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          凝汽器真空系統節能技術
          2019-02-26 15:58:00 admin 440

          技術背景

          在發電廠中,凝汽器真空對發電煤耗影響較大。以300MW機組為例,真空每提高1Kpa,對應的發電煤耗下降約3g/kwh。

                 目前電廠常用的抽真空設備是射水泵和水環泵,前者大多被后者所替代。水環泵的性能與所抽吸氣體的狀態(壓力、溫度)和工作液的溫度有很大的關系。同時,運行中受到“極限抽吸壓力”的影響,容易在葉輪表面發生局部水錘現象,運行噪聲大。且會使葉片產生一定的拉應力,長時間運行易導致葉片的斷裂,威脅機組的安全運行。

                 工作液溫度對水環泵的性能影響很大,高水溫工況下,其抽氣性能快速下降70~90%,甚至在某入口壓力下抽氣量為0,造成凝汽器真空值下降。有些機組在夏天需啟動備用真空泵同時來維持凝汽器真空。工作液溫度的上升還對水環式真空泵長期運行不利,造成破壞真空,降低機組經濟性;水環泵汽蝕等后果。

          應用新型凝汽器真空提升成套技術亮點

          1.   徹底解決汽蝕

          2.   真空泵運行電流降至 25~60A

          3.   將原真空泵降低的真空提高 300~2000pa

          4.   原真空泵長期備用,30年無維修

                 此技術經過近幾年的技術攻關,從第一代技術已優化完善至目前的第三代、甚至更優秀的新型技術,是將量身定做的高效真空泵組應用在電廠凝汽器抽真空系統,節能達到70~90%,對真空嚴密性不是特別優秀、夏季運行或高背壓供熱運行的機組,可以將原有水環泵因抽吸能力下降,造成的凝汽器真空降低部分提高300~2000pa,相應降低發電煤耗0.9~3克/kwh

          節能原理

          1 機組啟動時,由真空泵抽出的凝汽器內的空氣,實現快速建立真空,因此需要大功率的真空泵,即是目前電廠配置的水環式真空泵(或射水式抽氣器)。

          2 機組正常運行時由汽輪機的排氣凝結形成高度真空,因此由小功率的真空設備抽出漏入凝汽器內的空氣就能維持真空。

          3 正常運行時,真空泵組抽出的大部分為水蒸汽,利用氣冷干式真空泵組對水蒸汽逐漸壓縮后,排入管式換熱器進行冷卻,由換熱器出來的只是少量的水蒸汽和空氣,再由最后一級真空泵直接排出或由小水環真空泵抽出,以減少真空泵組大量壓縮氣體所需的總負荷,從而實現節能。

          降耗原理

          1 原水環泵在工作液溫度升高時,其抽吸性能急劇下降,出力嚴重不足,漏入凝汽器的不凝氣體將造成傳熱惡化,并在凝汽器內積聚破壞真空(水蒸汽中質量含量占1%的空氣能使表面傳熱系統降低60%), 造成凝汽器的實際真空值比應該達到的理論真空值低,并且該差值與凝汽器的真空嚴密性成正比。

          2 正常運行時,切換至氣冷干式真空泵組維持真空,其抽吸性能不受季節水溫的影響,抽吸效率始終保持在85%以上。

          3 水環泵的極限抽吸壓力為3300pa,氣冷干式真空泵組的極限抽吸壓力最高可達0.5pa,這一優越性保證的氣冷干式真空泵組比水環泵或射水式抽氣器,能更好的維持、接近凝汽器的理論真空值。

          4 目前電廠應用的水環泵的轉速均在490~980r/min,氣冷干式真空泵組的轉速為1450r/min,高極限真空和高轉速保證了更快、更及時的抽出漏入凝汽器的空氣,維持住其自身應具備的理論真空值。

