雙壓凝汽器抽真空系統(tǒng)布置方式優(yōu)化研究

摘要：本文從介紹雙壓凝汽器抽真空系統(tǒng)連接方式出發(fā)，闡述了采用雙壓運(yùn)行的優(yōu)點(diǎn)和目前存在的問(wèn)題。文中以信陽(yáng)電廠660MW?汽輪機(jī)機(jī)組的雙壓凝汽器抽空氣系統(tǒng)為實(shí)例，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，確定雙壓凝汽器運(yùn)行方式和改造方案，分析其節(jié)能效果，系統(tǒng)優(yōu)化后顯著提高了經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，可為同類型機(jī)組的抽真空管路改造提供參考。

關(guān)鍵詞：雙壓凝汽器;抽空氣系統(tǒng);連接方式;優(yōu)化

1.雙壓凝汽器抽真空系統(tǒng)連接方式

1.1串聯(lián)抽真空系統(tǒng)

串聯(lián)布置型式是指高、低壓凝汽器的空氣抽出管路采用串聯(lián)方式，即高壓凝汽器的抽空氣管路直接接入低壓凝汽器中，通過(guò)低壓凝汽器的抽氣管路間接地對(duì)高壓凝汽器抽氣。該布置方式的抽空氣管路大多布置在凝汽器內(nèi)部，可減少設(shè)備投資和所需場(chǎng)地。但由此帶來(lái)的問(wèn)題是凝汽器內(nèi)聚集的空氣不能徹底抽盡，易引起兩個(gè)汽室之間的互相干擾，影響換熱效果。

1.2并聯(lián)抽真空系統(tǒng)

該布置型式常采用三臺(tái)真空泵的配置型式即從高、低壓凝汽器分別接出抽空氣管路，匯合成一根母管后進(jìn)入真空泵組。優(yōu)點(diǎn)是可節(jié)省一臺(tái)真空泵，管路連接較簡(jiǎn)單。但因高、低壓側(cè)抽氣管相互交叉，易因抽氣管道壓力差出現(xiàn)排擠現(xiàn)象，導(dǎo)致低壓側(cè)抽氣受阻，嚴(yán)重時(shí)低壓側(cè)抽不出空氣，影響雙壓凝汽器的節(jié)能效果。

1.3單獨(dú)抽真空系統(tǒng)

高、低壓凝汽器分別配備兩套100%容量的水環(huán)式真空泵組，高壓側(cè)的2個(gè)抽氣管道匯集后連接到真空泵，低壓側(cè)的2個(gè)抽氣管道匯集后連接到另外一組真空泵，高低壓側(cè)抽真空管道互不相連，四臺(tái)真空泵兩運(yùn)兩備，此為單獨(dú)抽真空系統(tǒng)。此方式避免了抽氣存在背壓差而出現(xiàn)的排擠現(xiàn)象，提高凝汽器真空。但單獨(dú)抽真空系統(tǒng)一般配置4臺(tái)真空泵，增加了初期投資成本。

2.信陽(yáng)電廠660MW超超臨界機(jī)組真空系統(tǒng)改造

2.1信陽(yáng)電廠超超臨界機(jī)組改造前真空系統(tǒng)介紹

信陽(yáng)電廠660MW超超臨界機(jī)組采用N-31000-1?型凝汽器，雙背壓、雙進(jìn)雙出、單流程、橫向布置結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)循環(huán)水溫20℃，凝汽器平均背壓為0.0049MPa，高、低壓背壓凝汽器抽空氣管道連接在一起，凝汽器抽氣管道現(xiàn)場(chǎng)布置采用串聯(lián)方式。改造前為真空系統(tǒng)設(shè)計(jì)兩臺(tái)100%容量的水環(huán)式真空泵，正常運(yùn)行時(shí)一運(yùn)一備。

2.2信陽(yáng)電廠雙背壓凝汽器改造前運(yùn)行情況及問(wèn)題分析

信陽(yáng)電廠投產(chǎn)以來(lái)汽機(jī)真空即存在高、低背壓凝汽器背壓偏差低于設(shè)計(jì)值以及低背壓凝汽器端差大于設(shè)計(jì)值的問(wèn)題。因真空嚴(yán)密性合格，經(jīng)排查后最終判斷為抽氣系統(tǒng)存在問(wèn)題?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)際抽氣管路布置為：高、低壓背壓凝汽器抽空氣管道連接在一起，高、低壓凝汽器的空氣抽出管路采用串聯(lián)方式，抽空氣母管的末端為兩臺(tái)真空泵，空氣按照背壓差方向由高壓側(cè)流向低壓側(cè)。

此種連接方式存在的問(wèn)題是，抽空氣管路大多布置在凝汽器內(nèi)部，易導(dǎo)致高、低壓凝汽器內(nèi)聚集的空氣不能徹底抽盡，且易引起兩個(gè)汽室之間的互相干擾。

2.3大唐信陽(yáng)發(fā)電有限公司雙背壓凝汽器抽真空方式改造方案

真空系統(tǒng)內(nèi)部抽氣管道改造：將高低壓凝汽器內(nèi)部抽氣管道在凝汽器內(nèi)部斷開(kāi)，兩側(cè)分別加裝堵板堵死，在高背壓凝汽器處增加一道抽氣口，高背壓內(nèi)部抽氣管道直接從該抽氣口處接出。

