中小型機組真空系統射水抽氣器改造為真空幫浦

2022-06-23 01:57:07 字數 4093 閱讀 1477

降低汽輪機的排汽壓力是提高火力發電廠迴圈熱效率的重要手段之一。而維持汽輪機背壓有兩個比較有效的途徑:

一是加強密封,減少空氣漏入;二是提供適當的抽氣裝置。減少空氣漏入是最重要的。抽氣裝置型別很多,其中水環式真空幫浦具有非常明顯的優越性,它具有結構獨特、抽氣量大、節能、安全可靠、壽命長等特點,因此被電廠廣泛使用。

目前在國內300 mw及以上機組均採用水環式真空幫浦作為凝汽器抽真空裝置,在200mw、50 mw 等中小型機組上也有將水環式真空幫浦作為凝汽器抽真空裝置。

l 射水噴射器在實際執行中存在的問題

1.1 效率低

射水噴射器是靠射水幫浦提供高流速的水在噴射器內形成一定的真空,從而將凝汽器內的氣體抽出的抽氣裝置。由於要求水的流速很高,管阻必然很大(管阻與流速的三次方成正比),射水幫浦的很大一部分作功都消耗在管道損失上,因此,射水噴射器的效率較低。

1.2 用水量大

射水噴射器採用抽取射水池的水進行抽真空,抽出的通常都是空氣和水蒸汽的混合氣體,所以有很多水蒸汽凝結成水進入射水池中,使射水池中的水溫公升高。而射水池中水溫高低對射水噴射器抽氣效果起決定性作用。因此,只有定期向射水池中加入冷水,排出熱水,才能保持較低的射水池的水溫。

1.3 熱備用效果不佳

一般射水池設在射水幫浦的下方,有些電廠在射水幫浦處於熱備用時,發現射水幫浦中的水由於幫浦的底闊不嚴漏到射水池中的現象。當備用幫浦要啟動前,需要執行人員先向幫浦中注水,起不到真正熱備用的作用。

1.4 真空度高的情況下抽汽效率低

射水噴射裝置是一種等質量抽氣裝置,雖然在低真空、空氣密度較大的情況下抽氣有一定效果,但在高真空度時.由於空氣稀薄且流量不均勻,噴射器抽真空能力受到限制,而且執行不穩定。

1.5 所佔空間大

射水噴射裝置包括射水池、射水幫浦、噴射器及其管道.其布置空間通常從汽機廠房零公尺到運轉平台,所佔空間大且不美觀。

2 使用水環式真空幫浦的主要優點

2.1 使用壽命長

水環式真空幫浦在運轉時,葉輪外端速度很低

(水環式真空幫浦轉速為450—590 r/min)。例如

2be1型水環式真空幫浦葉輪外端的速度小於20.4 m/s,使磨損降低到最小,並能避免氣蝕,使

幫浦的壽命大為增加。目前在3oo mw機組上使用的水環式真空幫浦,目前已經過執行考驗,基本無磨

損、無腐蝕,未發生結構或部件的工作失效情況。

2.2 可跟蹤溫度的變化

水環式真空幫浦通常使用少量的凝汽器迴圈水冷卻密封水。在冷天,迴圈水與密封水溫差大,冷卻效果好,能力有所提高;在熱天,迴圈水溫度高,凝汽器的壓力和混台氣體的密度較大,由於水環式真空幫浦是等容量幫浦,因此在人口氣體密度較高時能處理更多一些的氣體當凝汽器和水環式真空幫浦採用相同的冷卻水時,水環式真空幫浦便會跟蹤凝汽器的效能,即在凝汽器的不同冷卻水溫範圍內,水環式真空幫浦的吸人壓力總是低於凝汽器背壓。2.3 結構獨特且能實現自動控制

水環式真空幫浦系統採取貨櫃式布置。與其它抽氣裝置相比,占地面積小,設計結構獨特,填料、機械密封及軸承易於更換。

2.4 抽氣效率高

水環式真空幫浦是等容積幫浦,而射水噴射器是等質量抽氣裝置。在冷凝器壓力公升高或漏氣量增大時,空氣密度顯著增加,在人口壓力相同時,噴射器能力受限制且操作不穩定,而水環式真空幫浦抽氣能力可隨空氣洩漏量增加而增加,保持高壓力下的穩定執行。根據試驗測量,當空氣洩漏量增加1倍時.採用水環式真空幫浦的凝汽器壓力只從3.377 kpa(絕)增加到5.065 kpa(絕),而採用射水噴射器的凝汽器壓力卻增加到10.130 kpa(絕)。

