机组高效真空泵改造方案及经济性浅析
真空泵节能改造分析
真空泵节能改造分析摘要】介绍了水环真空泵的结构和原理，阐述了水环真空泵改造的重要意义。
针对某电厂燃气蒸汽联合循环机组真空系统能耗高的问题，分析其水环真空泵正常运行时电耗较高的原因及其解决办法，提出利用罗茨真空泵与水环真空泵组成高效真空泵组作为机组正常运行时抽真空的设备，原有的水环真空泵仅用于启动和故障时备用的方案。
【关键词】真空系统；节能；水环真空泵；罗茨-水环真空泵0引言近年来，随着环保意识和可持续发展理念的提高，内部挖潜和节能改造成为火电厂提升经济效益的重要手段。
火电机组的真空度对于机组的总体效率有重要的影响，而真空系统自身的能耗也会影响机组的总体能耗水平。
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。
而水环真空泵普遍存在容易发生汽蚀和能耗较高的问题，因此，如何解决上述问题成为降低真空系统能耗的关键。
1真空泵概述1.1水环式真空泵系统1.1.1 结构及工作原理图1为水环真空泵工作原理示意图。
水环真空泵的叶轮与泵体存在偏心，两端由侧盖封住，侧盖端面上的吸气口和排气口分别与泵的入口与出口相通，当泵内有适量工作液体时，由于叶轮旋转，液体向四周甩出，在泵体内部与叶轮之间形成一个旋转液环，液环内表面与轮毂表面及侧盖端面之间形成了月牙型的工作空腔，叶轮上的叶片又将空腔分成若干不相通、容积不等的封闭小室。
在叶轮前半转，月牙型空腔逐渐增大，气体被吸入；在后半转，月牙型空腔逐渐减小，气体被压缩，然后经排气口排出。
图1 水环式真空泵工作原理示意图2 罗茨真空泵工作原理简图图3改造后的真空泵组系统1.1.2水环式真空泵的缺点及改造的必要性1) 选型偏大。
在机组正常运行时，水环式真空泵维持系统所需真空度有较大余量，浪费了部分能耗。
2) 效率低。
水环式真空泵总效率一般低于30%。
3) 水环式真空泵性能、出力受制于工作水温度的变化。
夏季高温时，水环式真空泵性能、出力急剧下降，可能导致凝汽器真空度下降，降低机组经济性。
水环真空泵的改进及其效率的提高
水环真空泵的改进及其效率的提高摘要：分析了包头第一热电厂水环真空泵效率低的原因，论述了解决的方法和具体的改进过程，以及提高效率后带来的经济效益。
关键词：水环真空泵效率低改进效益0 引言抽真空系统在火电机组中是必不可少的，其主要作用是：①在机组启动初期建立凝汽器真空。
当汽轮机进汽暖机时，蒸汽会进入凝汽器，如果凝汽器没有建立一定的真空，进入凝汽器的蒸汽就会使凝汽器内部形成正压，影响机组的热效率。
②在机组运行过程中保持凝汽器真空，确保机组的安全经济运行。
因凝汽器在运行过程中其内部应该是处于真空状态，但由于管道及壳体不严密，空气会漏入，从而破坏凝汽器真空，对汽轮机安全经济运行不利。
同时，空气含量大时，将使凝结水的含氧量增加而加剧对设备腐蚀，也会增大传热热阻，影响冷却效果。
所以电厂中必须要有抽真空系统，用水环真空泵来保证凝汽器的真空度。
1 水环真空泵的工作原理如上图：是真空泵轴侧剖面图，叶轮偏心地装在接近圆形的泵体内，当叶轮按图示箭头方向旋转时，因离心力作用，注入泵体内的水沿泵壳形成旋流的水环，因此叫水环真空泵(又叫液环真空泵，可以采用其他液体做工作液)。
在泵体中装有适量的水作为工作液。
当叶轮按图中所示的方向顺时针旋转时，水被叶轮抛向四周，由于离心力的作用，水形成了一个由泵腔形状决定的近似于等厚度的封闭圆环。
水环的上部分内表面恰好与叶轮轮毂相切，水环的下部内表面恰好与叶片顶端接触（实际上叶片在水环内有一定的插进深度）。
此时叶轮轮毂与水环之间形成一个月牙形空间，而这一空间又被叶轮分成叶片数目相等的若干个小腔。
假如以叶轮的上部0°为始点，那么叶轮在旋转前180°时小腔的容积由小变大，且与端面上的吸气口相通，此时气体被吸进，当吸气终了时小腔则与吸气口隔绝；当叶轮持续旋转时，小腔由大变小，使气体被压缩；当小腔与排气口相通时，气体便被排出泵外。
水环泵是靠泵腔容积的变更来实现吸气、压缩和排气的，它属于变容式真空泵。
