高效真空维持装置在火电机组的应用研究

发表时间:2019/3/28   来源:《电力设备》2018年第28期   作者:丁建平
[导读] 摘要:火电机组用高效真空维持装置替代低效设备、去除抽气余量、降低水环泵的负荷来实现高效节能,相对提高机组经济效益。

        (华电能源股份有限公司佳木斯热电厂  黑龙江佳木斯  154005)
        摘要:火电机组用高效真空维持装置替代低效设备、去除抽气余量、降低水环泵的负荷来实现高效节能,相对提高机组经济效益。
        一、目前火电机组运行真空泵存在的问题:
        (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显然是浪费能耗的。
        (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
        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。
        (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
        水环真空泵设备的内部机械性能(如裂纹,断裂等问题)受汽蚀现象影响很大,设备维护成本高,也影响设备的安全运行。这表现在真空泵的转子、叶轮经常性的损环,维护费用增加。
        二、高效真空维持装置现状
        “火电厂凝汽器真空维持系统”于2012年11月获得国家知识产权局授权,目前在广东顺德德胜电厂(五沙热电)300MW及河北邢台电厂(300MW)有示范应用业绩,节电率分别为82%和84%。经一年的推广应用,本技术已获得中电联及广东电科院专家的认可,并于2014年4月在河北西柏坡发电有限公司成功运用于600MW机组,节电率高达到81%,本技术已经中电联研究室报送国家发改委参评2013年电力系统重点节能技术。
        三、抽真空系统改造的安全分析
        (1)机组启动时,按原运行方式将原有抽真空设备投入运行,用以建立真空;
        (2)机组运行正常、真空稳定情况下,高效真空泵组投入运行、用以维持真空,原有抽真空设备停机做备用;
        (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其中一台或两台投入运行以满足真空要求;
        (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。
        改造后机组正常运行时主要以高效真空泵组维持真空,均为一运二备运行方式,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不会降低,安全是有保障的。
        四、抽真空系统改造的经济分析
        (1)节电经济性
        300MW单台机组使用的真空泵运行总电流为180A ,运用凝结器维持真空系统专用节能设备,设备的总运行电流约为40A。
        单台节能数据

        (2)节省真空泵维护费用:技术改进后,因原配置的真空泵仅在启机建立真空时投入运行,若按每年平均启动5次,每次运行8小时计算,全年仅运行40小时,30年运行时间也不过1200小时(即60天),原配置的真空泵长期处于备用状态,不存在汽蚀状况,不存在设备损坏的问题,因此,技改后,原真空泵可终身不需解体检修或大大减少维护次数,真正实现少维护或免维护,从而节省大量的检修费用和减少大量的检修工作,更是节省不少的更换配件费用。
        例如常规火电厂2台真空泵每3年检修一次,每台每次检修费用为2万元(含配件),每10年更换一次转子,转子每根15万元,那么20年内2台真空泵总节省费用:88万元。
        (3)社会效益:每台机组每年节省电量686000kwh (按7000运行小时计算),相当于节省标准煤246吨,减少二氧化碳排放573 吨。
        (4)技改后的单台总收益,两台乘以2
        技改后,除节省的维护费用外,在设计寿命内(以20年计)总增加经济效益27.44*20=548.8万元,加上节省的费用88万元,总效益为636.8万元,对初投入是值得的。
        五、改造方案:
        不改变原有真空泵及系统的功能作用,原系统配置2台真空泵,为一运一备方式,所以有两种可行性方式选择:
        (1)如果现场有足够的安装空间,可以增加1套专利技术产品(一种高效真空维持装置),正常运行方式为:一运二备(原来配置的2台真空泵全部停作备用)。
        (2)如果现场没有足够的安装空间,可以将其中一台真空泵拆除,再增加1套专利技术产品(一种高效真空维持装置),正常运行方式为:一运一备(原来配置的1台真空泵停作备用)。
        根据具体情况设计的凝汽器维持真空装置它的抽气能力不受工作水温度的制约,同时解决了真空泵汽蚀的问题和高能耗问题。
        结论:
        从保护设备、提高机组经济性、降低厂用电率、增加经济收入等方综合方面出发,对电厂的原有的水环真空泵进行技术改进是很有必要的。
        作者简介:丁建平,(1976)男  工程师  本科  现从事电厂生产技术管理工作。

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