国华宁海B厂#5#6凝结水泵最大出力报告.docx
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国华宁海B厂#5#6凝结水泵最大出力报告
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检索号
杭州意能电力技术有限公司
科学技术文件
神华浙江国华浙能发电有限公司B厂
#5、#6机组凝结水泵最大出力试验报告
二〇一〇年五月
神华浙江国华浙能发电有限公司B厂
凝结水泵最大出力试验报告
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审批者:
目录
1概述1
2试验工况4
3试验测点布置及测量仪表4
4机组运行方式及试验过程5
5试验结果和计算数据5
摘要本文详细介绍了神华浙江国华浙能发电有限公司B厂凝结水泵最大出力试验的试验目的、试验方法、试验步骤及试验结果。
关键词神华浙江国华浙能发电有限公司B厂凝结水泵最大出力试验报告
1概述
神华浙江国华浙能发电有限公司B厂(以下简称神华宁电B厂)#5、#6机组凝结水泵为上海凯士比泵有限公司生产的NLT400-500X5S立式五级离心泵,共配有3×50%凝结水泵,其主要特点为首级叶轮采用双吸叶轮,降低入口速度,提高了抗汽蚀能力。
泵的轴向推力主要由每级叶轮上的平衡孔、平衡腔平衡,剩余推力则由泵本身的推力轴承部件承受。
泵导轴承采用高分子材料,为水润滑轴承,允许干启动,磨损后呈粉末状,不会抽丝,确保泵组安全稳定运行。
1.1机组技术规范和设计参数
根据凝结水泵说明书,神华宁电B厂凝结水泵的技术规范如下表1所示,电动机技术规范如下表2所示。
表1:
神华宁电B厂凝结水泵主要技术规范
泵型号
数据
泵使用工况点
设计点
(保证效率点)
正常运行点
最大运行点
项目
单位
进水温度
℃
35.2
49.1
35.2
进水压力
kPa(a)
6.2
11.8
6.2
流量
m3/h
1230
1058
1500
扬程
m
330
345
283
效率
%
82.4
81
80
必需汽蚀余量(首级叶轮中心线NPSHr)
m
4.9
4.8
5.3
转速
r/min
1480
1480
1480
出水压力
MPa(a)
3.22
3.38
2.76
轴功率
kW
1334
1213
1436
接口法兰
进口
MPa
1.6
公称压力
出口
MPa
5.0
接口管子规格
进口
mm
720x8
(×S)
出口
mm
426x13
接口方位
进口
水平
出口
水平(与进口成180º)
旋转方向
逆时针(从电动机向泵看)
表2:
凝结水泵电动机技术规范
项目
单位
数据
备注
制造厂
上海电机厂
型号
YLKS560-4
额定功率
kW
1600
额定电压
kV
6
额定电流
A
173.6
同步转速
r/min
1500
频率
Hz
50
主要特性
效率
%
96.2
功率因数
0.91
堵转转矩
(倍)
0.5
堵转电流
(倍)
6.0
最大转矩
(倍)
1.8
绝缘等级
F
轴承润滑方式
脂润滑+稀油润滑/脂润滑
重量
kg
8000
冷却方式
空水冷
旋转方向
顺时针(从泵向电机看)
图一凝结水泵性能曲线图
1.2试验目的
本次试验的主要目的是检验凝结水泵的最大带负荷能力及运行适应情况。
1.3试验标准及依据
试验主要参考凝结水泵制造商的设备说明书。
主要边界条件:
●泵的有效汽蚀余量>5.3m
●泵进口滤网差压不大于12kPa
●凝结水流量不超过1400t/h
●凝结水泵电流不超过173.6A
●凝结水泵推力轴承温度不超过报警值75℃
●油箱内润滑油温不超过报警值70℃
●泵体及电机振动不超过60um
●电动机定子线圈温度不超过130℃
●电动机上下轴承温度不超过70℃
●热井水位正常
●凝泵出口压力不低于低旁减温水压力低闭锁值2MPa
●给水泵密封水差压不小于0.15MPa,调节阀开度不大于80%
1.4试验范围