1000MW机组凝汽器真空泵的节能改造
1000MW机组凝汽器真空泵的节能改造近年来，能源紧张和环保压力不断加大，推动了各行各业的节能减排工作的重要性。
在电力工业领域，凝汽器真空泵作为重要的设备之一，对于电厂的正常运行以及电力质量的提高具有举足轻重的地位。
然而，目前许多电厂中使用的凝汽器真空泵存在效率低、能耗高等问题，所以进行节能改造是非常必要的。
本文将以1000MW机组凝汽器真空泵为例，探讨其节能改造的方法和效果。
一、节能改造原因1、低真空度：在运行过程中，由于旧设备和老化的软管等问题，导致凝汽器真空度下降。
这样，将同时带来排汽量的增加和汽进口压力的增加，最终导致高温高压蒸汽子系统效率的下降。
2、能耗高：原设备为单级旋片泵，使用220kW的电机进行驱动。
因此，其能耗存在明显的问题。
另外，由于机组工况变化，凝汽器中常年加注的水量仍然没有得到调整，所以形成了一定的耗能。
3、故障频发：由于设备的老化以及零部件问题，凝汽器真空泵的故障率十分高，每年需要进行多次的维护和更换零部件，工作效率低下，生产效益受到影响。
针对以上几个方面的问题，本次节能改造包括两个方面的工作：1、提升凝汽器真空度：由于凝汽器真空度对于机组运行非常关键，因此需要采用有效的方法来提升其真空度。
本次改造采用了双级液环真空泵作为新的凝汽器真空泵，同时将软管全部更换为新的硬管，杜绝泄漏问题。
经过试运行的数据表明，改造后的凝汽器真空度大大提高，而排汽量也得到了有效地控制。
2、替换驱动电机：为了进一步提高节能效果，改造方案还包括了对原设备驱动电机的替换。
新增了一个68.53kW的自控于函数变频器，在电机工作状态的基础上，根据凝汽器的实际运行状态控制它的转速，从而达到最优的工作效率。
同时，根据设备的实际情况，对凝汽器中加注的水量进行了优化，进一步降低了能耗。
三、节能效果改造后的凝汽器真空泵在运行过程中，可以取得比原设备更优秀的节能效果。
1、节能率高：由于双级液环真空泵的采用，改造后的凝汽器真空泵效率得到了有效提高，其能耗降低了65%以上，系统的整体效率也得到了提高。
火力发电厂真空泵节能改造方案
泵 工 作 液 温 高 于 设 计 值 影 响 了 水 环真 空 泵 的 极 限 真 空 制 约 了 间 切 换 到 高 效 抽 真 空 泵 组 而将 原 有 的
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火力 发 电厂 真空泵节能 改造方案
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摘
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１
工 作液 深 度 冷 却 技 术 气体 进人 真 空 泵 进 口 管 道 由 真 空 泵排 向 大 气 。
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1000MW机组凝汽器真空泵的节能改造
1000MW机组凝汽器真空泵的节能改造凝汽器真空泵是发电厂中重要的设备之一，其主要作用是维持凝汽器内部的良好真空度，以提高发电机组的效率和性能。
传统的凝汽器真空泵需要消耗大量的能源，由此带来了巨大的能源浪费和经济压力。
对1000MW机组凝汽器真空泵进行节能改造是十分必要和迫切的。
一、改进凝汽器真空泵设计传统的凝汽器真空泵在设计上存在一些缺陷，导致其能效较低。
为了提高凝汽器真空泵的节能性能，可以对其设计进行改进。
可以改进其叶轮设计，采用更加科学合理的叶轮形状和材料，减小能量损失。
可以改进凝汽器真空泵的密封结构，采用高效密封材料和技术，减少泄漏现象，提高真空度。
还可以增加凝汽器真空泵的冷却系统，降低设备温度，进一步提高效率。
二、优化凝汽器真空泵运行方式凝汽器真空泵的运行方式对其能效也有很大的影响。
可以通过优化运行方式，减少能源的消耗。
可以采用变频调速技术，根据实际需要调整凝汽器真空泵的工作频率，避免过多的能源浪费。
可以合理安排凝汽器真空泵的开启和关闭时间，尽量减少其空转时间，提高设备的运行效率。
