上汽N600-24.2/566/566超临界机组停运后运行优化节能探索

唐勇强

【摘  要】大唐湘潭发电有限责任公司600MW机组采用上海汽轮机厂生产的N600-24.2/566/566超临界凝汽式汽轮机。机组停运后，由于汽轮机本体疏水及抽汽管道疏水开启，大量余热、余汽进入凝汽器。为了保护汽轮机低压缸叶片及凝汽器，避免汽轮机叶片和凝汽器冷却管道过热损坏，机组停运后直至锅炉带压放水前，需一直维持凝结水泵、循环水泵运行，为低压缸转子、疏水扩容器和凝汽器提供减温和冷却水。直至锅炉带压放水后，开启汽机侧主汽管及甲乙侧疏水管道疏水，疏水完毕后才可停运凝结水泵和循环水泵运行。在现有设备的情况下，不经过改造，通过运行优化调整，采取措施可以实现提前停运凝结水泵，通过凝补水泵来实现低压缸喷水减温，提前停运循环水泵，通过临机循环水或者冲洗水泵来提供循环冷却水。在保障机组安全运行的前提下，大幅节约了厂用电。

【关键词】优化调整;减温冷却;节能

1前言

大唐湘潭发电有限责任公司3、4号汽轮机为上海汽轮机厂生产的超临界、单轴、三缸四排汽、一次中间再热、凝汽式汽轮机，型号为N600-24.2/566/566。

机组安全设计要求，低压缸排汽、疏水扩容器温度需控制在80℃以下，温度到达80℃时，需开启喷水减温来控制温度，保证低压缸转子叶片不过热和变形。凝结水和循环水温需控制在60℃以下，避免凝汽器钢管胀开、变形和漏水。低压缸喷水系统向双流低压缸两端喷水环的喷嘴提供凝结水，凝结水能使离开汽轮机末级叶片的蒸汽，在进入低压缸排汽室之前降低温度。机组停运后，大量汽机本体疏水排向低压缸凝汽器，过高的排汽温度，必须控制排汽温度在合格范围内，否则过高温度引起热变形和过度差胀所造成的摩擦，会使得金属脱落并削弱转动部件，如铆钉、围带等，最终将发生损坏。排汽温度过高还会使凝汽器冷却水管因受膨胀产生松弛、变形甚至断裂。凝汽器疏水扩容器温度高，对疏水扩容器各管道也会造成影响，甚至损坏影响机组真空。

因此，机组停运后较长时间内，必须维持一定量的凝结水和循环冷却水做低压缸喷水减温和凝汽器疏水扩容器、凝汽器钢管冷却使用。按机组原有设计模式，需要凝泵和循泵长期运行，导致机组停运后耗费大量电力，600MW机组在现有设备的基础上，通过运行优化调整，可以在保证机组安全的前提下，提早停运凝结水泵和循泵等大量功耗大的电机运行，大量减少电力损耗。

2运行优化调整思路

大唐湘潭发电有限责任公司600MW超临界机组，均布置有两台凝结水泵，一台变频运行，一台工频备用，凝结水经凝结水泵出口至疏扩减温水、低压缸喷水、低压缸水幕保护。还布置有三台凝补水泵，凝补水泵出口压力可达0.5Mpa，其正常做凝汽器补水使用，通过合理倒换操作，可以通过除盐水至锅炉上水这一路径，将除盐水返送至凝结水管道，做疏扩减温水、低压缸喷水、低压缸水幕保护用，在关闭除氧器上水门后，凝补水泵供水也可以达到低压缸喷水减温和喷雾、疏扩减温水所需要的压力。满足各喷水减温用户的需求，同时通过开启凝汽器海底放水门，实现对凝汽器水位进行控制，保障机组停运后的安全。

600MW机组单机停运后，通过临机循环水供应循环冷却水，机组双停后通过冲洗水泵向本机循环水母管注水的方式，可以维持停机凝汽器循环水进口压力在0.03Mpa以上，满足停机后循环水及其用户的需求，确保机组停运后凝汽器及冷却设备所需要的冷却水。

3运行优化调整前后对比

通过机组停运后的多次现场实际试验和调整，可以实现在单机停运后，即停运本机侧循泵，靠临机提供循环水，停机4小时后，及时停运凝结水泵，将低压缸喷水、水幕喷水、凝汽器疏扩减温水切换至凝补水泵运行，低压缸排汽温度及疏水扩容器温度能控制在运行允许值以下，保障了机组的安全，同时凝结水泵停运后即可以停运开式水泵，通过循环水静压向开式水系统补水降温。双机均停运8小时后，可停运循环水泵，冲洗水泵向循环水母管注水来提供冷却水。通过运行优化调整，大大提前了凝结水泵、开式水泵、循环水泵停运时间，大幅节约了厂用电。

2018年6月7日23：59分，4号机组解列，3号机小修，二期全停。机组停运后，维持42号凝结水泵变频运行。

2018年6月8日04：00分，停运42号凝结水泵，同时停运开式水泵，通过凝补水泵向低压缸及疏水扩容器喷水减温，运行43号凝补水泵，功率8KW，维持低压缸喷水压力在0.3Mpa以上，实现了喷水减温的效果，低压缸排汽温度控制在低于65℃，疏扩温度控制在低于45℃。在达到喷水减温效果的同时，每小时可以节约电量402Kw.h。

2018年6月8日08：20分，停运循环水泵（功率2200KW），启动两台冲洗水泵（功率100KW）向4号机循环水母管和凝汽器注水，维持4号机循环水进水压力不低于0.03Mpa，循环水出水温度低于35℃，凝汽器疏扩温度低于65℃。在达到减温、冷却的同时，每小时可以节约电量2000Kw.h，节能效果明显。

通过常规和运行优化调整后的减温方式的对比，最终都能实现减温、冷却的效果，目前我厂600MW机组停運后，至锅炉带压放水，至少需要70个小时，运行优化调整后，可提早停运凝结水泵66小时左右，提早停运循环水泵62小时左右，不但给机组安全带来了保障，还能创造了较好的节能效果。

4总结

大唐湘潭发电有限责任公司通过技术创新，在保障机组安全的前提下，不断寻求节能降耗的空间。通过实践和摸索，优化运行调整方式，成功探索出600MW机组停运后，通过运行优化调整，提前停运凝结水泵、循环水泵这样的大电机，通过运行凝补水泵、冲洗水泵这样的小电机，在满足停机后所需减温水、冷却水同时，创造了较好的经济效益，降低了停运机组的厂用电。目前我厂600MW机组每次停运，通过运行优化调整后，能节约15万度电，上网平均电价按照0.458元/度，节约成本6.9万元。按每年机组停运10次计算，年平均节约70余万元。

参考文献：

[1] 陈乐华，等.超临界汽轮机结构系统说明书.上海汽轮机厂，2003.07

[2] 周怀春，等.汽轮机设备及系统节能.上海汽轮机厂，2008.03

（作者单位：大唐湘潭发电有限责任公司）