真空泵密封水系统加装制冷装置探讨论文
摘要：当前火电厂大多采用水环式真空泵作为抽汽设备，凝汽器的真空变化在一定程度上影响着火电机组的安全经济运行，保持合适真空是降低汽耗量，提高机组整体热效率的主要方法之一。某发电厂针对夏季真空泵密封水温度偏高的情况，通过加装制冷装置，提高了凝汽器真空和机组的经济性。
关键词：真空泵；密封水；制冷装置；经济性
某发电厂在运机组为２台１００万千瓦超超临界燃煤机组，采用的双背压、双壳体、单流程、表面冷却式凝汽器。真空系统配备有３台水环式真空泵，为鹤见株式会社生产，型号为２５０ＥＶＭＡ，两运行一备用，分列运行。
１水环式真空泵性能特点
①目前，大型发电机组多采用偏心式水环式真空泵，此类泵通过变化泵腔容积，来实现吸气、压缩和排汽的目的，在较低真空范围内运行时候，抽单位干空气量是能耗低、效率高。②水环式真空泵的出力与密封水温息息相关。如果密封冷却水温度较高，容易导致泵腔内含有工作液化气体，减少了对凝汽器内部凝结气体的抽吸量，使得泵的出力下降。同时，泵内的运行工况恶化，容易造成叶片汽蚀，损害设备。③真空泵冷却器为常规板式冷却器，冷却源为江水。实际运行中，长江水中含有杂质较多，易堵塞板冷器水侧；尤其在夏季运行时，因为循环冷却水温上升，冷却后的密封水温度最高可达３５℃，严重影响冷却效果，真空泵出力下降明显。
２真空泵系统优化方案
该电厂采用的是双背压凝汽器，低背压侧的凝汽器循环水进水温度与真空泵板冷器开冷水进水温度一致。加上低背压侧的真空泵密封水温偏高，进而使真空泵入口负压与低背压侧凝汽器理论真空值差距很小。在克服管道及阀门约０．８ＫＰａ的阻力后，实际低背压侧凝汽器抽吸口处的负压值已远低于凝汽器理论真空值，低背压侧凝汽器汽侧部分不凝结气体无法被完全抽出，凝汽器真空下降。根据上海汽轮机厂给出的热力平衡图纸分析，排除循环水、凝汽器换热系数等修正后，真空泵的密封水温偏高是导致泵出力不足的主要原因。真空泵工作密封水温高将直接使得机组真空降低，机组供电煤耗上升。在保留原有板冷器的基础上，为降低真空泵工作水温７℃～１２℃，取正产运行实际工作水量１３０００ｋｇ／ｈ和水的比热容４．２ｋＪ／ｋｇ来进行计算，１３０００×４．２×７÷３６００＝１０６ｋＷ１３０００×４．２×１２÷３６００＝１８２ｋＷ得出，一台真空泵所需制冷量为１０６ｋＷｈ～１８２ｋＷｈ的制冷量。保留原板冷器的基础上，将１台功率为４５ＫＷ，制冷量为１６５ｋＷｈ的制冷设备串联进原密封水冷却系统。密封水在经过板冷器冷却后，进入制冷机器进行二次冷却，进一步降低真空泵密封水进口温度。系统图如图１所示。
３实用效果评估
当前，＃１机组制冷机已安装并投入运行，为了检验制冷机的实际效果，在负荷为７５０ＭＷ的'工况下，分别在春季，夏季，进行３次试验，对比两台真空泵分列运行与真空泵分列＋制冷机运行的真空参数。经观察，数据情况如下：①春季试验中，低背压凝汽器真空提高约０．１０１ｋｐａ，凝汽器总真空提高０．０５５ｋｐ，对应供电煤耗降低０．０８３ｇ／ｋＷｈ。②夏初试验中，低背压凝汽器真空约提高０．２８ｋＰａ，高背压凝汽器真空约提高０．０３ｋＰａ凝汽器总真空提高０．１４ｋＰａ，对应供电煤耗降低０．２１ｇ／ｋＷｈ。③盛夏试验中，低背压凝汽器真空约提高０．３５ｋＰａ，高背压凝汽器真空约提高０．１ｋＰａ凝汽器总真空提高０．２２５ｋＰａ，对应供电煤耗降低０．３３７ｇ／ｋＷｈ。
４结束语
通过加装制冷设备，能够有效保证真空泵的出力，可提高低背压真空０．１ｋｐａ～０．３５ｋｐａ，夏季真空泵密封水温度偏高的问题得到了有效解决。在假设负荷为７５０ＭＷ的基础上，可降低供电煤耗０．２２５ｋｇ／ｋＷｈ，按照＃１机组年平均发电量５５亿ｋＷｈ，标准煤８００元／ｔ计算，年节省费用约９９万元。在前期投资为２７万的前提下，此次改造达到了很好的节能降耗效果。
［参考文献］
［１］王晓勃．火电厂水环式真空泵冷却系统节能探索与实践［Ｊ］．中国新技术新产品，２０１２，（２４）．
［２］孙淑红．张敏．制冷装置在提高凝汽器真空中的作用［Ｊ］．华电技术，２００８，（８）．
［３］郭江龙．水环式真空泵节能运行技术［Ｊ］．河北电力技术，２００９，（６）．
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