Prefacio
En la construcción de proyectos de energía, la inversión en sistemas de suministro de agua es alta, el volumen del proyecto es grande y La construcción es compleja. El costo de construcción y la inversión en proyectos de energía son El período de recuperación tiene un gran impacto. En el diseño del sistema de suministro de agua de la central eléctrica, se presta gran atención a la selección de torres de enfriamiento con ventilación natural y bombas de agua circulante, así como al diseño óptimo de la sala de bombas de agua circulante y del sistema de tuberías de agua circulante, porque afectan directamente el funcionamiento seguro de la turbina de vapor y la generación de energía a plena carga del generador y afecta directamente la economía de la central eléctrica. Para reducir los gastos operativos anuales del sistema de suministro de agua y ahorrar costos de ingeniería, es necesario promover la aplicación de equipos que ahorren energía y optimizar la configuración del sistema.
La cantidad de agua de refrigeración en el condensador del generador de turbina de vapor de una central térmica cambia con las estaciones. La cantidad de agua de refrigeración es grande en verano y pequeña en invierno. A medida que cambia la tasa de extracción de vapor de la turbina de vapor, el caudal de enfriamiento es pequeño cuando la tasa de extracción de vapor es grande, y el caudal de enfriamiento es grande cuando la tasa de extracción de vapor es pequeña. El sistema de suministro de agua utiliza una unidad con dos bombas del mismo modelo conectadas en paralelo, y el agua de refrigeración en circulación se distribuye uniformemente entre las dos bombas de circulación. Este método de configuración cumple con las disposiciones del "Reglamento Técnico para la Ingeniería de Conservación del Agua de Centrales Térmicas" y se utiliza ampliamente en el diseño de sistemas de suministro de agua de centrales eléctricas. Sin embargo, a menudo surgen problemas cuando una unidad está equipada con dos bombas del mismo modelo. Para resolver fundamentalmente la contradicción entre la baja eficiencia de las bombas de agua y los cambios no sincronizados en el flujo del sistema, es imperativo desarrollar nuevas bombas de agua de alta eficiencia y que ahorren energía.
Aplicación de bombas de circulación de agua de alta eficiencia y ahorro de energía en sistemas de suministro de agua
En los últimos años, se han construido una gran cantidad de centrales térmicas de 135 MW en todo el país. Se diseñaron dieciocho unidades domésticas de recalentamiento intermedio y presión ultraalta de 135 MW en la central eléctrica Shandong Liyan, la central eléctrica Xuzhou Chacheng, la central eléctrica Gansu Jinchuan y la central térmica Shandong Weiqiao. Estas centrales eléctricas están distribuidas en el norte de China, el noreste de China y el noroeste de China. También tienen las características de uso propio por parte de las empresas, demanda de energía estable y grandes fluctuaciones en la carga de calefacción. La carga de calor es pequeña en verano y grande en invierno. , y el período de calefacción es largo durante todo el año.
Tomando como ejemplo una unidad de calefacción de 135 MW, la capacidad de condensación del condensador de la turbina de vapor bajo la producción continua máxima de la turbina de vapor es de 324 t/h, y la demanda de agua de refrigeración en circulación es de 19640 m3/h. ;/h; condensación de la turbina de vapor La capacidad de condensación del condensador de la turbina de vapor es de 223 t/h en las condiciones de trabajo nominales de extracción de vapor de la turbina de vapor, y el volumen de agua de refrigeración en circulación requerido es de 12274 m3/h en las condiciones de trabajo máximas de extracción de vapor; En estas condiciones, la capacidad de condensación del condensador de la turbina de vapor es de 143 t/h y el agua de refrigeración en circulación. El volumen de agua es de 4700 m3/h. A medida que cambian las condiciones de funcionamiento del grupo aleatorio, el agua de refrigeración requerida por el sistema de agua en circulación fluctúa mucho entre sí. 4700 m3/h y 19000 m3/h.
El sistema de suministro de agua adopta una disposición de bomba de agua convencional. Para cumplir con los requisitos de operación de la turbina de vapor en verano, el caudal de la bomba de agua es de 9800-11700 m3/h y la altura es de 18,0-21,5 m. Según el funcionamiento paralelo de dos bombas en verano, se requiere agua de refrigeración. por el sistema de agua en circulación es de 19000 m3/h. En otras estaciones, una bomba de agua puede satisfacer los requisitos. La demanda de agua de refrigeración de la bomba de agua en circulación tiene un rango de flujo de 9800-11700 m3/h cuando el sistema opera más allá de este flujo. rango, el funcionamiento de la bomba de agua no es económico.
