一种火电厂冷却水系统及冷却水调节方法与流程

本发明涉及火电厂冷端优化
技术领域：
，尤其涉及一种火电厂冷却水系统及冷却水调节方法。
背景技术：
：火电厂循环冷却水系统通常采用单元制布置，例如：300mw等级发电机组冷却水通常采用两台并联的50％质量流量循环泵，1000mw等级采用三台并联的35％容量的循环泵，其它的如辅机循环泵通常采用两台并联的50％容量的循环泵。而在实际运行中，为了使机组在不同季节和不同机组负荷下达到最佳的能效水平，循环水流量需要进行相应的调节，以维持机组能够在“最佳真空”下运行，即机组背压和循环泵耗功的最佳平衡点。但是，由于上述循环泵系统的设计比较粗放，循环水流量的灵活调节无法实现。目前，为了提高循环水系统的调节性能，一些电厂采用了变频驱动循环泵的方法，可以根据调节循环水量的需要，调节循环泵叶轮的转速。该方法虽然具有调节比较灵活的优点，但是，大功率变频器设备的投资大，维护复杂，且当循环泵在低转速运行时，即不在最佳的设计运行工况，循环泵效率会受到一定的影响，增加了泵的能耗，不利于节能降耗。中国专利cn103075854b公开了一种冷却水循环泵系统，包括至少两台相互并联的循环泵，每台循环泵的入口和/或出口安装有阀门；每台循环泵具有相同的设计扬程，但具有不同的设计流量；每台循环泵都采用固定转速电机带动，进行定速运行。其优点是通过循环泵的组合使得冷却水循环泵系统具有从最小循环水流量到最大循环水流量之间的阶梯式流量调节的功能，以满足在不同季节和不同工况下对循环冷却水流量调节的需要。但是，该系统无法根据多台机组的热负荷比例实现循环冷却水流量的调节。中国专利cn202522125u公开了一种发电厂循环水冷却器组，包括由循环水管道依次连接的循环水泵、凝汽器、自然通风冷却塔；其中循环水在循水管道内经过凝汽器加热后，进入自然通风冷却塔内进行热交换，被冷却的循环水滴入底部水池内，后经循环水泵流出；所述循环水泵布置在自然通风冷却且在两条配水槽之间的位置，循环水泵为立式斜流泵。优点是在不影响循环水冷却器组正常使用的情况下，节省占地面积，节约循环水管道，但无法实现循环冷却水量的优化调节。中国专利cn102518946b公开了一种冷却循环水系统的节能方法，包括如下步骤：s10：采集与循环水系统有关的设备配置参数及测试设备的实际运行参数；s20：根据测试数据分析当前供水能力是否合理，并对系统中局部阻力异常、水力失衡、换热器换热效果不好、设备无效流量、供水泵匹配不合理部分进行优化改造；s30：通过步骤s20优化改造后，初步确定供水泵站复数个运行模式；s40：通过对步骤s30中确定的复数个运行模式进行比较，选出能耗最低的搭配模式。其优点是通过表格或人机界面提供正确、经济的操作模式，但该方法只实现了循环水流量的阶梯式调节功能，无法根据多台机组的热负荷比例实现循环冷却水流量阶梯式调节范围内的无级调节。技术实现要素：本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种冷却水量阶梯式调节后，可再进行阶梯范围内无级调节的冷却水系统及冷却水量调节方法。本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种火电厂冷却水系统，包括水泵组、连接于水泵组入口的进水管道系统以及连接于水泵组出口的出水管道系统，其特征在于：所述出水管道系统将水泵组出水汇集后接入可调式配水装置，所述可调式配水装置连接冷却器组，所述可调式配水装置用于按任意比例调节进入冷却器组的冷却水流量。通过采用出水母管制，可以使多台水泵的出水汇集到一起，从而实现冷却水流量的梯级调节，特别是多台机组的水泵并入该冷却器组后，水泵台数增多，而且每台水泵的流量可以不同，这样该冷却水系统可梯级调节的范围就更大，梯度越密集，接近于变频调节。另外，出水汇集后进入可调式配水装置，该装置可根据各台冷却器的热负荷，按任意比例分配进入冷却器的冷却水量，从而实现梯度范围内的无级调节，有利于跟冷却器的热负荷适配，进一步提高经济效益。进一步的，所述进水管道系统包括进水母管以及连接于进水母管的进水分管，所述水泵组包括水泵，所述进水分管分别连接进水阀门后接入所述水泵的入口。进一步的，所述出水管道系统包括从水泵的出口接出的出水分管，所述出水分管分别连接出水阀门后接入出水母管，从而实现多台水泵流量的汇集。进一步的，所述出水阀门为止回阀，防止冷却水倒流影响水泵安全。