MW機(jī)組抽真空系統(tǒng)節(jié)能改造技術(shù)方案

1、真空系統(tǒng)節(jié)能改造技術(shù)方案深圳市博眾節(jié)能工程技術(shù)有限公司一、 火電廠抽真空設(shè)備存在的問(wèn)題：1）選型偏大目前廣泛應(yīng)用于火電廠的抽真空設(shè)備主要是射水抽氣器和水環(huán)真空泵。特別水環(huán)真空泵，設(shè)計(jì)部門在設(shè)計(jì)選型時(shí)，主要考慮快速啟機(jī)的響應(yīng)速度（30分鐘內(nèi)能達(dá)到啟機(jī)要求真空值）和最大的允許漏氣量作為選型原則，但在機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，維持系統(tǒng)真空時(shí)有較大富余量，因此，真空泵配置的功率普遍較大。2）效率低水環(huán)真空泵自身的特性決定了它的效率較低，其總效率s××m，一般低于30%。3）水環(huán)真空泵性能、出力受制于工作水溫度的變化有研究表明，當(dāng)工作水達(dá)到35以上，抽氣能力急劇下降80%及以上，這是夏天凝汽器

2、真空降到90Kpa及以下的主要原因。4）水環(huán)真空泵設(shè)備的內(nèi)部機(jī)械性能（如裂紋問(wèn)題）受汽蝕現(xiàn)象影響大，設(shè)備維護(hù)成本高，也影響設(shè)備的安全運(yùn)行。二、 電廠真空泵的運(yùn)行狀況電廠裝設(shè)有2臺(tái)300MW燃煤發(fā)電機(jī)組，其配置的抽真空設(shè)備為水環(huán)式真空泵，運(yùn)行方式：一運(yùn)一備。2.1 真空系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范：凝汽器參數(shù)設(shè)計(jì)實(shí)際運(yùn)行排汽壓力（背壓）kpa3真空嚴(yán)密性試驗(yàn)數(shù)據(jù)pa/min138/95Pa/min排汽流量t/h583503/530t/h循環(huán)水溫升10.11.8/11.4夏季最高循環(huán)水溫43循環(huán)倍率58.66水環(huán)泵銘牌參數(shù)如下：型號(hào)2BW4 353-0EK4 轉(zhuǎn)速590rpm抽速 抽氣量：89.0 m3/min抽

3、吸壓力：3300Pa（331013 mbar.abs）；排汽絕壓1013百帕水環(huán)泵電機(jī)：額定功率 132KW水環(huán)泵正常運(yùn)行電流：218.4/219.4A（123KW）2.2 存在問(wèn)題電廠300MW機(jī)組真空泵為廣東佛山水泵廠生產(chǎn)的2BW4 353-0EK4型水環(huán)真空泵，設(shè)備檢修中會(huì)發(fā)現(xiàn)#11機(jī)真空泵（沒(méi)有前置大氣噴射器）存在常見(jiàn)的氣蝕、葉輪出現(xiàn)裂紋等現(xiàn)象。這是由于這類真空泵一直存在汽化工況，真空泵內(nèi)部不可避免的會(huì)發(fā)生氣蝕、葉輪出現(xiàn)裂紋等現(xiàn)象，這是工作水溫度高于吸入壓力對(duì)應(yīng)的飽和溫度時(shí)發(fā)生氣化時(shí)所造成，這些現(xiàn)象同時(shí)說(shuō)明了在夏季因工作水溫度升高而導(dǎo)致極限真空值的下降和抽氣能力的下降，汽輪機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性

4、和和真空泵的安全性受到影響，由此增加了檢修工作量和維護(hù)成本。而裝了前置大氣噴射器的#10機(jī)組真空泵的工作狀況會(huì)好很多。由于電廠的循環(huán)水系統(tǒng)為閉式循環(huán)，水溫比開(kāi)式循環(huán)高23度，導(dǎo)致水環(huán)真空泵的抽氣性能下降較大，表現(xiàn)在真空值比沿海機(jī)組真空值低。三、 抽真空泵系統(tǒng)改造方案概述深圳市博眾節(jié)能工程技術(shù)有限公司研發(fā)的“一種火力發(fā)電廠凝汽器真空維持系統(tǒng)”專利技術(shù)解決了目前電廠水環(huán)真空泵存在的上述問(wèn)題。本技術(shù)不但可以有效解決水環(huán)泵汽蝕、抽汽性能下降和凝汽器真空下降問(wèn)題，同樣工況較以前真空泵運(yùn)行電耗降低80%。本技術(shù)在其他電廠已成功應(yīng)用，節(jié)能效果明顯。實(shí)施方案不改變?cè)檎婵障到y(tǒng)的設(shè)備及功能，在抽真空母管上并接一

