南方沿海火电机组真空系统设备节能增效优化改造与应用.docx

南方沿海火电机组真空系统设备节能增效优化改造与应用【摘要】南方某电厂#2机为600MW超临界燃煤发电机组。2007年投运至今机组真空系统一直存在高、低压凝汽器抽汽量分配不均、真空泵出力不足、耗电高、真空泵冷却器冷却水管布置不合理、冷却水流量分配不均等问题。机组大修期间电厂对#2机真空系统设备进行了优化改造效果良好在节能降耗的同时提高了设备的运行可靠性减少了真空系统的检修维护的人力物力投入。本项目改造对南方沿海火力发电机组的真空系统的节能增效优化改造有非常好的借鉴参考意义。【关键词】真空泵;抽真空管路;冷却水1项目背景南方某电厂#2机为600MW超临界燃煤发电机组凝汽器为双背压、双壳体、单流程、表面式凝汽器。每台机组按照系统设计要求安装了三台水环式真空泵。真空泵转速590r/min单台真空泵配套电机功率160KW单台真空泵的正常运行电流约为235A。真空泵运行模式为两用一备。在夏季工况为了达到较好的真空度需要启动三台真空泵同时运行。抽真空管路设计为串联方式即两台凝汽器在喉部由管道相连抽真空总管由低压凝汽器喉部引出由三台真空泵并列抽出空气如图1。没有对高压凝汽器采取有效限流措施会导致高、低压凝汽器抽汽量分配不均高压凝汽器的汽混合量较多所占比例较大抑制低压凝汽器汽量的抽出导致低压凝汽器抽汽不净造成低压凝汽器内传热恶化运行端差上升。图1真空泵冷却水系统存在以下问题：（1）真空泵冷却器冷却水进、出水母管现在采用的是DN200的钢塑管。钢塑管使用耐久性不能满足要求#2机组运行中曾出现进出水母管破损情况。（2）冷却水进水母管连接3根DN100的钢塑管分别进入三台真空泵的冷却器经过现场测量发现三台真空泵的冷却水量流量分配不均。（3）真空泵冷却器采用单流程设计冷却水增压泵流量约为200t/h流量小冷却水流速较小进出口端盖经常有海生物沉积换热管内有海生物寄生造成堵塞如图2、图3。在机组运行期间经常要隔离冷却器进行管板及端盖清理。真空泵冷却水管路改造前系统示意图见图4。图2图3图42项目改造针对真空系统设备一直存在的问题本项目主要包括C真空泵改造（改为双级锥体真空泵）、高、低压凝汽器抽真空管路改造、三台真空泵冷却水管路系统改造及真空泵运行逻辑优化等四部分。2.1C真空泵改造将#2机组C真空泵改造为锥体双级真空泵。（1）改造后一台锥体双级真空泵即可满足凝汽器真空要求预计锥体双级真空泵的正常运行电流约为175A比之前两台泵的运行电流减小约300A;（2）锥体设计能最大限度地减少和防止汽蚀的产生保护叶轮降低了检修维护费用。2.2抽汽管道改造（1）将高、低压侧凝汽器由串联抽汽改造为并联抽汽;（2）分别在A、B泵以及B、C泵抽汽进口管路之间加装气动蝶阀。在两台泵运行时通过控制两个气动蝶阀的开关使两个凝汽器单独配置真空泵;（3）在高、低压侧凝汽器抽汽母管（凝汽器内部）下部钻Φ4的疏水孔确保抽汽母管运行中不积水。疏水孔的位置为管道水平最低位置。抽真空管路改造后系统如图5。图52.3真空泵冷却水系统改造（1）真空泵冷却水进、出水母管更换为DN300的316L不锈钢管安装增压泵旁路。至各真空泵冷却器的进、出水支管采用DN200的316L不锈钢管。管路上阀门均采用316L不锈钢阀门;（2）在A、B、C泵的冷却水进口处加装不同通径的节流孔板用来平衡三台真空泵的冷却水流量。真空泵冷却器端盖改造：将冷却器改为双流程冷却器进水端盖加装的分隔板使用内部衬胶加强分隔板底部与管板接触部位的密封效果。真空泵冷却水管路改造后系统如图6。改造后的冷却器结构图如图7。图6图72.4运行方式及逻辑控制依据夏季及冬季不同的工况确定真空泵运行方式：（1）三泵运行时联络门AB、联络门BC打开;（2）两泵运行时通过两个联络门的开关使单台真空泵抽吸单个凝汽器;（3）C泵单独运行时联络门AB、联络门BC打开。3项目应用及效果真空泵冷却水系统改造后冷却水母管流量较改造前增加了一倍多由之前的230m3/h增加到现在的500m3/h单台真空泵的冷却水流速也大大升高。改造后提升了真空泵的冷却效果减少了清理冷却器的次数从而降低了真空泵的检修维护人工的费用同时也提高了真空泵的出力。#2机组真空系统改造完毕后在2013年12月份机组550MW负荷时进行了取样。高、低压侧平均真空值为-97.7KPa、-97.9KPa（