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雙機(jī)單泵運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及經(jīng)濟(jì)性分析論文
一、概述
華潤(rùn)電力曹妃甸電廠2×300MW燃煤供熱機(jī)組工程，三大主機(jī)均為上海電氣集團(tuán)生產(chǎn)，汽機(jī)凝汽器由上海動(dòng)力設(shè)備有限公司生產(chǎn)，按汽輪機(jī)VWO工況設(shè)計(jì)，當(dāng)循環(huán)水進(jìn)口溫度18℃，循環(huán)倍率為55時(shí)，凝汽器壓力設(shè)計(jì)值為4．9kPa，采用海水直流冷卻，具有在夏季工況和海水溫度33℃連續(xù)運(yùn)行能力，凝汽器冷卻面積18，150m2，循環(huán)水泵采用上海KSB公司生產(chǎn)的立式混流泵，水泵設(shè)計(jì)流量22，248m3/h，設(shè)計(jì)揚(yáng)程14．3mH2O。自2009年投產(chǎn)以來(lái)，機(jī)組在夏季時(shí)真空較好，凝汽器真空比其他同類型電廠高2kPa，凝汽器端差也在正常范圍內(nèi)，但是到了冬季海水溫度較低時(shí)每臺(tái)機(jī)只運(yùn)行一臺(tái)循泵卻出現(xiàn)凝汽器端差異常增大的情況。有什么辦法能保證機(jī)組在最佳真空的基礎(chǔ)上降低凝汽器端差呢?公司相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和專業(yè)人員多次開(kāi)會(huì)分析研究，利用精益管理的工具全面分析排查，小組成員全面分析并羅列出影響端差的各個(gè)因素，即:凝汽器臟污程度、凝汽器單位面積蒸汽負(fù)荷、凝汽器內(nèi)的漏入空氣量、凝汽器入口水溫、冷卻水流速等，最終確定導(dǎo)致冬季凝汽器端差大的主要原因?yàn)楹Ｋ疁囟鹊脱h(huán)水流量大，同時(shí)提出了一個(gè)全新的解決思路———“雙機(jī)單泵”運(yùn)行。
二、“雙機(jī)單泵”運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與控制
“雙機(jī)單泵”運(yùn)行是一種非正常運(yùn)行方式，具有一定的風(fēng)險(xiǎn)性，主要包括運(yùn)行循泵跳閘循環(huán)水壓力突降、啟停循泵時(shí)出口蝶閥開(kāi)關(guān)不當(dāng)造成循環(huán)水壓力過(guò)低、單泵運(yùn)行壓力低造成虹吸破壞、開(kāi)式水泵入口壓力過(guò)低發(fā)生氣蝕等，其中最重大的風(fēng)險(xiǎn)就是運(yùn)行單泵出現(xiàn)故障將對(duì)兩臺(tái)機(jī)組產(chǎn)生影響。但是通過(guò)專業(yè)團(tuán)隊(duì)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)性的評(píng)估，采取了一系列措施后將其運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)逐一規(guī)避，確保了機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。主要手段包括以下幾種:
(一)修改循環(huán)水系統(tǒng)邏輯由單元制為擴(kuò)大單元制�！半p機(jī)單泵”運(yùn)行時(shí)，單臺(tái)機(jī)組之間的兩臺(tái)泵聯(lián)鎖邏輯已不再適合這種工況，從安全的角度考慮必須修改系統(tǒng)邏輯，使雙機(jī)四臺(tái)泵互為備用，這樣不僅使循泵的運(yùn)行方式更加靈活，而且當(dāng)出現(xiàn)極端的運(yùn)行單臺(tái)循泵跳閘時(shí)會(huì)快速順序聯(lián)啟其它循泵，保障在跳閘循泵出口蝶閥關(guān)閉過(guò)程中的水壓正常，從本質(zhì)上規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，保障機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。由于備用循泵多，理論上講擴(kuò)大單元制后的“雙機(jī)單泵”運(yùn)行比常規(guī)的單元制單泵運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)更小。
