M701F4型燃机一拖一多轴联合循环机组闭式水系统节能分析及优化措施.docxVIP

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M701F4型燃机“一拖一”多轴联合循环机组闭式水系统节能分析及优化措施

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杨翔胜+朱贺+徐振谊

摘要：本文针对M701F4型燃机“一拖一”多轴联合循环机组闭式水系统能耗较大的问题，对闭式水系统进行节能分析，并提出优化措施，以供大家一同探讨。

关键词：联合循环；闭式水；节能；优化

1引言

某电厂现有两套额定功率为460MW的M701F4型燃机“一拖一”多轴联合循环机组，每套机组配置1台燃气轮机、1台汽轮机、1台余热锅炉和2台发电机。燃气轮机、蒸汽轮机与发电机布置形式为双轴，额定转速3000r/min。该厂两套机组自2014年9月建投产以来，闭式水系统一直存在能耗较高的问题，影响厂用电率。因为投产时机组为新型机组，国内并没有更多先进运行经验可以借鉴，所以在投产后两年多的运行时间里，该厂技术人员一直对闭式水系统进行节能分析，积累了较多有效的节能措施，现将节能分析及优化措施进行总结梳理，对今后的同类型机组的运行具有一定的借鉴意义。

2设备概况

该厂两套机组闭式水系统均采用水质较好的除盐水或者凝结水补水，经闭式水泵升压，水水热交换器换热后，供水至燃气轮机、汽轮机、余热锅炉及发电机各辅助设备，直接或者间接带走各辅助设备产生的热量，保证辅助设备安全运行。冷却辅助设备后的闭式水回到闭式水泵进口，形成一个循环。两套机组的闭式水系统之间设置有两个联络电动阀。

每套机组闭式水系統分别配置一台变频器，两台闭式水泵，运行方式为：一用一备。闭式水泵为单级双吸水平中分卧式离心泵，其参数如下：流量：1980m3/h，扬程53m，机械密封转速：1245r/min，电动机端看为顺时针转向，必须汽蚀余量：5m，效率：90%。闭式水泵电机参数如下：400kW，6000V，1486r/min，额定电流：46.3A。

3节能分析及优化措施

3.1单套机组运行，另一套机组备用时，闭式水系统母管制运行

在两套机组正常运行时，每套机组闭式水系统彼此单独运行。在单套机组运行，另一套机组备用时，备用机组闭式水相关用户如燃机润滑油、密封油系统等仍需要冷却水，闭式冷却水不能中断，所以闭式水泵仍需运行。但此时两套机组的闭式水系统单独运行的话，其经济性较母管制运行较差，母管制运行闭式泵电流可比单独运行降低约2A，所以单套机组运行，另一套机组备用时，停运备用机组闭式水泵，打开两套机组的闭式水系统之间的两个联络电动阀，使闭式水系统转为母管制运行较为经济。

3.2降低闭式水泵出口压力

在投产初期，该厂闭式水泵出口压力设定值沿用调试单位给出的0.4Mpa，闭式水泵电机的电流约为19.8A，后面技术人员经过对各辅助设备用户的相关参数分析，大胆假设，小心论证，在确保机组安全运行的情况下进行一系列的试验，在同一条件下逐步将母管压力降至0.31Mpa，发现均满足各辅助设备用户对冷却水的需求，现该厂已将设定值改为0.31Mpa。降压运行后闭式水泵电机电流降至11.8A，节能效果显著。

3.3关小燃机发电机氢冷器冷却水进口电动阀

由于燃机发电机氢冷器冷却水进口电动阀全开是满足燃机发电机在最极端的环境温度且燃机满负荷运行时设计的，但机组正常运行时，一般很少运行在极端工况。当燃机发电机氢冷器冷却水进口电动阀全开，冷氢温度一般都低于46℃的额定温度，2016年度最高温度仅为43.9℃。在环境温度较低（闭式水温也相应较低）时，冷氢温度更远远低于46℃，可见冷却水量是过量很多的，并不经济。所以正常运行时，可根据实际的环境温度和燃机负荷，关小燃机发电机氢冷器冷却水进口电动阀，灵活调节冷却水量，从而降低闭式水泵电流，降低能耗。以下为其中一组将燃机发电机氢冷器冷却水进口电动阀由全开关小至18%的运行数据。

在燃机发电机氢冷器冷却水进口电动阀关小至18%，相同负荷下运行2h后，发电机冷氢温度仅升高了1.14℃，仍远低于额定温度，可见冷却水的减少量对发电机冷氢温度影响不大，电流却降低了0.77A。

3.4关小燃机润滑油冷油器水侧气动调节阀

燃机润滑油冷油器在油侧有一个润滑油温度控制阀，通过调节进入冷油器的润滑油流量来控制油温。同时在冷油器闭式水侧也有一个气动调阀调节闭式水流量。投产初期机组运行状态是冷油器闭式水侧气动调阀一直保持在100%左右开度，而冷油器油侧温度控制阀开度在45%（冷油器旁路开度）左右，即很大一部分的冷却水在冷油器只是被旁通掉，并没有冷却润滑油，所以最理想的状况是通过调节冷油器闭式水侧气动调节阀开度，使油器油侧温度控制阀开度在0%。优化后，现机组运行状态是冷油器闭式水侧气动调阀一直保持在30%左右开度，而冷油器油侧温度控制阀开度在15%左右，走旁路的闭式冷却水量大大减小，闭式水泵电机电流明显减小，节能效果明显。

3.5单套机组运行，另一套机组备用时，关闭锅