300MW机组抽真空系统节能改造技术方案

300MW机组抽真空系统节能改造技术方案

真空系统节能改造技术方案

深圳市博众节能工程技术有限公司

一、火电厂抽真空设备存在的问题:

1)选型偏大

目前广泛应用于火电厂的抽真空设备主要是射水抽气器和水环真空泵。特别水环真空泵，设计部门在设计选型时，主要考虑快速启机的响应速度(30分钟内能达到启机要求真空值)和最大的允许漏气量作为选型原则，但在机组正常运行时，维持系统真空时有较大富余量，因此，真空泵配置的功率普遍较大。

2)效率低

水环真空泵自身的特性决定了它的效率较低，其总效率

η,ηιs×ηω×ηm，一般

低于30%。

3)水环真空泵性能、出力受制于工作水温度的变化

有研究表明，当工作水达到35?以上，抽气能力急剧下降80%及以上，这是夏天凝汽器真空降到,90Kpa及以下的主要原因。

4)水环真空泵设备的内部机械性能(如裂纹问题)受汽蚀现象影响大，设备维护

成本高，也影响设备的安全运行。

二、电厂真空泵的运行状况

电厂装设有2台300MW燃煤发电机组，其配置的抽真空设备为水环式真空泵，运行方式:一运一备。

2.1 真空系统技术规范:

凝汽器参数设计实际运行

排汽压力(背压)kpa 3

真空严密性试验数据pa/min 138/95Pa/min

排汽流量t/h 583 503/530t/h

循环水温升 10. 11.8/11.4?

夏季最高循环水温 43 ?

循环倍率 58.66

水环泵铭牌参数如下:

型号——2BW4 353-0EK4

转速——590rpm

3抽速——抽气量:89.0 m/min

抽吸压力:3300Pa(33,1013 mbar.abs);

排汽绝压——1013百帕

水环泵电机:额定功率—— 132KW

水环泵正常运行电流:218.4/219.4A(123KW)

2.2 存在问题

电厂300MW机组真空泵为广东佛山水泵厂生产的2BW4 353-0EK4型水环真空泵，设备检修中会发现#11机真空泵(没有前置大气喷射器)存在常见的气蚀、叶轮出现裂纹等现象。这是由于这类真空泵一直存在汽化工况，真空泵内部不可避免的会发生气蚀、叶轮出现裂纹等现象，这是工作水温度高于吸入压力对应的饱和温度时发生气化时所造成，这些现象同时说明了在夏季因工作水温度升高而导致极限真空值的下降和抽气能力的下降，汽轮机组的经济性和和真空泵的安全性受到影响，

由此增加了检修工作量和维护成本。而装了前置大气喷射器的#10机组真空泵的工作状况会好很多。

由于电厂的循环水系统为闭式循环，水温比开式循环高2~3度，导致水环真空泵的抽气性能下降较大，表现在真空值比沿海机组真空值低。

三、抽真空泵系统改造方案概述

深圳市博众节能工程技术有限公司研发的“一种火力发电厂凝汽器真空维持系统”专利技术解决了目前电厂水环真空泵存在的上述问题。本技术不但可以有效解决水环泵汽蚀、抽汽性能下降和凝汽器真空下降问题，同样工况较以前真空泵运行电耗降低80%。本技术在其他电厂已成功应用，节能效果明显。实施方案不改变原抽真空系统的设备及功能，在抽真空母管上并接一台高效真空泵组，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。系统采用PLC控制，可实现远程和就地操作。在机组启动建立真空期间使用原抽真空系统运行，在正常运行期间，投运高效真空泵组而将原真空泵停作备用，提高了运行的可靠性和经济性。

四、技术改造可行性分析

4.1 抽真空系统改造安全可靠性分析

任何技术改造及新技术应用必须确保设备运行的安全可靠。本改造方案是在原抽真空系统中并接了一台高性能抽真空泵组，确保系统安全可靠:

1) 机组启动时，按原运行方式将原有抽真空设备投入运行;

2) 机组运行正常、真空稳定情况下，高效真空泵组投入运行、原有抽真空设

备切除做备用;

3) 机组真空系统发生严重泄漏，高效真空泵不能维持凝汽器真空时将原有抽

真空设备期中一组投入运行满足真空要求;

4) 高效真空泵组在检修或设备故障时，原有抽真空设备投入运行，确保真空

要求。

5) 目前两台真空泵为一运一备方式，改造后机组正常运行时主要以高效真空

泵组维持真空，实现一运两备，设备之间有可靠的联锁控制系统。改造后

机组真空系统的安全可靠性大大提高～

根据所提供的运行参数(真空泵泵体温度40?、真空值-93.4kpa)查表得

3真空泵的抽气性能下降到了设计值的10.2%，即抽气量由89米/分下降到

9.078

333米/分，或544.68米/小时，博众节能提供的设备抽气量远大于544.68米/ 小时，且不随温度变化而变化，完全能满足凝汽器维持真空的要求。 4.2 抽

真空系统改造经济分析

目前，电厂300MW机组使用的真空泵运行电流约为218.4/219.4A，电功率约为123KW，预计改造后使用高性能真空泵组的运行功率约为23KW(41A)。按年运行6000小时计算，改造后可节省电量保守有:(123,23)×6000,600000KWH ，与原泵运行工况相比节电率为81.3%，按0.43元上网电价计算，年增加效益约25.8万元。

另一方面，本真空泵组具有强劲的抽吸能力(极限真空压力小于400pa，而水环泵的极限真空压力为3400pa)，且受工作水温度和大气温度变化的影响极小，能快速将空气抽出到真空系统外，使凝汽器的传热性能提高，从而使得凝汽器的真空值只受循环水温度的制约。特别是在夏季，与常规水环真空泵相比，在相同的循环水温度下可提高真空值，从而可增加发电量(具体效益数据需能效检测确定)。但是博众的技术及设备可确保真空在循环水温度达到30?以上时，真空比原真空泵运行时抬高