5、臺(tái)高效真空泵組，蒸汽和不凝結(jié)氣體進(jìn)入羅茨泵，加壓后經(jīng)冷卻器冷凝進(jìn)入下級(jí)水環(huán)泵，由于提高了水環(huán)泵的入口壓力，可保證水環(huán)泵高效穩(wěn)定運(yùn)行。系統(tǒng)采用PLC控制，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程和就地操作。在機(jī)組啟動(dòng)建立真空期間使用原抽真空系統(tǒng)運(yùn)行，在正常運(yùn)行期間，投運(yùn)高效真空泵組而將原真空泵停作備用，提高了運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。四、 技術(shù)改造可行性分析4.1 抽真空系統(tǒng)改造安全可靠性分析任何技術(shù)改造及新技術(shù)應(yīng)用必須確保設(shè)備運(yùn)行的安全可靠。本改造方案是在原抽真空系統(tǒng)中并接了一臺(tái)高性能抽真空泵組，確保系統(tǒng)安全可靠：1) 機(jī)組啟動(dòng)時(shí)，按原運(yùn)行方式將原有抽真空設(shè)備投入運(yùn)行；2) 機(jī)組運(yùn)行正常、真空穩(wěn)定情況下，高效真空泵組投入運(yùn)行、

6、原有抽真空設(shè)備切除做備用；3) 機(jī)組真空系統(tǒng)發(fā)生嚴(yán)重泄漏，高效真空泵不能維持凝汽器真空時(shí)將原有抽真空設(shè)備期中一組投入運(yùn)行滿足真空要求；4) 高效真空泵組在檢修或設(shè)備故障時(shí)，原有抽真空設(shè)備投入運(yùn)行，確保真空要求。5) 目前兩臺(tái)真空泵為一運(yùn)一備方式，改造后機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)主要以高效真空泵組維持真空，實(shí)現(xiàn)一運(yùn)兩備，設(shè)備之間有可靠的聯(lián)鎖控制系統(tǒng)。改造后機(jī)組真空系統(tǒng)的安全可靠性大大提高！ 根據(jù)所提供的運(yùn)行參數(shù)（真空泵泵體溫度40、真空值-93.4kpa）查表得真空泵的抽氣性能下降到了設(shè)計(jì)值的10.2%，即抽氣量由89米3/分下降到9.078米3/分，或544.68米3/小時(shí)，博眾節(jié)能提供的設(shè)備抽氣量遠(yuǎn)大于

7、544.68米3/小時(shí)，且不隨溫度變化而變化，完全能滿足凝汽器維持真空的要求。4.2 抽真空系統(tǒng)改造經(jīng)濟(jì)分析目前，電廠300MW機(jī)組使用的真空泵運(yùn)行電流約為218.4/219.4A，電功率約為123KW，預(yù)計(jì)改造后使用高性能真空泵組的運(yùn)行功率約為23KW（41A）。按年運(yùn)行6000小時(shí)計(jì)算，改造后可節(jié)省電量保守有：（12323）×6000600000KWH ，與原泵運(yùn)行工況相比節(jié)電率為81.3%，按0.43元上網(wǎng)電價(jià)計(jì)算，年增加效益約25.8萬(wàn)元。另一方面，本真空泵組具有強(qiáng)勁的抽吸能力（極限真空壓力小于400pa，而水環(huán)泵的極限真空壓力為3400pa），且受工作水溫度和大氣溫度變化的

8、影響極小，能快速將空氣抽出到真空系統(tǒng)外，使凝汽器的傳熱性能提高，從而使得凝汽器的真空值只受循環(huán)水溫度的制約。特別是在夏季，與常規(guī)水環(huán)真空泵相比，在相同的循環(huán)水溫度下可提高真空值，從而可增加發(fā)電量（具體效益數(shù)據(jù)需能效檢測(cè)確定）。但是博眾的技術(shù)及設(shè)備可確保真空在循環(huán)水溫度達(dá)到30以上時(shí)，真空比原真空泵運(yùn)行時(shí)抬高100300pa，由此可降低發(fā)電煤耗平均值0.5克/KWH，按平均240MW負(fù)荷運(yùn)行6-9四個(gè)月(高水溫工況)，年節(jié)省標(biāo)準(zhǔn)煤保守為345噸，按目前電煤價(jià)格（折算到標(biāo)準(zhǔn)煤）800元/噸計(jì)算，年增加效益27.6萬(wàn)元。同時(shí)，由于原水環(huán)真空泵的固有特性決定了它的高維護(hù)成本，改造后原水環(huán)真空泵為備用泵

