660MW超超臨界機組抽真空系統改造

金鋒

摘要：本文以660MW超超臨界機組為模型，介紹了雙背壓凝汽器抽真空系統串聯連接方式在運行中存在的問題，對機組真空系統的布置進行全面系統的研究，探索優化解決方案，提出了雙背壓凝汽器抽真空系統改造方案，系統優化后顯著提高了機組運行的經濟性。

關鍵詞：雙背壓凝汽器、抽真空系統、串聯、并聯、改造

一、設備系統簡介

大唐南京發電廠共安裝兩臺額定容量為660MW的超超臨界汽輪發電機組，機組凝汽器凝汽器采用雙背壓、雙殼體、單流程、表面冷卻式，并呈橫向布置，采用的抽真空設備為水環式真空泵，共有3臺，兩用一備，真空泵容量為50%。在冷卻水溫度25℃條件下，最低吸入真空可以達到3.3kPa，此時，抽真空能力為52kg/h，工作點軸功率為87kW。

二、水環式真空泵的特點

水環泵和其它類型的機械真空泵相比有如下優點：

1）、結構簡單，制造精度要求不高，容易加工。

2）、結構緊湊，泵的轉數較高，一般可與電動機直聯，無須減速裝置。故用小的結構尺寸，可以獲得大的排氣量，占地面積也小。

3）、壓縮氣體基本上是等溫的，即壓縮氣體過程溫度變化很小。

4）、由于泵腔內沒有金屬摩擦表面，無須對泵內進行潤滑，而且磨損很小。轉動件和固定件之間的密封可直接由水封來完成。

5）、吸氣均勻，工作平穩可靠，操作簡單，維修方便。

水環泵也有其缺點：

1）、效率低。一般在30%左右，較好的可達50%。

2）、真空度低。這不僅是因為受到結構上的限制，更重要的是受到工作液飽和蒸氣壓力的限制。用水作為工作液，極限壓強只能達到2000～4000Pa。用油作為工作液，極限壓強可達到130Pa。

三、抽真空系統優化前運行方式

高壓凝汽器的抽空氣管道直接接入低壓凝汽器中，通過低壓凝汽器的抽氣管道間接地對高壓凝汽器抽氣，抽空氣母管的末端為3臺水環式真空泵，兩運一備。

存在的問題：

由于采用雙背壓凝汽器抽真空系統串連接方式，高、低壓凝汽器的抽空氣管匯接在一起，在匯接點處的壓力是相同的，在高、低壓凝汽器存在一定壓力差情況下，高壓側排擠低壓側的空氣，使低壓凝汽器中的空氣未抽干凈，嚴重影響了低壓凝汽器的換熱效果，造成雙背壓凝汽器的真空達不到設計要求，低背壓凝汽器出現傳熱惡化、端差加大的現象，影響了機組真空。

四、改造方案

1、抽真空系統由串聯運行改為并聯運行

將高低壓凝汽器抽真空管道分開，由原來的并聯抽真空方式改為高、低壓凝汽器串聯抽真空方式。將高壓側凝汽器與低壓側凝汽器抽真空管道斷開，高、低壓側凝汽器抽真空管道引出凝汽器后，分別單獨接至A真空泵和C真空泵，可以實現一臺真空泵抽一臺凝汽器的目的，從而消除高、低壓凝汽器真空不一致對抽吸能力的影響，B真空泵分別通過兩個聯絡門接入高、低壓凝汽器抽真空管路，B真空泵作為備用。

圖2? 抽真空系統并聯運行方式

2、在真空泵進口加裝大氣噴射器

大氣噴射器是通過從排氣側（汽水分離箱）引入汽流，通過噴嘴加速形成高速氣流，來帶動吸入口內的氣體一起從吸氣支管進入泵內，經擴散器擴張段氣流速度降低，壓力不斷升高，從而提升泵內的吸入壓力。大氣噴射器的運用增加了真空泵的空氣流量，使真空泵抽吸室的壓力高于密封水溫度的極限抽吸壓力，因此能夠使真空泵運行中的噪聲得到有效控制，并且真空泵內部的葉輪部件避免了由于抽吸工作中產生的大量水汽而造成的腐蝕現象。

大氣噴射器投入后，真空泵電流增大15A左右，對真空的影響較小，在0.1kpa左右，但負荷也是影響因素之一，需要進一步試驗確認。就地觀察，大氣噴射器投入后，真空泵噪音降低較多，對真空泵使用壽命的影響要經歷一段時間才可以看出。

真空系統運行方式從串聯運行改變為并聯運行后，A凝汽器（低背壓凝汽器）由于沒有了高壓凝汽器的排擠，真空有了明顯的上升，達到了0.88kpa，機組平均真空也有大幅度上升。

五、總結

通過對凝汽器真空系統的分析研究，對抽真空系統進行改造，將抽真空系統串聯運行方式改造為并聯運行方式，并在A、C真空泵進口加裝了大氣噴射器，提高了機組的經濟性，取得了良好的效果。