(二)合理設(shè)置泵閥聯(lián)鎖。在循泵啟動(dòng)之初，若開(kāi)門啟動(dòng)循環(huán)水泵，勢(shì)必會(huì)造成循環(huán)水倒流，在泵還沒(méi)有達(dá)到供水出力前，可能已經(jīng)破壞循環(huán)水供水，所以設(shè)置啟動(dòng)循泵泵閥聯(lián)動(dòng)邏輯，即在起泵的同時(shí)出口門聯(lián)開(kāi)，這樣既可避免啟泵過(guò)程中的斷水現(xiàn)象，又可以減小在循泵啟動(dòng)過(guò)程中循泵跳閘事故處理的難度。同樣，在停泵時(shí)為防止水壓下降過(guò)多應(yīng)先關(guān)出口蝶閥，出口蝶閥關(guān)至15度允許停循泵脈沖信號(hào)由以前的3秒改至120秒，出口蝶閥關(guān)到位后手動(dòng)停運(yùn)循泵。從循環(huán)水泵出口液控蝶閥參數(shù)表中可以看出，關(guān)至15度以后是慢關(guān)階段，由6至60秒可調(diào)節(jié)，也就是說(shuō)從15度關(guān)至全關(guān)位最多用60秒，如果超過(guò)60秒，說(shuō)明門已經(jīng)卡澀，此時(shí)需要視情況決定是將門開(kāi)啟繼續(xù)運(yùn)行循泵還是直接將循泵停止運(yùn)行。所以新邏輯里120秒的停泵允許已足夠，若還為3秒，在3秒內(nèi)必須停止循環(huán)水泵運(yùn)行，此時(shí)循泵出口蝶閥開(kāi)度還比較大，直接停泵會(huì)造成循環(huán)水倒流威脅機(jī)組安全。
(三)防止虹吸破壞。凝汽器采用定期反沖洗、半側(cè)隔離人工清理雜物等手段提高循環(huán)水流量，通過(guò)對(duì)凝汽器水室憋壓排空氣的方法增大凝汽器的換熱面積并提高虹吸效應(yīng)。在夏季海生物增多的情況下加強(qiáng)前池耙式清污機(jī)與旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)的運(yùn)行，采用定期加藥方式減少貝類等海生物進(jìn)入凝汽器。同時(shí)考慮增設(shè)循環(huán)水二次濾網(wǎng)，降低凝汽器水室雜物含量防止虹吸破壞。
(四)定期切換。一方面，出口蝶閥長(zhǎng)時(shí)間在開(kāi)(關(guān))位置停留，管道內(nèi)滋生海洋生物易造成卡澀;另一方面，電機(jī)長(zhǎng)時(shí)間停運(yùn)，由于循泵所處環(huán)境較為潮濕，會(huì)影響其絕緣，故采用定期切換試轉(zhuǎn)保證每臺(tái)循泵可靠備用。各值長(zhǎng)根據(jù)調(diào)度曲線及計(jì)算后的啟停循泵點(diǎn)綜合判斷，盡量避免循泵頻繁啟停。在停循泵時(shí)兩臺(tái)機(jī)組加強(qiáng)聯(lián)系，合理關(guān)小循環(huán)水回水門保證虹吸及開(kāi)式水入口壓力正常。利用循泵啟停時(shí)機(jī)切換循泵，保證每臺(tái)循泵可靠備用。
(五)復(fù)查循環(huán)水泵熱控及電氣保護(hù)。配合電氣專業(yè)對(duì)每臺(tái)循泵保護(hù)定值進(jìn)行核對(duì)，保證設(shè)置正確;聯(lián)系熱控專業(yè)復(fù)查相關(guān)邏輯保護(hù)定值，緊固各接線端子;對(duì)就地事故按鈕移位并增設(shè)防雨罩等;通過(guò)以上手段避免循泵保護(hù)誤動(dòng)。
(六)細(xì)化循環(huán)水系統(tǒng)規(guī)定等措施。主要包括:作為單泵運(yùn)行的循泵應(yīng)無(wú)缺陷，循泵出口蝶閥油站保壓正常，蝶閥能夠正常嚴(yán)密關(guān)閉;加強(qiáng)就地巡檢，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)切換循泵;循泵房門應(yīng)關(guān)閉嚴(yán)密，巡檢后及時(shí)上鎖，無(wú)關(guān)人員禁止進(jìn)入;就地控制箱柜門關(guān)閉嚴(yán)密，事故按鈕防誤罩應(yīng)遮蓋嚴(yán)密，防止發(fā)生人為誤動(dòng);凝汽器A、B側(cè)反洗定為每周一前夜負(fù)荷200MW以下進(jìn)行，反洗時(shí)必須保證兩臺(tái)循泵運(yùn)行;“雙機(jī)單泵”運(yùn)行時(shí)啟停循泵及投連鎖時(shí)應(yīng)查看好邏輯，避免誤操作，單泵運(yùn)行時(shí)至少保證其它兩臺(tái)循泵投備等。
