660 MW机组新增停机工业水泵改造的节能分析.pdf

34doi:10.3969/j.issn.1009-3230.2023.01.008应用能源技术2023年第1 期（总第30 1 期）660MW机组新增停机工业水泵改造的节能分析谢军，彭越俊（贵州省习水鼎泰能源开发有限责任公司，贵州遵义56 46 1 1）摘要：燃煤发电厂是工业耗水大户，发电水耗率是燃煤发电厂的重要经济指标之一，如何降低水耗、提高水资源利用率及机组运行经济性、降低经营成本，是燃煤发电企业发展的重要课题。文中以2 6 6 0 MW超临界机组为例，通过新增一台停机工业水泵，对原工业水系统实施改造，一方面可以在机组双停时采用停机工业水泵运行，降低机组工业水耗水量；另一方面在机组运行时，可以作为工业水备用水源。改造后通过试验分析，结果表明：在机组双停时，可节水约350 t/h。关键词：6 6 0 MW机组；循环水；工业水；工业水泵；节能中图分类号：TM621Energy-saving Analysis of the Transformation and Renovationof the Idle Industrial Water Pump of 660 MW Unit(Guizhou Xishui Dingtai Energy Development Co.,Ltd.,Zunyi 564611,China)Abstract:Coal-fired power plants are major industrial water consumers,and the water consumptionrate of power generation is one of the key economic indicators of coal-fired power plants.Reducingwater consumption,improving water resource utilization,enhancing the economic performance ofpower units,and reducing operating costs are important issues for the development of coal-firedpower generation enterprises.Taking the 2 x 660 MW supercritical unit as an example,this paperproposes to transform and renovate the original industrial water system by adding an idle industrialwater pump.On the one hand,the idle industrial water pump can be used to reduce the industrialwater consumption of the unit during the dual shutdown of the unit.On the other hand,it can serve asa backup water source for industrial water during unit operation.After the transformation andrenovation,the test and analysis results show that approximately 350 t/h of water can be saved duringthe dual shutdown of the unit.Key words:660 MW unit;circulating water;industrial water;industrial water pump;energy saving0引言我国水资源匮乏且分布不均，据相关数据统计,工业水占各种用水总量的2 0%，其中热力发电厂用水量位居首位 ，热力发电厂工业水用水量占比超过40%2 。一方面，随着“30 6 0 碳中收稿日期：2 0 2 2-1 1 1 8 修订日期：2 0 2 2-1 2-0 9作者简介：谢军(1 9 8 0）,男,本科,工程师,研究方向为电厂化学处理及节能减排。文献标志码：AXIE Jun,PENGYuejun文章编号：1 0 0 9-32 30(2 0 2 3)0 1-0 0 34-0 4和、碳达峰的提出，我国能源结构朝着绿色、低碳结构改革与发展 3-4;另一方面,国家出台一系列工业节能、降耗、减排政策,旨在降低能源消耗、保护生态环境 5-6 ；再者，在当前“煤电”博奔环境下，企业需要控制经营成本。为此，燃煤发电企业作为工业水消耗大户，面临着降低水耗、油耗、碳排放、减少经营成本等诸多问题和挑战。文中以某2 6 6 0 MW燃煤发电厂优化工业水为例,结2023年第1 期（总第30 1 期）合该发电厂近几年机组停备情况，通过实施新增停机工业水泵的技术改造，实现了在机组双停时，降低工业水消耗的目的。1概述及改造背景1.1概述该发电厂为2 6 6 0 MW超临界燃煤发电机组,地处渝南黔北边境，是渝黔两地深化合作的重大项目之一,以50 0 kV系统接于重庆电网。因重庆电网全年受季节变化峰一谷差占比大、降温负荷占比大等特点，该发电厂常年机组双停次数颇多,且双机临停备用时间周期间隔不长,工业水泵长周期运行。