火電廠真空系統(tǒng)蒸汽噴射器改造

李衍平

（華電國(guó)際萊城發(fā)電廠，山東 濟(jì)南 271100）

真空泵是火力發(fā)電廠的關(guān)鍵設(shè)備，冬季運(yùn)行時(shí)，環(huán)境溫度較低，真空度高，真空泵運(yùn)行振動(dòng)較大、泵殼或軸承容易出現(xiàn)裂紋，存在安全隱患。真空泵電耗較好，真空泵電流一般為240A，電流較大。為此在真空系統(tǒng)中增加三級(jí)蒸汽噴射器抽真空系統(tǒng)，蒸汽由機(jī)組輔助蒸汽聯(lián)箱接入，冷卻水源采用開(kāi)式水，與原來(lái)兩臺(tái)真空泵并列聯(lián)接。停運(yùn)真空泵后，采用三級(jí)蒸汽噴射器來(lái)維持真空，極大地節(jié)約了廠用電。

1 設(shè)備改造

蒸汽噴射器是一種用水蒸氣作為抽氣介質(zhì)來(lái)獲得真空的裝置[1]，一定壓力的蒸氣通過(guò)拉伐爾噴嘴以超音速射出，由壓力能轉(zhuǎn)化為速度能，如圖1所示。在噴嘴出口處由于高速汽流的引射作用形成低壓，工作蒸汽與被抽氣流在混合室進(jìn)行混合，并進(jìn)行能量交換，混合氣流在擴(kuò)壓管內(nèi)得到減速增壓。由于用戶對(duì)真空度要求不同，每臺(tái)蒸汽噴射器可由單級(jí)或數(shù)級(jí)串接，級(jí)數(shù)越多，真空度越高。系統(tǒng)采取三級(jí)蒸汽噴射器，冷凝器才用開(kāi)式循環(huán)水，其參數(shù)見(jiàn)表1。

圖1 蒸汽噴射器結(jié)構(gòu)

表1 蒸汽噴射器參數(shù)

2 蒸汽噴射器系統(tǒng)運(yùn)行

a）檢查蒸汽噴射器冷凝器冷卻水投入正常。

b）首先對(duì)輔汽聯(lián)箱至動(dòng)力蒸汽手動(dòng)門前管道進(jìn)行暖管。

c）確認(rèn)蒸汽噴射器抽真空入口手動(dòng)門、氣動(dòng)門及蒸汽噴射器冷凝器疏水母管手動(dòng)門、氣動(dòng)門關(guān)閉的情況下，打開(kāi)所有排污門，對(duì)蒸汽噴射器汽側(cè)暖管[2]。

d）逐漸將蒸汽噴射器蒸汽壓力升至0.1MPa，持續(xù)3~5min。暖管結(jié)束，保持三級(jí)冷凝器疏水管排污門全開(kāi)，關(guān)閉其它所有排污門、二級(jí)冷凝器疏水隔離門、三級(jí)冷凝器疏水器前后隔離門。

e）逐漸將蒸汽噴射器蒸汽壓力升至0.4 MPa，當(dāng)蒸汽噴射器一、二級(jí)冷凝器水封視鏡有水流時(shí)，關(guān)閉動(dòng)力蒸汽調(diào)節(jié)門及氣動(dòng)門，打開(kāi)蒸汽噴射器一、二級(jí)冷凝器水封排污門及冷凝器疏水母管氣動(dòng)門前排污門，將水全部排凈。

f）關(guān)閉蒸汽噴射器一、二級(jí)冷凝器水封排污門及冷凝器疏水母管氣動(dòng)門前排污門，打開(kāi)蒸汽噴射器動(dòng)力蒸汽氣動(dòng)門，逐漸將蒸汽噴射器蒸汽壓力升至0.4 MPa，當(dāng)蒸汽噴射器一、二級(jí)冷凝器水封視鏡有水流時(shí)，關(guān)閉動(dòng)力蒸汽調(diào)節(jié)門及氣動(dòng)門，打開(kāi)蒸汽噴射器一、二級(jí)冷凝器水封排污門及冷凝器疏水母管氣動(dòng)門前排污門，將水全部排凈。重復(fù)上述操作步驟，直到視鏡中水質(zhì)清澈為止。

g）蒸汽噴射器汽側(cè)管路沖洗完畢，保持蒸汽噴射器蒸汽壓力0.4 MPa，關(guān)閉蒸汽噴射器一、二級(jí)冷凝器水封排污門及冷凝器疏水母管氣動(dòng)門前排污門，蒸汽噴射器系統(tǒng)建立水封。

h）當(dāng)蒸汽噴射器一、二級(jí)冷凝器水封視鏡有水流時(shí)，打開(kāi)二級(jí)冷凝器疏水隔離門。若蒸汽噴射器一、二級(jí)冷凝器水封后管道積有大量空氣時(shí)，水封滿水視鏡有可能觀察不到水流，此時(shí)三級(jí)冷凝器排污門水流異常增大或一級(jí)蒸汽噴射器吸入口真空由最大值異常下降，說(shuō)明冷凝器汽側(cè)已滿水。