No es difícil encontrar que la demanda de agua del sistema de enfriamiento circulante bajo la condición nominal de extracción de vapor de la turbina de vapor es de 12274t/h, y la resistencia al agua del sistema es ligeramente menor que la de la turbina de vapor. la condición de condensación pura de la turbina de vapor, que se reduce entre 2,0 y 3,0 m, la altura de la bomba de agua se reduce a 15,0-16,5 m y el caudal de la bomba única se incrementa a 13.000 t/h en la condición de extracción máxima de vapor. de la turbina de vapor, el volumen de agua de refrigeración en circulación es de sólo 4.700 t/h, y la resistencia al agua del sistema es mucho menor que en la condición de condensación pura de la turbina de vapor. Esto da como resultado un aumento en la altura de la bomba de agua y un bajo funcionamiento. eficiencia, lo que hace que el dispositivo de pulverización de agua de la torre de enfriamiento rocíe agua, aumentando el caudal del tanque de distribución de agua y reduciendo el tiempo de intercambio de calor del flujo de agua. Dado que la eficiencia de trabajo de la bomba de agua es extremadamente baja, la potencia reactiva del motor aumenta, lo que desperdicia energía eléctrica.
Si se utiliza una nueva bomba de agua de alta eficiencia y ahorro de energía en el sistema de circulación de agua de la unidad doméstica de recalentamiento intermedio de ultra alta presión de 135 MW, la contradicción entre la baja eficiencia de funcionamiento de la bomba y el flujo no sincronizado del sistema Los cambios se resolverán fundamentalmente.
Tome la bomba de agua G48Sh como ejemplo. Cuando la velocidad n=485r/min, el flujo de la bomba es 17500m3/h, la elevación es 18m, la eficiencia de la bomba es 88% y la potencia del eje es. 947 kw. Cuando la velocidad n=420r/min, el flujo de la bomba es 13200m3/h, la elevación es 14,5m, la eficiencia de la bomba es 87% y la potencia del eje es 587kw. Los parámetros de diseño de la bomba son básicamente consistentes con el sistema de circulación de agua de la unidad de 135MW y la eficiencia de operación es alta.
Se muestrearon y probaron más de 100 bombas G48Sh, y la eficiencia operativa real fue del 84-88%. La eficiencia operativa de las bombas de agua convencionales 48Sh-22 es solo del 60%.
La bomba de agua adopta la tecnología central de motor bipolar y de doble velocidad, lo que aumenta la flexibilidad de operación y ajuste del sistema de circulación de agua. De acuerdo con los cambios estacionales en el volumen de agua de refrigeración del condensador y los cambios en el volumen de extracción de vapor, el número de polos y la velocidad del motor se ajustan automáticamente, y la potencia de salida y el volumen de suministro de agua de la bomba de agua cambian al mismo tiempo. . Una bomba de agua G48Sh que funciona a alta velocidad puede proporcionar 3000 toneladas más de agua por hora que dos bombas paralelas 48Sh-22. La potencia de salida de la bomba G48Sh de baja velocidad se puede ajustar de 947 KW a 587 KW y la potencia del motor se reduce en un 37 %, con un evidente efecto de ahorro de energía. Dado que el sistema de circulación de agua puede funcionar básicamente a baja velocidad en otras estaciones, excepto el funcionamiento a alta velocidad de la bomba de agua en verano, basándose en el tiempo de funcionamiento anual de 7200 horas, cada bomba de agua puede ahorrar 2,3 millones de kilovatios-hora de electricidad. por año. Calculado en base al precio de la electricidad auxiliar de la central eléctrica de 0,2 yuanes/kWh, una sola bomba de agua en circulación puede ahorrar alrededor de 400.000 yuanes en electricidad por año. Calculado en base a un período de recuperación de 10 a 15 años, el ahorro de energía anual de una sola. La bomba de agua de circulación puede costar entre 4 y 6 millones de yuanes. Para una central eléctrica con múltiples bombas de circulación de agua que ahorran energía, los beneficios económicos son muy considerables. Esta es también una dirección de desarrollo para la transformación tecnológica de ahorro de energía de muchas centrales eléctricas. Sin embargo, las bombas de agua convencionales con motor son fijas y no se pueden ajustar, y la potencia de salida correspondiente a una determinada velocidad es constante. El precio único de una bomba de circulación de alta eficiencia y ahorro de energía es entre 15.000 y 02.000 yuanes más alto que el de una bomba centrífuga convencional de la serie SH de la misma capacidad. Esta parte del costo de inversión se puede recuperar completamente haciendo funcionar el motor a baja velocidad. velocidad en un corto periodo de tiempo.