系統(tǒng)外部管道改造：高低背壓凝汽器抽氣管道接出后分別與A、B真空泵抽氣口單獨(dú)連接，兩管道之間加裝一路串聯(lián)管道，管道上需要安裝兩臺(tái)真空手動(dòng)門(mén)及一臺(tái)真空氣動(dòng)門(mén)。

抽真空系統(tǒng)改造后，抽真空系統(tǒng)連接方式為并聯(lián)和單獨(dú)抽真空系統(tǒng)可任意切換。機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，當(dāng)兩臺(tái)真空泵都正常運(yùn)行，此中間聯(lián)絡(luò)門(mén)關(guān)閉，A泵負(fù)責(zé)抽取低背壓側(cè)凝汽器不凝結(jié)氣體，B泵負(fù)責(zé)抽取高背壓側(cè)凝汽器不凝結(jié)氣體，此時(shí)抽真空系統(tǒng)為單獨(dú)抽真空系統(tǒng)連接。當(dāng)任一真空泵故障或檢修時(shí)，聯(lián)鎖打開(kāi)此中間聯(lián)絡(luò)門(mén)，此時(shí)抽真空系統(tǒng)切為并聯(lián)抽真空系統(tǒng)。

3.抽真空系統(tǒng)連接方式優(yōu)化后試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

經(jīng)數(shù)據(jù)分析，當(dāng)兩臺(tái)真空泵并列運(yùn)行，聯(lián)絡(luò)氣動(dòng)門(mén)和旁路手動(dòng)均關(guān)閉時(shí)，機(jī)組真空最好;單臺(tái)泵運(yùn)行時(shí)，只要保證聯(lián)絡(luò)旁路手動(dòng)門(mén)在開(kāi)啟狀態(tài)，兩臺(tái)真空泵均可單獨(dú)運(yùn)行互為備用，機(jī)組真空無(wú)明顯變化;A真空泵運(yùn)行，旁路聯(lián)絡(luò)手動(dòng)門(mén)關(guān)閉時(shí)，低背壓真空下降較快;兩臺(tái)真空泵運(yùn)行由于廠用電率高影響煤耗0.07g，真空提高0.45KPa，影響煤耗1.05g，可見(jiàn)當(dāng)兩臺(tái)真空泵并列運(yùn)行，聯(lián)絡(luò)氣動(dòng)門(mén)和旁路手動(dòng)均關(guān)閉時(shí)為最經(jīng)濟(jì)方式。表3-1為信陽(yáng)電廠真空系統(tǒng)優(yōu)化后數(shù)據(jù)。

表3-1?信陽(yáng)電廠真空系統(tǒng)優(yōu)化后數(shù)據(jù)

負(fù)荷（MW）

改造前后

負(fù)荷（MW）

循環(huán)水進(jìn)水溫度（℃）

循環(huán)水溫升（℃）

真空（kpa）

端差（℃）

真空泵（臺(tái)）

330

改造前

330.5

25.6

9.48

93.21/93.01

4.5

2

改造后

330

25.54

9.81

94.43/93.19

2.58

2

變化值

-0.5

-0.05

0.33

0.7

1.92

0

450

改造前

431

25.1

10.14

93.7/93.6

5.36

2

改造后

461.99

25.41

10.51

94.75/93..54

3.5

2

變化值

-30.99

-0.31

0.37

0.495

1.86

0

從上表可看出：330MW負(fù)荷時(shí)，真空提高0.7kPa，端差下降1.92℃，循環(huán)水溫升提高0.33℃;450MW負(fù)荷時(shí)，真空提高0.495kPa，端差下降1.86℃，循環(huán)水溫升提高0.37℃，凝汽器換熱情況明顯改善。

此次真空系統(tǒng)改造，將高、低壓凝汽器抽空氣管分開(kāi)，二臺(tái)真空泵同時(shí)運(yùn)行，可提高、低背壓凝汽器真空0.5-0.7kPa，降低低壓凝汽器排氣溫度2℃，提高了經(jīng)濟(jì)效益。因改造后系統(tǒng)真空有所提高，真空泵內(nèi)的真空也將相應(yīng)提高，從而降低機(jī)組煤耗。

4.結(jié)語(yǔ)

本文以大型機(jī)組雙壓凝汽器抽真空系統(tǒng)布置方式為研究對(duì)象，結(jié)合真空系統(tǒng)優(yōu)化實(shí)例，提出雙壓凝汽器抽真空系統(tǒng)連接方式優(yōu)化方案，通過(guò)改后節(jié)能效果確定了方案的可行性，顯著提高了經(jīng)濟(jì)效益，可為同類型機(jī)組的抽真空管路改造提供一定的參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]李青編.火力發(fā)電廠節(jié)能技術(shù)及其應(yīng)用.中國(guó)電力出版社

[2]黃素逸編.能源與節(jié)能技術(shù).中國(guó)電力出版社

作者簡(jiǎn)介：

田曉康（1985.10—），男，漢族，河南漯河人，從事熱工檢修管理工作，7年經(jīng)驗(yàn)。