雙壓凝汽器抽真空系統布置方式優化研究

摘要：本文從介紹雙壓凝汽器抽真空系統連接方式出發，闡述了采用雙壓運行的優點和目前存在的問題。文中以信陽電廠660MW?汽輪機機組的雙壓凝汽器抽空氣系統為實例，結合現場試驗，確定雙壓凝汽器運行方式和改造方案，分析其節能效果，系統優化后顯著提高了經濟效益和社會效益，可為同類型機組的抽真空管路改造提供參考。

關鍵詞：雙壓凝汽器;抽空氣系統;連接方式;優化

1.雙壓凝汽器抽真空系統連接方式

1.1串聯抽真空系統

串聯布置型式是指高、低壓凝汽器的空氣抽出管路采用串聯方式，即高壓凝汽器的抽空氣管路直接接入低壓凝汽器中，通過低壓凝汽器的抽氣管路間接地對高壓凝汽器抽氣。該布置方式的抽空氣管路大多布置在凝汽器內部，可減少設備投資和所需場地。但由此帶來的問題是凝汽器內聚集的空氣不能徹底抽盡，易引起兩個汽室之間的互相干擾，影響換熱效果。

1.2并聯抽真空系統

該布置型式常采用三臺真空泵的配置型式即從高、低壓凝汽器分別接出抽空氣管路，匯合成一根母管后進入真空泵組。優點是可節省一臺真空泵，管路連接較簡單。但因高、低壓側抽氣管相互交叉，易因抽氣管道壓力差出現排擠現象，導致低壓側抽氣受阻，嚴重時低壓側抽不出空氣，影響雙壓凝汽器的節能效果。

1.3單獨抽真空系統

高、低壓凝汽器分別配備兩套100%容量的水環式真空泵組，高壓側的2個抽氣管道匯集后連接到真空泵，低壓側的2個抽氣管道匯集后連接到另外一組真空泵，高低壓側抽真空管道互不相連，四臺真空泵兩運兩備，此為單獨抽真空系統。此方式避免了抽氣存在背壓差而出現的排擠現象，提高凝汽器真空。但單獨抽真空系統一般配置4臺真空泵，增加了初期投資成本。

2.信陽電廠660MW超超臨界機組真空系統改造

2.1信陽電廠超超臨界機組改造前真空系統介紹

信陽電廠660MW超超臨界機組采用N-31000-1?型凝汽器，雙背壓、雙進雙出、單流程、橫向布置結構。設計循環水溫20℃，凝汽器平均背壓為0.0049MPa，高、低壓背壓凝汽器抽空氣管道連接在一起，凝汽器抽氣管道現場布置采用串聯方式。改造前為真空系統設計兩臺100%容量的水環式真空泵，正常運行時一運一備。

2.2信陽電廠雙背壓凝汽器改造前運行情況及問題分析

信陽電廠投產以來汽機真空即存在高、低背壓凝汽器背壓偏差低于設計值以及低背壓凝汽器端差大于設計值的問題。因真空嚴密性合格，經排查后最終判斷為抽氣系統存在問題。現場實際抽氣管路布置為：高、低壓背壓凝汽器抽空氣管道連接在一起，高、低壓凝汽器的空氣抽出管路采用串聯方式，抽空氣母管的末端為兩臺真空泵，空氣按照背壓差方向由高壓側流向低壓側。

此種連接方式存在的問題是，抽空氣管路大多布置在凝汽器內部，易導致高、低壓凝汽器內聚集的空氣不能徹底抽盡，且易引起兩個汽室之間的互相干擾。

2.3大唐信陽發電有限公司雙背壓凝汽器抽真空方式改造方案

真空系統內部抽氣管道改造：將高低壓凝汽器內部抽氣管道在凝汽器內部斷開，兩側分別加裝堵板堵死，在高背壓凝汽器處增加一道抽氣口，高背壓內部抽氣管道直接從該抽氣口處接出。

系統外部管道改造：高低背壓凝汽器抽氣管道接出后分別與A、B真空泵抽氣口單獨連接，兩管道之間加裝一路串聯管道，管道上需要安裝兩臺真空手動門及一臺真空氣動門。

抽真空系統改造后，抽真空系統連接方式為并聯和單獨抽真空系統可任意切換。機組正常運行時，當兩臺真空泵都正常運行，此中間聯絡門關閉，A泵負責抽取低背壓側凝汽器不凝結氣體，B泵負責抽取高背壓側凝汽器不凝結氣體，此時抽真空系統為單獨抽真空系統連接。當任一真空泵故障或檢修時，聯鎖打開此中間聯絡門，此時抽真空系統切為并聯抽真空系統。

3.抽真空系統連接方式優化后試驗數據分析

經數據分析，當兩臺真空泵并列運行，聯絡氣動門和旁路手動均關閉時，機組真空最好;單臺泵運行時，只要保證聯絡旁路手動門在開啟狀態，兩臺真空泵均可單獨運行互為備用，機組真空無明顯變化;A真空泵運行，旁路聯絡手動門關閉時，低背壓真空下降較快;兩臺真空泵運行由于廠用電率高影響煤耗0.07g，真空提高0.45KPa，影響煤耗1.05g，可見當兩臺真空泵并列運行，聯絡氣動門和旁路手動均關閉時為最經濟方式。表3-1為信陽電廠真空系統優化后數據。

表3-1?信陽電廠真空系統優化后數據

負荷（MW）

改造前后

負荷（MW）

循環水進水溫度（℃）

循環水溫升（℃）

真空（kpa）

端差（℃）

真空泵（臺）

330

改造前

330.5

25.6

9.48

93.21/93.01

4.5

2

改造后

330

25.54

9.81

94.43/93.19

2.58

2

變化值

-0.5

-0.05

0.33

0.7

1.92

0

450

改造前

431

25.1

10.14

93.7/93.6

5.36

2

改造后

461.99

25.41

10.51

94.75/93..54

3.5

2

變化值

-30.99

-0.31

0.37

0.495

1.86

0

從上表可看出：330MW負荷時，真空提高0.7kPa，端差下降1.92℃，循環水溫升提高0.33℃;450MW負荷時，真空提高0.495kPa，端差下降1.86℃，循環水溫升提高0.37℃，凝汽器換熱情況明顯改善。

此次真空系統改造，將高、低壓凝汽器抽空氣管分開，二臺真空泵同時運行，可提高、低背壓凝汽器真空0.5-0.7kPa，降低低壓凝汽器排氣溫度2℃，提高了經濟效益。因改造后系統真空有所提高，真空泵內的真空也將相應提高，從而降低機組煤耗。

4.結語

本文以大型機組雙壓凝汽器抽真空系統布置方式為研究對象，結合真空系統優化實例，提出雙壓凝汽器抽真空系統連接方式優化方案，通過改后節能效果確定了方案的可行性，顯著提高了經濟效益，可為同類型機組的抽真空管路改造提供一定的參考。

參考文獻：

[1]李青編.火力發電廠節能技術及其應用.中國電力出版社

[2]黃素逸編.能源與節能技術.中國電力出版社

作者簡介：

田曉康（1985.10—），男，漢族，河南漯河人，從事熱工檢修管理工作，7年經驗。