陈超雄
福建大唐国际宁德发电有限责任公司 福建 宁德 355006
摘要：分析了优化它和燃煤循环供水系统与选择循环水泵之间的区别，并总结了燃气-蒸汽联合循环发电厂供水系统改善以及循环水泵选择时应注意的问题。
关键词：燃气—蒸汽联合循环 ；供水系统优化 ；循环水泵选择
中图分类号：TM621 文献识别码：A
1燃机电厂的循环水系统优化特点
该燃机发电厂的建设周期短、占地面积小、起停速度快、调峰强。它在节水、环境保护、能源生产效率和调峰负荷范围具有优势，但电价较高，循环供水系统中冷却水的最高计算温度应按照一年中最热期间的平均每日和夜间气象数据确定。循环水泵的流量与设备的容量、冷却倍数和水泵的数量有关，通常可以通过改善设计来保证。循环水泵必须根据计划的容量和台数进行配置。通常不配置备用泵。每个机组必须配备2个循环水泵，并且在2个机组的循环水入口管之间必须设置连接管。
燃煤与燃机电厂之间有很多区别。首先是一般的燃煤设备的燃烧成本占电力成本的一半以上，而燃机设备因为维修和燃料成本都高，所以电力成本也比燃煤设备高很多。其次是燃气设备的特点是它的性能随温度降低而减小，在压缩时所需的功率也随温度下降而减小，等同于增加燃气轮机发送给发动机的出力；对与联合循环设备来说，其特点决定了它不能和燃煤设备一样利用增加锅炉蒸发量而提高汽轮发动机出力，不同气温决定锅炉的蒸发量以此确定其设备的出力上限。最后对循环水系统冷端进行改善计算时，凝气量随设备配置的不同而取值不一样。调峰设备根据固定凝气量取值，而热电联设备则根据最小热电比运行或固定供热运行取值。所以，对其冷端改善及循环水泵的配置应根据其特点，来分析合适的方法。
2循泵的选择原则
2.1纯凝机组
纯冷凝机组用于调峰控制燃机发电厂，并且根据标称冷凝量在纯冷凝条件下优化。该机组主要采用1机和2台泵的配置。
2.2抽凝机组
抽水式冷凝机组主要用于热电联产电厂，冷凝机组通常使用1台机器和2台泵的配置。冷端在最小热/功率比或额定加热条件下进行了优化，并控制了其冷凝工况，以确保设备可以在冷凝条件下安全运行。根据冷端改善结果确定夏季的循环水量，然后参考表一 ，预先确定每个季节的循环水量。
2.3抽凝机组+背压机组
冷凝机+背压机组为了满足背压机的运行条件，背压机通常单独配备1台辅助设备的冷却循环水泵，泵的容量仅对应于辅助冷却水；冷凝机组根据不同的工况配备2套循环水泵，如果规定加热条件的冷凝能力或最小热电比的冷凝能力与纯冷凝能力之间的差值偏大可以添加1台备用泵，当纯冷凝工况是3机并用，该泵可以按常规方式用作备用循环水泵。
使用冷凝+背压单元的组合，因为此组合形式的循环水泵的规格差异太大，并且系统配置必须满足纯冷凝条件，因此很难根据经验季节中的循环水百分比轻松选择循环水泵配置以及安全操作要求[1]。所以，先必须根据抽冷凝机组和背压机组所需的最大循环水选择合适的循环水泵，然后必须通过初始配置的泵并联各种循环泵的运行条件和可用的系统水量，按照不同季节的实际循环水消耗量的特性曲线和初选循环泵的并联特性曲线来查找每个季节的实际工作运行点。
3工程实例
3.1项目简介
家用燃机的热电联产建设范围是2×100 MW燃气-蒸汽联合循环发电机组，该发电机组配置有1个冷凝机和1个背压机，压力机只有辅机冷却水，即无主机冷却水。这两个机器结合了循环水冷却系统。
在正常加热条件下，抽气冷凝机组的冷凝能力约为81 t / h，而在纯冷凝条件下，冷凝能力约为135t / h。涡轮的设计背压是5.2 kPa，冷凝器面积为3,950 平方米。
