真空泵密封水系統加裝制冷裝置探討論文
摘要：當前火電廠大多采用水環式真空泵作為抽汽設備，凝汽器的真空變化在一定程度上影響著火電機組的安全經濟運行，保持合適真空是降低汽耗量，提高機組整體熱效率的主要方法之一。某發電廠針對夏季真空泵密封水溫度偏高的情況，通過加裝制冷裝置，提高了凝汽器真空和機組的經濟性。
關鍵詞：真空泵；密封水；制冷裝置；經濟性
某發電廠在運機組為２臺１００萬千瓦超超臨界燃煤機組，采用的雙背壓、雙殼體、單流程、表面冷卻式凝汽器。真空系統配備有３臺水環式真空泵，為鶴見株式會社生產，型號為２５０ＥＶＭＡ，兩運行一備用，分列運行。
１水環式真空泵性能特點
①目前，大型發電機組多采用偏心式水環式真空泵，此類泵通過變化泵腔容積，來實現吸氣、壓縮和排汽的目的，在較低真空范圍內運行時候，抽單位干空氣量是能耗低、效率高。②水環式真空泵的出力與密封水溫息息相關。如果密封冷卻水溫度較高，容易導致泵腔內含有工作液化氣體，減少了對凝汽器內部凝結氣體的抽吸量，使得泵的出力下降。同時，泵內的運行工況惡化，容易造成葉片汽蝕，損害設備。③真空泵冷卻器為常規板式冷卻器，冷卻源為江水。實際運行中，長江水中含有雜質較多，易堵塞板冷器水側；尤其在夏季運行時，因為循環冷卻水溫上升，冷卻后的密封水溫度最高可達３５℃，嚴重影響冷卻效果，真空泵出力下降明顯。
２真空泵系統優化方案
該電廠采用的是雙背壓凝汽器，低背壓側的凝汽器循環水進水溫度與真空泵板冷器開冷水進水溫度一致。加上低背壓側的真空泵密封水溫偏高，進而使真空泵入口負壓與低背壓側凝汽器理論真空值差距很小。在克服管道及閥門約０．８ＫＰａ的阻力后，實際低背壓側凝汽器抽吸口處的負壓值已遠低于凝汽器理論真空值，低背壓側凝汽器汽側部分不凝結氣體無法被完全抽出，凝汽器真空下降。根據上海汽輪機廠給出的熱力平衡圖紙分析，排除循環水、凝汽器換熱系數等修正后，真空泵的密封水溫偏高是導致泵出力不足的主要原因。真空泵工作密封水溫高將直接使得機組真空降低，機組供電煤耗上升。在保留原有板冷器的基礎上，為降低真空泵工作水溫７℃～１２℃，取正產運行實際工作水量１３０００ｋｇ／ｈ和水的比熱容４．２ｋＪ／ｋｇ來進行計算，１３０００×４．２×７÷３６００＝１０６ｋＷ１３０００×４．２×１２÷３６００＝１８２ｋＷ得出，一臺真空泵所需制冷量為１０６ｋＷｈ～１８２ｋＷｈ的制冷量。保留原板冷器的基礎上，將１臺功率為４５ＫＷ，制冷量為１６５ｋＷｈ的制冷設備串聯進原密封水冷卻系統。密封水在經過板冷器冷卻后，進入制冷機器進行二次冷卻，進一步降低真空泵密封水進口溫度。系統圖如圖１所示。
３實用效果評估
當前，＃１機組制冷機已安裝并投入運行，為了檢驗制冷機的實際效果，在負荷為７５０ＭＷ的'工況下，分別在春季，夏季，進行３次試驗，對比兩臺真空泵分列運行與真空泵分列＋制冷機運行的真空參數。經觀察，數據情況如下：①春季試驗中，低背壓凝汽器真空提高約０．１０１ｋｐａ，凝汽器總真空提高０．０５５ｋｐ，對應供電煤耗降低０．０８３ｇ／ｋＷｈ。②夏初試驗中，低背壓凝汽器真空約提高０．２８ｋＰａ，高背壓凝汽器真空約提高０．０３ｋＰａ凝汽器總真空提高０．１４ｋＰａ，對應供電煤耗降低０．２１ｇ／ｋＷｈ。③盛夏試驗中，低背壓凝汽器真空約提高０．３５ｋＰａ，高背壓凝汽器真空約提高０．１ｋＰａ凝汽器總真空提高０．２２５ｋＰａ，對應供電煤耗降低０．３３７ｇ／ｋＷｈ。
４結束語
通過加裝制冷設備，能夠有效保證真空泵的出力，可提高低背壓真空０．１ｋｐａ～０．３５ｋｐａ，夏季真空泵密封水溫度偏高的問題得到了有效解決。在假設負荷為７５０ＭＷ的基礎上，可降低供電煤耗０．２２５ｋｇ／ｋＷｈ，按照＃１機組年平均發電量５５億ｋＷｈ，標準煤８００元／ｔ計算，年節省費用約９９萬元。在前期投資為２７萬的前提下，此次改造達到了很好的節能降耗效果。
［參考文獻］
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