进一步的，所述水泵为定速泵，多数火电厂无需对泵进行任何改造。进一步的，所述冷却器组包括冷却器。上述火电厂冷却水系统的冷却水调节方法包括如下步骤：s1、根据机组最佳真空确定冷却水流量；s2、根据s1步骤确定的冷却水流量确定水泵开启台数；s3、通过可调式配水装置调节进入冷却器组的冷却水量。进一步的，接入该冷却水系统的机组台数大于或等于2台，通过水泵开启台数的变化实现冷却水量阶梯式调节。进一步的，可调式配水装置在阶梯式调节范围内使进入各冷却器的冷却水量按任意比例分配。进一步的，可调式配水装置按各冷却器的热负荷比例调节进入所述各冷却器的冷却水流量。进一步的，所述水泵开启时，进水阀门和出水阀门全开；所述水泵关闭时，进水阀门和出水阀门全关。本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：该系统不需要对水泵进行改造就可以实现多台水泵的最大流量到最小流量连续阶梯式调节，其调节性能随着水泵台数的增加而提高，并且冷却水流量通过阶梯式调节后再利用可调式配水装置根据冷却器热负荷比例进行无级调节，使冷却水流量与冷却器的热负荷更加匹配，节能降耗性能显著，设备运行可靠，安全性高，维护成本低。附图说明图1是本发明实施例中火电厂冷却水系统的结构示意图。图2是本发明冷却水系统的冷却水调节方法流程图。图中：进水管道系统1，水泵组2，出水管道系统3，可调式配水装置4，冷却器组5，进水母管11，进水分管121、122、123、124，进水阀门131、132、133、134，水泵21、22、23、24，出水分管311、312、313、314，出水阀门321、322、323、324，出水母管33，冷却器51、51。具体实施方式下面结合附图1，通过两台机组配置四台循环水泵的实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释，本发明并不局限于以下实施例。图1示出了本发明火电厂冷却水系统的一种实施方式的结构。如图1所示，冷却水系统主要包括水泵组2，有四台水泵21、22、23和24，连接于水泵组2入口的进水管道系统1，以及连接于水泵组2出口的出水管道系统3，出水管道系统3将水泵组2出水汇集后进入可调式配水装置4，可调式配水装置4将冷却水分配给冷却器51和冷却器52。本实施例中的进水管道系统1包括进水母管11以及连接于进水母管11的进水分管121、122、123和124，进水分管121、122、123和124分别连接进水阀门131、132、133和134后接入水泵21、22、23和24的入口。进水母管11汇集进水后，根据水泵的开启台数，通过分水管分配冷却水量。本实施例中的出水管道系统3包括从水泵21、22、23和24的出口接出的出水分管311、312、313和314，出水分管311、312、313和314分别连接出水阀门321、322、323和324后接入出水母管3，出水阀门321、322、323和324可以为止回阀，以防止冷却水倒流，影响水泵安全。出水母管3将水泵出水汇集后进入可调式配水装置4，出水管道系统3用于汇集水泵出水进入可调式配水装置4。可调式配水装置4可按任意比例分配进入各冷却器的冷却水流量，从而实现各冷却器进水量的无级调节。例如：当可调式配水装置4调整到a位置时，进入冷却器52的冷却水量为零，进入冷却器51的冷却水量等于出口母管33的总水量；当可调式配水装置4调整到b位置时，进入冷却器51的冷却水量为零，进入冷却器52的冷却水量等于出口母管33的总水量；当可调式配水装置4调整到a点与b点之间时，可以按任意比例调节进入冷却器51和冷却器52的冷却水量。通常根据冷却器51和冷却器52的热负荷比例分配各自的进水量。由于火电厂冷却水泵一般为定速泵，冷却水流量通过水泵的开启台数只能实现梯级调整，通过本系统的可调式配水装置4后，可以实现梯级调节范围内的无级调节，更有利于跟冷却器的热负荷适配，进一步提高经济效益。上述冷却水系统的工作过程为：根据水泵配置情况提前确定各负荷下的最佳真空，当两台机组同时运行时，冷却水先进入进水管道系统1，根据机组负荷和最佳真空确定水泵组2的开启台数，打开需要开启水泵的进出口阀门，开启水泵，实现冷却水总量的梯级调节，水泵出水经过出水管道系统3汇集后进入可调式配水装置4，冷却水通过可调式配水装置4进行水量配置后进入冷却器，可调式配水装置4可实现进入冷却器的冷却水量按任意比例调节。