1、武乡及漳山尖峰系统调研报告9 月 26 日去武乡、漳山电厂学习借鉴尖峰冷却系统及投运后的运行调整。一、 武乡电厂尖峰系统1、武乡电厂尖峰系统改造概述武乡西山发电有限责任公司 2600MW 机组为哈尔滨汽轮机厂生产的 NZK600-16.7/538/538 型亚临界参数、一次中间再热、三缸四排汽、单轴、直接空冷凝汽式。武乡西山发电有限责任公司 2600MW 直接空冷凝汽式机组，分别于 2006 年 10 月、2007 年 1 月投产发电，是国内较早投入运行的600MW 直接空冷机组，机组设计背压 15kPa，夏季满发背压 34 kPa，供电煤耗长期在 350g/kw.h 以上，与国内先进水平有较
2、大距离。经过考察论证，2012 年武乡电厂对 2600MW 直接空冷凝汽式机组进行了尖峰凝汽器改造工程，该工程由山西电力设计院负责设计，主体安装单位为山西华通电力工程公司，项目于 2012 年 6 月份建成投运。该项目设计为在机组夏季额定工况下投运时，保证机组排汽压力降低 4KPA，2013 年 9 月经过电科院试验论证，各负荷工况下均能满足排汽压力降低 4KPA 的 要求，达到了将 600MW 直接空冷机组高温季节的满发排汽背压降低从而降低供电煤耗的目的。2、机组参数：2.1 汽轮机设备参数：制造厂： 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司型 号： NZK600-16.7/538/538型 式： 亚临界
3、、一次中间再热、单轴、三缸四排汽、直接空冷凝汽式汽轮机额定功率：600MW额定蒸汽参数：高压主汽门前蒸汽压力：16.67MPa.a高压主汽门前蒸汽温度：538中压主汽门前蒸汽压力：3.324MPa.a中压主汽门前蒸汽温度：538额定进汽量：1830.79th额定排汽压力：15kPa.a能力工况背压：34kPa.a2.2 尖峰冷却系统设备技术参数（单台机组）：设计背压：27KPa（循环冷却水温度为 33）最高运行背压：48KPa冷却蒸汽量：175t/h循环水压力：0.25 MPa最大循环水量：6000 t/h冷却水温：正常 20；最大 33循环冷却水温升 15，(由 33升至 48)。尖冷凝汽器
4、汽侧凝结水通过自流回主机排汽装置。武乡电厂尖峰凝汽器循环水系统采用单独的机力通风冷却塔循环供水系统，供水方式为#1、#2 机联络母管制，配备二座单塔冷却水量 6000 m3/h 通风冷却塔及三台循环水泵并联运行。单泵流量为4000 m3/h，扬程为：25.0m.正常情况下，三台循环水泵同时运行，不设备用。2.3、武乡尖峰凝汽器技术规范:编号 项 目 单位 参数1 凝汽器的有效面积 m2 16002 抽空气区的有效面积 m2 1603 流程数/壳体数 2/14 TMCR 工况循环水带走的净热 kJ/s 114356.25 传热系数 kcal/h.m2. 31036 循环水流量 m3/s 1.67
5、7 管束内循环水最高流速 m/s 2.38 冷却管内设计流速 m/s 2.169 清洁系数 0.8510 循环水温升 1511 凝结水过冷度 0.512 凝汽器设计端差 17.213 水室设计压力 MPa 0.3514 壳侧设计压力 MPa -0.10.115 凝汽器出口凝结水保证氧含量 g/l 1516 管子总水阻 bar 0.35317 凝汽器汽阻 bar 0.0026218 循环倍率(夏季工况) 3519 水室重量（每个） T 4.8620 凝汽器净重 T 45.7821 凝汽器重量（运行时） T 72.822 凝汽器重量（满水时） T 128.33、系统设计区别及运行调整规定3.1、武
6、乡电厂尖峰系统设计在机组非供热期投运，即每年 3 月中旬至 11 月中旬。供热期间，通过三台吸收式热泵系统给武乡县供热。尖峰冷却系统汽侧入口设置关断蝶阀，系统停运时关闭。实际运行中阀门能可靠关闭切除系统。3.2、尖峰冷却系统循环水侧设置有胶球清洗装置和二级旋转滤网，但实际运行中，胶球系统不能投运，二级旋转滤网运行效果差。3.3、武乡电厂尖峰系统运行调整方面白天按能降至最低背压运行，晚上按控制厂用电率来调整背压。3.4、武乡电厂尖峰冷却凝汽器设置电动抽真空门，抽真空管道与主机抽真空管道直接连接，但尖峰凝汽器距离厂房较远，抽真空管道较长。正常运行中，一台真空泵满足运行要求。3.5、尖峰系统夏季双机