神华浙江国华浙能发电有限公司B厂凝结水泵,可选择一台进口滤网差压较小的泵进行试验。
2试验工况
按设计热平衡图,额定负荷凝结水流量为1847t/h,高背压工况额定负荷凝结水流量为2042t/h。
按凝结水泵最大工况点1500t/h计算,在正常背压情况下可带80%额定负荷,按高背压工况情况下可带73%额定负荷
本次试验工况采用单台凝结水泵运行,负荷点为50%,55%,60%,65%,70%额定负荷,如70%负荷时凝结水流量小于1400t/h,可尝试加负荷直至凝结水流量达到1400t/h。
最大凝结水流量不超过1400t/h。
3试验测点布置及测量仪表
由于本次试验的目的是在考察凝结水泵的最大运行适应能力,因此试验测点和仪表可采用机组的运行测点及仪表。
试验数据通过机组的DCS系统进行采集。
现场振动采用手持振动表进行测量。
4机组运行方式及试验过程
为了保证试验期间机组稳定运行,试验前应撤出AGC。
根据试验工况要求调整机组运行方式,并将机组负荷调整到位,主蒸汽压力按正常运行方式进行控制。
机组控制方式采用正常控制方式。
7776月29-6月30分别进行了5号和6号机组凝结水泵的最大出力试验,#5机采用A泵进行了500-700MW范围内的试验,进行500,550,600,650,700MW工况的试验。
B泵和C泵从650运行到700MW,作为对比。
#6机组采用C泵进行运行,分别进行了500、550、600、650、700MW工况点运行。
A泵和B泵从650运行到700MW,作为对比。
5试验结果和计算数据
表一#5机凝泵最大出力试验数据及计算表
#5机组试验结果
序号
项目
单位
A泵
B泵
C泵
1
机组负荷
MW
507
553
600
653
699
696
701
2
凝泵出口压力
MPa
3.23
3.17
2.90
2.82
2.66
2.54
2.57
3
凝结水母管压力
MPa
3.1
3.0
2.81
2.72
2.48
2.41
2.45
4
凝结水流量
t/h
1120
1210
1300
1380
1460
1454
1451
5
推力轴承温度1
℃
59.5
58.9
58.0
57.1
54.8
49.9
53.3
6
推力轴承温度2
℃
51.7
51.4
51.1
50.7
49.9
48.7
48.5
7
凝泵进口水温
℃
38.7
39.1
39.4
40
40.5
40.4
40.3
8
凝汽器真空
kPa
-93.6
-93.6
-93.4
-93.2
-93.0
-93.2
-93.2
9
进口滤网差压
kPa
1.4
1.7
2.0
2.3
2.9
3.3
4.9
10
电机径向轴承温度
℃
45.8
45.8
45.9
45.8
45.8
40.8
43.6
11
电机径向轴承温度
℃
60.4
61.1
61.6
61.9
62.4
49.7
62.9
12
电机电流
A
138
140
143
145.3
146.9
147.4
146.2
13
电机线圈温度
℃
74.3
76.8
77.9
79.1
80.3
67
75.3
14
水平振动
um
18
17
18
16
18
14
13
15
垂直振动
um
13
10
11
13
13
10
9
16
电功率
1305
1323
1352
1374
1389
1393
1382
17
扬程
m
329
323
295
287
271
259
262
18
轴功率
1004
1048
1058
1081
1001
1013
1023
19
泵组效率
%
77
79
78
79
72
73
74
电功率采用电流计算
表二#6机凝泵最大出力试验数据及计算表
#6机组试验结果
序号
项目
单位
C泵
A泵
B泵
1
机组负荷
MW
503
553
602
654
706
704
702
2
凝泵出口压力
MPa
3.56
3.12
2.93
2.82
2.47
2.51
2.54
3
凝结水母管压力
MPa
