350MW機組抽真空系統改造后的運行策略淺析

張敏

（國家能源集團肇慶熱電有限公司，廣東 肇慶 526238）

隨著社會的高速發展，人們對生活質量的要求也越來越高，而這種高質量的生活方式是通過在對自然資源不斷耗用的基礎上取得的，高標準的生活質量應該體現在對自然資源更高效的生產及利用上。企業作為當今社會高質量商品的提供者，也是能源消耗的消費主體，高效發展的企業是人們對高要求的生活質量的重要支撐，而節能降耗是企業的生存之本，既關系著企業的經濟效益，更與企業的生存發展息息相關，節能降耗對于促進國民經濟的高質量發展具有非常重要的意義。

當前，國家正在大力宣傳和推廣節能降耗，在這樣的背景下，節能降耗成為社會發展中極其重要的環節，對于高耗能的燃煤發電企業尤為突出。某燃煤電廠針對機組目前投運的水環真空泵存在配置偏大、極限抽氣能力較差、運行噪音大、容易氣蝕、維護工作量大等突出問題，經過咨詢相關的設備廠家、技術研究專家及已有應用的電廠后，該電廠對1#、2#機組凝汽器抽真空系統進行了節能改造，改造后的抽真空系統運行良好，經濟效益顯著，取得了很好的預期效果。

1 系統改造方案

該電廠目前運行兩臺350MW超臨界汽輪發電機組，每臺機組凝汽器抽真空系統配置兩臺并列水環式真空泵，機組在正常運行情況下，采用一運一備的運行方式。為進一步提高機組經濟運行水平，該廠利用機組檢修機會，分別對1#、2#機組抽真空系統進行技術改造，在原抽真空系統中并接一臺高效節能真空泵組，不改變原有真空泵及系統的功能作用。1#、2#機組進行抽真空系統技術改造后，在機組啟動需快速建立真空時，使用原抽真空系統運行；在機組正常運行期間，采用一運兩備的運行方式，即高效節能真空泵組保持長期運行，原有兩臺真空泵只作為抽真空系統備用泵。

2 系統設備特性簡介

高效節能真空泵組由前級水環式真空泵、氣水分離器、氣冷羅茨真空泵、換熱器、控制元件、接線箱、閥門等部件組成。高效節能真空泵組并接在抽真空母管上，通過管道與抽真空母管相連接，在羅茨真空泵入口抽氣管道上裝設一個手動閥和一個快關氣動閥，被抽吸的混合氣體進入羅茨真空泵增壓后，經過級間冷凝器冷卻，進入水環真空泵，混合氣體經過水環真空泵壓縮后隨工作液一起排入汽水分離器，不凝結氣體經排氣管直接排大氣。高效節能真空泵組冷卻水來自廠區工業水或空調水系統，而水環泵工作液則采用化學凝結水補水。

高效節能真空泵組的氣冷羅茨真空泵在較低的入口壓力時，有較大的抽氣速率，但不能單獨使用，必須與前級水環式真空泵串聯使用，待被抽系統的壓力被前級泵抽到允許入口壓力時，才能開始工作，并且氣冷羅茨真空泵不允許高差壓時工作，否則，會因過載而造成損壞。水環式真空泵作為氣冷羅茨真空泵的前級泵，由水環式真空泵先把入口壓力抽到氣冷羅茨真空泵允許的入口壓力，再啟動氣動羅茨真空泵，氣冷羅茨真空泵啟動后，形成氣冷羅茨真空泵+水環式真空泵串聯運行狀態，氣冷羅茨真空泵排除的氣體由水環式真空泵抽走。

夏天，隨著環境溫度的上升，當原有水環真空泵工作液達到 35℃以上時，抽氣能力急劇下降，嚴重影響機組安全運行及經濟性能。高效節能真空泵組中串聯的羅茨泵具有更強勁的抽吸能力，極限抽氣壓力(絕壓)可達500Pa以下，由于羅茨泵的增壓，使得水環泵入口壓力大大提高，降低了前級水環式真空泵工作液汽化的可能性，進一步改善了機組在夏天高溫期間運行的系統真空性能。

3 系統改造后的運行方式

該電廠1#、2#機組分別配置A、B兩臺真空泵，經過系統技術改造后，每臺機組新增一臺C真空泵組（高效節能真空泵組）。目前，1#、2#機組抽真空系統真空泵組運行策略如下。

3.1 機組正常運行時

（1）機組真空嚴密性試驗值低于260Pa/min時，方可投C真空泵組運行。

（2）機組正常運行時，保持C真空泵組運行；A或B真空泵投備用聯鎖。

（3）A、B真空泵每周進行定期試轉，且每次試轉不少于10分鐘。

（4）冬季時，C真空泵組使用工業水作為冷卻水；夏季時，C真空泵組冷卻水切至空調水；其他季節根據環境溫度而定。

（5）C真空泵組故障時，A或B真空泵聯啟正常，否則，手動啟動A或B真空泵。

3.2 機組開機時

機組開機過程中，啟動A或B真空泵對凝汽器抽真空，嚴禁開機過程中啟動C真空泵組抽真空。

3.3 機組停機時

機組停機過程中，機組負荷接近70MW時，及時將C真空泵組切至A或B真空泵運行。防止機組負荷低至20%額定負荷時開啟主機本體疏水后使C真空泵過載運行。

3.4 機組進行真空嚴密性時：

（1）根據機組進行真空嚴密性結果決定是否啟動C真空泵運行。

（2）機組真空嚴密性試驗結束后，先啟動A或B真空泵抽真空10分鐘以上，當機組真空嚴密性試驗值低于260Pa/min時且凝汽器壓力≤-90kPa時，可將A或B真空泵切至C真空泵組運行。

（3）當機組真空嚴密性試驗值高于260Pa/min時，及時啟動A或B真空泵運行，并停止C真空泵組運行。

4 改造后的控制邏輯

4.1 前級水環式真空泵邏輯

（1）啟動允許條件（與）：凝汽器壓力≤12kPa(-89kPa)；前級水環泵無故障信號；前級水環泵液位≥130mm。

（2）跳閘條件（與，延時30秒）：機組停運；進口氣動閥關閉；羅茨泵停運。

4.2 羅茨泵邏輯

（1）啟動允許條件（與）：前級水環式真空泵已啟動；入口壓力≤10kPa(-91kPa)。

（2）跳閘條件（或）：前級水環式真空泵停運；進口氣動閥已關閉且機組停運；凝汽器壓力≥15kPa(-86kPa)。

4.3 補水電磁閥邏輯

自動開啟邏輯：汽水分離器液位低于60mm。

自動關閉邏輯：汽水分離器液位高于200mm。

4.4 進口氣動閥邏輯

自動開啟條件：羅茨泵運行且羅茨泵進口壓力小于7kPa（-94kPa）。

自動關閉條件：前級水環式真空泵或羅茨泵故障。

4.5 C真空泵組與A或B真空泵聯鎖

C真空泵組故障后聯鎖啟動A或B真空泵運行，A或B真空泵聯鎖啟動不成功時，延時5秒啟動B或A真空泵運行。

5 結語

截至目前，該廠1#、2#機組凝汽器抽真空系統技術改造已接近一年，高效節能真空泵組在各種允許工況下運行良好，真空泵組運行方式合理、控制邏輯嚴密，經過一年的實踐證明，高效節能真空泵組技改項目對全廠經濟效益、設備維護、現場生產環境都有較為明顯的改善，值得推廣應用。