1. 機(jī)組概況
某電廠#10 機(jī)組為東方汽輪機(jī)廠制造的 C300/227.6-16.7/0.55-/537/537 型亞臨界、中間再熱、雙缸雙排汽抽汽凝汽式汽輪機(jī),于 2005 年 9 月 30 投產(chǎn)發(fā)電。該機(jī)組抽真空系統(tǒng)安裝有兩臺廣東佛山水泵廠生產(chǎn)的 2BW4 353-0 EK4 590 型水環(huán)式真空泵,用于抽吸凝汽器及真空系統(tǒng)內(nèi)的空氣及不可冷凝氣體,正常運行時一運一備,電流約為220A。為了有效解決真空泵汽蝕的問題,#10 機(jī)組在 2010 年 A 級檢修時,為兩臺真空泵分別加裝了大氣噴射器,投運大氣噴射器運行后,真空泵電流約為 250A。
2. 改造的提出
某電廠#10 機(jī)組真空泵采用的是水環(huán)式真空泵,水環(huán)真空泵自身的特性決定了它易發(fā)生汽蝕現(xiàn)象,并且效率較低,總效率一般低于 30%,#10 機(jī)真空泵正常運行時電流220A左右,投入大氣噴射器運行時真空泵電流約 250A,耗電量較高;而且電廠建設(shè)的設(shè)計部門在設(shè)計選型真空泵組時,主要考慮快速啟機(jī)的響應(yīng)速度(30 分鐘內(nèi)能達(dá)到啟機(jī)要求真空值)和大的允許漏氣量作為選型原則,真空泵配置的功率普遍較大,但在機(jī)組正常運行時,維持系統(tǒng)真空時有較大富余量,造成不必要的能耗。為了完成節(jié)能降耗的目標(biāo),開始對原有的真空系統(tǒng)進(jìn)行了改造,改造后不但可以有效解決水環(huán)真空泵汽蝕、抽汽性能下降和凝汽器真空下降問題,同樣工況較以前水環(huán)真空泵運行電耗降低 80%。
3. 改造方案
本次改造是在不改變原抽真空系統(tǒng)的設(shè)備及功能,在原抽真空母管上并聯(lián)安裝一臺羅茨-水環(huán)真空泵組,確保系統(tǒng)安全可靠經(jīng)濟(jì)的運行
1)機(jī)組啟動時,按原運行方式將原有抽真空設(shè)備投入運行,快速建立真空。
2)機(jī)組運行正常、真空穩(wěn)定情況下,真空泵組投入運行、原有抽真空設(shè)備切除做備用,此時蒸汽和不凝結(jié)氣體進(jìn)入羅茨泵,加壓后經(jīng)冷卻器冷凝進(jìn)入下級水環(huán)真空泵,由于提高了水環(huán)真空泵的入口壓力,可保證水環(huán)真空泵穩(wěn)定運行(見圖 1、羅茨-水環(huán)真空泵組流程圖)。
3)當(dāng)機(jī)組真空系統(tǒng)發(fā)生嚴(yán)重泄漏,真空泵不能維持凝汽器真空時將原有抽真空設(shè)備期中一組投入運行滿足真空要求。
4)真空泵組在檢修或設(shè)備故障時,原有抽真空設(shè)備投入運行,確保真空要求。目前兩臺真空泵為一運一備方式,改造后機(jī)組正常運行時主要以真空泵組維持真空,實現(xiàn)一運兩備,設(shè)備之間有可靠的聯(lián)鎖控制系統(tǒng)。改造后機(jī)組的真空系統(tǒng)耗電量明顯降低同時安全可靠性大幅提高。具體方案如下(見圖 2 真空泵安裝示意圖):
1)抽氣管道安裝,真空泵組就位后,從#111 水環(huán)式真空泵抽汽入口手動門前管道采用異徑三通(273*159*273mm)接出一路φ159mm 管路接入羅茨泵入口,接入羅茨泵前串接一只手動閥(DN150)和速關(guān)氣動閥(廠家提供)。
2)真空泵組水環(huán)泵工作水來自原水環(huán)式真空泵補(bǔ)水,從#111 水環(huán)式真空泵補(bǔ)水門前接出一路φ32mm 管道(材質(zhì) 304),接入自動補(bǔ)水閥進(jìn)入分離罐,接入補(bǔ)水閥前安裝DN25 手動閥。
3)工作水冷卻器冷卻水管道安裝,由閉冷水至熱網(wǎng)密封水管道接出一路φ57mm 管道作為冷卻器進(jìn)水,由閉冷水回水母管接出一路φ57mm 管道作為冷卻器出水,兩路管路用 DN50 手動門作為隔離。
4)汽水分離罐排氣管道安裝,真空泵組汽水分離罐排氣由一路φ89mm 管道接至#111 水環(huán)式真空泵汽水分離罐排氣管路上。
4. 改造后的效果
運行參數(shù)對比如下:
由以上表實測數(shù)據(jù)表明,在工況近似的情況下,改造后抽真空系統(tǒng)與原抽真空系統(tǒng)相比,均能滿足維持凝汽器真空的要求,且改造后抽真空系統(tǒng)能耗水平僅是原有抽真空系統(tǒng)能耗水平的 16.8%,即節(jié)電率達(dá)到近 83.2%,每小時折合節(jié)約電量 1.732×380×183×0.85÷1000≈102kW.h,即每小時節(jié)約 102 度電。按年平均運行 6000 小時計算每年節(jié)約電量 61.2 萬度。
5. 結(jié)論
某電廠#10機(jī)抽真空系統(tǒng)技能技術(shù)改造后,系統(tǒng)能耗大幅降低,節(jié)電率達(dá)到近83.2%,同時大大減少了原水環(huán)式真空泵的運行時間,消除了原水環(huán)式真空泵易發(fā)生汽蝕的缺陷,降低了維護(hù)成本,提高了機(jī)組真空系統(tǒng)運行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性,達(dá)到了節(jié)能降耗的目的。
作者簡介:
張元濤(1977—),男,工程師,汽輪機(jī)本體高級技師,從事汽輪機(jī)檢修技術(shù)管理工作。
原文標(biāo)題:300MW 亞臨界供熱機(jī)組真空系統(tǒng)改造
材料來源:2017年鄂、皖、冀、蘇、浙五省汽輪機(jī)技術(shù)交流會論文