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真空泵密封水系統(tǒng)加裝制冷裝置探討論文
摘要：當(dāng)前火電廠大多采用水環(huán)式真空泵作為抽汽設(shè)備，凝汽器的真空變化在一定程度上影響著火電機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運行，保持合適真空是降低汽耗量，提高機(jī)組整體熱效率的主要方法之一。某發(fā)電廠針對夏季真空泵密封水溫度偏高的情況，通過加裝制冷裝置，提高了凝汽器真空和機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性。
關(guān)鍵詞：真空泵；密封水；制冷裝置；經(jīng)濟(jì)性
某發(fā)電廠在運機(jī)組為２臺１００萬千瓦超超臨界燃煤機(jī)組，采用的雙背壓、雙殼體、單流程、表面冷卻式凝汽器。真空系統(tǒng)配備有３臺水環(huán)式真空泵，為鶴見株式會社生產(chǎn)，型號為２５０ＥＶＭＡ，兩運行一備用，分列運行。
１水環(huán)式真空泵性能特點
�、倌壳�，大型發(fā)電機(jī)組多采用偏心式水環(huán)式真空泵，此類泵通過變化泵腔容積，來實現(xiàn)吸氣、壓縮和排汽的目的，在較低真空范圍內(nèi)運行時候，抽單位干空氣量是能耗低、效率高。②水環(huán)式真空泵的出力與密封水溫息息相關(guān)。如果密封冷卻水溫度較高，容易導(dǎo)致泵腔內(nèi)含有工作液化氣體，減少了對凝汽器內(nèi)部凝結(jié)氣體的抽吸量，使得泵的出力下降。同時，泵內(nèi)的運行工況惡化，容易造成葉片汽蝕，損害設(shè)備。③真空泵冷卻器為常規(guī)板式冷卻器，冷卻源為江水。實際運行中，長江水中含有雜質(zhì)較多，易堵塞板冷器水側(cè)；尤其在夏季運行時，因為循環(huán)冷卻水溫上升，冷卻后的密封水溫度最高可達(dá)３５℃，嚴(yán)重影響冷卻效果，真空泵出力下降明顯。
２真空泵系統(tǒng)優(yōu)化方案
該電廠采用的是雙背壓凝汽器，低背壓側(cè)的凝汽器循環(huán)水進(jìn)水溫度與真空泵板冷器開冷水進(jìn)水溫度一致。加上低背壓側(cè)的真空泵密封水溫偏高，進(jìn)而使真空泵入口負(fù)壓與低背壓側(cè)凝汽器理論真空值差距很小。在克服管道及閥門約０．８ＫＰａ的阻力后，實際低背壓側(cè)凝汽器抽吸口處的負(fù)壓值已遠(yuǎn)低于凝汽器理論真空值，低背壓側(cè)凝汽器汽側(cè)部分不凝結(jié)氣體無法被完全抽出，凝汽器真空下降。根據(jù)上海汽輪機(jī)廠給出的熱力平衡圖紙分析，排除循環(huán)水、凝汽器換熱系數(shù)等修正后，真空泵的密封水溫偏高是導(dǎo)致泵出力不足的主要原因。真空泵工作密封水溫高將直接使得機(jī)組真空降低，機(jī)組供電煤耗上升。在保留原有板冷器的基礎(chǔ)上，為降低真空泵工作水溫７℃～１２℃，取正產(chǎn)運行實際工作水量１３０００ｋｇ／ｈ和水的比熱容４．２ｋＪ／ｋｇ來進(jìn)行計算，１３０００×４．２×７÷３６００＝１０６ｋＷ１３０００×４．２×１２÷３６００＝１８２ｋＷ得出，一臺真空泵所需制冷量為１０６ｋＷｈ～１８２ｋＷｈ的制冷量。保留原板冷器的基礎(chǔ)上，將１臺功率為４５ＫＷ，制冷量為１６５ｋＷｈ的制冷設(shè)備串聯(lián)進(jìn)原密封水冷卻系統(tǒng)。密封水在經(jīng)過板冷器冷卻后，進(jìn)入制冷機(jī)器進(jìn)行二次冷卻，進(jìn)一步降低真空泵密封水進(jìn)口溫度。系統(tǒng)圖如圖１所示。
３實用效果評估
當(dāng)前，＃１機(jī)組制冷機(jī)已安裝并投入運行，為了檢驗制冷機(jī)的實際效果，在負(fù)荷為７５０ＭＷ的工況下，分別在春季，夏季，進(jìn)行３次試驗，對比兩臺真空泵分列運行與真空泵分列＋制冷機(jī)運行的真空參數(shù)。經(jīng)觀察，數(shù)據(jù)情況如下：①春季試驗中，低背壓凝汽器真空提高約０．１０１ｋｐａ，凝汽器總真空提高０．０５５ｋｐ，對應(yīng)供電煤耗降低０．０８３ｇ／ｋＷｈ。②夏初試驗中，低背壓凝汽器真空約提高０．２８ｋＰａ，高背壓凝汽器真空約提高０．０３ｋＰａ凝汽器總真空提高０．１４ｋＰａ，對應(yīng)供電煤耗降低０．２１ｇ／ｋＷｈ。③盛夏試驗中，低背壓凝汽器真空約提高０．３５ｋＰａ，高背壓凝汽器真空約提高０．１ｋＰａ凝汽器總真空提高０．２２５ｋＰａ，對應(yīng)供電煤耗降低０．３３７ｇ／ｋＷｈ。
４結(jié)束語
通過加裝制冷設(shè)備，能夠有效保證真空泵的出力，可提高低背壓真空０．１ｋｐａ～０．３５ｋｐａ，夏季真空泵密封水溫度偏高的問題得到了有效解決。在假設(shè)負(fù)荷為７５０ＭＷ的基礎(chǔ)上，可降低供電煤耗０．２２５ｋｇ／ｋＷｈ，按照＃１機(jī)組年平均發(fā)電量５５億ｋＷｈ，標(biāo)準(zhǔn)煤８００元／ｔ計算，年節(jié)省費用約９９萬元。在前期投資為２７萬的前提下，此次改造達(dá)到了很好的節(jié)能降耗效果。
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