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联合循环机组真空系统的改造及应用

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联合循环机组真空系统的改造及应用_第1页
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          联合循环机组真空系统的改造及应用                    摘要:分析了联合循环机组真空系统运行中存在的问题,提出了利用罗茨真空泵组改造真空系统的实例,解决了调试中出现的问题,取得了较好的节能效果关键词:真空系统;罗茨真空泵组;节能引言近年来,各电厂在汽轮机冷端特别是凝汽器真空系统的节能改造工作日益深入,出现了很多新的节能改造方案和设备,其中罗茨高效真空泵技术逐渐得到推广和应用,取得了良好的节能效果某电厂一期建设3*390MW燃气-蒸汽联合循环机组,东方汽轮机厂生产的TC2F-30无抽汽凝汽式汽轮机,每台机组配备两台水环式真空泵,运行功耗较大该厂对真空系统进行节能改造,主要内容为加装一台高效罗茨-水环真空泵组作为机组正常运行时维持凝汽器真空,取得了较好的节能效果1设备运行概况联合循环电厂为单轴布置,汽轮机功率135MW,真空系统为两台水环式真空泵并联布置,正常运行电流208A历年来运行经验表明,该系统能够满足机组迅速启动及正常维持真空的要求,但也存在着如下几个缺点:1)设计不合理,将建立真空、维持真空设为一体联合循环机组定位于电网调峰机组,采用早开晚停的两班制运行方式,真空泵设计选型时,主要以迅速建立真空和满足系统最大漏气量为原则,真空泵一般配置较大功率,该厂真空泵110KW,额定电流218A。

实际上机组正常运行时真空漏气量较小,真空泵出力有着较大冗余,出力较低2)效率低水环式真空泵的工作水温有较大关系,该电厂处于南方沿海,真空泵的工作水由海水冷却,夏天海水温度较高,冷却后的真空泵工作水温度能达35℃有研究表明,工作水达35℃以上时,抽气能力急剧下降80%及以上此外,水环式真空泵自身特性决定了其本身效率较低,一般不超过30%3)易汽蚀水环式真空泵入口真空度较高时,容易出现气蚀现象,泵体设置防气蚀管道,凝汽器真空受限2罗茨真空泵介绍罗茨真空泵是一种双转子的容积式真空泵,两个"8"字形转子相互垂直地安装在一对平行轴上,由传动比为1的一对齿轮带动作彼此反向的同步旋转运动在转子之间、转子与泵壳内壁之间保持有一定的间隙,可以实现高转速运行由于转子的不断旋转,被抽气体从吸气口吸入到转子与泵壳之间的空间内,再经排气口排出罗茨真空泵工作过程中由于转子的热膨胀,转子与转子间、转子与泵壳间间隙减小,特别是在压差高的情况下,这种情况尤为严重,甚至会造成转子卡死损坏因此,必须避免在较高的压差下工作,同时设法散出转子产生的热量,通常可在出口设置冷却器冷却排气后回流一部分至泵腔内冷却转子由于罗茨泵是一种无内压缩的真空泵,通常压缩比很低,故高、中真空泵需要前级泵。

罗茨泵的极限真空除取决于泵本身结构和制造精度外,还取决于前级泵的极限真空为了提高泵的极限真空度,可将罗茨泵串联使用,即罗茨泵串联一台小型水环泵,共同构成罗茨真空泵组3真空系统改造方案如图1所示,黑色线框内为真空系统改造部分,在抽真空母管上并接一台罗茨真空泵组,蒸汽和不凝结气体进入罗茨泵,加压后经冷却器冷凝进入下级水环泵,由于提高了水环泵的入口压力,可保证水环泵高效稳定运行;前级罗茨真空泵在高真空下工作,负责抽出凝结器内未凝结的气体,维持住凝结器内的真空,后级液环真空泵由于入口压力提高,所需电流大大减少,实现节能在机组启动建立真空期间使用原大功率水环真空泵运行,保证机组快速建立真空;在机组正常运行期间,投运高效罗茨真空泵组而将原真空泵停作备用,降低系统电耗、提高凝汽器真空;当机组严密性不好或其他原因导致凝汽器真空无法维持时,自动联锁启动原大功率水环真空泵运行,确保机组安全运行为防止罗茨泵工作压差过大,规定当凝汽器真空低于-88kPa时,自动闭锁罗茨真空泵组启动;如处于运行状态,则联锁启动备用大功率真空泵运行图1:真空系统改造方案图4运行出现的问题1)罗茨泵组振动大调试期间发现罗茨泵最大振动达8丝,设备长时间在振动大的工况下运行,加上每天启停的冲击,终于造成罗茨泵轴承损坏。

初始怀疑设备本身有问题,更换了新的罗茨泵后,振动依然偏大经全面排查系统,结合运行数据分析,最终发现原因为罗茨泵安装时冷却水管未固定好,启动后冷却水管振动引起罗茨泵共振,经加固冷却水管后,罗茨泵振动大的情况消失,空载振动值在1丝,满载时振动在3丝以内2)启动过载运行初期发现罗茨真空泵组启动时电流较大,同时发出异响,时常出现过载跳闸的现象经排查分析,出现该现象是由于联合循环电厂两班制运行,每天启停,罗茨真空泵组随之每天启停,停运后冷却器及气动阀前管道存有部分积水,第二天罗茨泵组启动时叶轮受较大水流冲击,导致负载偏大针对此原因,除了停运后加强真空系统疏水,将罗茨泵组启动分为两阶段进行,首先启动罗茨泵组的水环泵,运行一段时间后冷却器及气动阀前管道积水抽吸完毕,再启动罗茨泵,这样就能避免启动频繁过载跳闸问题5节能效果分析表1为原真空泵与罗茨真空泵组运行参数比较取功率因数0.85,根据功率计算式P=,分别计算出改造前后真空泵运行功率,按该厂机组年利用4000h计算,单机1年可节约厂用电35.9万kWh,节能效果显著表1典型负荷下真空系统改造前后参数对比6结论通过并联一套罗茨真空泵组实现联合循环机组真空系统改造,经安装调试后,系统运行稳定,真空值基本与改造前维持相同水平,大大降低了真空泵运行电流,达到了预期的节能效果,并有效防止了汽蚀现象的发生。

参考文献:[1]宋哲.罗茨-水环真空泵组在电厂节能改造中的应用[J].电力安全技术.2015(12):50-52[2]黄力森.调峰机组真空系统安全节能改造实践[J].广东电力.2016(1):20-30[3]陈宗华.罗茨水环真空泵组在嵩屿电厂节能优化中的应用[J].内燃机与配件.2017(20):56-57  -全文完-。

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