)水泵數(shù)據(jù)信息 | |||||||||
總流量 | m3/kg | 740.52 | 740.52 | 610.74 | 551.12 | 517.95 | 363.33 | 170.81 | |
水泵揚(yáng)程 | 查凝結(jié)水泵曲線圖 | m | 315 | 315 | 326 | 330 | 331 | 338 | 343 |
MPa | 3.0706 | 3.0706 | 3.1779 | 3.2169 | 3.2266 | 3.2948 | 3.3436 | ||
9.調(diào)節(jié)閥門工作中壓力差 | MPa | 0.7606 | 1.106 | 1.637 | 1.8527 | 1.9561 | 2.4205 | 2.8464 | |
占泵壓升的占比 | % | 24.769 | 36.018 | 51.512 | 57.592 | 60.623 | 73.463 | 85.129 |
由表3-1得知,冷凝水調(diào)節(jié)閥門閥前壓力伴隨著發(fā)電機(jī)組負(fù)載的減少而提升,冷凝水調(diào)節(jié)閥門的運(yùn)行壓力差伴隨著發(fā)電機(jī)組負(fù)載的減少而提升。300MW發(fā)電機(jī)組冷凝水調(diào)節(jié)閥門的閥前工作壓力大概在3.0~3.3MPa(a)中間,閥后工作壓力大概在2.3~0.5MPa(a)中間,調(diào)節(jié)閥門較有效的型號(hào)選擇數(shù)據(jù)信息見表3-2。為確保具體總流量低于230t/h時(shí)仍有不錯(cuò)的控制使用性能,此調(diào)節(jié)閥門宜采用等百分?jǐn)?shù)流量特性。
表3-2 300MW發(fā)電機(jī)組冷凝水調(diào)節(jié)閥選型數(shù)據(jù)信息提議值
新項(xiàng)目 | 企業(yè) | 較大 | 正常的 | 最少 |
總流量 | t/h | 760 | 680 | 230 |
閥前工作壓力 | MPa(a) | 3.0 | 3.1 | 3.4 |
調(diào)節(jié)閥門壓力差 | MPa | 0.67 | 1.3 | 2.8 |
此外可獲知,300MW發(fā)電機(jī)組冷凝水再次循環(huán)調(diào)節(jié)閥門的閥前工作壓力約為3.3MPa(a),其工作中壓力差約為3.2MPa。
4 調(diào)節(jié)閥門的安裝位置
由以上獲知,發(fā)電機(jī)組降負(fù)載運(yùn)行中,冷凝水調(diào)節(jié)閥門的閥前工作壓力提升,冷凝水精處理設(shè)備的環(huán)氧樹脂易破碎,汽輪發(fā)電機(jī)組水泵密封蒸氣冷卻器的水蒸氣壓力差擴(kuò)大使管教裂開的概率增多。若將冷凝水調(diào)節(jié)閥門移至凝結(jié)水泵與精處理設(shè)備中間的冷凝水主管上,可讓300MW發(fā)電機(jī)組的冷凝水精處理設(shè)備的工作壓力與汽輪發(fā)電機(jī)組水泵密封蒸氣冷卻器的水壓力減少0.7~2.8MPa。那樣,不但增加環(huán)氧樹脂的使用期限,減少運(yùn)轉(zhuǎn)花費(fèi),并且提升汽輪發(fā)電機(jī)組水泵密封蒸氣冷卻器的穩(wěn)定性,還可以減少冷凝水再次循環(huán)調(diào)節(jié)閥門的運(yùn)行壓力差。因而,冷凝水調(diào)節(jié)閥門宜建在凝結(jié)水泵與精處理設(shè)備中間的冷凝水主管上。
冷凝水調(diào)節(jié)閥門移至精處理設(shè)備上下游后,一旦去除氧器的凝固水流量低于凝結(jié)水泵的較小總流量和汽輪發(fā)電機(jī)組水泵密封蒸氣冷卻器的較小總流量之大者時(shí),冷凝水再次循環(huán)調(diào)節(jié)閥門就資金投入運(yùn)作,使冷凝水調(diào)節(jié)閥門的較小總流量相當(dāng)于凝結(jié)水泵的較小總流量和汽輪發(fā)電機(jī)組水泵密封蒸氣冷卻器的較小總流量之大者,能減少對(duì)于此事閥小流量的調(diào)整規(guī)定并減少項(xiàng)目投資。那樣,300MW發(fā)電機(jī)組冷凝水的較小總流量一般不少于230t/h,冷凝水再次循環(huán)調(diào)節(jié)閥門投用時(shí)的閥前工作壓力約為0.5MPa(a),工作中壓力差約為0.4MPa,比基本設(shè)計(jì)方案約低2.8MPa,閥心管徑大,流動(dòng)速度低,氣化的可能小,可降低噪音并避免冷凝水再次循環(huán)管路震動(dòng)。
5 結(jié)語
在凝結(jié)水系統(tǒng)配定速凝結(jié)水泵的前提下,冷凝水調(diào)節(jié)閥門具備閥前工作壓力和工作中壓力差隨發(fā)電機(jī)組負(fù)載減少而提升的運(yùn)作優(yōu)點(diǎn),可將冷凝水調(diào)節(jié)閥門建在凝結(jié)水泵與精處理設(shè)備中間的主冷凝水管路上。那樣,可減少冷凝水精處理設(shè)備的運(yùn)作工作壓力、汽輪發(fā)電機(jī)組水泵密封蒸氣冷卻器的水壓力,減少對(duì)冷凝水調(diào)節(jié)閥門小流量時(shí)的調(diào)整規(guī)定,減少冷凝水再次循環(huán)調(diào)節(jié)閥門的運(yùn)行壓力差和噪聲,避免冷凝水再次循環(huán)管路震動(dòng),提升凝結(jié)水系統(tǒng)的穩(wěn)定性并減少花費(fèi)。
就300MW發(fā)電機(jī)組來講,若將冷凝水調(diào)節(jié)閥門建在凝結(jié)水泵與精處理設(shè)備中間的主冷凝水管路上,冷凝水精處理設(shè)備的工作壓力與汽輪發(fā)電機(jī)組水泵密封蒸氣冷卻器的水壓力可減少0.7~2.8MPa,相匹配冷凝水再次循環(huán)調(diào)節(jié)閥門投用時(shí)的閥前工作壓力約為0.5MPa(a),工作中壓力差約為0.4MPa,比基本設(shè)計(jì)方案約低2.8MPa。
咨詢需求