还可以采用联机运行方式，将多台凝汽器真空泵进行联接，实现共同工作，提高系统的整体效率。
三、安装能量回收装置传统的凝汽器真空泵在运行过程中会产生大量的热量。
可以通过安装能量回收装置，将这些热量进行回收利用，减少能源的浪费。
可以采用热交换器将凝汽器真空泵排出的热气与进入的冷气进行换热，使冷气在进入凝汽器真空泵之前进行预热，减少能源的消耗。
四、加强凝汽器真空泵维护和管理凝汽器真空泵在长时间运行后会出现一些故障和损耗，导致能效降低。
加强凝汽器真空泵的维护和管理是十分重要的。
可以定期对凝汽器真空泵进行检查和清洗，保持其正常工作状态。
也可以加强凝汽器真空泵的运行监测，及时发现并解决运行过程中出现的问题，确保设备的正常运行。
对1000MW机组凝汽器真空泵进行节能改造是十分必要的。
通过改进凝汽器真空泵设计，优化其运行方式，安装能量回收装置以及加强维护和管理，可以提高其能效，减少能源的浪费，实现节能目标。
大唐华银耒电#4机高效真空泵节能改造研究分析
大唐华银耒电#4机高效真空泵节能改造研究分析摘要：目前国内电厂凝汽器真空系统所用真空泵主要是水环真空泵，选型时兼顾了启动，运行工况需求、由于正常运行时漏气量远远小于启动工况抽气量，造成正常运行时真空泵抽吸能力过剩，水泵工作在低效率状态；另一方面，水环式真空泵工作液冷却条件变差时，会产生汽蚀而导致振动加剧、噪音变大、叶轮容易损坏，缩短真空泵寿命。
关键字：水环式真空泵；节能；经济型项目提出的背景及改造的必要性：目前国内电厂凝汽器真空系统所用真空泵主要是水环真空泵，选型时兼顾了启动，运行工况需求、由于正常运行时漏气量远远小于启动工况抽气量，造成正常运行时真空泵抽吸能力过剩，水泵工作在低效率状态；另一方面，水环式真空泵工作液冷却条件变差时，会产生汽蚀而导致振动加剧、噪音变大、叶轮容易损坏，缩短真空泵寿命。
1、拟进行的系统或设备的基本情况说明；大唐耒阳电厂二期2×300MW超临界机组汽轮机分别在2003年12月和2004年8月投入生产运行，每台机组配置两台佛山水泵厂改进型2BW4353-0EK4真空泵。
正常工况时，一行一备。
配置电机功率为160KW，真空泵运行电流为210A，机组运行中凝汽器真空严密性合格。
2、存在的主要问题；（1）选型偏大，设计时建立真空与维持真空混为一谈，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余量，建立真空与维持真空混为一谈。
因此，把建立真空的真空泵用作维持真空的真空泵存在能耗浪费。
（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夏季高温时，水环真空泵性能、出力急剧下降，可能导致凝汽器真空下降，造成机组经济性降低。
1000MW机组凝汽器真空泵的节能改造
1000MW机组凝汽器真空泵的节能改造随着工业化的不断发展，发电厂已成为国民经济发展的重要支柱之一。
而在发电厂中，1000MW机组凝汽器真空泵的运行质量直接关系到整个发电厂的效率和经济性。
为了提高发电厂的运行效率和降低能耗，进行节能改造已成为当前发电行业的重要任务之一。
本文就将对1000MW机组凝汽器真空泵的节能改造进行深入探讨。
一、节能改造的背景与意义1000MW机组凝汽器真空泵是发电厂中非常重要的设备之一，它的主要作用是通过创造真空，减小凝汽器内的压力，以提高汽轮机的排汽压力，从而提高汽轮机的热力效率。
由于这种设备本身的设计和运行方式不尽完善，存在能耗较高、效率不高、安全性和可靠性不稳定等问题，大大限制了发电厂的发电效率和经济性。
而且随着能源紧缺和环境保护意识的提高，发电厂对节能降耗的要求也越来越高。
对1000MW机组凝汽器真空泵进行节能改造已成为当前发电厂迫切需要解决的问题之一。
二、节能改造的途径与措施（一）设备优化在对1000MW机组凝汽器真空泵进行节能改造时，首先需要对设备本身进行优化。
通过对设备结构、材料和工艺等方面的改进，提高设备的工作效率和安全性。
