蒸汽噴射器在600MW亞臨界機(jī)組真空系統(tǒng)中的應(yīng)用

趙四海 倪平 王曉俊

摘 要：華電內(nèi)蒙古能源有限公司包頭發(fā)電分公司（以下簡稱華電包頭公司）所處地理位置大氣壓較低，夏季運(yùn)行時(shí)，凝汽器真空偏低，汽輪機(jī)運(yùn)行效率降低，為此公司于2014年對#1機(jī)組凝汽器真空系統(tǒng)進(jìn)行改造，采用蒸汽噴射技術(shù)以提高凝汽器真空，達(dá)到降低煤耗的目的，另外真空泵運(yùn)行方式由原來的兩用一備變成一用兩備，可以降低真空泵的運(yùn)行電流，達(dá)到減少廠用電的節(jié)能效果。該文主要對此次系統(tǒng)改造內(nèi)容及改造后節(jié)能效果進(jìn)行介紹。

關(guān)鍵詞：真空提高 蒸汽噴射 節(jié)能降耗

中圖分類號：TK229 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）07（b）-0078-02

1 概述

華電包頭公司#1機(jī)組原凝汽器真空系統(tǒng)高、低背壓凝汽器直接由管道連通，由3臺水環(huán)真空泵（二用一備）保持真空。由于包頭所處地理位置大氣壓較低，當(dāng)夏季到來，開式水溫度升高時(shí)，凝汽器系統(tǒng)真空偏低，汽輪機(jī)效率降低，發(fā)電煤耗增大。

為提高凝汽器真空從而提高汽輪機(jī)運(yùn)行效率，包頭公司于2014年采用蒸汽噴射技術(shù)對#1機(jī)組真空系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造。

系統(tǒng)改造后，有效提高了凝汽器真空，從而提高了汽輪機(jī)運(yùn)行效率，達(dá)到降低煤耗的目的，同時(shí)解決真空泵夏季高溫因汽蝕生產(chǎn)的噪音大和葉輪裂紋甚至斷裂等安全問題，并且真空泵運(yùn)行方式由原來的兩用一備變成一用兩備，可以降低真空泵的運(yùn)行成本，達(dá)到減少廠用電的節(jié)能效果。

2 改造方案

本次改造是從除氧器中取出一路汽源作為整套系統(tǒng)的工作汽源，通過調(diào)門控制穩(wěn)壓罐中蒸汽壓力在一定范圍后，將蒸汽送入噴射器；分別有抽汽管路將高、低背壓凝汽器與蒸汽噴射器相連，并且在高、低背壓凝汽器的兩條連通管路上分別新增了一道隔離門；噴射器出口與冷凝器相連，疏水排至凝汽器集水器氣相空間，余汽由原系統(tǒng)中的水環(huán)真空泵抽排。

改造系統(tǒng)原理圖見圖1。

系統(tǒng)改造后，正常運(yùn)行時(shí)，需打開抽真空管線氣動蝶閥111、311、132，關(guān)閉高低壓側(cè)聯(lián)通用氣動蝶閥101、102和真空泵吸氣母管氣動蝶閥313，此時(shí)凝汽器真空系統(tǒng)由新系統(tǒng)控制，真空建立穩(wěn)定后只需保留一臺真空泵運(yùn)行。

為保證系統(tǒng)運(yùn)行可靠性，在整套系統(tǒng)中設(shè)置手動切除按鈕及保護(hù)切除功能，當(dāng)蒸汽噴射系統(tǒng)異常時(shí)，可手動或依靠保護(hù)動作切除系統(tǒng)，打開高低壓側(cè)聯(lián)通用氣動蝶閥101、102和真空泵吸氣母管氣動蝶閥313，關(guān)閉抽真空管線氣動蝶閥111、311、132，聯(lián)鎖啟動備用真空泵，恢復(fù)改造前運(yùn)行方式。

