錦州熱電廠x萬機(jī)組水環(huán)改噴射器技術(shù)方案.doc

遼寧大唐國際錦州熱電廠(2300MW)燃煤供熱機(jī)組輔機(jī)-水環(huán)真空泵改造水環(huán)真空泵改裝噴射器技術(shù)方案廣東省佛山水泵廠有限公司2009年4月1、電廠情況介紹水環(huán)真空泵的規(guī)格大小是根據(jù)電廠發(fā)電機(jī)組的設(shè)計運(yùn)行工況進(jìn)行選型確定的，當(dāng)運(yùn)行在設(shè)計工況范圍內(nèi)，真空泵正常運(yùn)行；如因其它原因而偏離了運(yùn)行工況（超出設(shè)計工況），真空泵會產(chǎn)生汽蝕現(xiàn)象，嚴(yán)重時會影響真空泵葉輪使用壽命。如果電廠系統(tǒng)由于其它原因（如凝汽器漏氣量過小/冷卻水壓過小導(dǎo)致供真空泵換熱器冷卻水量過少）真空泵則會運(yùn)行在較高真空下，相當(dāng)于在接近或處于憋死狀態(tài)下運(yùn)行時。由于固有的物理現(xiàn)象，在水溫一定的情況下，真空越高，水溫越高，泵內(nèi)的水越接近沸騰，并會產(chǎn)生大量氣泡，氣泡的生產(chǎn)與破裂的過程會對葉輪造成汽蝕損壞，而且會發(fā)出非常大的汽蝕噪聲。如要解決這個問題，降低水溫成本較大;降低真空度也就是讓凝汽器背壓上升這樣更不可能。理想的辦法就是在原水溫、系統(tǒng)真空不變的情況下能解決汽蝕的產(chǎn)生。目前最佳的解決辦法就是在真空泵上加裝大氣噴射器。這樣可以完全解決汽蝕的產(chǎn)生。2、噴射器原理:大氣噴射器又叫大氣噴射真空泵,可以直接利用常壓大氣作介質(zhì)，可以按一級、二級、三級串聯(lián)工作。在實(shí)際應(yīng)用中，大氣噴射泵是作為水環(huán)泵的前級泵，組成水環(huán)大氣噴射泵機(jī)組，來提高水環(huán)泵的極限壓力和擴(kuò)大其工作范圍。由于水環(huán)泵受到水溫限制，在極限真空下其抽氣速率大幅減少以及水環(huán)泵內(nèi)部容易產(chǎn)生汽蝕狀況，這時配帶大氣噴射泵就有很大的好處。汽蝕是一種物理現(xiàn)象，當(dāng)真空高到一定值時，真空泵內(nèi)的工作水會不斷產(chǎn)生氣泡破裂的現(xiàn)象，當(dāng)這種現(xiàn)象出現(xiàn)時，會導(dǎo)致真空泵噪聲劇增，出現(xiàn)這種情況并不是泵的質(zhì)量問題，只要是采用水作密封液（工作液）的真空泵就會出現(xiàn)這種情況；但出現(xiàn)汽蝕現(xiàn)象對真空泵來說也是一種非正常狀態(tài)，經(jīng)常在這種狀態(tài)運(yùn)行會影響到真空泵的使用壽命；為避免在這種情況下運(yùn)行，最佳選擇就是給真空泵加裝大氣噴射。加上大氣噴射泵后，當(dāng)發(fā)電機(jī)組在冬季運(yùn)行時，整個真空泵組抽氣性能會更好，因此凝汽器真空仍可保證在目前水平或者更高。但真空泵本體其內(nèi)部真空度僅在12KPa左右（此時系統(tǒng)真空在38 KPa范圍之內(nèi)）,這樣就可有效避免氣蝕的產(chǎn)生。大氣噴射泵由噴嘴、吸氣室和擴(kuò)壓器組成。其排氣口與水環(huán)泵進(jìn)氣口相連，如下圖示；噴射器原理：先起動水環(huán)泵，使噴嘴進(jìn)氣口與排氣口間形成壓力差，大氣便從噴嘴進(jìn)入泵內(nèi)。當(dāng)壓力差為大氣壓力的二分之一時，空氣介質(zhì)經(jīng)噴嘴收縮段得到加速，到喉部時可達(dá)到聲速，到擴(kuò)張段再進(jìn)一步加速到超聲速，射向擴(kuò)散器，形成高速射流，并造成吸氣室內(nèi)的壓力比被抽容器內(nèi)的壓力低，因此將被抽氣體吸入室內(nèi)。