在设计时尽量选择节能型设备，如采用高效节能电机、新型节能密封件、高效节能冷却系统等，进一步提高设备的效率和节能性能。
（二）控制系统升级1000MW机组凝汽器真空泵的控制系统直接影响着设备的运行效率和能耗。
通过对控制系统进行升级改造，引进先进的自动化控制系统和智能监测装置，能够对设备的运行状态进行实时监测和调整，以实现精准控制，避免能耗的不必要浪费，提高设备的节能性能。
三、节能改造的效益与展望通过对1000MW机组凝汽器真空泵的节能改造，可以实现设备的能耗降低、效率提高、安全性和可靠性提升等多重效益。
一方面能够降低设备的运行成本，节约能源资源，提高发电厂的经济性和竞争力；另一方面能够减少对环境的影响，降低碳排放，促进可持续发展。
通过节能改造还可以提高设备的运行性能和可靠性，延长设备的使用寿命，减少设备的维护和维修成本，提升设备运行的稳定性和安全性，从而提高发电厂的整体运行效率。
电厂真空系统改造经济性分析
电厂真空系统改造经济性分析摘要：真空泵主要用于蒸汽轮机中的真空系统，在设备运行期间建立一定的真空度，并在设备运行期间维持真空状态。
如果真空泵的性能低下，将直接影响凝汽器真空。
因此，真空泵工作的安全和经济运行非常重要。
本文基于电厂真空系统改造经济性分析展开论述。
关键词：电厂；真空系统改造；经济性分析引言当前，实现火电厂汽轮机组节能提效的主要措施有以下两类：第一是处理机械缺陷，在保证设备正常运行的前提之下提升系统的运行稳定性，从而把系统缺陷所导致的能源损耗降到最低；第二是对技术进行改造与革新，从而提升机械设备的资源使用效率，从而节约各类能源输出。
比如，对因严密性差而造成的换热效率低以及水溶氧高等问题，除了按时对汽轮机组的真空体系严密性进行检测之外，还需要努力找寻“负压”系统的主要漏点并在短时间内进行处理，同时还可重新设计凝汽器水封筒的高度。
1火力发电厂汽轮机真空系统的重要性随着我国的电力工业逐渐的线商业化发展，发电厂作为企业应加强对发电质量的提升、降低发电成本、满足社会需要，由于发电厂之间出现了竞争力，只有提高机组的工作效率，降低能源消耗，才能在未来的竞争中处于不败之地。
还要对发电机组进行定期的维修和保养，保证电力的正常供应。
我国电力主要以火电为主，尤其是国家建设的大容量、高参数的坑口燃煤电厂为主要形式。
如今我国的电力供应技术已经很完善了，但是与世界先进国家相比还是有一定的差距，而且由于火力电厂矿物质燃烧不完全，会对环境造成很大的污染，所以要对电厂设备进行检测和优化，提高电厂能源的利用率。
汽轮机真空系统在火电厂中具有重要的地位，在真空系统中凝汽器是汽轮机组的重要组成部分，凝汽器的运行性能对汽轮机循环热效率有着很大的影响，对火力发电机组的安全、经济效益有着决定性的影响。
汽轮机真空系统不严密会导致真空降低，这一问题是电厂中常见的问题，会影响发电机组的安全性和经济性，汽轮机的真空降低会导致汽轮机末级焓降减少，轴向推力增大，汽轮机真空偏低会使机组的耗煤量增加，从而增加经济成本。
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《资源节约与环保》2019年第10期
机组高效真空泵改造方案及经济性浅析
丁猛辉
（天津国电津能热电有限公司
天津
300304
）
引言
高效真空泵改造技术的发展,已使得降低运行真空泵的噪音及减缓真空泵被汽蚀成为现实,并能够大幅降低真空泵的耗电。
我公司借鉴改造经验,并于2017年完成了#1机组真空系统优化改造相关工作,具体介绍如下文。
1机组概况及真空泵配置简介
我公司总装机容量为3×330MW 抽汽凝汽式发电机组,两台机组汽轮机均为国产东汽生产的亚临界、一次再热、采暖抽汽凝汽式机组。
单台机组配置水环真空泵2台,单泵抽出干空气量:≥65kg/h 。
启动时投入2台运行,机组正常运行时1台运行,1台备用。
2高效节能真空泵改造的必要性和可行性
机组自投产以来,真空泵运行中噪音大耗电高且运行中已出现多次损坏,损坏多为叶轮断裂、泵壳汽蚀沙眼。
分析其损坏原因:真空泵选型时设计院根据凝汽器厂家提供的漏空气量选择的真空泵抽气量远大于现有机组运行中的实际漏气量,造成真空泵内部汽蚀严重,已严重威胁到机组安全稳定运行。
