1000MW机组凝汽器真空系统优化

2018-03-27单龙辉

中国设备工程 2018年6期

单龙辉

（铜山华润电力有限公司，江苏徐州 221000）

1 百万机组凝器真空系统现状

图1 1000MW机组凝器真空系统图

我公司1000MW机组真空泵两运一备，每台真空泵单独抽吸一台凝器。正常运行时单台真空泵电流大约为160～170A，单台泵每小时耗电量大约为90kW·h左右。真空泵工作水为开式水冷却，夏季工况下，循环水温32℃左右，真空泵工作水温42℃，回水39℃。水在40℃的汽化压力为7.3kPa，50℃的汽化压力为12.3kPa，真空泵工作水在40～50℃之间会产生大量汽化。真空泵因抽吸自身工质汽化产生的气体，挤占真空泵抽气量，造成真空泵效率严重下降，出力严重不足，进而影响凝器真空。图1为1000MW机组凝器真空系统图。

原设计抽真空设备主要用作汽轮机启动初期的快速建立真空，要求在30min内达到机组启动要求，实际正常运行中，无那么大的需求。因此，在正常运行中，通过以小代大的方式达到节能目的。水环泵效率低，约30%左右，罗茨真空泵效率高达70%。因此，使用高效设备可达到节能目的。凝汽器严密性良好情况下，水环真空泵也能维持，凝汽器真空是不会下降的，但在夏季高水温下，水环泵的抽气能力大幅下降，如果这个抽气量下降到维持真空的临界值以下时就将导致真空下降。另一方面，工作水温度的升高，也会使得其对应的饱和压力（极限真空降低）升高，从而可能引起凝汽器的实际真空值低于其应达真空值，应用不受水温影响的高效真空维持装置就存在真空提高的预期。罗茨真空泵或蒸汽喷射器的运行不受季节影响。

2 罗茨泵改造

2.1 罗茨泵原理

罗茨真空泵是指泵内装有两个相反方向同步旋转的叶形转子，转子间、转子与泵壳内壁间有细小间隙而互不接触的一种变容真空泵（如图2）。

2.2 改造方案

在原有基础上，拆除一套水环真空泵，在拆除的位置上增加2套罗茨真空泵组，占地约10m2，改造后正常运行方式为：二运二备（启机建立真空后，原来配置的2台真空泵全部停运作备用泵），凝器出现真空异常下降时，小泵出力不够时，大泵联启，维持真空。

2.3 改造费用（如表1）

2.4 改造收益

节电效益。单台机组使用的两台真空泵运行总电流为360A，罗茨真空泵改造后，两台罗茨泵的总运行电流约为60A左右，冬季气温降低时会根据实际需要由一台设备维持真空（电流会降至27A左右）。按6000运行小时/年计算如表2。

表1

表2

节省真空泵维护费用。改造后，因原配置的真空泵仅在启机建立真空时投入运行，机组正常运行时，水环真空泵长期处于备用状态，只做定期试启，不存在汽蚀状况，不存在设备损坏的问题，因此，技改后，原真空泵可大大减少维护次数，实现少维护或免维护，从而节省大量的检修费用和减少大量的检修时间。原有3台真空泵每2年检修一次，每台每次检修费用为2万元（含配件），每10年更换一次转子，转子每根15万元，20年内3台真空泵总节省费用：150万元。新增的凝汽器真空调节系统装置运行20年内平均1年一次检修，总费用约20万元。整体20年内节约130万元，平均年节约6.5万元。

环保效益：每台机组每年节省电量1060000kW·h（按6000运行小时计算），相当于节省标准煤318吨，减少二氧化碳排放650吨。节煤收益。在夏季高温时期可提高凝器真空，提高潜力在300～1000Pa，5～10月份6个月平均提高真空500Pa，每提高500Pa，相应的可降低发电煤耗约1.3克/千瓦时。

保守估计降低煤耗收益：按夏季180天计，机组发电电量约20亿kW·h，节约标煤：2000000000×1.3×10-6＝ 2600吨，按标煤 600元 /吨计，收益每年156万元。

总投资183万元，年收益156+47.9+6.5=210.4万元，当年可收回投资。