对于开式冷却水系统，冷却水经过冷却器后直接排出；对于闭式冷却水系统，冷却水经过冷却器后进入冷却塔冷却后进入进水管道系统1，实现冷却水的循环利用。某两台机组配备流量和扬程相同的四台水泵，其冷却水总流量有四种调节方式，如表1所示。表1不同启泵台数冷却水量水泵运行方式却水流量（t/h）两台机组开启一台水泵21599两台机组开启两台水泵37308两台机组开启三台水泵43494两台机组开启四台水泵51707通过开启水泵台数的变化，可以实现冷却水流量的梯级调节，冷却水总流量分别为21599t/h、37308t/h、43494t/h和51707t/h，通过可调节配水装置4进入冷却器51和冷却器52的冷却水流量可以实现如下调节：（1）当进入可调式配水装置4的冷却水流量为21599t/h时，进入冷却器51的冷却水流量可以实现0-21599t/h的无级调节，进入冷却器52的冷却水流量也可以实现0-21599t/h无级调节；（2）当进入可调式配水装置4的冷却水流量为37308t/h时，进入冷却器51的冷却水流量可以实现0-37308t/h无级调节，进入冷却器52的冷却水流量也可以实现0-37308t/h无级调节；（3）当进入可调式配水装置4的冷却水流量为43494t/h时，进入冷却器51的冷却水流量可以实现0-43494t/h无级调节，进入冷却器52的冷却水流量也可以实现0-43494.8t/h无级调节；（4）当进入可调式配水装置4的冷却水流量为51707t/h时，进入冷却器51的冷却水流量可以实现0-51707t/h无级调节，进入冷却器52的冷却水流量也可以实现0-51707t/h无级调节。需要说明的是，接入本发明冷却水系统的水泵流量可以不同，台数也可以变化，接入该冷却水系统机组越多，水泵台数越多，单台水泵的额定流量种类越多，通过该系统可实现的流量调整范围就越大，从而有利于机组在更接近实现最大经济效益方式下运行。本发明的冷却水调节方法，包括如下步骤：s1、根据机组最佳真空确定冷却水流量。具体地，通过机组最佳运行真空，结合凝汽器变工况性能计算得到冷却水流量。例如，某两台机组配备四台水泵，冷却水温度为20℃，1号机组在80%负荷时，最佳运行真空所需冷却水流量为28162t/h；2号机组在50%负荷，最佳运行真空所需冷却水流量为16783t/h，那么两台机组共需冷却水流量44945t/h，根据表1中不同启泵台数对应的冷却水量，当实际冷却水流量为43494t/h时，与44945t/h最接近。s2、根据s1步骤确定的冷却水流量确定水泵开启台数。具体地，根据s1计算结果，冷却水系统需提供43494t/h为最佳，根据表1可知，应开启三台水泵。s3、通过可调式配水装置4调节进入冷却器的冷却水量。具体地，1号机组与2号机组的热负荷比为8:5，通过可调式配水装置4调节后，使进入1号冷却器的冷却水流量为26766t/h，进入2号冷却器的冷却水流量为16728t/h。两台机组在冷却水温度为20℃、不同负荷下的计算结果如表2所示。表2不同实施例的冷却水调节情况项目名称实例一实例二实例三实例四本发明冷却水系统配水方式1号机负荷（%）30P`p%2号机负荷（%）80pp�%1号机所需冷却水量（t/h）91971678320576243692号机所需冷却水量（t/h）28162243692436931955最佳冷却水总量（t/h）37359411524494556324水泵开启台数2334实际冷却水总量（t/h）37308434944349451707实际1号机冷却水量（t/h）10175181232007422622实际2号机冷却水量（t/h）271332537123420290851号机配水偏差（%）10.68.02.47.22号机配水偏差（%）3.74.13.99.0传统一台机组配两台水泵的配水方式实际1号机冷却水量（t/h）21599215992159921599实际2号机冷却水量（t/h）215992159921599373081号机配水偏差（%）134.8528.704.9711.372号机配水偏差（%）23.3011.3711.3716.75由表2实施例可知，本发明冷却水系统及冷却水调节方法可以大幅度提高配水精度，使冷却水量更接近最经济运行方式所需的冷却水量，从而进一步提高机组运行的经济效益。可以理解，本发明是通过实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。当前第1页12