尤其在低真空度情况下,一旦发生真泵损坏,因为凝汽器背压高保护造成非停。
为了解决该安全隐患,进行了多次调研。
了解到之前投产的兄弟电厂只要是配置同类型的真空泵,真空系统也都有类似问题。
运行中真空泵噪音大,电流都在220A 以上,且真空泵被气蚀严重。
同也与厂家技术人员进行了多次交流,真空泵的结构型式都进行了优化,很少再用单级平面水环式真空泵,大多选用双级泵。
真空泵制造水平都有了提高,也能够满足现场改造要求。
近几年,兄弟电厂相继也对真空系统进行了优化改造,不仅解决真空运行中噪音大和耗电高问题,还解决了真泵汽蚀严重问题。
如国投宣城电厂、华能邯峰电厂、国电双鸭山、国电湖南宝庆、国电电力大连开发区热电厂及华能杨柳青电厂。
3高效节能真空泵改造方案介绍
由于高效节能真空泵抽吸能力有限,只能用于维持机组正常工况下真空度。
在机组启动时或严密性较差时或凝汽器排汽压力大于13KPa.a 时只能运行原有真空泵。
基于高效节能真空泵只能用于机组真空维持的特点,需在原有系统上并列加装高效节能真空泵。
主机启机组启动过程中,由原真空泵运行,机组启动正常后可切换至新的真空泵组运行。
对现有系统进行相关改造,具体有抽气管道、高效真空泵冷却水、高效真空泵工作水、压缩空气系统、高效真空泵动力电源及控制保护逻辑系统等进
相应改造和安装。
工作水系统:高效节能真空泵采用水作工作介质,工作水来自原有真空泵工作水补水系统,正常温度≤40℃,压力0.2-0.5MPa (g )。
冷却水系统:高效节能真空泵的冷却水取自主机循环水系统,通过管道增压泵升压后,送入板式换热器及管式换热器。
抽气系统:从原有真空泵抽气管道引出至高效节能真空泵,罗茨真空泵组侧的入口管加装手动闸阀及气动蝶阀。
动力电源:高效节能真空泵就地设置就地控制柜,从机组PC380V B 段引出电源至就地控制柜。
控制保护逻辑系统:入口气动蝶阀、管道增加泵、前置水环真空泵及罗茨真空泵控制都实现DCS 远方操作。
为了保住主机安全稳定运行,对保护逻辑进行了优化。
注:(1)前级泵(水环泵)跳机时真空维持装置也要跳机,并联启原系统水环真空泵以保证真空度不往下掉;(2)罗茨泵跳机时真空维持系统也要跳机,并联启原系统水环真空泵以保证真空度不往下掉;(3)真空维持系统入口装有压力变送器,可根据贵方运动要求设真空值下限,联启原系统水环真空泵。
4高效节能真空泵改造经济性浅析
投入运行以来,运行中噪音大幅度降低,高效节能真空泵总电流稳定在42A 左右(前置水环真空泵电流为31A ,罗茨真空泵电流为11A ),较原真空运行中电流220A 有很大幅度下降。
根据公司年度报表,#1机组2016、2017年运行了6588、7106小时,按照取前两年平均运行时间6847小时,电压380(V ),改造前电流220(A ),改造后电流42(A ),功率因数0.85,进行计算年节约电为:6800×380×(220-42)×1.732×0.85÷1000≈681821(kwh );按上网电价0.3755元/千瓦时(含税),年增加售电收益约为256024(元)。
总投资约500000元(含税),回收年限为:500000÷256024≈2(年)。
结语
在现有条件下,加装了高效节能真空泵,有效降低运行中的噪音,并缓解原真空泵被汽蚀现象。
本项目不仅消除安全隐患,还大幅降低真空泵耗电,回收年仅为2年。
参考文献
[1]《#1机真空系统优化项目凝汽罗茨真空泵逻辑说明书》,湖北省神珑泵业,2017年9月.
表1
罗茨真空泵装置改造逻辑说明
启泵
(1)汽水分离器液位不低,启前级泵(水环泵);(2)前级泵(水环泵)运行真空达到10kpa.a (-91kpa.g )时,启动罗茨泵;(3)前级泵(水环泵)、罗茨泵运动,真空达到7kpa.a (-94kpa.g )时,打开入口气动蝶阀。
停泵
(1)关入口气动蝶阀;(2)入口气动蝶阀关闭后停罗茨泵;(3)罗茨泵停后,停前级水环泵;(4)前级水环泵停后,手动打开真空破坏阀,手动关闭破坏阀使系统复位。
38。