凝汽器蒸汽喷射真空系统在600MW亚临界火电机组中的应用
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凝汽器蒸汽喷射真空系统在600MW亚临界火电机组中的应用
发表时间:2018-06-13T17:25:08.093Z 来源:《电力设备》2018年第5期作者:涂永禄1 王磊2 [导读] 摘要:文章采用蒸汽喷射真空系统对贵州黔东电厂#1机组原凝汽器真空系统进行节能改造,提高了凝汽器真空度,通过实验对比节能分析得出新系统能达到更好的节能降耗效果。
(1贵州黔东电力有限公司;2上海塞尔福电力技术有限公司)
摘要:文章采用蒸汽喷射真空系统对贵州黔东电厂#1机组原凝汽器真空系统进行节能改造,提高了凝汽器真空度,通过实验对比节能分析得出新系统能达到更好的节能降耗效果。
并且通过提高真空泵入口压力解决了水环真空泵汽蚀问题。
关键词:蒸汽喷射器;真空;节能改造;凝汽器;汽蚀;真空泵
0 引言
针对当前出现的能源危机及环境保护的问题,节能降耗及低碳工业要求越来越严格。
作为我国支撑电网的骨干发电企业,燃煤电厂的节能降耗改造势在必行。
本文通过一种新技术,即蒸汽喷射泵应用于贵州黔东电力有限公司#1机组真空系统,提高了系统的真空度,从而降低了机组的发电煤耗,实现了对电厂机组的节能降耗。
新系统使用一台小功率水环真空泵,提高了小真空泵入口压力,解决了真空泵容易发生汽蚀的问题,则小真空泵能长期稳定运行。
1 凝汽器蒸汽喷射真空系统介绍
本次改造工程在贵贵州黔东电厂#1机组凝汽器母管高、低压侧各自加装一套凝汽器蒸汽喷射真空系统(含小功率水环真空泵),蒸汽喷射泵动力汽源采用辅助蒸汽。
凝汽器蒸汽喷射真空系统利用真空型混合换热系统(含一台管式换热器)混合换热器对蒸汽喷射泵出口的混合气体进行冷却。
经过真空型混合换热系统的水返回热井循环利用,剩余的未凝结汽体及不凝气体通过小功率真空泵抽出。
机组启动时,机组原真空泵同时运行,建立真空;机组正常运行时,凝汽器蒸汽喷射真空系统投入运行(含小功率水环真空泵),原高、低压侧水环真空泵备用;凝汽器蒸汽喷射真空系统(含小功率水环真空泵)退出运行时,原真空泵投入运行,维持机组安全运行。
见系统图1.
系统图1
2 凝汽器真空系统改造安全可靠性分析
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,凝汽器蒸汽喷射真空系统投入运行、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,凝汽器蒸汽喷射真空系统能维持凝汽器真空:
4)凝汽器蒸汽喷射真空系统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)改造后机组正常运行时主要以凝汽器蒸汽喷射真空系统维持真空,为一运三备运行方式,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,整个系统安全可靠。
3 原真空系统与蒸汽喷射真空系统实验对比分析与投资回报
凝汽器为双背压、双壳体、双流程表面式凝汽器。
凝汽器抽气管路布置;不凝结气体通过一根母管(Ø325)分配至真空泵。
原机组抽真空系统配置3台广东佛山水泵厂的2BW4 353-OEK4型水环式真空泵。
机组正常运行时,两台泵运行一台泵备用。
新系统采用两组蒸汽喷射器和一台小真空泵。
大水环式真空泵技术参数如表1所示,小水环式真空泵技术参数如表2所示,
计算部分:
①对比两个负荷段取平均值进行计算,真空提高对应煤耗降低部分收益(根据性能试验报告数据真空平均提高0.245kPa,煤耗下降了
0.7644g/kwh)
真空提高0.245kPa对应降低煤耗年收益:
600×103´3300´(0.7644´10-6)´516 =78.10万元
真空电耗降低收益
真空系统改造后由原来真空泵A、B运行变为仅运行一台小功率真空泵,运行电流由原450A降为74A产生年收益:(年运行小时按3300,电价按0.41计算)
1.732´380´10-3´(450-74)´0.8´0.41´3300=26.79万元
②系统辅汽消耗:
P=0.78Mpa,T=300℃,查焓熵表蒸汽焓值H=3056.21 KJ/kg
蒸汽流量取Q=750kg/h,消耗蒸汽热量:
H*Q=3056.21´750=2292000 KJ/h =548325 Kcal/h
消耗的蒸汽热量对应的标煤量为:548325/7000 =78.3 kg/h
年运行小时按照3300小时计算:
年消耗蒸汽量对应标煤量为:78.3´3300 =258.39吨/年
由于采用混换装置,系统所消耗辅汽热能80%回至凝汽器,仅20%热能被管换带走,实际消耗为:391.5´0.2=51.68吨/年对应标煤价格:78.3吨/年´500元/吨=2.59万元
③改造后每年合计经济收益:26.79+78.10-2.59=102.5万元
④机组改造后降低煤耗:1025000元/500*3300*600000=1.03g/kw.h
⑤机组节电效率=(450A-74A)/450A=83.6%
通过节能计算得出,采用蒸汽喷射真空系统降低总煤耗量1.03g/kw.h,节电率83.6%,节能效果明显,利用小时数是根据实际(3300h)计算,如果发电市场好转,利用小时更高,节能效果会更明显。
4结论
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;水环真空泵自身的特性决定了它的效率较低,一般低于30%;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;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。
采用凝汽器蒸汽喷射真空系统的抽气性能不受水温影响,且能提高真空泵入口压力,彻底解决真空泵叶轮的汽蚀问题,维护费用大大的降低。
通过节能分析,蒸汽喷射系统在节能降耗方面效果明显,可以取代传统的水环真空泵系统。