La introducción de bombas de circulación de alta eficiencia y ahorro de energía puede optimizar las condiciones hidráulicas del sistema, ampliar el rango de adaptabilidad de la sección de alta eficiencia de la bomba y mejorar eficazmente la eficiencia de trabajo de la bomba; ha cambiado el concepto de diseño tradicional de usar dos bombas de igual capacidad para turbinas de vapor y propuso Se desarrolló una nueva configuración de bomba para satisfacer las condiciones de operación variables de la turbina de vapor. La estructura principal adopta un diseño de carcasa de bomba horizontal, que es muy conveniente para la operación y mantenimiento de la fábrica.
El sistema de circulación de agua de la central eléctrica de Shandong Shiliquan (2×125MW) estaba originalmente equipado con cuatro bombas 48SH-22 del mismo modelo, que sí presentaban problemas de suministro insuficiente de agua, baja eficiencia y mala economía. . En junio de 1998, la bomba de agua número 4 fue reemplazada por una bomba de agua G48SH. Luego de su puesta en funcionamiento, la central contrató al Laboratorio de Energía Eléctrica para probar el desempeño de la bomba de agua. La eficiencia operativa alcanza el 87,78 % y el 86,11 % a velocidades altas y bajas respectivamente, lo que es un 28,26 % y un 26,5 % mayor que otras bombas sin modificaciones.
La central eléctrica Guangdong Yunfu (2×125MW) también está equipada con cuatro bombas de circulación 48SH-22 del mismo modelo. Tres bombas funcionan durante el verano y dos durante el resto de estaciones. Debido al flujo de agua circulante insuficiente y la baja eficiencia, la bomba fue reemplazada por una bomba G48SH. Después de su puesta en producción, se encargó al Instituto de Investigación Experimental de Energía Eléctrica de Guangdong realizar pruebas de eficiencia. El caudal real de la nueva bomba a alta velocidad es de 16537t/h, la eficiencia operativa es del 87,78% y la potencia del motor es de 1002 kw. El caudal real de la nueva bomba a baja velocidad es de 13080 t/h, la eficiencia operativa es del 86,12 % y la potencia del motor es de 646 KW. Las condiciones de funcionamiento de la bomba de agua y de la unidad son consistentes. El caudal real de la bomba de agua cruda es de 14400t/h, la eficiencia es del 59,62% y la potencia del motor es de 1089 kw cuando la eficiencia máxima es del 70%, el caudal es de 11540t/h y las condiciones de funcionamiento del; La bomba y la unidad no coinciden. A alta velocidad, el volumen de suministro de agua de la nueva bomba es de 2137 t/h, la potencia es 87,7 KW menor que la de la bomba antigua y la eficiencia es un 28,16 % mayor que la de la bomba antigua. A baja velocidad, con el mismo suministro de agua, la nueva bomba puede ahorrar 443 KW por hora, lo que supone un importante efecto de ahorro de energía.
Conclusión
La promoción de cualquier nueva tecnología requiere un proceso de comprensión. Las características más importantes de las bombas de circulación de alta eficiencia y ahorro de energía son el ahorro de energía y la alta eficiencia de trabajo, lo que merece promoción en todo el país. Sin embargo, si es adecuado para todas las regiones y para el funcionamiento de todas las unidades de 135 MW requiere aplicaciones más prácticas y una selección basada en las condiciones locales.
La promoción de bombas de circulación de alta eficiencia y ahorro de energía no solo implica la configuración de las bombas de circulación de la planta de energía, el respaldo de la bomba y los costos operativos de la bomba, sino que también implica el enclavamiento y el control de las operaciones de la bomba y la turbina. Especialmente cuando se construyen estaciones de bombeo de agua a lo largo del río Yangtze, se deben seleccionar cuidadosamente las dimensiones geométricas de las bombas de circulación de alta eficiencia y ahorro de energía. Para las casas de bombas de toma de agua a lo largo del río, los costos de operación del equipo y del equipo no son tan altos como los costos estructurales y los costos de construcción de la sala de bombas de toma de agua, especialmente cuando el bajo nivel de agua de la fuente de agua es significativamente diferente del agua más alta. nivel, cualquier cambio en las dimensiones geométricas de la sala de bombas de entrada de agua afectará el costo del proyecto.