300MW汽輪機(jī)真空系統(tǒng)節(jié)能改造

宋紅偉

摘 ? 要：本文主要介紹了江蘇徐礦綜合利用電廠的真空系統(tǒng)節(jié)能改造實(shí)施方案，方案是在原有兩臺(tái)并聯(lián)的真空泵基礎(chǔ)上加裝一臺(tái)羅茨水環(huán)真空泵組，通過兩種泵的結(jié)構(gòu)形式及異常事件分析，并進(jìn)行節(jié)能分析對比。改造后不僅有效提高了機(jī)組的真空，確保機(jī)組真空系統(tǒng)安全嚴(yán)密性，同時(shí)節(jié)省了廠用電，避免了夏季冷卻水溫太高，導(dǎo)致運(yùn)行水環(huán)真空泵汽蝕，影響機(jī)組的安全性和經(jīng)濟(jì)性。

關(guān)鍵詞：真空系統(tǒng) ?水環(huán)真空泵 ?羅茨泵 ?廠用電 ?冷卻水

中圖分類號(hào)：TK267 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2019）08（b）-0088-02

1 ?真空泵對比

目前300MW以上汽輪機(jī)組采用水環(huán)真空泵存在以下問題：耗電量大，效率低，抽氣性能差，存在汽蝕現(xiàn)象，維修成本高。羅茨泵具有以下特點(diǎn)：啟動(dòng)快，轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡擾動(dòng)小，振動(dòng)偏小，耗電小，節(jié)約廠用電，可靠性高。

2 ?異常事件分析

2.1 事件

2013年05月20日早班，14：40#2機(jī)組負(fù)荷280MW，2B循泵，2B真空泵運(yùn)行，因工業(yè)水需要停運(yùn)，主值張某派人將真空泵泵冷卻水由工業(yè)水切換至循環(huán)水運(yùn)行，切換后真空由-94.5kPa迅速下降，匯報(bào)值長，立即手動(dòng)減負(fù)荷，并增啟2A偱泵，2A真空泵，14：50機(jī)組真空回升，由-92.5kPa上升并維持真空-94.4kPa。15：40工業(yè)水恢復(fù)運(yùn)行，將真空泵泵冷卻水由循環(huán)水切換至工業(yè)水運(yùn)行，15：28停運(yùn)2A真空泵，真空系統(tǒng)穩(wěn)定，維持兩臺(tái)循泵運(yùn)行。

2.2 原因分析

管式熱交換器冷卻水水源為兩路水源（循環(huán)水和工業(yè)水）且互為并聯(lián)，循環(huán)水冷卻水壓力0.1～0.2MPa，冷卻水量25m?/h，水溫在20℃～35℃。工業(yè)水壓力0.3MPa，水溫在20℃～33℃。正常運(yùn)行時(shí)一般采用工業(yè)水進(jìn)行冷卻。因恰逢夏季且近期環(huán)境溫度較高，機(jī)組高負(fù)荷運(yùn)行，工業(yè)水在30℃左右，而循環(huán)水高達(dá)33℃，冷卻效果差，導(dǎo)致汽水分離器內(nèi)工作水溫高達(dá)40℃左右。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)：當(dāng)真空泵工作液溫度上升到35℃以上時(shí)，工作液開始汽化，真空泵性能惡化，抽氣性能變差，長時(shí)間運(yùn)行導(dǎo)致真空泵汽蝕。所以夏季氣溫高時(shí)，水環(huán)真空泵抽氣能力下降、造成機(jī)組真空低，降低了機(jī)組的安全性和經(jīng)濟(jì)性。

3 ?羅茨水環(huán)真空泵組節(jié)能改造方案分析

3.1 改造方案

如圖1所示，在原抽真空系統(tǒng)中并入一臺(tái)羅茨-水環(huán)真空泵組，通過其抽真空管道與原抽真空母管連接，同時(shí)在入口抽氣管道上裝設(shè)一個(gè)手動(dòng)閥和一個(gè)速關(guān)氣動(dòng)閥。

3.2 參數(shù)分析

根據(jù)羅茨泵的銘牌參數(shù)，羅茨泵在抽吸干空氣量600L/s=2160m3/h，按照凝汽器背壓4.0kPa·a對應(yīng)的飽和蒸汽溫度28.98℃，凝汽器的過冷度為4.17℃，凝汽器被抽出的混合氣體溫度為：28.98-4.17=24.81（℃），24.81℃對應(yīng)的飽和蒸汽分壓為3.13kPa，那么混合氣體中干空氣的分壓4-3.13=0.87（kPa）。對于一臺(tái)體積流量為2160m3/h的抽吸設(shè)備，能夠抽吸的干空氣量為：2160×0.87/4=469.8（m3/h），由此可計(jì)算干空氣的質(zhì)量流量為469.8m3/h×4/101.3×273/（273+24.81）×1.29kg/m3=21.9kg/h。

結(jié)論：在300MW機(jī)組中通常配套的羅茨復(fù)合機(jī)組的氣量僅為約21.9kg/h左右。

3.3 真空泵的抽氣量核算

試驗(yàn)測試表明：在背壓為5kPa時(shí)，真空嚴(yán)密性小于等于200Pa/min的情況下，只要選擇一臺(tái)實(shí)際抽氣量大于1650m?/h的真空泵即可抽出漏入凝汽器真空系統(tǒng)的20kg/h的空氣，維持系統(tǒng)的真空。300MW濕冷機(jī)組在夏季的背壓可能上升到12kPa，在真空嚴(yán)密性小于400Pa/min的情況下，只要選擇一臺(tái)實(shí)際抽氣量大于1863m?/h的高效羅茨真空泵組即可抽出漏入凝汽器真空系統(tǒng)50kg/h的空氣，維持系統(tǒng)的真空。

4 ?羅茨水環(huán)真空泵組改造后對比

徐礦電廠300MW機(jī)組安裝羅茨水環(huán)抽真空泵組：型號(hào)WJ2ZJQ600，配套電機(jī)功率為30kW+18.5kW，經(jīng)調(diào)試正常后投入運(yùn)行，羅茨水環(huán)抽真空泵組的總電流約為37A，與原有大水環(huán)真空泵相比，節(jié)電率約80%。對比分析如表1所示。

5 ?結(jié)語

真空系統(tǒng)節(jié)能改造方案實(shí)施后，不僅有效提高了機(jī)組的真空，確保機(jī)組真空系統(tǒng)安全嚴(yán)密性，同時(shí)節(jié)省了廠用電，避免了夏季冷卻水溫太高，導(dǎo)致運(yùn)行水環(huán)真空泵汽蝕，對機(jī)組的安全性和經(jīng)濟(jì)性不利的危害。

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