3 改造效果

調(diào)試期間對蒸汽噴射器系統(tǒng)進(jìn)行了切除，就切除后與投入時(shí)真空情況進(jìn)行對比，試驗(yàn)前后真空泵冷卻水始終為10℃，試驗(yàn)要求為30℃，電廠考慮安全因素，未升高冷卻水溫度，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見表1。

通過表1數(shù)據(jù)看出，在蒸汽噴射裝置切除時(shí)，高壓真空為-86.33 kPa，低壓真空為-86.86 kPa，真空逐漸下降，到20 ，min左右真空達(dá)到穩(wěn)定值，此時(shí)高壓側(cè)為-86.07 kPa，低壓側(cè)為-86.55 kPa；由此可以看出在投入與切除蒸汽噴射裝置前后，高壓側(cè)降低0.34 kPa，低壓側(cè)降低0.31 kPa，平均影響為0.325 kPa。

4 調(diào)試常見問題

單體調(diào)試。因系統(tǒng)調(diào)試必須在機(jī)組啟動后進(jìn)行，因盡量在機(jī)組啟動前完成所有閥門的靜態(tài)調(diào)試及上位機(jī)相關(guān)保護(hù)邏輯；若必須在機(jī)組運(yùn)行時(shí)進(jìn)行單體調(diào)試，應(yīng)保持兩套系統(tǒng)并列運(yùn)行，逐個(gè)進(jìn)行調(diào)試。

保護(hù)定值整定。當(dāng)凝汽器背壓高于限值、除氧器壓力低于限值、噴射器供汽壓力低于限值時(shí)系統(tǒng)必須退出運(yùn)行，因此在調(diào)試中需要根據(jù)系統(tǒng)實(shí)際情況與設(shè)備說明書，對以上3個(gè)參數(shù)的保護(hù)定值進(jìn)行在線整定。

真空泵邏輯修改?？紤]新系統(tǒng)切除后，真空系統(tǒng)運(yùn)行方式與改造前相同，故盡量保持原有邏輯不變；新系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，通過運(yùn)行人員調(diào)整設(shè)備運(yùn)行方式使得3臺真空泵中1臺運(yùn)行、1臺備用、1臺切除，只在原真空泵聯(lián)啟邏輯中新增蒸汽噴射系統(tǒng)切除條件。

5 改造后設(shè)備運(yùn)行情況

系統(tǒng)改造后，不但有效提高了凝汽器真空度，而且減少了一臺真空泵的使用，使得本來準(zhǔn)備在夏季應(yīng)急使用的此套設(shè)備在全年都有比較強(qiáng)大的適用能力。

從運(yùn)行人員操作量來看，此系統(tǒng)在正常運(yùn)行時(shí)除壓力調(diào)節(jié)閥自動調(diào)節(jié)外，其他閥門均無需動作，沒有增加運(yùn)行人員勞動強(qiáng)度，目前該套系統(tǒng)在我廠#1機(jī)組使用情況良好。

6 結(jié)語

蒸汽噴射技術(shù)是一種設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定可靠的真空獲得技術(shù)，廣泛應(yīng)用于石油、化工、油脂、制藥、冶金、輕工、紡織、食品、制糖、制鹽等行業(yè)，但在火力發(fā)電企業(yè)中使用較少，此次改造成功，為解決開式水溫度高，凝汽器真空偏低提供了一個(gè)新的解決方案。在節(jié)能降耗與空冷島技術(shù)逐步推廣的背景下，蒸汽噴射技術(shù)在火力發(fā)電企業(yè)中的應(yīng)用前景將更為廣闊。

參考文獻(xiàn)

[1]陽俊.蒸汽噴射制冷系統(tǒng)數(shù)值模擬與分析[D].大連：大連交通大學(xué)，2012.

[2]宋力釗.噴射器對水蒸汽噴射制冷系統(tǒng)性能的影響分析[D].天津：天津商業(yè)大學(xué)，2013.

[3]徐海濤.蒸汽噴射器的理論及數(shù)值研究[D].南京：南京工業(yè)大學(xué)，2003.