凝汽器抽空氣方式改進效果與分析

摘 要：華電宿州公司2013年提出《630MW機組凝汽器抽空氣方式優化方案》，確定630MW機組凝汽器抽空氣方式優化方案：在不增設真空泵的前提上，凝汽器抽空氣方式為高、低壓凝汽器兩路分別抽出，互相聯絡。并先后在#1機組和#2機組上實施優化方案，投資最小，節能又具有經濟性。

關鍵詞：真空泵；母管制系統；節能；經濟性

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.01.012

0 引言

安徽華電宿州發電有限公司共有2臺630MW超臨界機組，在2007年9月份、2007年11月相續投入生產運營。這兩臺凝汽器抽空氣方式為一根母管連接3臺真空泵式系統，正常運行時一備二運方式運行，如附圖1凝汽器抽空氣方式圖所示。對于采用雙備壓凝汽器的機組，此種抽真空方式會造成凝汽器低壓側的抽氣被排擠，導致凝汽器低壓側背壓過高，高低背壓凝汽器壓差嚴重偏離設計值，高低背壓凝汽器的優點沒有得到充分體現，嚴重影響機組熱耗[1]。

本文以宿州電廠兩臺630MW超臨界機組N-38000-5型雙壓凝汽器抽氣方式改進后的效果為分析對象，對凝汽器抽空氣方式改進后的效果加以肯定。

1 宿州電廠凝汽器抽空氣方式改進方案

將宿州電廠高壓凝汽器抽空氣管道在低壓凝汽器內節流孔板處加堵板，在機房6.9米高壓凝汽器處恰當位置穿孔，將高壓凝汽器抽空氣管道用同直徑管道焊好并引出，連接到A真空泵入口手動門前管道上，抽空氣管道與開孔處焊死。A至B，B至C真空泵入口母管分別加裝一個電動聯絡閘閥（使用機組優化割除的高加清洗電動門，建議使用電動驅動閘閥，不光嚴密性好，在電動操作不動時，還可以手動操作）。另外還可利用為防止備用真空泵入口管道積水而改造的入口手動門后聯絡管道、閥門作為備用，以防電動閘閥打不開。但須將原DN25的管道與閥門更換成DN65或DN80的管道、閥門，放水門不需要更換。不算閥門成本，總投資約10萬元。如購新閥門，投資約20萬元。

B真空泵可作備用泵。需要熱控配合做出相關聯鎖保護：A真空泵跳閘，B真空泵聯啟，A電動聯絡閘閥聯開；C真空泵跳閘，B真空泵聯啟，B電動聯絡閘閥聯開；A、C兩臺真空泵均跳閘，B泵聯啟，A、B電動聯絡閘閥均聯開；同時在DCS做此兩閥狀態監視及手動操作器，可以手動操作開、關。設備維護部在電動聯絡閘閥下面安裝平臺，以便于運行人員手動搖開（電動聯絡閘閥電動操作拒動時）。從機組的真空嚴密性來看，#1、#2機組機空嚴長期均在0.13kPa/min左右，如果電動聯絡閘閥操作不動，在20分鐘內將其搖開是安全的[2]。

如在兩臺機組實施上述凝汽器抽空氣方式改進方案，低壓凝汽器至少能夠提高真空0.4 kPa（真空提高裝置運行期間），高、低壓凝汽器能夠平均提高真空0.2 kPa以上，降低煤耗0.54 g/Kw.h。安裝真空提高裝置的機組在夏季在相同情況下優勢明顯。真空提高裝置停止運行期間，低壓凝汽器提高真空約1.1 kPa，降低煤耗1.458 g/Kw.h。2機組年發電量約33億Kw.h計算，節約標準煤2791.8t/年，按照標煤900元/噸計算，節約2512620元/年。約29天即可收回成本。

2 宿州電廠對#1機組凝汽器抽空氣方式改進

在1機組實施上述凝汽器抽空氣方式改造，改造后低壓凝汽器提高真空約1.1 kPa，高、低壓凝汽器平均提高真空0.55 kPa。宿州電廠真空提高1 kPa，煤耗降低2.7g/Kw.h，降低煤耗1.458 g/Kw.h。按1機組年發電量33億Kw.h來計算，節約標準煤4811.4t/年。標煤約900元/噸計算，可節約4330260元/年。總投資約20萬元計算的話。大約17天收回投資成本。如果#1機加裝真空提高裝置，效果將更為明顯。