9、，設(shè)備維護(hù)成本即大大降低。因此，改造后可為電廠帶來(lái)總效益是25.8+27.653.4萬(wàn)元。（不包括維修費(fèi)用的減少增益）。此外，年節(jié)省的電量折算為標(biāo)準(zhǔn)煤為210噸，因此總節(jié)煤量約為345+210=555噸，可申請(qǐng)政府節(jié)能獎(jiǎng)勵(lì)555×300=166500元。上述經(jīng)濟(jì)性分析是基于保守的情況下分析的結(jié)果，實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益更大。 4.3抽真空系統(tǒng)改造投入及回收期博眾節(jié)能是一家節(jié)能技術(shù)研發(fā)企業(yè)，根據(jù)用戶提供的原設(shè)計(jì)參數(shù)及實(shí)際運(yùn)行參數(shù)，制定節(jié)能解決方案，重新設(shè)計(jì)一套滿足生產(chǎn)要求的設(shè)備，并委托專業(yè)生產(chǎn)廠家（合作廠家）定制，博眾節(jié)能為用戶提供高效節(jié)能技術(shù)服務(wù)及配套工程裝備（不含設(shè)備安裝費(fèi)用）報(bào)價(jià)為95.8

10、6萬(wàn)元（新技術(shù)推廣期優(yōu)惠價(jià)格）。因此，回收期為95.86/53.41.795年。若計(jì)入節(jié)能獎(jiǎng)勵(lì)收入，實(shí)際投入僅需95.86-16.65=79.21萬(wàn)元,實(shí)際回收期為79.21/53.4=1.48年。4.4抽真空系統(tǒng)改造安裝問(wèn)題高效真空泵的占地面積僅4平方米，現(xiàn)場(chǎng)需滿足設(shè)備安裝條件，如果300MW機(jī)組現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有安裝條件，可以把這設(shè)備安裝在12米運(yùn)轉(zhuǎn)平臺(tái)靠窗邊等地方。4.5其他問(wèn)題根據(jù)用戶提供的原設(shè)計(jì)參數(shù)及正常運(yùn)行參數(shù)，機(jī)組真空嚴(yán)密性試驗(yàn)數(shù)據(jù)為95/138pa/min，達(dá)到優(yōu)秀、良好值，經(jīng)核算，該機(jī)組可滿足“一種火電廠凝汽器真空維持系統(tǒng)”專利技術(shù)應(yīng)用條件，電廠300MW機(jī)組真空系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)改造可行

11、。五、 真空系統(tǒng)節(jié)能改造方案5.1 方案設(shè)計(jì)要求5.1.1 主要設(shè)備及要求1） 手動(dòng)閥：入口設(shè)手動(dòng)閥一只，公稱口徑與羅茨泵入口法蘭公稱口徑一致，作隔離用；2） 氣動(dòng)閥：入口設(shè)氣動(dòng)閥一只，公稱口徑與羅茨泵入口法蘭公稱口徑一致，作泵組故障停機(jī)時(shí)快速隔離之用，使之與泵的啟、停狀態(tài)呈自動(dòng)聯(lián)鎖開(kāi)、閉關(guān)系，控制箱須提供一對(duì)閥位狀態(tài)接點(diǎn)，向遠(yuǎn)方中央控制羅輯發(fā)送信號(hào)；3） 羅茨泵：配備的電機(jī)功率比標(biāo)準(zhǔn)配置功率高一級(jí)，以防變工況時(shí)出現(xiàn)過(guò)載現(xiàn)象；4） 羅茨泵冷凝器：考慮使用場(chǎng)合冷卻水溫較高，冷凝器換熱面積應(yīng)增大一倍；5） 止回閥：在冷卻器與水環(huán)泵之間串一只止回閥；6） 水環(huán)泵：與羅茨泵抽速相匹配或根據(jù)用戶要求配置

12、，無(wú)特殊要求的均為標(biāo)配，配前須經(jīng)用戶核準(zhǔn)同意；7） 分離器：氣水分離器為立式，進(jìn)氣為切向進(jìn)氣，設(shè)自動(dòng)補(bǔ)水裝置為電磁閥、水位高自動(dòng)疏水裝置（設(shè)疏水口）；8） 工作水冷卻器：換熱面積比標(biāo)配大一倍，管路不設(shè)閥門，以減少阻礙；9） 控制箱：設(shè)置泵組的電源、電流、運(yùn)行操作及指示狀態(tài)，并提供以下接點(diǎn)各一對(duì)：序目接點(diǎn)名稱接點(diǎn)數(shù)量（對(duì)）輸入輸出備注1電流接點(diǎn)1出遠(yuǎn)方指示2啟動(dòng)狀態(tài)1出遠(yuǎn)方指示3停止?fàn)顟B(tài)1出遠(yuǎn)方指示4故障狀態(tài)1出遠(yuǎn)方指示5入口氣動(dòng)閥狀態(tài)1出遠(yuǎn)方指示6遠(yuǎn)方/就地切換1出遠(yuǎn)方指示（不提供）7啟動(dòng)控制1入遠(yuǎn)方控制信號(hào)8停止控制1入遠(yuǎn)方控制信號(hào)10） 入口聯(lián)接管道：公稱口徑同氣動(dòng)閥，長(zhǎng)度能滿足用戶的要求

