凝汽器抽空氣方式改進(jìn)效果與分析

摘 要：華電宿州公司2013年提出《630MW機(jī)組凝汽器抽空氣方式優(yōu)化方案》，確定630MW機(jī)組凝汽器抽空氣方式優(yōu)化方案：在不增設(shè)真空泵的前提上，凝汽器抽空氣方式為高、低壓凝汽器兩路分別抽出，互相聯(lián)絡(luò)。并先后在#1機(jī)組和#2機(jī)組上實(shí)施優(yōu)化方案，投資最小，節(jié)能又具有經(jīng)濟(jì)性。

關(guān)鍵詞：真空泵；母管制系統(tǒng)；節(jié)能；經(jīng)濟(jì)性

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.01.012

0 引言

安徽華電宿州發(fā)電有限公司共有2臺(tái)630MW超臨界機(jī)組，在2007年9月份、2007年11月相續(xù)投入生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)。這兩臺(tái)凝汽器抽空氣方式為一根母管連接3臺(tái)真空泵式系統(tǒng)，正常運(yùn)行時(shí)一備二運(yùn)方式運(yùn)行，如附圖1凝汽器抽空氣方式圖所示。對(duì)于采用雙備壓凝汽器的機(jī)組，此種抽真空方式會(huì)造成凝汽器低壓側(cè)的抽氣被排擠，導(dǎo)致凝汽器低壓側(cè)背壓過高，高低背壓凝汽器壓差嚴(yán)重偏離設(shè)計(jì)值，高低背壓凝汽器的優(yōu)點(diǎn)沒有得到充分體現(xiàn)，嚴(yán)重影響機(jī)組熱耗[1]。

本文以宿州電廠兩臺(tái)630MW超臨界機(jī)組N-38000-5型雙壓凝汽器抽氣方式改進(jìn)后的效果為分析對(duì)象，對(duì)凝汽器抽空氣方式改進(jìn)后的效果加以肯定。

1 宿州電廠凝汽器抽空氣方式改進(jìn)方案

將宿州電廠高壓凝汽器抽空氣管道在低壓凝汽器內(nèi)節(jié)流孔板處加堵板，在機(jī)房6.9米高壓凝汽器處恰當(dāng)位置穿孔，將高壓凝汽器抽空氣管道用同直徑管道焊好并引出，連接到A真空泵入口手動(dòng)門前管道上，抽空氣管道與開孔處焊死。A至B，B至C真空泵入口母管分別加裝一個(gè)電動(dòng)聯(lián)絡(luò)閘閥（使用機(jī)組優(yōu)化割除的高加清洗電動(dòng)門，建議使用電動(dòng)驅(qū)動(dòng)閘閥，不光嚴(yán)密性好，在電動(dòng)操作不動(dòng)時(shí)，還可以手動(dòng)操作）。另外還可利用為防止備用真空泵入口管道積水而改造的入口手動(dòng)門后聯(lián)絡(luò)管道、閥門作為備用，以防電動(dòng)閘閥打不開。但須將原DN25的管道與閥門更換成DN65或DN80的管道、閥門，放水門不需要更換。不算閥門成本，總投資約10萬元。如購(gòu)新閥門，投資約20萬元。

B真空泵可作備用泵。需要熱控配合做出相關(guān)聯(lián)鎖保護(hù)：A真空泵跳閘，B真空泵聯(lián)啟，A電動(dòng)聯(lián)絡(luò)閘閥聯(lián)開；C真空泵跳閘，B真空泵聯(lián)啟，B電動(dòng)聯(lián)絡(luò)閘閥聯(lián)開；A、C兩臺(tái)真空泵均跳閘，B泵聯(lián)啟，A、B電動(dòng)聯(lián)絡(luò)閘閥均聯(lián)開；同時(shí)在DCS做此兩閥狀態(tài)監(jiān)視及手動(dòng)操作器，可以手動(dòng)操作開、關(guān)。設(shè)備維護(hù)部在電動(dòng)聯(lián)絡(luò)閘閥下面安裝平臺(tái)，以便于運(yùn)行人員手動(dòng)搖開（電動(dòng)聯(lián)絡(luò)閘閥電動(dòng)操作拒動(dòng)時(shí)）。從機(jī)組的真空嚴(yán)密性來看，#1、#2機(jī)組機(jī)空嚴(yán)長(zhǎng)期均在0.13kPa/min左右，如果電動(dòng)聯(lián)絡(luò)閘閥操作不動(dòng)，在20分鐘內(nèi)將其搖開是安全的[2]。

如在兩臺(tái)機(jī)組實(shí)施上述凝汽器抽空氣方式改進(jìn)方案，低壓凝汽器至少能夠提高真空0.4 kPa（真空提高裝置運(yùn)行期間），高、低壓凝汽器能夠平均提高真空0.2 kPa以上，降低煤耗0.54 g/Kw.h。安裝真空提高裝置的機(jī)組在夏季在相同情況下優(yōu)勢(shì)明顯。真空提高裝置停止運(yùn)行期間，低壓凝汽器提高真空約1.1 kPa，降低煤耗1.458 g/Kw.h。2機(jī)組年發(fā)電量約33億Kw.h計(jì)算，節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤2791.8t/年，按照標(biāo)煤900元/噸計(jì)算，節(jié)約2512620元/年。約29天即可收回成本。

2 宿州電廠對(duì)#1機(jī)組凝汽器抽空氣方式改進(jìn)

