660MW超超临界机组抽真空系统改造

金锋

摘要：本文以660MW超超临界机组为模型，介绍了双背压凝汽器抽真空系统串联连接方式在运行中存在的问题，对机组真空系统的布置进行全面系统的研究，探索优化解决方案，提出了双背压凝汽器抽真空系统改造方案，系统优化后显著提高了机组运行的经济性。

关键词：双背压凝汽器、抽真空系统、串联、并联、改造

一、设备系统简介

大唐南京发电厂共安装两台额定容量为660MW的超超临界汽轮发电机组，机组凝汽器凝汽器采用双背压、双壳体、单流程、表面冷却式，并呈横向布置，采用的抽真空设备为水环式真空泵，共有3台，两用一备，真空泵容量为50%。在冷却水温度25℃条件下，最低吸入真空可以达到3.3kPa，此时，抽真空能力为52kg/h，工作点轴功率为87kW。

二、水环式真空泵的特点

水环泵和其它类型的机械真空泵相比有如下优点：

1）、结构简单，制造精度要求不高，容易加工。

2）、结构紧凑，泵的转数较高，一般可与电动机直联，无须减速装置。故用小的结构尺寸，可以获得大的排气量，占地面积也小。

3）、压缩气体基本上是等温的，即压缩气体过程温度变化很小。

4）、由于泵腔内没有金属摩擦表面，无须对泵内进行润滑，而且磨损很小。转动件和固定件之间的密封可直接由水封来完成。

5）、吸气均匀，工作平稳可靠，操作简单，维修方便。

水环泵也有其缺点：

1）、效率低。一般在30%左右，较好的可达50%。

2）、真空度低。这不仅是因为受到结构上的限制，更重要的是受到工作液饱和蒸气压力的限制。用水作为工作液，极限压强只能达到2000～4000Pa。用油作为工作液，极限压强可达到130Pa。

三、抽真空系统优化前运行方式

高压凝汽器的抽空气管道直接接入低压凝汽器中，通过低壓凝汽器的抽气管道间接地对高压凝汽器抽气，抽空气母管的末端为3台水环式真空泵，两运一备。

存在的问题：

由于采用双背压凝汽器抽真空系统串连接方式，高、低压凝汽器的抽空气管汇接在一起，在汇接点处的压力是相同的，在高、低压凝汽器存在一定压力差情况下，高压侧排挤低压侧的空气，使低压凝汽器中的空气未抽干净，严重影响了低压凝汽器的换热效果，造成双背压凝汽器的真空达不到设计要求，低背压凝汽器出现传热恶化、端差加大的现象，影响了机组真空。

四、改造方案

1、抽真空系统由串联运行改为并联运行

将高低压凝汽器抽真空管道分开，由原来的并联抽真空方式改为高、低压凝汽器串联抽真空方式。将高压侧凝汽器与低压侧凝汽器抽真空管道断开，高、低压侧凝汽器抽真空管道引出凝汽器后，分别单独接至A真空泵和C真空泵，可以实现一台真空泵抽一台凝汽器的目的，从而消除高、低压凝汽器真空不一致对抽吸能力的影响，B真空泵分别通过两个联络门接入高、低压凝汽器抽真空管路，B真空泵作为备用。

图2  抽真空系统并联运行方式

2、在真空泵进口加装大气喷射器

大气喷射器是通过从排气侧（汽水分离箱）引入汽流，通过喷嘴加速形成高速气流，来带动吸入口内的气体一起从吸气支管进入泵内，经扩散器扩张段气流速度降低，压力不断升高，从而提升泵内的吸入压力。大气喷射器的运用增加了真空泵的空气流量，使真空泵抽吸室的压力高于密封水温度的极限抽吸压力，因此能够使真空泵运行中的噪声得到有效控制，并且真空泵内部的叶轮部件避免了由于抽吸工作中产生的大量水汽而造成的腐蚀现象。

大气喷射器投入后，真空泵电流增大15A左右，对真空的影响较小，在0.1kpa左右，但负荷也是影响因素之一，需要进一步试验确认。就地观察，大气喷射器投入后，真空泵噪音降低较多，对真空泵使用寿命的影响要经历一段时间才可以看出。

真空系统运行方式从串联运行改变为并联运行后，A凝汽器（低背压凝汽器）由于没有了高压凝汽器的排挤，真空有了明显的上升，达到了0.88kpa，机组平均真空也有大幅度上升。

五、总结

通过对凝汽器真空系统的分析研究，对抽真空系统进行改造，将抽真空系统串联运行方式改造为并联运行方式，并在A、C真空泵进口加装了大气喷射器，提高了机组的经济性，取得了良好的效果。