火电厂凝汽器真空系统优化的研究及应用

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1、火电厂凝汽器真空系统优化的研究及应用（湛江中粤能源有限公司）摘要：凝汽器真空系统作为火电厂的重要配套辅助系统，其布置的是否合理和运行效率的高低对火电厂的经济性有着很大的影响。通过调查研宄，目前在运行的机组中凝汽器真空系统在系统布置和真空泵的配置上都存在一些不足。木文通过对湛江中粤能源有限公司真空系统优化的研究和应用，提出了通过提高凝汽器真空实现提高火电机组效率的有效技术途径，对同类型火电机组具有较高的参考价值。关键词：火电厂;凝汽器;真空系统优化1引言近年来随着国家电力体制改革的进一步推进，节能降耗将成为火电厂的一项重点工作。凝汽器作为火电厂热

2、力系统的终端介质换热设备，其工作状况的好坏对机组的效率起着举足轻重影响，根据相关测试，凝汽器真空度每提升1%，煤耗降低约2.7g/kWh。基于火电厂凝汽器抽真空系统的运行现状，我们开展凝汽器真空系统优化的研宄及应用技术，最终的目的是提高凝汽器真空，提高机组效率。2凝汽器真空系统优化的意义2.1有效提高凝汽器真空通过项目实施应用，将二台机组的凝汽真空提高至年平均-94KPa以上，且最差工况条件下不低于-92KPa。大大提高机组效率降低煤耗。2.2降低凝汽器冷却水的用量火电厂2X600MW机组配套四台开式冷却水泵，水泵电机功率为2800KW,电压6

3、KV,按电价0.5元/KWh计算，单台泵每天电费约为3.36万元。通过该项目实施后，可大大减小冷却水泵的运行天数，节约的电费非常可观。2.3提高真空泵效率、降低真空泵运行电流，提高真空泵的使用寿命和可靠性力争使优化后的真空泵进•-步提高抽气能力、降低运行电流以实现达到除低机组煤耗和厂用电率的0的。3研究内容与关键技术3.1高低压侧抽空气管并联抽真空技术3.1.1研究背景0前，在600MW及以上凝汽式气量发电机组大部分采用双背压凝汽器,其B的是提高凝汽器的传热性能和整个系统循环热效率，从而使整个机组的经济性得到了提高。美国是世界上首次应用多压凝汽

4、器的国家，60年代初期美国就开始在大功率机组采用这一技术，不到十年美国就在近10000MW机组中投运了面积约500000平方米的多压凝汽器。多压凝汽器是现代大型电站凝汽器研制发展的一个重要方向，我国在600MW及以上大容量机组也开始大量配置多压凝汽器。对大功率汽轮机采用双背压运行能提高机组的热经济性达0.2%〜0.3%,特别对冷却水温较高地区，采用双背压运行功率收益更大。双背压凝汽器的抽真空系统通常采用两种形式，一种是高低压侧联通采用一个母管与抽真空设备相连；另外一种是高低压侧分别设置母管和抽真空设备相连，那么究竟哪一种联通方式更冇优势，成为很

5、多本项0的研究关键点。3.1.2技术说明我们通过理性计算和实际测试发现，对于双背压的凝汽器机组，双母管并联的方式能够维持凝汽器更低的平均背压，经济效益更好。当两中不同压力的等量气体联通后，气体压力为两个压力的平均值，而气体的流动都是从高压侧向低压测流动。假设低背压侧的设计背压为P1,高背压侧的设计背压为P2,低背压侧的冷却水进水温度是T1,高背压侧冷却水进水温度是T2,高背压侧的冷却水出水温度是T3。当设置单母管的抽吸系统吋，母管压力为PD;PD=(P2+(Pl+P2)/2)/2当设置双母管平列抽吸吋，低压侧母管和高压侧母管的压力分别为PSI和

6、PS2,平均背压设为PS;PS1=P1,PS2=P2平均背压PS=(Pl+P2)/2P2>Pl,因此(P2+(Pl+P2)/2)/2>(Pl+P2}/2因此，PD>PS.即单个母管的凝汽器的平均背压要高于高低压侧分别设置母管的平均背压。如果以本项目(湛江中粤有限有限公司)#1、#2机组(2X600MW)真空泵技改工程为例，VWO工况设计背压高背压为6.25KPa(a),低背压5.25KPa(a)；高低压侧设置单母管和双母管带来的差异是：单母管的平均背压：PD=(6.26+(5.25+6.25)/2)/2=6.0KPa(a)双母

7、管并联的平均背压PS=(5.25+6.25)/2=5.75Kpa(a)两者的差异为PD-PS=6.0-5.75=0.25Kpa如果按照凝汽器真空度提高1%,(大气压按lOOKPa计算)标准煤耗降低2.73g/kWh，年发电吋间5000小时计算，一台600MW机组年节约的煤炭0.25×2.73×5000×600000÷1000000=2045.5吨标准煤，如果标准煤(7000大卡)按照每吨600元计算，年节省的煤耗成本仅因为管道的设计就能降低122.85万元。对于高低压侧设计背压压差大的机组，节能

8、效果更明显。3.1.3技术实现方法将高低压侧的母管拆分成单独的母管，保留原来的阀门，增加低背压侧的阀门组。两个母管分别与真空泵A和真空泵C联通，共用备