機組高效真空泵改造方案及經(jīng)濟性淺析

丁猛輝

（天津國電津能熱電有限公司 天津 300304）

引言

高效真空泵改造技術(shù)的發(fā)展，已使得降低運行真空泵的噪音及減緩真空泵被汽蝕成為現(xiàn)實，并能夠大幅降低真空泵的耗電。我公司借鑒改造經(jīng)驗，并于2017 年完成了#1 機組真空系統(tǒng)優(yōu)化改造相關工作，具體介紹如下文。

1 機組概況及真空泵配置簡介

我公司總裝機容量為3×330MW 抽汽凝汽式發(fā)電機組，兩臺機組汽輪機均為國產(chǎn)東汽生產(chǎn)的亞臨界、一次再熱、采暖抽汽凝汽式機組。單臺機組配置水環(huán)真空泵2 臺，單泵抽出干空氣量：≥65kg/h。啟動時投入2 臺運行，機組正常運行時1 臺運行，1 臺備用。

2 高效節(jié)能真空泵改造的必要性和可行性

機組自投產(chǎn)以來，真空泵運行中噪音大耗電高且運行中已出現(xiàn)多次損壞，損壞多為葉輪斷裂、泵殼汽蝕沙眼。分析其損壞原因：真空泵選型時設計院根據(jù)凝汽器廠家提供的漏空氣量選擇的真空泵抽氣量遠大于現(xiàn)有機組運行中的實際漏氣量，造成真空泵內(nèi)部汽蝕嚴重，已嚴重威脅到機組安全穩(wěn)定運行。尤其在低真空度情況下，一旦發(fā)生真泵損壞，因為凝汽器背壓高保護造成非停。

為了解決該安全隱患，進行了多次調(diào)研。了解到之前投產(chǎn)的兄弟電廠只要是配置同類型的真空泵，真空系統(tǒng)也都有類似問題。運行中真空泵噪音大，電流都在220A 以上，且真空泵被氣蝕嚴重。同也與廠家技術(shù)人員進行了多次交流，真空泵的結(jié)構(gòu)型式都進行了優(yōu)化，很少再用單級平面水環(huán)式真空泵，大多選用雙級泵。真空泵制造水平都有了提高，也能夠滿足現(xiàn)場改造要求。

近幾年，兄弟電廠相繼也對真空系統(tǒng)進行了優(yōu)化改造，不僅解決真空運行中噪音大和耗電高問題，還解決了真泵汽蝕嚴重問題。如國投宣城電廠、華能邯峰電廠、國電雙鴨山、國電湖南寶慶、國電電力大連開發(fā)區(qū)熱電廠及華能楊柳青電廠。

3 高效節(jié)能真空泵改造方案介紹

由于高效節(jié)能真空泵抽吸能力有限，只能用于維持機組正常工況下真空度。在機組啟動時或嚴密性較差時或凝汽器排汽壓力大于13KPa.a 時只能運行原有真空泵?；诟咝Ч?jié)能真空泵只能用于機組真空維持的特點，需在原有系統(tǒng)上并列加裝高效節(jié)能真空泵。主機啟機組啟動過程中，由原真空泵運行，機組啟動正常后可切換至新的真空泵組運行。對現(xiàn)有系統(tǒng)進行相關改造，具體有抽氣管道、高效真空泵冷卻水、高效真空泵工作水、壓縮空氣系統(tǒng)、高效真空泵動力電源及控制保護邏輯系統(tǒng)等進相應改造和安裝。

工作水系統(tǒng)：高效節(jié)能真空泵采用水作工作介質(zhì)，工作水來自原有真空泵工作水補水系統(tǒng)，正常溫度≤40℃，壓力0.2-0.5MPa（g）。

冷卻水系統(tǒng)：高效節(jié)能真空泵的冷卻水取自主機循環(huán)水系統(tǒng)，通過管道增壓泵升壓后，送入板式換熱器及管式換熱器。

抽氣系統(tǒng)：從原有真空泵抽氣管道引出至高效節(jié)能真空泵，羅茨真空泵組側(cè)的入口管加裝手動閘閥及氣動蝶閥。

動力電源：高效節(jié)能真空泵就地設置就地控制柜，從機組PC380V B 段引出電源至就地控制柜。

控制保護邏輯系統(tǒng)：入口氣動蝶閥、管道增加泵、前置水環(huán)真空泵及羅茨真空泵控制都實現(xiàn)DCS 遠方操作。為了保住主機安全穩(wěn)定運行，對保護邏輯進行了優(yōu)化。

表1 羅茨真空泵裝置改造邏輯說明

4 高效節(jié)能真空泵改造經(jīng)濟性淺析

投入運行以來，運行中噪音大幅度降低，高效節(jié)能真空泵總電流穩(wěn)定在42A 左右（前置水環(huán)真空泵電流為31A，羅茨真空泵電流為11A），較原真空運行中電流220A 有很大幅度下降。

根據(jù)公司年度報表，#1 機組2016、2017 年運行了6588、7106 小時，按照取前兩年平均運行時間6847 小時，電壓380（V），改造前電流220（A），改造后電流42（A），功率因數(shù)0.85，進行計算年節(jié)約電為：6800×380×（220-42）×1.732×0.85÷1000≈681821（kwh）；按上網(wǎng)電價0.3755 元/千瓦時（含稅），年增加售電收益約為256024（元）?？偼顿Y約500000 元（含稅），回收年限為：500000÷256024≈2（年）。

結(jié)語

在現(xiàn)有條件下，加裝了高效節(jié)能真空泵，有效降低運行中的噪音，并緩解原真空泵被汽蝕現(xiàn)象。本項目不僅消除安全隱患，還大幅降低真空泵耗電，回收年僅為2 年。