冷卻塔補水運行方式優化

王斌

摘要：通過我公司冷卻塔補水方式的分析，探討補水改自流的可行性，介紹了改自流后冷卻塔補水的運行方式、經濟性以及穩定性。

關鍵詞：冷卻塔;補水方式;改自流

一、前言

近年來，我們發現冷卻塔補給水泵運行時，冷卻塔水位一直保持高水位運行，造成冷卻塔溢流的同時也浪費了廠用電，違背了節能降耗的原則。針對這些問題，優化冷卻塔補水方式刻不容緩。

二、系統簡介

我公司三臺機組共用兩座冷卻塔，冷卻塔補水水源是由凈水站提供經過凈化處理的循環水系統補給水，為長江地表水。循環水系統補充水工藝流程：

原水（長江水）→補給水泵→反應沉淀池→補給水池→升壓→冷卻塔集水池

在升壓這一階段，我公司目前采用升壓，即通過3臺冷卻塔補給水泵對冷卻塔集水池進行補水。

而在冷卻塔補給水池入口門前至冷卻塔補給水泵出口母管上接有一根旁路管，正常運行時為冷卻塔補給水泵一用兩備，冷卻塔補給水旁路門關閉。

具體情況如圖1：

三、運行情況分析

總結2016年全年運行方式，我公司在1、10、11、12月發電任務較輕，4個月為單機連續運行，2月到5月這4個月期間為雙機連續運行，而6月到9月為迎峰度夏期間，電網負荷需求大，這4個月為三套機組連續運行。三種運行方式相應的冷卻塔平均補給水量大約在280t/h、500t/h以及700t/h?？紤]到平常冷卻塔1.8至2m水位的調節余度，根據運行方式增開冷卻塔補給水泵是我公司往年調節冷卻塔水位的主要方式。

我公司冷卻塔補給水泵規范如表1：

根據表1可知我公司冷卻塔補給水泵單臺泵流量約為450—600t/h，針對單機連續的運行方式，單臺泵的補水量遠大于單臺機組需求的280t/h。而冷卻塔的余量很大，在1.8到2.0m之間運行即可，這個變化時間差不多要8h。正常運行時，在冷卻塔高水位時停補水泵，低水位時啟泵是我公司以往的運行方式，這樣避免了冷卻塔溢流的同時也節省了廠用電，但是頻繁啟停冷卻塔補給水泵，會加速其老化過程，增加設備檢修成本。

雙機連續的運行方式下，機組所需補給水量500t/h左右，由于有冷卻塔1.8至2.0m水位的調節余度，只需單臺泵連續運行即可。

三臺機連續運行時則需在單臺冷卻塔補給水泵長期運行的同時，適當增開第二臺補給水泵，極大的增加了冷卻塔補水泵的電耗。

針對上述運行數據，根據原有設計方案中一直關閉未使用的冷卻塔補水旁路門，提出冷卻塔補給水優化運行方案。

四、優化方案

（一）優化方案：

根據圖1、結合當初現場設計圖紙，可以看出冷卻塔補給水池地面以上高度約為2.5米左右，而冷卻塔集水池最高水位為地面0米以下，利用之間的高度差、結合旁路管道管徑450mm遠大于補給水管道的300mm，提出了通過調整冷卻塔補給水旁路管截止門控制補水量、停運冷卻塔補給水泵的優化方案。

首先，對深埋地底的旁路手動門上進行改造，加裝在0m可以操作的套管，方便運行人員隨時對旁路手動門進行調節，從而達到控制旁路的流量的目的。改造后補水旁路門就地情況如圖2：

總結我公司2016年的三種運行方式，由于開機前需要大量補水制水，于是在開機前聯系化水做了相應的試驗，停用補給水泵，通過調節冷卻塔補給水旁路手動門，將冷卻塔補給水流量緩慢升至三臺機補給水需求最大的700t/h且穩定運行一段時間，此時補給水旁路手動門開度大約在60%?？梢钥闯雠月肥謩娱T可調節幅度還很大，之后再次試驗測出旁路門全開最大補水量1200t/h，結合冷卻塔1.8至2.0m水位的調節余度，完全可以滿足我公司各運行方式的補給水量需求。

