300MW汽轮机真空系统节能改造

宋红伟

摘   要：本文主要介绍了江苏徐矿综合利用电厂的真空系统节能改造实施方案，方案是在原有两台并联的真空泵基础上加装一台罗茨水环真空泵组，通过两种泵的结构形式及异常事件分析，并进行节能分析对比。改造后不仅有效提高了机组的真空，确保机组真空系统安全严密性，同时节省了厂用电，避免了夏季冷却水温太高，导致运行水环真空泵汽蚀，影响机组的安全性和经济性。

关键词：真空系统  水環真空泵  罗茨泵  厂用电  冷却水

中图分类号：TK267                                 文献标识码：A                       文章编号：1674-098X（2019）08（b）-0088-02

1  真空泵对比

目前300MW以上汽轮机组采用水环真空泵存在以下问题：耗电量大，效率低，抽气性能差，存在汽蚀现象，维修成本高。罗茨泵具有以下特点：启动快，转子动平衡扰动小，振动偏小，耗电小，节约厂用电，可靠性高。

2  异常事件分析

2.1 事件

2013年05月20日早班，14：40#2机组负荷280MW，2B循泵，2B真空泵运行，因工业水需要停运，主值张某派人将真空泵泵冷却水由工业水切换至循环水运行，切换后真空由-94.5kPa迅速下降，汇报值长，立即手动减负荷，并增启2A偱泵，2A真空泵，14：50机组真空回升，由-92.5kPa上升并维持真空-94.4kPa。15：40工业水恢复运行，将真空泵泵冷却水由循环水切换至工业水运行，15：28停运2A真空泵，真空系统稳定，维持两台循泵运行。

2.2 原因分析

管式热交换器冷却水水源为两路水源（循环水和工业水）且互为并联，循环水冷却水压力0.1～0.2MPa，冷却水量25m?/h，水温在20℃～35℃。工业水压力0.3MPa，水温在20℃～33℃。正常运行时一般采用工业水进行冷却。因恰逢夏季且近期环境温度较高，机组高负荷运行，工业水在30℃左右，而循环水高达33℃，冷却效果差，导致汽水分离器内工作水温高达40℃左右。根据经验：当真空泵工作液温度上升到35℃以上时，工作液开始汽化，真空泵性能恶化，抽气性能变差，长时间运行导致真空泵汽蚀。所以夏季气温高时，水环真空泵抽气能力下降、造成机组真空低，降低了机组的安全性和经济性。

3  罗茨水环真空泵组节能改造方案分析

3.1 改造方案

如图1所示，在原抽真空系统中并入一台罗茨-水环真空泵组，通过其抽真空管道与原抽真空母管连接，同时在入口抽气管道上装设一个手动阀和一个速关气动阀。

3.2 参数分析

根据罗茨泵的铭牌参数，罗茨泵在抽吸干空气量600L/s=2160m3/h，按照凝汽器背压4.0kPa·a对应的饱和蒸汽温度28.98℃，凝汽器的过冷度为4.17℃，凝汽器被抽出的混合气体温度为：28.98-4.17=24.81（℃），24.81℃对应的饱和蒸汽分压为3.13kPa，那么混合气体中干空气的分压4-3.13=0.87（kPa）。对于一台体积流量为2160m3/h的抽吸设备，能够抽吸的干空气量为：2160×0.87/4=469.8（m3/h），由此可计算干空气的质量流量为469.8m3/h×4/101.3×273/（273+24.81）×1.29kg/m3=21.9kg/h。

结论：在300MW机组中通常配套的罗茨复合机组的气量仅为约21.9kg/h左右。

3.3 真空泵的抽气量核算

试验测试表明：在背压为5kPa时，真空严密性小于等于200Pa/min的情况下，只要选择一台实际抽气量大于1650m?/h的真空泵即可抽出漏入凝汽器真空系统的20kg/h的空气，维持系统的真空。300MW湿冷机组在夏季的背压可能上升到12kPa，在真空严密性小于400Pa/min的情况下，只要选择一台实际抽气量大于1863m?/h的高效罗茨真空泵组即可抽出漏入凝汽器真空系统50kg/h的空气，维持系统的真空。

4  罗茨水环真空泵组改造后对比

徐矿电厂300MW机组安装罗茨水环抽真空泵组：型号WJ2ZJQ600，配套电机功率为30kW+18.5kW，经调试正常后投入运行，罗茨水环抽真空泵组的总电流约为37A，与原有大水环真空泵相比，节电率约80%。对比分析如表1所示。

5  结语

真空系统节能改造方案实施后，不仅有效提高了机组的真空，确保机组真空系统安全严密性，同时节省了厂用电，避免了夏季冷却水温太高，导致运行水环真空泵汽蚀，对机组的安全性和经济性不利的危害。

参考文献

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