在2機組實施上述凝汽器抽空氣方式改造，低壓凝汽器起碼能夠提高真空約0.4 kPa（真空提高裝置運行期間），高、低壓凝汽器起碼能夠平均提升真空0.2 kPa，煤耗降低0.54 g/Kw.h。安裝真空提高裝置的#2機組在夏季相同情況下優勢明顯。真空提高裝置停止運行期間，低壓凝汽器提高真空約1.1 kPa，降低煤耗1.458 g/Kw.h。按2機發電量33億Kw.h/年計算，一年節約標準煤2791.8t，標煤約900元/噸計算，節約2512620元/年。約29天即可收回投資。”

利用大修機會2014年5-6月對#1機組凝汽器抽空氣方式優化方案進行實施，2015年9-10月對#2機組凝汽器抽空氣方式優化方案進行實施。與《630MW機組凝汽器抽空氣方式優化方案》中稍有不同的是真空泵聯絡門由電動門換成了氣動門、為施工方便將抽空氣管道從高背壓凝汽器西側直接貫穿。

3 #1機組凝汽器抽空氣方式改進后效果分析

2014年 7月8日#1機組開機后運行正常，開機后運行平穩后即實行凝汽器單獨抽真空。以下從PI系統調取#1機組參數平均值如表1：調取改造前一年及改造后運行一年數據。

改造前由于1A真空表在2013年10月份改為絕壓表，用1A真空與DEH2真空相比較，可以看出A、B凝汽器平均壓差只有0.377kPa，并且有時A凝汽器比B凝汽器顯示真空數值還要差，凝汽器排氣溫度差平均2.18℃，利用飽和水溫度壓力對應表查出折算真空差0.665 kPa。

改造后可以看出A、B凝汽器平均壓差有1.51kPa，凝汽器排氣溫度差平均5.07℃，折算真空差1.60kPa。

由于真空變速器精度等級較低為0.5級，存在±0.5%誤差，并且受安裝緊力，以及真空變速器管路積水、大氣壓力變化等影響因數較多，一般用排汽溫度換算計算更為準確。鑒于改造前后同期負荷率接近，改造前平均負荷500MW，改造后平均負荷502.5 MW，幾乎一致，忽略其它因素，凝汽器真空差=1.60-0.665=0.936kPa。由于真空提高僅對B凝汽器有效。高、低壓凝汽器平均提高有效真空0.468 kPa，以真空對機組煤耗的影響2.3g/kPa（華電集團通用標準），降低煤耗1.076g/Kw.h。冬季真空提高裝置停運運行期間由于凝汽器抽空氣方式變化后提升煤耗暫且不計算，以每臺機組年發電量35億Kw.h計算（宿州公司真空提高裝置在冬季停運4個月，發電11億Kw.h。按照真空提高裝置運行8個月計算發電22億Kw.h），年節約標準煤3766t，以標煤700元/噸計算，年節約2636200元。兩臺機組節約標準煤7532t，以標煤700元/噸計算，年節約5272400元。以發電機組剩余使用壽命23年計算，可節約標準煤173236t標準煤，折合人民幣1.21億元。

4 結論

宿州電廠#1機組凝汽器抽空氣方式改進后效果很明顯，具有投資小（經計算單臺機組投資費用為氣動門2萬、管道2萬元、施工費1萬元，共計5萬元，兩臺機組投資10萬元），見效快，投資回收期極短的特點。并且一旦改造完畢，整個發電機組壽命周期內均可以使用，性價比極高，投資10萬元，收回一億多。尤其是抽空氣管道直接貫穿高壓凝汽器，尚未有其它廠實施，非常值得大力推廣和使用。

參考文獻：

[1]郭江龍，曹爭選等.300MW機組高加疏水調門堵塞原因分析及措施[J].熱力發電，2010，39（09）：61-63.

[2]呂鵬飛.630MW機組凝汽器抽真空方式優化方案[C].2012.

作者簡介：靳振宇（1981-），男，河北保定人，研究方向：動力工程。