一方面,工业水泵按一拖二变频布置,若变频运行工业水泵故障,仅能采用工频工业水泵运行，不仅使机组运行电耗增加，若工频运行工业水泵故障,还降低了机组运行可靠性；另一方面，因机组双停备用时,大部分辅机处于旋转备应用能源技术用状态，需要大量工业水为其提供冷却水，这部分冷却水回收至循环冷却水塔，由于循环冷却水系统在机组停运后运行时间不长，源源不断的辅机冷却水回至循环冷却水塔后造成溢流，导致循环水工质浪费。1.2改造背景该电厂工业水用户及流程如图1 所示，从工业水用户及流程分析,在机组双停时，工业水的主要用户有：冲洗用水、空压机冷却水、气化风机冷却水、大机冷油器冷却水、脱硫部分用水；同时,在机组双停时，因检修工作需要等，空压机系统不能停运。因此，工业水泵需要长时间运行。从往年机组双停期间来看，工业水系统运行时，循环水系统出现多次溢流现象，长期累积，造成机组发电水耗偏高。为了降低机组发电水耗,提出新增一台停机工业水泵改造的技术方案。工业水池35#1冷却塔#1工业水泵#2冷却塔#2工业水泵气化引风大机用水冲洗空压机冷冷却风机机电机冷冷油器冷豪冷真空却水水却水却水却水源废水池有压用水脱硫水泵密封配药及氢水站冷却水循环化学图1 工业水用户及流程2改造方案2.1取水水源机组在双停期间,水源取水点有工业水池、#1机循环水、#2 机循环水,如果从工业水池取水，工业冷却水回水仍是回至#1、#2 机循环水系统,问题并没有得到解决。因此,水源取水点应考虑#1、#2机循环水。由于循环水为凝汽器冷却水、工业水补充水、工业冷却水回水组成,用循环水作为停机工业水泵水源其水质指标是否满足要求，需要进行化学分析。表1 给出了工业水水质分析数据，表2 给出了#1 机循环水、#2 机循环水各指标数据，表1、表2 数据来源均为5次随机抽样化验的平均数值。从表1、表2 可以看出：工业水PH值及#1、#2 机循环水PH值接近;#1、#2 机循环水均满足日常运行要求；工业水总磷小于#1、#2 机循环水总磷;工业水电导率较#1、#2 机循环水低。从运行角度出发，日常只需控制好循环水PH、硬度、总磷含量可满足减缓管道腐蚀的可能。因此,采用循环水作为停机工业水泵水源可行。36表1阳离子/mgL-1阴离子/mgL-1硬度/mgL-1PH总磷/mgL-1电导率/uscm-1表2项目Ca?*/mgL-1CI-/mg L-1总磷/mgL-1浊度/mgL-1pH全碱度/mmolL-1电导率/scm-1浓缩倍率2.2设备选型及布置在机组双停期间,工业水泵变频运行时,查询应用能源技术工业水水质分析历史趋势可知：工业水泵出口流量为335项目数值100.2290.85.137.780.01497循环水水质分析标准值#1机循环水#2机循环水850645200520.50.38 0.6 m;停机工业水泵保护停运条件：#1 循环水冷却塔水池液位 38 0 m/h时，停机工业水泵运行电流会超额定电流（额定电流为：1 6 6 A）；停机工业水泵出口流量维持在350 m/h，泵出口压力在0.36MPa,电机电流在1 6 3A，且满足工业水用户用水要求；停机工业水泵为无密封自吸泵，泵出口压力设计为0.4MPa，电机与泵之间挡水板对泵起到基本密封作用，当泵出口压力 0.4MPa时，挡水板压不住泵体内的水，出现泵体甩水的现象。因此，在运行期间，应通过泵出口压力及流量调整再循环手动门进行控制。停机工业水泵运2023年第1 期（总第30 1 期）行期间，通过循环冷却水作为工业冷却水，又将其回收至循环水塔水池内，未出现水池溢流现象的发生。3.2节能分析为了对比项目改造前后的经济性,按停机工业水泵电流不超限、满足机组双停时工业冷却水用户冷却水需求及工业冷却水母管压力 0.35MPa的要求，选取停机工业水泵出口流量为350 m/h，泵出口压力在0.36 MPa,电机电流1 6 3A作为参照。查询历史趋势可知,在工业水泵变频运行时出口流量为350 m/h，泵出口压力在0.36 MPa，对应的工业水泵电流为8.5A，该单位算上设备折旧费后的水费价格为2.7 元/t。上网电价为0.47568元/（kWh），统计2 0 2 2 年机组双停时间为34天，由此可进行计算。机组双停时工业水泵变频运行期间费用：水费:350 2 4342.7=7 7 1 1 2 0 0 元电费：1 0 0 0 8.51 0-32 4340.475 68=3299.3元机组双停时停机工业水泵运行期间费用：电费:38 0 1 6 3 1 0 -3 2 4 34 0.47 5 6 8=24042.3元综上，机组双停时采用停机工业水泵运行，可节水约350 m/h，按2 0 2 2 年双机停运时间计算，应用能源技术可节约运行成本为：7 7 1 1 2 0 0+32 9 9.3-24 042.3=7 690 457元。4结束语该发电厂因全年机组双停时间长，为降低水耗，节约运行成本，通过新增停机工业水泵的技术改造，在机组双停时，采用停机工业水泵运行，不仅避免了循环冷却塔水池溢流现象的发生，同时每天可节约原水约350 m/h，按照2 0 2 2 年双停时间计算，相同情况下与采用工业水泵变频运行方式比较，可节约运行成本7 6 9 0 457 元，经济效益十分可观。参考文献1曹洪山，张钧函。闭式循环火电厂节水技术应用J.吉林电力,2 0 0 8(2):36-37,53.2赵建，唐国瑞.某火电厂深度优化用水技术改造项目评价分析 J.清洗世界,2 0 2 2,38(9):2 3-2 5.32023年能源工作指导意见深入推进能源绿色低碳转型 J.电站辅机,2 0 2 3,44(2):9.4张建林.以“双碳”目标为引领加快绿色低碳转型发展 J.中国电力企业管理,2 0 2 2(1 3）：7 8-7 9.5丁海峰，王传顺.锅炉循环水系统节能技术优化J.应用能源技术,2 0 2 2(3):1 5-1 7.6徐涛，张志中，魏宏鸽，等.火电厂环保设施能耗分析及节能降耗技术探讨 J.能源工程,2 0 2 1(3)：57 62,77.37