（二）優化后的安全性：

自3月份優化方案改造完成后，對近5個月時間的運行情況觀察，優化后新的補水方式并沒有對原制水造成太大的影響。相對以往的運行方式，其中影響較大的就是由于補水旁路手動門的開度只能通過就地調節，所以調節冷卻塔補水流量需要就地與盤面的配合。

首先開足兩臺冷卻塔的補水電動門，在停運冷卻塔補給水泵后，通過在就地調節套在補水旁路門上的套管，在盤面上觀察補給水流量的變化，根據冷卻塔水位調節補水旁路的流量。由于旁路門開度一定時，補水壓力恒定，流量穩定，調節至當前運行方式所需流量后，當冷卻塔水位高至2.0m且不要求溢流時，則可在盤面上關閉冷卻塔補水電動門;而當冷卻塔水位地低至1.8m時，開啟冷卻塔補水電動門進行補水;當化學水池需要大量補水時，關閉冷卻塔補水電動門，防止其與化學水池搶水。

優化方案實施后5個月以來，在補給水泵停運的前提下，冷卻塔補給水全由旁路門進行調節，在維持機組安全運行的同時，還避免了頻繁啟停補給水泵，降低了泵的故障率，提高了冷卻塔補水的安全性。

（三）優化后的經濟性：

根據優化方案，自2017年3月份開始停運補給水泵，改用旁路門控制補水流量。

優化方案實施前，就地查看冷卻塔補給水泵開關顯示屏電流94A，電壓380V。由于補給水泵出口具有節流的功能，翻查2016年數據得每天單臺補給水泵流量按400t/h計，功率因素由于泵長期運行老化嚴重取0.6計。

針對2016年三種運行方式，按 公式估算三種運方下停運補給水泵帶來的經濟效益。

單機連續運行補給水泵每天電耗：

*380*94*（280*24/400）*0.6/1000=623.6kwh

雙機連續運行補給水泵每天電耗：

*380*94*24*0.6/1000=890.9kwh

三套機組連續運行補給水泵每天電耗：

{ *380*94*24*0.6+ *380*94*（700-400）*24/400*0.6}/1000= 1559.1kwh

根據2016年運行的方式，預估2017年3月優化后合計節省的補給水泵總電耗：

623.6*90+890.9*60+1559.1*120=296670kwh

按廠用電價0.584元/千瓦時計，共節約296670x0.584=173255.28元

而實際優化后，分別取2016、2017年4、5、6、7月四個月化水變電量數據繪制表格如表2：

對比四個月的化水變電量大致可以算出通過停運補給水泵節省的電量分別為：31842、27918、28404、39242kwh。由于2017年以來運行方式多為雙機、三臺機頂峰，由此估算每個月節省電量為35542kwh，從而得出2017年3月優化后9個月節省電量約為35542*9=319878kwh。

以電價0.584元/kwh計，優化后可節省319878*0.584=186808.752元

由于2018年和2017年運行方式存在差異，且供熱量將大幅增加，所以綜合預估計算和優化后數據對比，預計2018年全年節省的廠用電金額可以達到38萬元。在不增加固定資產投入的情況下，使冷卻水補給水泵用電大大降低，提高了冷卻塔補水的經濟性。

五、結束語

通過調整冷卻塔補給水旁路門的運行方案，減少了冷卻塔補給水泵運行時間，也降低了冷卻塔補給水泵故障率，降低冷卻塔補給水泵電耗，提高冷卻塔補給水運行的安全性、經濟性。

參考文獻

[1]何川、郭立君，泵與風機，中國電力出版社，2008.06。

[2]張愛敏，電廠化學設備運行，中國電力出版社，2005.04。