機組高效真空泵改造方案及經濟性淺析

丁猛輝

（天津國電津能熱電有限公司 天津 300304）

引言

高效真空泵改造技術的發展，已使得降低運行真空泵的噪音及減緩真空泵被汽蝕成為現實，并能夠大幅降低真空泵的耗電。我公司借鑒改造經驗，并于2017 年完成了#1 機組真空系統優化改造相關工作，具體介紹如下文。

1 機組概況及真空泵配置簡介

我公司總裝機容量為3×330MW 抽汽凝汽式發電機組，兩臺機組汽輪機均為國產東汽生產的亞臨界、一次再熱、采暖抽汽凝汽式機組。單臺機組配置水環真空泵2 臺，單泵抽出干空氣量：≥65kg/h。啟動時投入2 臺運行，機組正常運行時1 臺運行，1 臺備用。

2 高效節能真空泵改造的必要性和可行性

機組自投產以來，真空泵運行中噪音大耗電高且運行中已出現多次損壞，損壞多為葉輪斷裂、泵殼汽蝕沙眼。分析其損壞原因：真空泵選型時設計院根據凝汽器廠家提供的漏空氣量選擇的真空泵抽氣量遠大于現有機組運行中的實際漏氣量，造成真空泵內部汽蝕嚴重，已嚴重威脅到機組安全穩定運行。尤其在低真空度情況下，一旦發生真泵損壞，因為凝汽器背壓高保護造成非停。

為了解決該安全隱患，進行了多次調研。了解到之前投產的兄弟電廠只要是配置同類型的真空泵，真空系統也都有類似問題。運行中真空泵噪音大，電流都在220A 以上，且真空泵被氣蝕嚴重。同也與廠家技術人員進行了多次交流，真空泵的結構型式都進行了優化，很少再用單級平面水環式真空泵，大多選用雙級泵。真空泵制造水平都有了提高，也能夠滿足現場改造要求。

近幾年，兄弟電廠相繼也對真空系統進行了優化改造，不僅解決真空運行中噪音大和耗電高問題，還解決了真泵汽蝕嚴重問題。如國投宣城電廠、華能邯峰電廠、國電雙鴨山、國電湖南寶慶、國電電力大連開發區熱電廠及華能楊柳青電廠。

3 高效節能真空泵改造方案介紹

由于高效節能真空泵抽吸能力有限，只能用于維持機組正常工況下真空度。在機組啟動時或嚴密性較差時或凝汽器排汽壓力大于13KPa.a 時只能運行原有真空泵。基于高效節能真空泵只能用于機組真空維持的特點，需在原有系統上并列加裝高效節能真空泵。主機啟機組啟動過程中，由原真空泵運行，機組啟動正常后可切換至新的真空泵組運行。對現有系統進行相關改造，具體有抽氣管道、高效真空泵冷卻水、高效真空泵工作水、壓縮空氣系統、高效真空泵動力電源及控制保護邏輯系統等進相應改造和安裝。

工作水系統：高效節能真空泵采用水作工作介質，工作水來自原有真空泵工作水補水系統，正常溫度≤40℃，壓力0.2-0.5MPa（g）。

冷卻水系統：高效節能真空泵的冷卻水取自主機循環水系統，通過管道增壓泵升壓后，送入板式換熱器及管式換熱器。

抽氣系統：從原有真空泵抽氣管道引出至高效節能真空泵，羅茨真空泵組側的入口管加裝手動閘閥及氣動蝶閥。

動力電源：高效節能真空泵就地設置就地控制柜，從機組PC380V B 段引出電源至就地控制柜。

控制保護邏輯系統：入口氣動蝶閥、管道增加泵、前置水環真空泵及羅茨真空泵控制都實現DCS 遠方操作。為了保住主機安全穩定運行，對保護邏輯進行了優化。

表1 羅茨真空泵裝置改造邏輯說明

4 高效節能真空泵改造經濟性淺析

投入運行以來，運行中噪音大幅度降低，高效節能真空泵總電流穩定在42A 左右（前置水環真空泵電流為31A，羅茨真空泵電流為11A），較原真空運行中電流220A 有很大幅度下降。

根據公司年度報表，#1 機組2016、2017 年運行了6588、7106 小時，按照取前兩年平均運行時間6847 小時，電壓380（V），改造前電流220（A），改造后電流42（A），功率因數0.85，進行計算年節約電為：6800×380×（220-42）×1.732×0.85÷1000≈681821（kwh）；按上網電價0.3755 元/千瓦時（含稅），年增加售電收益約為256024（元）。總投資約500000 元（含稅），回收年限為：500000÷256024≈2（年）。

結語

在現有條件下，加裝了高效節能真空泵，有效降低運行中的噪音，并緩解原真空泵被汽蝕現象。本項目不僅消除安全隱患，還大幅降低真空泵耗電，回收年僅為2 年。