火電廠凝汽器抽真空系統(tǒng)技術(shù)改造研究

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1 引言

電廠運行過程中，汽輪機凝汽器的真空度是關(guān)鍵因素，真空度低會對汽輪機的穩(wěn)定運行造成影響，從而對電站發(fā)電的穩(wěn)定性造成影響。在實際運行中，為了保證足夠的系統(tǒng)真空度，抽真空設(shè)備往往需要額外消耗較高的能量，以維持較大的真空余量。為了更好地建立真空和節(jié)能降耗的雙重目標，本文結(jié)合實際電廠的情況，對抽真空設(shè)備進行技術(shù)改造，以實現(xiàn)節(jié)能目的，提升電廠經(jīng)濟性。

2 凝汽器抽真空系統(tǒng)改造的必要性分析

(1)選型偏大，設(shè)計時建立真空與維持真空沒有區(qū)分。從現(xiàn)階段的發(fā)展現(xiàn)狀來看，在火電廠得到廣泛應用的主要包含的設(shè)備一個是關(guān)于射水抽氣器，此外另一個就是水環(huán)真空泵。設(shè)計部門在對后者進行設(shè)計的過程中主要考慮了各個方面的內(nèi)容，一個是在快速啟動機器過程中的響應，另外一個方面就是對于相關(guān)設(shè)備的漏氣量的分析，這時候需要維持系統(tǒng)真空有著較大的余量，因此需要將建立真空的真空泵用作是維持真空的真空泵并沒有較大的作用。

(2)效率低。水環(huán)真空泵的特點與其效率有著十分重要的影響，其總效率在一定程度上不會超過百分之三十。

(3)水環(huán)真空泵性能、出力受制于工作水溫度的變化。在夏季一旦出現(xiàn)氣溫較高的現(xiàn)象需要及時的將水環(huán)真空泵的相關(guān)性能進行分析，有可能會產(chǎn)生經(jīng)濟性降低的現(xiàn)象。

(4)水環(huán)真空泵設(shè)備的內(nèi)部機械性能(如裂紋問題)受汽蝕現(xiàn)象影響大。水環(huán)真空泵設(shè)備的相關(guān)內(nèi)部機械的一些性能需要通常情況下會受到一些腐蝕，在這種情況下對于設(shè)備的一些成本的維護有著很高的要求，一方面真空泵的相關(guān)的轉(zhuǎn)子以及一些葉輪會產(chǎn)生一些損壞的問題，同時這也在一定程度上加大了相關(guān)的費用的維護成本。對于設(shè)備的運行以及保護工作需要及時的進行處理，減少相關(guān)的成本的消耗，對水環(huán)真空泵設(shè)備進行相應的技術(shù)的改造。

3 凝汽器抽真空系統(tǒng)改造的實施方案

3.1 設(shè)計方案 對于真空泵以及相關(guān)的系統(tǒng)的主要作用不能進行改變，同時還需要給原來的系統(tǒng)配置上兩臺相關(guān)的真空泵，這樣就是運行以及備份相結(jié)合的形式，同時還可以有兩種形式進行選擇:

如果是在空間十分充足的情況下，可以增加相應的專利產(chǎn)品一套，借助一運二備的形式來運行。

現(xiàn)場如果沒有足夠的運行空間的情況下，可以將其中一臺真空泵進行拆除，同時還可以增加一個新型專利產(chǎn)品，運行方式為一運一備。

3.2 實際運行情況分析

(1)對現(xiàn)有真空系統(tǒng)進行漏點檢查。通常情況下機組的主要負荷在一百七十五MW，對#4機進行相應的實驗，主要開展的實驗結(jié)果為0.314kPa/min。同時要對其進行查漏，這主要包含四個方面。在處理完成之后需要對#4機180MW開展相關(guān)的真空嚴密實驗，結(jié)果是0.15kPa/min。

(2)實際運行效果驗證分析。在夏季和冬季兩種工況下，分別對大水環(huán)式真空泵、羅茨泵組和制冷機冷凍水不同組合運行方式下的實際抽汽效果進行試驗分析:

夏季工況

試驗一，真空泵+冷凍水與羅茨泵組+冷凍水。機組負荷180MW，一臺大水環(huán)式真空泵，真空制冷機投入，真空數(shù)值-93kPa；將制冷機冷凍水切至羅茨真空泵組，停運大水環(huán)式真空泵，真空下降至-92.75kPa。結(jié)論，夏季條件下大水環(huán)式真空泵與羅茨泵組都投入冷凍水的情況下，羅茨泵組抽汽能力略差，約影響真空0.25kPa。

試驗二，真空泵+冷凍水與羅茨泵組。機組負荷180MW，一臺大水環(huán)式真空泵，真空制冷機投入，真空數(shù)值-93.21kPa；停運大水環(huán)式真空泵及制冷機，羅茨泵組(無冷凍水)單獨運行真空下降至-92.8kPa。結(jié)論，夏季條件下，大水環(huán)式真空泵投入冷凍水情況與羅茨泵組不投入冷凍水的情況下對比，羅茨泵組抽汽能力差，約影響真空0.41kPa。

試驗三，真空泵與羅茨風機。機組負荷180MW，羅茨泵組(未投冷凍水)單獨運行，真空數(shù)值-93.68kPa，啟動大水環(huán)式真空泵，停運羅茨泵組，真空下降至-92.3kPa，真空下降約1.38kPa。

冬季工況

試驗四，羅茨風機與真空泵。機組負荷180MW，單獨運行羅茨泵(未投冷凍水)，真空數(shù)值-97.52kPa，切為真空泵運行，停運羅茨泵組，真空下降至97.24，真空下降約0.32kPa。結(jié)論，冬季條件下，羅茨泵組單獨運行較真空泵單獨運行真空提高明顯，既提高真空又節(jié)約廠用電。

針對此試驗驗證情況，對抽真空的機組運行方式進行如下優(yōu)化:

5月初—10月中旬運行方式:大水環(huán)式真空泵+制冷機運行，制冷機投運期間故障時:單獨運行羅茨泵組。

10月下旬—次年4月中旬制冷機受水溫影響不能運行時，單獨運行羅茨泵組。

4 凝汽器抽真空系統(tǒng)改造后的經(jīng)濟效果分析

(1)公司技改后不必投入制冷裝置運行，因此僅節(jié)省的電量是:6*30*24*20=86400KWH，節(jié)省電費:86400*0.4=34560元。總節(jié)電費用為:257600+34560=292160元。

(2)技改后，原來的真空泵的維修等相關(guān)次數(shù)有效的減少了，同時也有效的實現(xiàn)了免于維護相關(guān)的工作，節(jié)省了大量的時間以及配件的更換的相關(guān)成本。

(3)真空提升節(jié)能量。在羅茨泵一段時間的運行期間，真空水循環(huán)泵在運行過程中真空提升了0.8kPa，結(jié)合2019年的實際情況來看4機上網(wǎng)電量計算全年減少標煤約1342噸。

5 結(jié)語

本技術(shù)應用的高性能真空泵效率十分高。因此，使用高效設(shè)備可達到節(jié)能目的。另外，對不同機組運行方式和效率進行試驗驗證分析，對不同機組的運行效率差異性進行總結(jié)，最終優(yōu)化最佳的運行方式，實現(xiàn)節(jié)能降耗和保證有效真空的雙重目標。