在1機(jī)組實(shí)施上述凝汽器抽空氣方式改造，改造后低壓凝汽器提高真空約1.1 kPa，高、低壓凝汽器平均提高真空0.55 kPa。宿州電廠真空提高1 kPa，煤耗降低2.7g/Kw.h，降低煤耗1.458 g/Kw.h。按1機(jī)組年發(fā)電量33億Kw.h來計(jì)算，節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤4811.4t/年。標(biāo)煤約900元/噸計(jì)算，可節(jié)約4330260元/年?？偼顿Y約20萬元計(jì)算的話。大約17天收回投資成本。如果#1機(jī)加裝真空提高裝置，效果將更為明顯。

在2機(jī)組實(shí)施上述凝汽器抽空氣方式改造，低壓凝汽器起碼能夠提高真空約0.4 kPa（真空提高裝置運(yùn)行期間），高、低壓凝汽器起碼能夠平均提升真空0.2 kPa，煤耗降低0.54 g/Kw.h。安裝真空提高裝置的#2機(jī)組在夏季相同情況下優(yōu)勢(shì)明顯。真空提高裝置停止運(yùn)行期間，低壓凝汽器提高真空約1.1 kPa，降低煤耗1.458 g/Kw.h。按2機(jī)發(fā)電量33億Kw.h/年計(jì)算，一年節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤2791.8t，標(biāo)煤約900元/噸計(jì)算，節(jié)約2512620元/年。約29天即可收回投資。”

利用大修機(jī)會(huì)2014年5-6月對(duì)#1機(jī)組凝汽器抽空氣方式優(yōu)化方案進(jìn)行實(shí)施，2015年9-10月對(duì)#2機(jī)組凝汽器抽空氣方式優(yōu)化方案進(jìn)行實(shí)施。與《630MW機(jī)組凝汽器抽空氣方式優(yōu)化方案》中稍有不同的是真空泵聯(lián)絡(luò)門由電動(dòng)門換成了氣動(dòng)門、為施工方便將抽空氣管道從高背壓凝汽器西側(cè)直接貫穿。

3 #1機(jī)組凝汽器抽空氣方式改進(jìn)后效果分析

2014年 7月8日#1機(jī)組開機(jī)后運(yùn)行正常，開機(jī)后運(yùn)行平穩(wěn)后即實(shí)行凝汽器單獨(dú)抽真空。以下從PI系統(tǒng)調(diào)取#1機(jī)組參數(shù)平均值如表1：調(diào)取改造前一年及改造后運(yùn)行一年數(shù)據(jù)。

改造前由于1A真空表在2013年10月份改為絕壓表，用1A真空與DEH2真空相比較，可以看出A、B凝汽器平均壓差只有0.377kPa，并且有時(shí)A凝汽器比B凝汽器顯示真空數(shù)值還要差，凝汽器排氣溫度差平均2.18℃，利用飽和水溫度壓力對(duì)應(yīng)表查出折算真空差0.665 kPa。

改造后可以看出A、B凝汽器平均壓差有1.51kPa，凝汽器排氣溫度差平均5.07℃，折算真空差1.60kPa。

由于真空變速器精度等級(jí)較低為0.5級(jí)，存在±0.5%誤差，并且受安裝緊力，以及真空變速器管路積水、大氣壓力變化等影響因數(shù)較多，一般用排汽溫度換算計(jì)算更為準(zhǔn)確。鑒于改造前后同期負(fù)荷率接近，改造前平均負(fù)荷500MW，改造后平均負(fù)荷502.5 MW，幾乎一致，忽略其它因素，凝汽器真空差=1.60-0.665=0.936kPa。由于真空提高僅對(duì)B凝汽器有效。高、低壓凝汽器平均提高有效真空0.468 kPa，以真空對(duì)機(jī)組煤耗的影響2.3g/kPa（華電集團(tuán)通用標(biāo)準(zhǔn)），降低煤耗1.076g/Kw.h。冬季真空提高裝置停運(yùn)運(yùn)行期間由于凝汽器抽空氣方式變化后提升煤耗暫且不計(jì)算，以每臺(tái)機(jī)組年發(fā)電量35億Kw.h計(jì)算（宿州公司真空提高裝置在冬季停運(yùn)4個(gè)月，發(fā)電11億Kw.h。按照真空提高裝置運(yùn)行8個(gè)月計(jì)算發(fā)電22億Kw.h），年節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤3766t，以標(biāo)煤700元/噸計(jì)算，年節(jié)約2636200元。兩臺(tái)機(jī)組節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤7532t，以標(biāo)煤700元/噸計(jì)算，年節(jié)約5272400元。以發(fā)電機(jī)組剩余使用壽命23年計(jì)算，可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤173236t標(biāo)準(zhǔn)煤，折合人民幣1.21億元。

4 結(jié)論

宿州電廠#1機(jī)組凝汽器抽空氣方式改進(jìn)后效果很明顯，具有投資小（經(jīng)計(jì)算單臺(tái)機(jī)組投資費(fèi)用為氣動(dòng)門2萬、管道2萬元、施工費(fèi)1萬元，共計(jì)5萬元，兩臺(tái)機(jī)組投資10萬元），見效快，投資回收期極短的特點(diǎn)。并且一旦改造完畢，整個(gè)發(fā)電機(jī)組壽命周期內(nèi)均可以使用，性價(jià)比極高，投資10萬元，收回一億多。尤其是抽空氣管道直接貫穿高壓凝汽器，尚未有其它廠實(shí)施，非常值得大力推廣和使用。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭江龍，曹爭(zhēng)選等.300MW機(jī)組高加疏水調(diào)門堵塞原因分析及措施[J].熱力發(fā)電，2010，39（09）：61-63.

[2]呂鵬飛.630MW機(jī)組凝汽器抽真空方式優(yōu)化方案[C].2012.

作者簡(jiǎn)介：靳振宇（1981-），男，河北保定人，研究方向：動(dòng)力工程。