300MW汽輪機真空系統節能改造

宋紅偉

摘 ? 要：本文主要介紹了江蘇徐礦綜合利用電廠的真空系統節能改造實施方案，方案是在原有兩臺并聯的真空泵基礎上加裝一臺羅茨水環真空泵組，通過兩種泵的結構形式及異常事件分析，并進行節能分析對比。改造后不僅有效提高了機組的真空，確保機組真空系統安全嚴密性，同時節省了廠用電，避免了夏季冷卻水溫太高，導致運行水環真空泵汽蝕，影響機組的安全性和經濟性。

關鍵詞：真空系統 ?水環真空泵 ?羅茨泵 ?廠用電 ?冷卻水

中圖分類號：TK267 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）08（b）-0088-02

1 ?真空泵對比

目前300MW以上汽輪機組采用水環真空泵存在以下問題：耗電量大，效率低，抽氣性能差，存在汽蝕現象，維修成本高。羅茨泵具有以下特點：啟動快，轉子動平衡擾動小，振動偏小，耗電小，節約廠用電，可靠性高。

2 ?異常事件分析

2.1 事件

2013年05月20日早班，14：40#2機組負荷280MW，2B循泵，2B真空泵運行，因工業水需要停運，主值張某派人將真空泵泵冷卻水由工業水切換至循環水運行，切換后真空由-94.5kPa迅速下降，匯報值長，立即手動減負荷，并增啟2A偱泵，2A真空泵，14：50機組真空回升，由-92.5kPa上升并維持真空-94.4kPa。15：40工業水恢復運行，將真空泵泵冷卻水由循環水切換至工業水運行，15：28停運2A真空泵，真空系統穩定，維持兩臺循泵運行。

2.2 原因分析

管式熱交換器冷卻水水源為兩路水源（循環水和工業水）且互為并聯，循環水冷卻水壓力0.1～0.2MPa，冷卻水量25m?/h，水溫在20℃～35℃。工業水壓力0.3MPa，水溫在20℃～33℃。正常運行時一般采用工業水進行冷卻。因恰逢夏季且近期環境溫度較高，機組高負荷運行，工業水在30℃左右，而循環水高達33℃，冷卻效果差，導致汽水分離器內工作水溫高達40℃左右。根據經驗：當真空泵工作液溫度上升到35℃以上時，工作液開始汽化，真空泵性能惡化，抽氣性能變差，長時間運行導致真空泵汽蝕。所以夏季氣溫高時，水環真空泵抽氣能力下降、造成機組真空低，降低了機組的安全性和經濟性。

3 ?羅茨水環真空泵組節能改造方案分析

3.1 改造方案

如圖1所示，在原抽真空系統中并入一臺羅茨-水環真空泵組，通過其抽真空管道與原抽真空母管連接，同時在入口抽氣管道上裝設一個手動閥和一個速關氣動閥。

3.2 參數分析

根據羅茨泵的銘牌參數，羅茨泵在抽吸干空氣量600L/s=2160m3/h，按照凝汽器背壓4.0kPa·a對應的飽和蒸汽溫度28.98℃，凝汽器的過冷度為4.17℃，凝汽器被抽出的混合氣體溫度為：28.98-4.17=24.81（℃），24.81℃對應的飽和蒸汽分壓為3.13kPa，那么混合氣體中干空氣的分壓4-3.13=0.87（kPa）。對于一臺體積流量為2160m3/h的抽吸設備，能夠抽吸的干空氣量為：2160×0.87/4=469.8（m3/h），由此可計算干空氣的質量流量為469.8m3/h×4/101.3×273/（273+24.81）×1.29kg/m3=21.9kg/h。

結論：在300MW機組中通常配套的羅茨復合機組的氣量僅為約21.9kg/h左右。

3.3 真空泵的抽氣量核算

試驗測試表明：在背壓為5kPa時，真空嚴密性小于等于200Pa/min的情況下，只要選擇一臺實際抽氣量大于1650m?/h的真空泵即可抽出漏入凝汽器真空系統的20kg/h的空氣，維持系統的真空。300MW濕冷機組在夏季的背壓可能上升到12kPa，在真空嚴密性小于400Pa/min的情況下，只要選擇一臺實際抽氣量大于1863m?/h的高效羅茨真空泵組即可抽出漏入凝汽器真空系統50kg/h的空氣，維持系統的真空。

4 ?羅茨水環真空泵組改造后對比

徐礦電廠300MW機組安裝羅茨水環抽真空泵組：型號WJ2ZJQ600，配套電機功率為30kW+18.5kW，經調試正常后投入運行，羅茨水環抽真空泵組的總電流約為37A，與原有大水環真空泵相比，節電率約80%。對比分析如表1所示。

5 ?結語

真空系統節能改造方案實施后，不僅有效提高了機組的真空，確保機組真空系統安全嚴密性，同時節省了廠用電，避免了夏季冷卻水溫太高，導致運行水環真空泵汽蝕，對機組的安全性和經濟性不利的危害。

參考文獻

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