2.97
2.77
2.64
2.26
2.34
2.37
4
凝结水流量
t/h
840
1150
1250
1319
1410
1400
1405
5
推力轴承温度1
℃
63.6
60.3
59.9
58.3
58.7
51.2
53.7
6
推力轴承温度2
℃
53
51
51
50.7
50.2
48.2
49.3
7
凝泵进口水温
℃
38.4
38.5
38.8
39.2
39.9
39.5
39.8
8
凝汽器真空
kPa
-94
-94
-93.9
-93.8
-93.6
-93.7
-93.7
9
进口滤网差压
kPa
-0.1
-0.1
-0.1
-0.1
-0.1
0.8
-0.1
10
电机径向轴承温度
℃
45
44.5
45.3
45.3
45.4
44.6
42.7
11
电机径向轴承温度
℃
56
56.3
57.4
57.4
58.7
54.7
53.5
12
电机电流
A
123.8
141.3
142.2
144.3
146.4
145.7
144.6
13
电机线圈温度
℃
72.3
76.9
79.9
81
82.5
79.1
79.5
14
水平振动
um
12
13
13
11
11
7
8
15
垂直振动
um
11
10
10
13
13
8
5
16
电功率
kW
1170
1336
1344
1364
1384
1377
1367
17
扬程
M
318
298
287
252
256
259
轴功率
kW
997
1017
1033
967
976
991
泵组效率
%
75
76
76
70
71
73
电功率采用电流计算,500MW工况流量小的原因是当时除氧器水位较高,进水流量小所致。
表三双泵运行时数据及计算表
序号
项目
单位
#5机组
#6机组
1
机组负荷
MW
500
638
700
503
589
686
2
凝结水流量
t/h
1500
1541
1819
1393
1501
1414
3
电机电流
A
119.3
119.1
132
122
122
122.8
4
凝泵出口压力
MPa
3.68
3.67
3.53
3.67
3.69
3.69
5
电功率
kW
1128
1126
1248
1153
1153
1161
6
电机电流
A
119.8
120.1
123
119.3
119.5
120.7
7
凝泵出口压力
MPa
3.69
3.74
3.52
3.68
3.69
3.69
8
电功率
kW
1132
1135
1163
1128
1130
1141
9
凝泵母管压力
MPa
3.60
3.61
3.49
10
总功率
kW
2260
2261
2411
2281
2283
2302
11
轴功率
kW
1533
1570
1783
1420
1538
1449
12
泵组效率
%
68
69
74
62
67
63
#5机组为AC运行,#6机组为BC运行
电功率采用电流计算
数据来自历史记录
表四#5机单双泵运行经济性比较
单位
负荷
500
550
600
650
700
供电煤耗
g/kWh
310
306
301
297
293
单泵运行功率
kW
1303
1325
1346
1368
1390
双泵运行功率
kW
2239
227
2302
2334
2365
节约功率
kW
936
946
955
965
975
煤耗降低
g/kWh
0.58
0.52
0.48
0.44
0.41
年节煤量
t
520
经济价值
万元
42
双泵运行再循环阀关死功率
1980
2027
2074
2115
2157
节约功率
677
702
727
747
767
煤耗降低
0.42
0.43
0.44
0.44
0.45
年节煤量
T
425
经济价值
万元
34
经济性按每日6小时低负荷运行,年运行300日,标煤价格800元/吨,低负荷平均负荷550MW计算。
表五#6机单双泵运行经济性比较
单位
负荷
500