7、投运工况下，每天耗水量在5000吨左右。二、 漳山电厂尖峰系统1、漳山电厂尖峰改造概述山西漳山一期 2x300MW 直接空冷凝汽式机组工程始建于 2002 年，两台机组分别于 2004 年 9 月、10 月投产发电，是国内最早投入运行的 300MW 直接空冷机组。一期 300MW 直接空冷机组设计背压15kPa，夏季满发背压 35 kPa。投产发电至今夏季运行背压逐年增加，20092010 年夏季满发背压高达到 42 kPa，供电煤耗370g/kw.h，远远高于全省供电煤耗，影响了电厂的经济效益。2010 年 9 月，彰山电厂对 2300MW 直接空冷凝汽式机组进行了尖峰凝汽器改造工程，该工程
8、由山西电力设计院负责设计，主体安装单位为山西电建三公司，项目于 2011 年 10 月份建成投运。该项目设计可将汽轮机排汽的 50%由尖峰凝汽器系统完成冷却，使得机组在夏季环境温度 33时机组的运行背压由 45Kpa 降低到 20Kpa以下，机组运行煤耗降低 15.0g/Kwh 左右。2、设备规范2.1 汽轮机生产厂家：哈尔滨汽轮机厂型号：N300-16.7/538/538型式：亚临界参数、高中压合缸、中间一次再热、单轴、双缸、双排汽、直接空冷冷凝式。主蒸汽压力/温度：16.7MPa/538再热蒸汽温度：538排汽背压：35KPa （夏季）额定背压：15KPa （设计）旋转方向：顺时针方向（从
9、汽轮机向发电机端看）额定功率：300MW额定进汽量：1055t/h额定净热耗：（THA 工况）8120.4KJ/KWh给水温度：（THA 工况）271.9补水率：3%2.2 尖峰凝汽器型号：N-3700 冷却面积：3700m蒸汽压力：20kpa（绝压）蒸汽流量：335t/h冷却水温：33 冷却水压力 0.25MPa设计流量：12100t/h 最大冷却水量:13000t/h由于机组主机凝结水箱布置在 10 米平台，尖冷凝汽器汽侧凝结水通过凝泵排至主机凝结水箱。彰山电厂尖峰凝汽器循环水系统采用单独的机力通风冷却塔循环供水系统，供水方式为#1、#2 机联络母管制，配备四座单塔冷却水量 6000 m3
10、/h 通风冷却塔及两台循环水泵并联运行。单泵流量为12000 m3/h，扬程为：25.0m.双机运行时，两台循环水泵同时运行。3、系统设计区别及运行调整规定:3.1、根据附件 3 数据分析，当环境温度较低和负荷率较低期间，空冷凝汽器和凝汽器有调节余度时，可以适当提高 1-2KPa 运行维持10KPa 运行，煤耗基本不变，厂用电会下降。3.2、正确理解背压与厂用电关系，背压从额定值降至 8KPa,每千帕影响煤耗 0.9 克/KPa，每 1%厂用电对煤耗影响 2.9 克。负荷率不同同样空冷降幅所占厂用电比重份额不同，对煤耗产生影响不同。3.3、环境温度高时体现湿冷优势，有调整余度时可以发挥优势，增
11、加尖峰凝汽器汽量。环境温度低时空冷散热器冷却能力变强，空冷汽量可以适量多增加维持低背压运行。3.4、尖峰冷却系统循环水侧设置有胶球清洗装置和二级旋转滤网，但实际运行中，胶球系统每天投运，运行正常，二级旋转滤网运行效果差，不投运。3.5、尖峰系统夏季双机投运工况下，每天耗水量在1万吨左右。3.6、尖峰系统抽真空系统母管为直径100管道，原先设计接在主机抽真空母管上，但运行中影响空冷系统抽真空效果，需要两台真空泵运行。后系统改造为接至#1真空泵入口，其他两台真空泵单独抽空冷系统。机组正常运行中， 采用#1真空泵运行，尖峰系统抽真空手动门部分开启，节流控制，空冷系统压密性较差时，可以启动其他两台真空
12、泵抽真空。三、武乡、彰山、兆光尖峰系统对比（单台机组）：武乡电厂 彰山电厂 兆光电厂机组容量（MW） 600 300 300额定蒸汽流量（t/h） 1830.79 1055 1014额定排汽压力(KPa) 15 15 16夏季排汽压力(KPa) 34 35 35空冷岛设计面积（万) 137.959（单） 49.28（三） 74.84（单）空冷风机数量（台） 88 55 64尖峰凝汽器面积() 1600 3700 3800设计尖峰蒸汽量（t/h） 175 335 284循环水侧温升（） 15 15 13循环泵功率（KW） 4003 11202 12502风机功率（KW） 1852 1854 18