由于二股氣流在吸氣室內(nèi)混合，動量交換產(chǎn)生的損失使氣流速率逐漸減慢，當(dāng)進(jìn)入擴(kuò)散器喉部時則降到聲速以下。經(jīng)擴(kuò)散器擴(kuò)張段時，速度進(jìn)一步降低，壓力不斷升高，最后達(dá)到大氣噴射泵排氣壓力，即水環(huán)泵吸氣壓力，則由水環(huán)泵把氣體吸入，再排出泵外，即完成了吸氣、排氣過程。3、改造前后性能、經(jīng)濟(jì)性對比：1）大氣噴射器啟動后，由于真空泵的真空保持在12Kpa左右，參照真空泵功率曲線，其軸功率會增加，在12KPa時，其軸功率是113KW左右；因凝汽器真空是變化的，也就是目前使用的真空泵抽氣真空也是變化的，真空泵的軸功率隨真空度也是變化的，所以不能具體說明軸功率提高多少。一般的我們按6Kpa（軸功率在99KW）與12KPa（軸功率在113KW）來對比，也就是說加裝大氣噴射器后，其軸功率大約會提高14Kw左右。2）系統(tǒng)的真空度一般會保持或者提高，主要的也還是看目前真空泵的運(yùn)行情況，如目前運(yùn)行的真空泵在6KPa或更高真空，則大氣噴射器啟動后，真空泵機(jī)組的抽氣性能將提高，系統(tǒng)將會有向更高真空的趨勢發(fā)展。具體的提高值是多少，因涉及的問題比較復(fù)雜。與凝汽器的性能有很大關(guān)系，如凝汽器的冷凝效果不太好，則泵組即使抽氣量再大，抽到的也是沒有完全冷凝的水蒸氣，對提高真空度的作用是沒有用處的。如凝汽器的冷凝效果較好，而且凝汽器的嚴(yán)密性又較好的情形下，由于加上噴射器的泵組在高真空下抽氣性能提高了，因此將會真接提高凝汽器的真空度。4、供貨范圍：機(jī)組改造加裝噴射器，將增加如下零部件：（按每臺真空泵計）序號名稱規(guī)格型號單位數(shù)量備注1噴射器P380臺12氣動蝶閥D10250套1德國蓋米閥門3氣動蝶閥D10080套1德國蓋米閥門4進(jìn)氣三通件15噴射器進(jìn)氣三通件16進(jìn)氣三通接管件17壓力開關(guān)D2T-H18SS件1美國SOR8電氣箱套1需要改造說明：a) 第4項(xiàng)的進(jìn)氣三通可以在原來的基礎(chǔ)上改造，但是需要將原件發(fā)到我公司。b) 電氣箱的改造我公司提供邏輯圖紙，需要用戶熱控專業(yè)配合。5、改造安裝的步驟；具體實(shí)施方法是：電廠先將真空泵改造所必需的管路:進(jìn)氣三通、進(jìn)氣三通接管等零部件拆下運(yùn)回佛泵公司，佛泵將在原管路進(jìn)行改裝。如果檢修時間較短，不想在路上來回耗費(fèi)時間，本公司可以直接新做一個進(jìn)氣三通。改造后將有:進(jìn)氣三通（改造后）、進(jìn)氣三通接管、噴射器進(jìn)氣三通、以及一大一小二個氣（電）動蝶閥再加上必要的儀表；佛泵將初步試裝過的管路做好標(biāo)志后散件提供給電廠，電廠在現(xiàn)場需要對管路進(jìn)行配裝，具體的管路詳見噴射器管路布置示意圖；如泵組的控制是由DCS控制的，則佛泵提供改造所需的邏輯圖，具體電氣（熱控）改造由電廠方面進(jìn)行。如電廠方面認(rèn)為改造時間短，也可以將必要的控制由泵組上帶一個控制箱來實(shí)現(xiàn)，控制箱也可由佛泵提供，主要是控制噴射器的啟動、停止。因加裝了一段管路，泵組管路加長了700800mm，電廠需要做的工作是將從凝汽器過來與真空泵相接的管路相應(yīng)改短。其它接口及地基將不用改動。詳細(xì)說明：1） 機(jī)械改動部分機(jī)械部分的改動主要是將原來真空泵組的進(jìn)氣三通拆除,裝上本次提供的噴射器組件。由于泵組進(jìn)氣管路長度比原來增加了700800mm，因此原來系統(tǒng)上用戶接管、用戶閘閥（手動閥）相對應(yīng)需要移開700800mm長度（截斷一段用戶接管），以便噴射器組件有足夠的安裝位置。