该机组是根据额定加热条件设计的，并检查了纯冷凝条件。
它的最佳配置：2台机组配置3座每小时 3 650立方米机械通风塔，夏季冷却速度是65倍。
3.2循环水量计算及循环水系统水力计算
根据冷端优化的最终配置，最初在每个季节确定额定加热条件下的循环水量，为预先确定循环水泵流量提供基础[2]。
根据循环水系统的总体布局以及夏季和冬季额定加热条件所需的循环水量，对循环水供应系统进行水力分析，为循环水泵扬程的预选提供基础。
3.3循环水泵运行方式的优化选择
在该项目中，根据标称加热条件进行设计优化和冷端配置。它的配置思路如下：1）如果背压机单独运行，则背压机将配备一个额外的冷却循环水泵，并且小泵流量满足压力机的夏季标称加热条件所需的循环水流量。2）冷凝机组根据夏季的名义采暖条件配备了2个循环水泵。3）由于纯冷凝量与标称加热条件之间的差异很大，为了满足纯冷凝控制要求，上述两个大型泵配置不能满足夏季纯冷凝条件下的循环水需求，并且相差很大，因此考虑到具有相同容量的另一台大型泵的配置[3]。通常还配置有夏季额定供热条件的大型泵为备用泵。
3.4循环水泵的初步选型
根据夏季的固定工作条件，冬季的固定工作条件中循环水系统所需的循环水量、管道系统水力计算所需的扬程以及循环水泵的推荐工作模式。
3.5不同季节循环水泵运行工况拟合
根据循环水泵的H-Q曲线与循环水系统管线的特性曲线的交点，得出与每个季节的机组运行状况相对应的循环泵实际参数[4]。通过读取不同工况交叉点的坐标，可以获得不同工况之间实际循环水量和泵的工况参数。
3.6实际工况核算
表4中循环水系统的实际供水量大于表2中的初始供水量，必须满足设计要求。根据表4中的实际循环水量，重新检查每个季节的实际运行参数，包括冷却速度、塔的进出口温度、背压和性能。该项目的复验结果如下：在夏季，4台泵（3大和1小）在清洁的冷凝条件下并联运行，单台泵的流量为每小时2,680立方米，泵扬程为20.30 m。在它的运行条件下，气象条件为10％，冷却塔的出水温度约为32.06℃，冷凝器的背压约为11.15 kPa。
结语
必须针对不同的设备合理配置循环水系统的优化和循环水泵的选择。调峰机组常常在纯冷凝条件下根据额定冷凝量改善循环水系统。循环泵的选择和配置可以直接参考规范的推荐形式（本文表1）。热电联产供热机组具有两个不同的冷凝和背压机组，其中冷凝机组的冷端在最小热电比或额定加热条件下进行了优化，并检查了纯冷凝状态。根据冷端优化结果确定夏季的循环水量，然后参考表1，预先确定每个季节的循环水量。但是，对于优化冷端和选择循环泵而言，将泵冷凝机与背压机的“一泵一背”组合起来是最复杂的。在额定加热条件或最小热电比下，背压机组配置为独立运行配备 1 台辅机循环冷却水泵，抽凝机按 1 机 2 泵的原则配备循环泵，同时设置 1 台同容量的循泵满足纯凝条件的控制要求。
参考文献：
[1]胡华强,徐运达,李晓倩.燃气—蒸汽联合电厂循环水系统优化与循环水泵的选择[J].电力勘测设计,2020(11):1-5+34.
[2]刘俊峰,贾兆鹏,李俊忠,杨光.燃气-蒸汽联合循环机组给水泵驱动改造及节能分析[J].燃气轮机技术,2018,31(04):59-62.
[3]张俊灵. 发电厂循环水系统运行优化研究[D].大连理工大学,2018.
[4]马文宝.永磁调速技术在燃气-蒸汽联合循环机组凝结水泵中的应用探讨[J].企业科技与发展,2018(01):157-160.
[5]许峰. 循环水泵变频改造在电厂中的应用[D].华南理工大学,2017.