邯郸热电厂200MW机组氢冷升压泵退水系统改进

电力18讯：    作者：郭冰 庄蕾 卫家社　

摘要  文章介绍了邯电股份#11、12机组循环水、氢冷水系统运行中存在的问题及系统的改进，改进后机组运行状况良好，避免了因水温高等原因造成的机组非计划停运，也避免了发电机有效部分绝缘的老化，延长了发电机的使用寿命。同时利用此次改造，停止了氢冷泵及工业水泵的运行，不仅简化了系统，每月可节约厂用电量194400KW。
关键词  循环水、氢冷水系统；存在的问题；系统的改进；改进的效果
     一、概述
     我厂氢冷泵系统原设计为氢冷泵入口水源一路由化学直供，一路接在循环泵出口管上，由氢冷泵升压后，一路去10米发电机四角冷却器和励磁机冷却器，一路去-4米给水泵工作油、润滑油冷却器，退水接到循环泵退水管道后进入凉水塔。每当夏季来临，发电机风温、给水泵支持瓦温度及给水泵电机温度时常超标：在机组200MW运行时，发电机入口风温可达50℃，出口风温超过了60℃，给水泵工作冷油器出入口油温可达70℃、110℃，均超过了规程规定的报警值，给水泵润滑冷油器出入口油温可达70℃，55℃，也达到了规程规定的报警值，机组的出力时常因发电机风温高受到了限制，同时因给水泵支持瓦温度高使给水泵在机组负荷140-160MW下不能正常工作，必须避开此负荷。在两机组投产以来，给水泵因为偶合器推力瓦温度高跳泵已经不下十余次，这些现象严重的影响了机组稳定性，为机组的安全运行埋下了重大隐患，发电机风温过高，也加快了发电机有效部分绝缘的老化，缩短了发电机的使用寿命，不利于机组的运行。
     二、原因分析
     分析造成上述现象的原因有以下几个方面：氢冷泵流量小，流速慢；各换热器内冷却水以层流形式通过，换热差；油垢污垢粘附于换热器铜管表面；热阻增加，传热效率降低；发电机冷却器布置高度近10米
确定原因后可以看出：由于冷却水流量小，流速慢，在各换热器内冷却水是以层流形式通过（通过计算），换热效果差，造成传热系数降低；又因流速低使冷却水污垢黏附于换热器铜管表面，同样使传热系数减小，热阻增加，使传热效率降低。从安装角度来看，正常运行时氢冷水进水由循环泵出口管提供，循环泵单泵运行时其出口压力为0.188 MPa，氢冷升压泵出口压力为0.254 Mpa，氢冷水回水退至循环水退水管上，回水压力为0.154 MPa，造成回水带压，使氢冷泵出水与回水压差较小，再加上沿程阻力损失，局部阻力损失等因素，致使压差变的不足0.08 Mpa；同时，回水带压使得实际测得的冷却水量远小于氢冷泵的设计流量。显然增大流量与提高流速可以改善冷却效果，以消除因风温，油温过高而带来得不利机组安全运行的影响。
     三、解决方法
     将氢冷泵回水改无压退水，即将氢冷泵回水引至前池，压力近似为0。这样避免了氢冷水回水与循环水出水同走一根管，消除了氢冷水的进出口压差，同时氢冷水的流量也相应的有所增大，将提高机组的冷却效果。
由管路特性曲线与泵的工作特性曲线可知，则流量与流速将有较大改观，冷却效果也将有较大提高。
     四、理论论证
     1、我厂氢冷水回水改进前后均为稳定流、缓变流，流量沿程不且流体不可压缩，适用于流体的能量方程（伯努里方程），可根据能量方程对氢冷水回水带压问题进行理论上的论证：
选取氢冷水回水管道未改动部分的断面为基准面，则
系统改进前：Z0+P0/γ+a0*V02/（2*g）= Z1+P1/γ+a1*V12/（2*g）+hW1      （1）
系统改进后：Z0+P0/γ+a0*V02/（2*g）= Z2+P2/γ+a2*V22/（2*g）+hW2      （2）
忽略系统改进前后的流动损失，流动为紊流状态，且循环水泵、氢冷泵布置完成后，其位置能头不变，即：hW1=0；  hW2=0；  a0= a1= a2=1；  Z0= Z1= Z2
于是（1）、（2）式变为：P1/γ+ V12/（2*g）= P2/γ+ V22/（2*g）
循环水通过氢冷泵升压后获得的能量是一定的，即守恒的。把上式的左侧看作是氢冷水流向循环水退水具有的能量，把等式的右侧看作是氢冷水流入前池具有的能量。
系统的运行方式改变后，P2比P1减少了0.154Mpa，这部分能量不会凭空消失，它将转化为流体的动能，使流体加速。
     2、根据管路特性曲线H=Hp+Hz+B*Q2  由于管路系统改进，特性系数B变小了，右图为特性曲线示意图：
I为氢冷泵的特性曲线；IIa为改进前管路特性曲线，IIb为改进后管路特性曲线，由图中看出Qb＞QAji 即系统改进后流量增大了，由实际测量可知：流量从610t/h增大至额定的72