如位置不夠，可考慮將水平安裝的閘閥移到垂直的位置。原則上要求盡量想辦法將噴射器組件裝上。氣動蝶閥(16b) DN250（增加）壓力開關(guān)(47a)（增加）氣動蝶閥(19a)（增加）DN80噴射器三通接管（增加）接管噴射器P380（增加）從兩張圖上比較可知道改裝后的進(jìn)氣管路比原來機(jī)組管路加長了700mm的長度，增加的零部件在圖上已經(jīng)標(biāo)出！如位置不夠，可將管路上的閘閥改為豎立裝在管路上，這樣就有截斷700mm的管路余地！2） 機(jī)組控制部分改動（參看改裝后的流程圖）增加了壓力開關(guān)47a（有兩個壓力點(diǎn)47a.1和47a.2）,其作用是用來控制進(jìn)氣三通與噴射器三通接管間的氣（電）動蝶閥（16b）以及噴射器上的氣（電）動蝶閥（19a）的開與閉，從而控制噴射器的投入和撤出！具體控制如下：大氣噴射器投入和撤出邏輯控制a)當(dāng)一臺主泵正在運(yùn)行時，壓力開關(guān)47a1測得壓力小于10kPaA（具休的設(shè)定值可按現(xiàn)場需要進(jìn)行.如噴射器啟動后,系統(tǒng)真空度比單泵運(yùn)行時有短時間的下降,則要求將設(shè)定值小于10KPa。）時，大氣噴射器切換閥16b關(guān)閉，同時大氣噴射器驅(qū)動氣體閥門19a開啟。當(dāng)上述兩個閥門動作完成后，大氣噴射器則處于投入狀態(tài)。b)當(dāng)一臺主泵運(yùn)行時，壓力開關(guān)47a2測得壓力大于14kPaA（此值用戶可自行設(shè)定），大氣噴射器驅(qū)動氣體閥門19a關(guān)閉，同時大氣噴射器切換閥16b開啟。當(dāng)上述兩個閥門動作完成后，大氣噴射器則處于撤出狀態(tài)。c)原來機(jī)組壓力開關(guān)47（兩個壓力點(diǎn)47.1和47.2）以及壓差開關(guān)47b的設(shè)定值均不需要改變！說明：壓力開關(guān)是雙設(shè)定點(diǎn)。6、實(shí)例說明：水環(huán)噴射機(jī)組作為一種很成熟的產(chǎn)品，在各個行業(yè)已廣泛應(yīng)用，同樣作為抽凝汽器真空設(shè)備也很多應(yīng)用電廠。由本公司自主設(shè)計的噴射器，完全針對配套的真空泵性能來設(shè)計，效率達(dá)到最佳狀態(tài)。對比單一真空泵，凝汽室真空有可能達(dá)到更高。現(xiàn)在已有很多的實(shí)際運(yùn)行對比：如珠海發(fā)電廠的2X600MW機(jī)組，按設(shè)計每臺發(fā)電機(jī)組需要二臺真空泵運(yùn)行；因運(yùn)行過程中出現(xiàn)噪聲及汽蝕的困擾，后來將一臺機(jī)組上的一臺真空泵改裝大氣噴射器試運(yùn)行。結(jié)果發(fā)現(xiàn)一臺真空泵+噴射器的泵組可以代替二臺真空泵的運(yùn)行，而且真空度比原來高出1KPa左右，噪聲及汽蝕現(xiàn)象完全消失。效果之好完全出乎意料，因?yàn)樵诂F(xiàn)場完全可以從沒改造的另一臺機(jī)組對比中得出。另還有沙角A電廠的2x300MW機(jī)組，因機(jī)組較老，漏氣較大，需要一直運(yùn)行二臺真空泵（也是水環(huán)噴射器機(jī)組，國內(nèi)另一家真空泵廠家產(chǎn)品;按原設(shè)計要求是一用一備），后來改造采用本公司全新的水環(huán)噴射機(jī)組，在相同的轉(zhuǎn)速/相同電機(jī)功率的情況下，完全可以一臺真空泵代替，而且真空度也比原來的高出1KPa左右。(需要說明:因?yàn)槟鞅硥菏茌^多因素影響,裝上噴射器后凝汽器真空度不一定能保證更好,但一般情況下能保證在原來的真空度).因此現(xiàn)在很