i）蒸汽噴射器系統(tǒng)投入：打開(kāi)蒸汽噴射器冷凝器疏水母管氣動(dòng)門；微開(kāi)蒸汽噴射器冷凝器疏水母管手動(dòng)門。若真空下降，說(shuō)明水封漏氣，立即關(guān)閉冷凝器疏水母管手動(dòng)門，重建水封，若真空未變化，緩慢全開(kāi)冷凝器疏水母管手動(dòng)門；關(guān)閉三級(jí)冷凝器疏水管排污門同時(shí)打開(kāi)三級(jí)冷凝器疏水器前后隔離門；打開(kāi)蒸汽噴射器抽真空入口氣動(dòng)門，微開(kāi)蒸汽噴射器抽真空入口手動(dòng)門，若真空下降，立即關(guān)閉蒸汽噴射器抽真空入口氣動(dòng)門及手動(dòng)門，然后查漏；確認(rèn)蒸汽噴射器運(yùn)行正常，蒸汽噴射器與真空泵并列運(yùn)行5 min，停止真空泵[3-4]。

j）蒸汽噴射器系統(tǒng)停止：?jiǎn)?dòng)一臺(tái)真空泵，檢查運(yùn)行正常；關(guān)閉蒸汽噴射器抽真空入口氣動(dòng)門；關(guān)閉蒸汽噴射器冷凝器疏水母管氣動(dòng)門及手動(dòng)門；關(guān)閉蒸汽噴射器動(dòng)力蒸汽調(diào)節(jié)門、動(dòng)力蒸汽氣動(dòng)門及動(dòng)力蒸汽手動(dòng)門；若長(zhǎng)時(shí)間停運(yùn)則關(guān)閉輔汽聯(lián)箱至蒸汽噴射器供汽手動(dòng)門。

3 運(yùn)行中的檢查與維護(hù)

a）檢查蒸汽噴射器冷卻水正常。

b）檢查一、二、三級(jí)蒸汽噴射器無(wú)異常振動(dòng)、異音及泄漏[3]。

c）檢查一、二級(jí)冷凝器水封觀察窗內(nèi)水流正常，三級(jí)冷凝器疏水管溫度高于二級(jí)冷凝器疏水管溫度。

d）控制蒸汽噴射器動(dòng)力蒸汽供汽壓力0.4 MPa左右。

e）檢查二級(jí)冷凝器壓力在-0.075 MPa與-0.085 MPa之間。

f）檢查三級(jí)冷凝器排大氣口處有少量蒸汽，無(wú)水流。

4 系統(tǒng)保護(hù)

a）A、B真空泵允許停止條件增加“蒸汽噴射器系統(tǒng)投運(yùn)且凝汽器真空高于-88 kPa”；

b）蒸汽噴射器系統(tǒng)投運(yùn)的判定條件：動(dòng)力蒸汽氣動(dòng)門全開(kāi)；動(dòng)力蒸汽供汽壓力>0.35 MPa；冷凝器疏水母管氣動(dòng)門全開(kāi)；噴射器抽真空入口氣動(dòng)門全開(kāi)。

c）蒸汽噴射器系統(tǒng)在自動(dòng)聯(lián)鎖投入狀態(tài)且以下任意一個(gè)條件觸發(fā)時(shí)，DCS發(fā)“蒸汽噴射器系統(tǒng)異?！眻?bào)警：冷凝器疏水母管氣動(dòng)門關(guān)閉；動(dòng)力蒸汽供汽壓力＜0.35 MPa且“汽源壓力聯(lián)鎖”在投入位；噴射器抽真空入口氣動(dòng)門關(guān)閉；凝汽器真空低于-87 kPa；動(dòng)力蒸汽氣動(dòng)門關(guān)閉；動(dòng)力蒸汽供汽壓力＜0.25 MPa；

d）當(dāng)“蒸汽噴射器系統(tǒng)異?！眻?bào)警發(fā)出，任一臺(tái)真空泵啟動(dòng)正常后，自動(dòng)執(zhí)行以下操作：關(guān)閉冷凝器疏水母管氣動(dòng)門；關(guān)閉動(dòng)力蒸汽氣動(dòng)門；關(guān)閉動(dòng)力蒸汽調(diào)節(jié)門；關(guān)閉噴射器抽真空入口氣動(dòng)門。

e）可任選一臺(tái)真空泵投入聯(lián)鎖備用（默認(rèn)A真空泵投入聯(lián)鎖），當(dāng)蒸汽噴射器系統(tǒng)異常時(shí)聯(lián)啟預(yù)選泵；若預(yù)選泵聯(lián)啟不成功則聯(lián)啟另一臺(tái)備用泵。

f）蒸汽噴射器吸入口真空低于-85 kPa時(shí)，禁止打開(kāi)噴射器抽真空入口氣動(dòng)門。

5 系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)

a）蒸汽噴射器設(shè)備設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)緊湊，占地少，在原設(shè)備層周圍即可進(jìn)行改造。

b）蒸汽噴射器系統(tǒng)與真空泵系統(tǒng)互為備用，在機(jī)組運(yùn)行與檢修時(shí)都可以進(jìn)行維護(hù)工作。

c）采用輔汽聯(lián)箱供汽，壓力穩(wěn)定，能夠保證系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間不間斷的穩(wěn)定運(yùn)行。

d）改變了真空泵運(yùn)行方式，降低了真空泵故障率和檢修任務(wù)，降低了廠用電率。

6 結(jié)論

在機(jī)組正常運(yùn)行中，蒸汽噴射器能正常工作，節(jié)電效果明顯,檢修任務(wù)減輕。蒸汽噴射器故障時(shí)立刻啟動(dòng)真空泵。該項(xiàng)目投資大約70萬(wàn)，蒸汽采用輔汽，成本較低。按照年運(yùn)行12個(gè)月計(jì)算，每年能節(jié)約電量66萬(wàn)kW.h,節(jié)省26萬(wàn)元，4年內(nèi)能夠收回成本。為同類機(jī)組進(jìn)行真空改造提供了技術(shù)支持。