13、，準(zhǔn)確數(shù)據(jù)由用戶核準(zhǔn)并配置；11） 電纜：配置與總功率容量相匹配的電纜一根，有適當(dāng)?shù)脑Ａ浚L(zhǎng)度能滿足用戶的使用要求，由用戶自行配置。5.1.2 聯(lián)鎖保護(hù)要求：1） 羅茨泵有條件隨水環(huán)泵啟、停；2） 泵組啟動(dòng)、停止?fàn)顟B(tài)聯(lián)鎖開(kāi)啟、關(guān)閉入口氣動(dòng)閥；3） 泵組故障停機(jī)時(shí)向外發(fā)送故障信號(hào)，由用戶DCS發(fā)出聯(lián)鎖其他備用真空泵。5.2 系統(tǒng)改造流程設(shè)計(jì)整體布置：高效真空泵組通過(guò)一根DN150的管道與抽真空母管“T”接，并接在抽真空泵母管上。1) 管道在接入羅茨泵前串接一只手動(dòng)閥和速關(guān)氣動(dòng)閥，閥門的法蘭與羅茨泵入口法蘭聯(lián)接，羅茨泵出口與一只冷凝器聯(lián)接，冷凝器與止回閥聯(lián)接，止回閥與水環(huán)泵吸氣口聯(lián)接，水環(huán)泵排氣與

14、氣水分離罐相接；2) 水環(huán)泵工作水來(lái)自除鹽水或凝結(jié)水，經(jīng)自動(dòng)補(bǔ)水閥進(jìn)入分離罐，分離罐起氣水分離的作用；3) 工作水經(jīng)工作水冷卻器冷卻后進(jìn)入水環(huán)泵，工作水的循環(huán)動(dòng)力依靠水環(huán)泵入口的負(fù)壓與大氣壓的壓差，為減少壓損，工作水沿程各管路聯(lián)接不設(shè)閥門。冷卻水由循環(huán)水補(bǔ)充水或閉式工業(yè)水提供，冷卻水串聯(lián)聯(lián)接方式。5.3 相關(guān)專業(yè)設(shè)備及配套接口 （1）電氣專業(yè)真空泵組耗電設(shè)備有羅茨真空泵電機(jī)、水環(huán)泵電機(jī)、工作水制冷空調(diào)電機(jī)、入口電磁閥。因此真空泵組設(shè)有控制箱一只，內(nèi)設(shè)電流、電壓指示表各一塊，控制及控制切換開(kāi)關(guān)等元件，設(shè)備使用電壓等級(jí)為380V。故需用戶提供一路380V電源，功率不小于50KW，工作電流不小于10

15、0A。（2）熱控專業(yè) 為確保設(shè)備的啟停操作、監(jiān)控，真空泵組控制箱須提供接口(見(jiàn)上表)。真空泵組設(shè)置有以下保護(hù)：1）羅茨泵條件啟動(dòng)閉鎖；2）水環(huán)泵故障跳閘聯(lián)鎖關(guān)閉入口氣動(dòng)閥；3）真空泵故障聯(lián)鎖啟動(dòng)一臺(tái)大真空泵。5.4 項(xiàng)目實(shí)施方式技改方式：電廠采購(gòu)博眾節(jié)能的技術(shù)及裝備。5.5 項(xiàng)目實(shí)施(1) 設(shè)備設(shè)計(jì)與制造博眾節(jié)能負(fù)責(zé)技術(shù)設(shè)計(jì)和設(shè)備制/監(jiān)造。供貨周期： 60天。主要設(shè)備：羅茨泵一臺(tái)、冷凝器一臺(tái)，水環(huán)泵一臺(tái)、工作水冷卻器一臺(tái)、汽水分離灌一個(gè)、入口手動(dòng)閥一只、入口氣動(dòng)閥一只、電控箱一只，及相應(yīng)設(shè)備支架。另：聯(lián)接管道（DN150）、電源電纜及電源開(kāi)關(guān)、基礎(chǔ)工程由業(yè)主自行采購(gòu)和負(fù)責(zé)施工。 (2) 設(shè)備安裝設(shè)備安裝施工由業(yè)主方負(fù)