660MW超超臨界機(jī)組抽真空系統(tǒng)改造

金鋒

摘要：本文以660MW超超臨界機(jī)組為模型，介紹了雙背壓凝汽器抽真空系統(tǒng)串聯(lián)連接方式在運(yùn)行中存在的問(wèn)題，對(duì)機(jī)組真空系統(tǒng)的布置進(jìn)行全面系統(tǒng)的研究，探索優(yōu)化解決方案，提出了雙背壓凝汽器抽真空系統(tǒng)改造方案，系統(tǒng)優(yōu)化后顯著提高了機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。

關(guān)鍵詞：雙背壓凝汽器、抽真空系統(tǒng)、串聯(lián)、并聯(lián)、改造

一、設(shè)備系統(tǒng)簡(jiǎn)介

大唐南京發(fā)電廠共安裝兩臺(tái)額定容量為660MW的超超臨界汽輪發(fā)電機(jī)組，機(jī)組凝汽器凝汽器采用雙背壓、雙殼體、單流程、表面冷卻式，并呈橫向布置，采用的抽真空設(shè)備為水環(huán)式真空泵，共有3臺(tái)，兩用一備，真空泵容量為50%。在冷卻水溫度25℃條件下，最低吸入真空可以達(dá)到3.3kPa，此時(shí)，抽真空能力為52kg/h，工作點(diǎn)軸功率為87kW。

二、水環(huán)式真空泵的特點(diǎn)

水環(huán)泵和其它類(lèi)型的機(jī)械真空泵相比有如下優(yōu)點(diǎn)：

1）、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造精度要求不高，容易加工。

2）、結(jié)構(gòu)緊湊，泵的轉(zhuǎn)數(shù)較高，一般可與電動(dòng)機(jī)直聯(lián)，無(wú)須減速裝置。故用小的結(jié)構(gòu)尺寸，可以獲得大的排氣量，占地面積也小。

3）、壓縮氣體基本上是等溫的，即壓縮氣體過(guò)程溫度變化很小。

4）、由于泵腔內(nèi)沒(méi)有金屬摩擦表面，無(wú)須對(duì)泵內(nèi)進(jìn)行潤(rùn)滑，而且磨損很小。轉(zhuǎn)動(dòng)件和固定件之間的密封可直接由水封來(lái)完成。

5）、吸氣均勻，工作平穩(wěn)可靠，操作簡(jiǎn)單，維修方便。

水環(huán)泵也有其缺點(diǎn)：

1）、效率低。一般在30%左右，較好的可達(dá)50%。

2）、真空度低。這不僅是因?yàn)槭艿浇Y(jié)構(gòu)上的限制，更重要的是受到工作液飽和蒸氣壓力的限制。用水作為工作液，極限壓強(qiáng)只能達(dá)到2000～4000Pa。用油作為工作液，極限壓強(qiáng)可達(dá)到130Pa。

三、抽真空系統(tǒng)優(yōu)化前運(yùn)行方式

高壓凝汽器的抽空氣管道直接接入低壓凝汽器中，通過(guò)低壓凝汽器的抽氣管道間接地對(duì)高壓凝汽器抽氣，抽空氣母管的末端為3臺(tái)水環(huán)式真空泵，兩運(yùn)一備。

存在的問(wèn)題：

由于采用雙背壓凝汽器抽真空系統(tǒng)串連接方式，高、低壓凝汽器的抽空氣管匯接在一起，在匯接點(diǎn)處的壓力是相同的，在高、低壓凝汽器存在一定壓力差情況下，高壓側(cè)排擠低壓側(cè)的空氣，使低壓凝汽器中的空氣未抽干凈，嚴(yán)重影響了低壓凝汽器的換熱效果，造成雙背壓凝汽器的真空達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，低背壓凝汽器出現(xiàn)傳熱惡化、端差加大的現(xiàn)象，影響了機(jī)組真空。

四、改造方案

1、抽真空系統(tǒng)由串聯(lián)運(yùn)行改為并聯(lián)運(yùn)行

將高低壓凝汽器抽真空管道分開(kāi)，由原來(lái)的并聯(lián)抽真空方式改為高、低壓凝汽器串聯(lián)抽真空方式。將高壓側(cè)凝汽器與低壓側(cè)凝汽器抽真空管道斷開(kāi)，高、低壓側(cè)凝汽器抽真空管道引出凝汽器后，分別單獨(dú)接至A真空泵和C真空泵，可以實(shí)現(xiàn)一臺(tái)真空泵抽一臺(tái)凝汽器的目的，從而消除高、低壓凝汽器真空不一致對(duì)抽吸能力的影響，B真空泵分別通過(guò)兩個(gè)聯(lián)絡(luò)門(mén)接入高、低壓凝汽器抽真空管路，B真空泵作為備用。

圖2? 抽真空系統(tǒng)并聯(lián)運(yùn)行方式

2、在真空泵進(jìn)口加裝大氣噴射器

大氣噴射器是通過(guò)從排氣側(cè)（汽水分離箱）引入汽流，通過(guò)噴嘴加速形成高速氣流，來(lái)帶動(dòng)吸入口內(nèi)的氣體一起從吸氣支管進(jìn)入泵內(nèi)，經(jīng)擴(kuò)散器擴(kuò)張段氣流速度降低，壓力不斷升高，從而提升泵內(nèi)的吸入壓力。大氣噴射器的運(yùn)用增加了真空泵的空氣流量，使真空泵抽吸室的壓力高于密封水溫度的極限抽吸壓力，因此能夠使真空泵運(yùn)行中的噪聲得到有效控制，并且真空泵內(nèi)部的葉輪部件避免了由于抽吸工作中產(chǎn)生的大量水汽而造成的腐蝕現(xiàn)象。

大氣噴射器投入后，真空泵電流增大15A左右，對(duì)真空的影響較小，在0.1kpa左右，但負(fù)荷也是影響因素之一，需要進(jìn)一步試驗(yàn)確認(rèn)。就地觀察，大氣噴射器投入后，真空泵噪音降低較多，對(duì)真空泵使用壽命的影響要經(jīng)歷一段時(shí)間才可以看出。

真空系統(tǒng)運(yùn)行方式從串聯(lián)運(yùn)行改變?yōu)椴⒙?lián)運(yùn)行后，A凝汽器（低背壓凝汽器）由于沒(méi)有了高壓凝汽器的排擠，真空有了明顯的上升，達(dá)到了0.88kpa，機(jī)組平均真空也有大幅度上升。

五、總結(jié)

通過(guò)對(duì)凝汽器真空系統(tǒng)的分析研究，對(duì)抽真空系統(tǒng)進(jìn)行改造，將抽真空系統(tǒng)串聯(lián)運(yùn)行方式改造為并聯(lián)運(yùn)行方式，并在A、C真空泵進(jìn)口加裝了大氣噴射器，提高了機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性，取得了良好的效果。