550
600
650
700
供电煤耗
g/kWh
310
306
301
297
293
单泵运行功率
kW
1319
1333
1347
1360
1374
双泵运行功率
kW
2270
2267
2368
2374
2385
节约功率
kW
951
934
921
913
910
煤耗降低
g/kWh
0.59
0.52
0.46
0.42
0.38
年节煤量
t
520
经济价值
万元
42
双泵再循环阀关闭时功率
kW
1996
2048
2083
2131
2126
节约功率
kW
676
715
737
770
752
煤耗降低
g/kWh
0.42
0.40
0.37
0.35
0.31
年节煤量
t
393
经济价值
万元
31
经济性按每日6小时低负荷运行,年运行300日,标煤价格800元/吨,低负荷平均负荷550MW计算。
6
7
8
9
10试验结果讨论
11
从上面的计算表来看,两台机组性能基本接近,数据表的差异来源于运行时流量与压力的波动,可以认为两台机组的性能无差异。
6.1经济性比较
从试验结果来看,从500-700MW之间单泵运行要比双泵运行要节省约900kW。
原来双泵运行方式从500-700MW之间凝结水再循环阀仍旧开启,浪费了部分功率。
如果对双泵运行方式进行优化,低负荷时能将再循环阀关闭。
通常泵的最小流量约额定流量的25%左右,大约为350t/h。
因此在总流量700t/h以下时,能关闭再循环阀。
表四表五比较了三种工况的经济性能,从表可见,单泵运行具有最高的节能效果。
比目前运行方式年节煤520t,经济价值约42万元。
比凝泵再循环关闭运行方式年节煤410t,经济价值约32万元。
11.2安全性能
从表一和表二可见,泵推力轴承温度随着负荷的降低而降低,说明泵的推力主要依靠自身每级叶轮上的平衡孔、平衡腔平衡,因此泵对于推力变化的适应能力较好,对于单泵运行不构成限制。
而电机线圈温度和径向轴承温度随着负荷的上升而上升,但很快能稳定到一定数值。
因此线圈温度和径向轴承温度在正常范围内。
单泵运行方式的主要影响来自于每日的起停,按每日起停两次,年平均启动约600次,频繁的起停会影响电机及泵的寿命,带来设备维护费的增加,因此实际收益要比计算表中的要小。
从试验过程来看,凝结水流量波动较大,波动范围约110t/左右,如果运行在1400t/h时,如果除氧器水位有一个波动的话,流量可能会超过1500t/h。
虽然制造厂在最大出力后仍留有一定的实际余量。
但是经常超过最大出力,会带来叶片的疲劳损伤,降低了泵的寿命。
因此如果投入单泵运行,应对热工调节进行优化,减小高负荷工况下凝结水流量的波动。
建议在逻辑上增加一个限制,当泵流量超过1500t/h后,限制除氧器水位调节的继续开大,并应增加一个死区(1450-1550),当流量上升到1550t/h,限制调节阀的开度,当流量回落到1450t/h后,恢复自动调节。
从电机电流来看,仅为145A左右,因此电机功率远远大于泵的功率,这对于单泵运行是一个优势,及时在特殊运行工况,如汽机跳闸,低旁快开,以及高加解列带来的高加事故疏水减温水的增加,不至于导致电机过载。
对于特殊工况下,如汽机跳闸时所带来的旁路减温水增加,可能会在短时增加了泵的流量,应在热工逻辑上进行优化,如增加跳闸时直接联锁启动备用凝结水泵等方式来解决。
对于凝结水泵密封水压力,由于凝泵出口压力变化大,可能会带来密封水压力的变化,建议增加一个调节阀来调节密封水压力,以保持合适的密封水压力,防止溶氧的增加。
单泵运行时的压力低启动备用泵联锁,建议按照制造厂所给出的流量扬程曲线,按设计曲线往下降低0.5MPa。
图一压力低自启动设定曲线
在设置压力低自启动曲线时,因为流量波动较大,应设置一个滤波环节(如5-10秒的惯性环节)以消除流量波动。
综上所述,在1000MW机组上进行单泵运行有一定的节能效果,值得一试,但同时也带来了设备维护费可能增加,并且需要增加一定的设备投资如凝泵密封水调节阀。