13、54凝泵功率（KW） 无 552 无抽汽蝶阀 有 有 无胶球系统 有 有 无二级旋转滤网 有 有 无尖峰系统日耗水（t） 2500 5000 4000四、考察结论：1、由于尖峰冷却系统属于水冷却方式，对排汽的冷却效果要优于空冷凝汽器系统，因此在环境温度高于零上，保证空冷岛不会发生冻结的情况下，应连续投运。2、尖峰系统给投运后，应保持稳定出力运行，机组排汽压力的调整，通过控制空冷风机转速进行，排汽压力的控制值应根据空冷风机的整体功率消耗确定，避免空冷风机工作在“高耗能低效果”区域。（空冷风机转速高于700RPM以上，见下表）在此前提下，排汽压力压力控制越低越好，低限为比阻塞背压高1KPA左右。空
14、冷风机转速（rpm）A 空冷变功率(kw)B 空冷变功率(kw)C 空冷变功率(kw)D 空冷变功率(kw)空冷变总功率(kw)400 59 66 61 85 271500 70 69 70 92 301600 125 111 122 139 497700 170 193 199 196 758800 263 276 271 297 1107900 402 424 418 454 16981000 500 511 510 512 20333、正常运行中，尖峰系统的漏空量不大，尖峰抽真空系统容易过量抽排汽影响空冷抽真空效果，彰山电厂与兆光电厂的运行情况相似，应优化抽真空管道设计或通过增加阀门节流
15、控制。4、可以考虑增加尖峰凝结水流量测点，便于监视、分析尖峰系统实际运行情况。5、尖峰系统给投运后，应加强对循环水水质的监控和调整，并做好夏季高温环境下大蒸发量的水源准备（夏季环境温度最高时，彰山电厂每天尖峰系统耗水量在1万吨左右）。由于我厂尖峰系统未设计胶球清洗系统，每年尖峰系统投运前，必须彻底清洗凝汽器水侧，保证冷却效果。彰山电厂尖峰系统投运初期胶球系统投运不正常，夏季尖峰系统持续高温运行时，尖峰水侧经常堵塞，每一个月左右利用夜间停运尖峰清洗水侧，胶球系统投运正常后，水侧运行正常。附录1 武乡投运尖峰参数附录2 漳山投运尖峰负荷(MW)主蒸汽流量(t/h)背压(Kpa)尖峰凝汽器压力(Kp
16、a)循环水进水压力(Mpa)循环水进水温度()循环水出水压力(Mpa)循环水出水温度()空冷风机转速(%)空冷风机台数环境温度()399 1201 11 10.3 0.1 25.6 0.1 37.7 88 64 18负荷(MW)主蒸汽流量(t/h)背压(Kpa)尖峰凝汽器压力(Kpa)循环水进水压力(Mpa)循环水进水温度()循环水出水压力(Mpa)循环水出水温度()尖峰凝结水流量(t/h)尖峰凝结水调门开度(%)#2尖峰循环泵电流(A)#2尖峰循环泵出口压力(Mpa)空冷风机转速(%)/台数尖峰机力风机台数/电流(A)环境温度()231 713 11.25 10.77 0.24 25.9 0
17、.11 33.6 177 51.3 140 0.29 100/25 3/226 18.5附件3：漳山电厂低负荷背压调整试验数据：#2 机组分配空冷与尖峰凝汽器汽量调整试验（低负荷）机组 时间背压（KPa）负荷（MW）环境温度空冷风机转速%空冷变功率 kw空冷厂用电下降%厂用电下降%背压上涨 KPa厂用电下降对煤耗影响背压上涨对煤耗影响调整后效果（未考虑背压变化对其他辅机影响试验前#2 机 24 日23:538.8 191 17.3 94% 3090试验后#2 机 23 日23:2810.92 190 19.0 75% 145752.8% 0.75% 2.1KPa2.2克1.9克煤耗基本不变，厂用电，下降 0.75%#1 机组分配空冷与尖峰凝汽器汽量调整试验（低负荷）机组 时间背压（KPa）负荷（MW）环境温度空冷风机转速%空冷变功率 kw空冷厂用电下降%厂用电下降%背压上涨KPa厂用电下降对煤耗影响背压上涨对煤耗影响调整后效果（未考虑背压变化对其他辅机影响试验前#1 机 27 日5:168.3 221 20.8 86.7% 2221试验后#1 机 28 日2:5910.5 224 18.8 43.9% 68069.3% 0.70%2.2 KPa2.0克2.0克煤耗基本不变，厂用电，下降 0.70%