          工作原理

          1 第三代技術由三級氣冷干式真空泵組與小水環泵串聯組成,氣冷干式真空泵組配置二級管式換熱器,小水環泵配置單級管式換熱器。氣冷干式真空泵組作為主抽泵,抽出的汽體經過三級壓縮、二級冷卻后進入小水環泵,再經小水環泵壓縮后排入汽水分離器。氣冷干式真空泵組排出的氣體提高了小水環泵入口的壓力,可有效避免真空泵產生汽蝕,避開汽蝕工況,降低泵組設備的噪音。

          2 新型三級氣冷直排干式真空泵組配置二級管式換熱器,抽出的氣體經過三級壓縮、二級冷卻后進入氣躁平衡裝置,汽水分離后各自排出??捎行Ф沤^真空泵產生汽蝕,避開汽蝕工況,降低泵組設備的噪音。

          3 新型四級氣冷直排干式真空泵組配置二級管式換熱器,抽出的汽體經過四級壓縮、二級冷卻后進入氣躁平衡裝置,汽水分離后各自排出,可有效杜絕真空泵產生汽蝕,避開汽蝕工況,降低泵組設備的噪音。

          可靠性分析

          1 氣冷干式真空泵組與凝汽器通過抽氣管道、手動門、氣動碟閥、逆止門連接,在本裝置正常停機或事故停機時,能實現快速關閉,防止空氣漏入凝汽器內,原水環真空泵(或射水式抽氣器)聯鎖啟動,確保機組的安全運行。

          2 抽真空改造是增加一套真空泵組或拆除原有備用真空設備,與原抽真空設備并聯布置,可以與原抽真空設備在節能和安全性方面互補。

          3 氣冷干式真空泵組是專門針對發電廠凝汽器設計的新型裝置,增加更換了氣冷干式真空泵組,抽吸極限真空度顯著提高,使凝汽器的真空值得到保證。

          4 三級氣冷干式真空泵組對小水環泵的工作液置換裝置和汽蝕保護管進行了通流面積改進,確保了設備的安全,能有效消除汽蝕現象。對小水環泵的進水通道進行擴大通流面積,增加進水流量,同時加大小水環泵換熱器的冷卻面積,使用列管式換熱器便于檢修清理,降低工作液的溫度,對工作液冷卻裝置進行改進,提高了真空泵組的抽吸能力,降低了無效功。

          核心改造

          三級氣冷干式真空泵組采用星形聯軸器聯接設計,增加了設備運行的穩定性,減小振動。羅茨泵的轉子與轉子、轉子與泵殼之間,保持一定的合理間隙,便于轉子告訴運轉。增加了氣體冷卻裝置,在羅茨泵出口增加冷卻器,冷卻后的氣體從泵體的兩側進入泵腔冷卻轉子和泵殼,使轉子和泵殼保持合適的溫差,保證了羅茨泵的運行可靠性。油側采用骨架密封,水蒸

          汽側采用聚四氟乙烯材料反向密封,密封腔內增加凝結水疏導裝置,使產生的凝結水及時導出,杜絕油中進水,徹底解決泵油乳化問題.泵組配置的定制水環泵為美國佶締納士2BV專用定制水環式真空泵,其緊湊的機泵同軸式設計,比傳統設計的水環泵更適合本技術的高效要求,不僅節約空間而且減少50%的耗水量,運行中允許夾帶的液體量是一般泵在同等吸氣量時的8倍。根據三級羅茨泵冷卻和壓縮后水蒸汽冷凝的雙重需要設計二級管式換熱器,同時對高真空工況下工作的水環泵增加了工作液冷卻裝置和防汽蝕保護裝置,提高了水環泵的抽吸性能,增強了抗汽蝕能力,與三級羅茨泵配合使用能有效避免汽蝕工況。


          系統更為簡潔,更為節電,極限真空度接近絕對真空

          因為系統設備更簡潔,設備的故障點相應減少,設備的備品備件減少,檢修量降低