循环水系统双机一塔运行分析

王润兴 刘延军

火力发电厂汽轮机排汽进入凝汽器后，排汽热量被循环水带走，同时排汽凝结后形成真空，循环水流量、温度均影响机组真空。发电厂中发电水耗也主要为循环水损耗，循环水系统运行方式对机组安全、经济有很大影响，因此综合考虑循环水系统运行方式，对机组安全、经济运行至关重要。

为了缓解冷却塔结冰、降低发电水耗，某电厂通过分析、论证、调整冷却塔运行方式，实现了循环水系统双机一塔运行，经28天的运行实践得出：在凝汽器真空度基本不变的情况下，双机一塔运行较为经济，也无安全隐患，而且运行方式较为灵活，根据机组负荷以及循环水温度可随时切换循环水系统运行方式。

系统简介

某电厂2？30MW机组汽轮机为北重汽轮机，额定功率为330MW，额定采暖抽汽量为550t/h，最大抽汽量为600t/h。循环水系统按一机一塔设置，冷却塔淋水面积为4500m2，每台机组配置2台循环水泵。冷却水塔分内、外区配水。两台机组循环水泵出口有联络管、凝汽器出水也有联络管，通过阀门切换循环水系统可实现扩大单元制运行。

双机一塔的论证

必要性：发电厂中循环水损耗主要有：风吹损耗、蒸发损耗、冷却塔排污。机组长期负荷低时，虽然冷却塔负荷减小，但冷却塔损耗减少不多，发电水耗反而增大；冬季冷却塔切外区配水后，冷却塔结冰依然严重，且冷却塔结冰后填料存在被冰块坠落损坏威胁；冬季机组供热后，若供热负荷过大时凝汽器排汽量减少，循环水带走热量减少，循环水温度会更低，冷却塔结冰更严重；若机组运行中清理冷却塔淤泥等工况均要求冷却塔必须调整运行方式。

可行性：该电厂循环水系统设计扩大单元式供回水系统。夏季工况，每台机组的循环水量为38115m3/h；冬季工况，每台机组的循环水量为16347m3/h。因此，冬季双机一塔运行，冷却塔流量可以满足要求。

该地区当地平均大气压力95.2KPa，汽轮机低压缸排汽压力设计5.2KPa，，冬季该厂1、2号机组真空均在91～92KPa之间，机组真空允许进行双机一塔运行。

正常运行中，循环水系统各联络门开启，循环水系统为扩大单元制运行方式。若进行一塔双机运行，在扩大单元制运行方式基础上，维持冷却塔全塔配水时，关闭需停用塔的两个回水门，即可实现两机一塔运行方式，操作十分简单。

实施及效果

为了缓解冷却塔结冰、降低发电水耗。2010年1月6日该电厂切换冷却塔运行方式，关闭1号冷却塔内、外区回水电动门，1、2号机组凝汽器循环水均回至2号冷却塔，维持2号冷却塔正常补水和排污，关闭1号冷却塔补水、排污，维持双机一塔运行方式。具体运行参数见表：

冷却塔运行方式切换为双机一塔后，检查冷却塔淋水密度良好，运行片刻后，冷却塔大冰开始掉落，为了防止冷却塔冰块堵塞冷却塔出口滤网，组织人员利用一定工具阻止冰块流向滤网。

通过近28天运行观察，双机一塔运行期间1、2号机组真空均大于91KPa，机组真空完全达到设计要求；通过调整维持循环水浓缩倍率小于4.4时，2号冷却塔自来水平均补水量为560t/h（取28天平均值），而调整前冷却塔总补水量为793t/h（取2009年12月平均值）。

安全及经济性

安全性：该电厂双机一塔运行时，2号冷却塔运行水位1.88m、1号冷却塔停运水位1.57m，循环水泵前池水位均为正常10m；经过调整循环水浓缩倍滤维持3.5～4.4之间；设计冷却塔全塔配水时，最多运行两台循环水泵。双机一塔运行时，为了保证安全、防止循环水系统超压，只能投入一台循环水泵联动备用，同时在DCS上冷却塔配水电动门挂上“禁操”。这样也解决了循环水系统超压的可能。总之双机一塔运行采取措施后不存在安全隐患。

经济性：通过2010年01月6日至2月3日该电厂循环水系统进行双机一塔运行试验，试验期间双机真空远远大于设计真空，真空略微变化对机组负荷影响可忽略。（注：试验时当地大气压力95.3kPa、低压缸排汽设计背压力5.2kPa。）

双机一塔运行时，循环水压力升高0.01MPa，1B循环泵电流上升6A、2A循环泵电流上升2A，循环水泵每小时耗电量增加：

W=1.732譛Icos%O=？000祝？+2）？.85=70.67KW.h

折合人民币每小时增加电费损失=0.3？0.67=21.2元。

双机一塔运行时2号冷却塔平均补水量为560t/h，双机双塔运行时冷却塔补水总量为793t/h，每小时节水233t，目前该地区自来水价格每吨3.5元，折合人民币=233？.5=815.5元。

综合经济效益=815.5-21.2=794.3元。

在机组低负荷或机组真空达到设计要求时，维持双机一塔运行经济效益明显，根据性能试验数据参考，若双机一塔运行对机组真空造成较大的影响，即真空下降>0.4KPa时，应立即恢复双机双塔运行。

[1]大唐宝鸡热电厂设计资料

[2]火力发电厂经济指标计算方法