630MW超臨界發電機組節能型真空泵改造技術

姚昆鵬 陶有宏 戈建新

摘 要：田集發電廠2號機組兩臺高、低壓凝汽器真空系統分別配備2臺納西姆工業有限公司生產的2BW4 353-0MK4型單級液環真空泵成套裝置，每臺凝汽器設置抽真空母管將兩臺水環真空泵并聯，機組正常運行時一臺運行，一臺備用。為提高機組經濟性、降低廠用電率，特對此真空系統進行節能技術改造，真空泵節電率達到84%。

關鍵詞：節能真空泵;經濟性;改造

1 概述

田集發電廠2號機組兩臺高、低壓凝汽器真空系統分別配備2臺納西姆工業有限公司生產的2BW4 353-0MK4型單級液環真空泵成套裝置，每臺凝汽器設置抽真空母管將兩臺水環真空泵并聯，機組正常運行時一臺運行，一臺備用。不改變原有4臺200kW真空泵及系統的情況下，在高低壓凝汽器抽真空系統中各并接一臺功率約為20kW左右的高性能抽真空泵組，這樣真空系統的高低壓凝汽器配置各有3臺真空泵，為一運二備方式。

水環真空泵工作水溫對水環真空泵抽汽速率的影響較大。特別是雙背壓凝汽器中低壓凝汽器夏季循環水流量越大，循環水溫升越低，真空泵吸入壓力下對應的飽和溫度與其入口冷卻水溫度的差值越小，對應真空泵汽蝕余量越小，水環真空泵越容易汽蝕，抽吸能力越低，抽氣量越小。壓力越低溫度對真空泵抽吸能力影響越大。如水環真空泵在設計吸入壓力30mmHg（4.0kPa）時，工作水溫由21℃上升到29℃，水環真空泵抽吸能力由0.67降低至0.01。水環真空工作壓力受到工作水溫的限制。真空泵在設計21.7℃水溫下，吸入壓力在2～8kPa段區間真空泵隨著入口壓力的降低，抽氣量急劇下降。水環真空泵自身的特性決定了它的效率較低，其總效率一般低于30%。水環真空泵設備的內部機械性能（如裂紋問題）受汽蝕現象影響大，設備維護成本高，也影響設備的安全運行。這表現在真空泵的轉子經常性的損環，維護費用增加。因此，從保護設備、提高機組經濟性、降低廠用電率、增加經濟收入等方面出發，對我廠的水環真空泵進行技術改進。

2 具體改造方案

在不改變原有4臺160kW真空泵及系統的情況下，在高低壓凝汽器抽真空系統中各并接一臺功率約為20kW左右的高性能抽真空泵組，真空機組設計的一級羅茨真空泵抽吸流量為2160m3/h（20kg/h），約為原先2BW4 353-0MK4真正泵組5300m3/h（52kg/h）的40%，滿足系統真空嚴密性200 Pa/min以內的泄漏抽吸量要求。

這樣真空系統的高低壓凝汽器配置各有3臺真空泵，為一運二備方式，系統主要運行方式如下：

（1）機組啟動時，按原運行方式將原有抽真空設備投入運行，用以建立真空;

（2）機組運行正常、真空穩定情況下，高效真空泵組投入運行、用以維持真空，原有抽真空設備切除做備用;

（3）機組真空系統發生嚴重泄漏，高效真空泵不能維持凝汽器真空時將原有抽真空設備其中一臺或兩臺投入運行以滿足真空要求;

（4）高效真空泵組在檢修或設備故障時，原有抽真空設備投入運行，確保真空要求。

（5）改造后機組正常運行時主要以高效真空泵組維持真空，均為一運二備運行方式，設備之間有可靠的聯鎖控制系統。

3 改造后的情況

在2014年12月19日和2015年5月12日分別對節能真空泵進行試驗，試驗數據見表1。

從試驗結果看，2號機組在真空泵運行工況良好，高效真空泵組投入運行前后，凝汽器真空值幾乎沒有變化。凝汽器真空值沒有變化的主要原因是兩次試驗機組均一臺循泵運行，循環水溫升達到15.7℃，低壓凝汽器溫升達到7.9℃，致使真空泵有足夠的冷卻端差，避免了真空泵汽蝕。從2015年5月12日試驗數據看594MW負荷工況下機組高、低壓凝汽器壓力差值為2.4kPa，雙背壓得到有效建立;試驗前后低壓凝汽器端差分別為2.6℃和2.9℃;高壓凝汽器端差為1.78℃和1.81℃，凝汽器性能指標優異。真空泵電流由215A下降至41A左右，真空泵節電率達到84%，節能效果顯著。全年可節省電量210×7500=158kWh，全年按7500運行小時計，相當于節省標準煤480噸/年（按全廠平均上網305K/kWh發電煤耗計）。節電價值：158萬kWh×0.35≈55.1萬元（按0.35元/千瓦時發電成本計算）。因高效真空泵受工作水溫的影響較小，能維持較好的真空。也避免了夏季因真空泵工作液的溫度高影響真空。避免了真空泵汽蝕的危害，保護了真空泵檢修的強度，有效的減少了設備檢修費用。

4 結束語

目前節能真空技術改造，是一項新的節能技術，對保護設備、提高機組經濟性、降低廠用電率、增加經濟收入，有所益處。

參考文獻：

[1]童小忠，應光耀，吳文健，劉淑蓮.汽輪機轉動部件脫落故障的識別方法[J].振動.測試與診斷，2012（05）.