(七)做好事故預(yù)想。為了保證運(yùn)行的可靠性，做好事故預(yù)想是很有效的一種方式，通過(guò)技術(shù)問(wèn)答與現(xiàn)場(chǎng)考問(wèn)講解的方式使每個(gè)運(yùn)行人員都能對(duì)其有很好的掌握。在人員培訓(xùn)方面，運(yùn)行人員樹(shù)立了良好的就地意識(shí)，在任何時(shí)候啟停循泵必須安排有經(jīng)驗(yàn)人員到就地，做好各種工況的事故預(yù)想，在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)解決。就地液控蝶閥油站上都貼著緊急操作方法及閥門標(biāo)示，與此同時(shí)部門安排組織專題討論，加深理解，這些舉措都對(duì)此運(yùn)行方式的可靠性提供了保障。通過(guò)采取上述措施后已將“雙機(jī)單泵”的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)降到最低，經(jīng)過(guò)專業(yè)團(tuán)隊(duì)的多次風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估后一致認(rèn)為可以將“雙機(jī)單泵”作為冬季經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有效運(yùn)行方式。
三、“雙機(jī)單泵”運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性分析
循環(huán)水量過(guò)大不但造成循泵耗電率上升，影響全廠用電率和機(jī)組供電煤耗，而且會(huì)增大凝汽器端差，使冷端損失加大，進(jìn)一步影響煤耗。根據(jù)300MW機(jī)組能耗差經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，端差增加1℃煤耗上升0．85g/kWh，真空度每下降1%，煤耗增加2．1g/kWh。根據(jù)目前掌握的數(shù)據(jù)，在海水溫度在7℃時(shí)，機(jī)組負(fù)荷各在220MW情況下，“雙機(jī)單泵”運(yùn)行方式下，真空完全滿足設(shè)計(jì)要求，當(dāng)兩臺(tái)機(jī)組負(fù)荷不平衡時(shí)，值長(zhǎng)應(yīng)及時(shí)協(xié)調(diào)兩臺(tái)機(jī)組的循環(huán)水量來(lái)平衡各自的真空情況�！半p機(jī)單泵”時(shí)，當(dāng)循環(huán)水溫度每上升1℃，預(yù)計(jì)會(huì)影響真空最大0．5kPa(300MW時(shí));雙機(jī)雙泵時(shí)，水溫每上升1℃，預(yù)計(jì)會(huì)影響真空最大0．2kPa。“雙機(jī)單泵”運(yùn)行時(shí)，海水溫度低于8℃，總負(fù)荷低于440MW時(shí)，適用于“雙機(jī)單泵”。當(dāng)水溫高于8℃或機(jī)組負(fù)荷較大且真空已下降至96kPa，此時(shí)值長(zhǎng)根據(jù)情況應(yīng)調(diào)度啟動(dòng)第二臺(tái)循泵。當(dāng)海水溫度在10℃左右時(shí)，雙機(jī)雙泵工況下，機(jī)組帶額定負(fù)荷時(shí)，真空基本滿足設(shè)計(jì)要求，當(dāng)海水溫度上升至14℃左右，機(jī)組滿負(fù)荷情況下，值長(zhǎng)根據(jù)情況應(yīng)調(diào)度啟動(dòng)第三臺(tái)循泵。當(dāng)海水溫度在18℃左右時(shí)，雙機(jī)三泵工況下，機(jī)組帶額定負(fù)荷時(shí)，真空基本滿足設(shè)計(jì)要求，當(dāng)海水溫度上升至21℃左右，機(jī)組滿負(fù)荷情況下，值長(zhǎng)根據(jù)情況應(yīng)調(diào)度啟動(dòng)第四臺(tái)循泵。根據(jù)海水溫度及負(fù)荷情況調(diào)整循泵運(yùn)行臺(tái)數(shù)是運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，它的準(zhǔn)確性受凝汽器臟污程度及真空嚴(yán)密性影響，若想做到精益求精，必須引入最佳真空計(jì)算。最佳真空是指提高真空效率增加節(jié)約煤耗和為了提高真空而增加的循環(huán)水泵電耗綜合考慮效益最高時(shí)的真空。所以計(jì)算合適的循泵啟停點(diǎn)是保證機(jī)組在最佳真空下運(yùn)行的前提，同樣這也為“雙機(jī)單泵”運(yùn)行提供了有力的數(shù)據(jù)支持。
四、社會(huì)推廣價(jià)值
鑒于目前節(jié)能降耗的要求，各廠都將設(shè)備技術(shù)改造與優(yōu)化運(yùn)行方式作為挖掘內(nèi)部潛能的重要手段，“雙機(jī)單泵”運(yùn)行是一次大膽的嘗試，也是一次成功的嘗試，達(dá)到了節(jié)能降耗的目的，對(duì)于海邊電廠頗有益處，值得推廣借鑒。
【雙機(jī)單泵運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及經(jīng)濟(jì)性分析論文】相關(guān)文章：
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