2.5 執行穩定性高

水環式真空幫浦啟動過程中.比射水幫浦啟動電流小,整套裝置達到執行點的速度快,減少了啟動所需時間,並且幫浦本身有自動樸排水的能力。因此,水環式真空幫浦在機組執行中的熱備用效果要比射水噴射器好得多,增加了機組執行的可靠性。

2.6 用水量小

由於射水噴射器抽出酌水蒸汽與冷卻水混合,受汙染而不能**,經常單向使用冷凝水,且用量較大。如果停止使用噴射器.就會使冷卻水回流,造成凝汽器熱壁腐蝕。而使用水環式真空幫浦卻可以完全避免凝汽器熱壁腐蝕。

3 使用噴射器與水環式真空幫浦經濟性對比

空氣洩漏量增加100%時。假設噴射器和水環式真空幫浦的設計條件相同,冷凝器壓力為3.377 kpa(絕),噴射器以等質量特性執行,其抽氣能力隨背壓上公升而逐漸提高,如圖1所示。當空氣洩漏量增加100% 時,背壓將從3.377 kpa(絕)提高到10.130 kpa(絕);而水環式真空幫浦按等容積特性執行,抽氣能力隨漏氣量增加得較快,背壓僅從3.377 kpa(絕)提高到5.065 kpa(絕)。

在相同迴圈水溫條件下,由於空氣洩漏不能被排除引起汽機背壓公升高,造成的能量損失見表1。

表l 汽機背壓公升高溫造成的能量損失對比表

汽機背壓(絕) 汽機排汽相應壓力下的熱培/kj·kg

/kpa 射水噴射器水環式真空幫浦

3.377 2549.994 2549.994

5.0652562.554

10.130 35.558 12.56

淨能量損失35.558 12.56

因此,使用水環式真空幫浦後,當負壓系統空氣洩漏量增加100% 時,每克從排汽缸排出的乏汽能比使用噴射器減少能量損失23.028 kj/kg。如果標煤**為0.2元/kg,對200 mw機組而言,假設蒸汽排汽量為579 t/h,電廠效率為45% .當負壓系統空氣洩漏量增加100%時,水環式真空幫浦能比噴射器每jj,1@減少經濟損失為(23.02×5 791×1 000)/(7 000×4.186 8×45%)x0.2=202.195 74元/h,如果以每年執行5 000 h計算,使用水環式真空幫浦每年可節省人民

幣101.979萬元

b.更換真空幫浦電機。

原有射水式真空幫浦的額定功率為1 10 kw,新式水環式真空幫浦的額定功率為80 kw,每年所節約的廠用電為(110—80)x 24×365=262 800 kw ·h。如電費按0.5元/(kw ·h)計算,每年可節約13.14萬元。

c、取消射水池。

由於取消射水池,每年可節省的射水池防滲水費用8萬元。

綜上所述,將射水抽氣裝置改造成水環式真空幫浦,大約每年可節省人民幣122.24萬元一年即可收回投資成本

4 改造設計方案

中電投遼寧清河電廠200 mw機組原有的真空系統是使用兩台射水噴射器。如果改造成使用水環式真空幫浦的真空系統,改造方案如下:a.一次水(即密封水)可以取自凝結水。

用一根直徑為 20的不銹鋼管從凝結水幫浦出口引出(為了便於檢修,管道上安裝1個隔離閥門)。

由於水環式真空幫浦在正常執行期間基本不需要補水,所以正常執行後不再取用凝結水,不會影響凝結水系統的正常執行。

b.二次水(即密封水的冷卻水)可以取自迴圈水。用一根直徑為 1o0碳鋼管從迴圈水幫浦出口引出,回水可接在凝汽器出口管道上(為了便於檢修,來水和回水管道上安裝1個隔離閥門)。

依據《火力發電廠汽水管道設計技術規定dlgj23— 81》,取管道內水流速為2 rn/s,迴圈水密度取1 000 kjm ,則迴圈水流量為:g=(d /594.5) ·w/v=56.6 h式中,g一介質的流量,t/h;

d 一管子內徑,mila;一介質的比容,m /kg;一介質的流速,m/s

排水而凝汽器迴圈水總流量為13 300 t/h,所以二次水量佔迴圈水總流量的百分比非常小,僅為0.425 5% ,不會影響迴圈水系統的正常執行。c.真空抽氣管道很大一部分可以利用原有的真空抽氣管道,如果水環式真空幫浦位置安排得當,需要增加的管道不會超過8 m。

d.水環式真空幫浦位置建議安裝在原射水幫浦位置。這樣可以利用原有射水幫浦的基礎.節省資金;還可以使真空抽氣管道變短,減少管道阻力。1、技術質量情況分析

#7機水環真空幫浦系統技術改造工程在改造前就確定了改造後應達到的效果。

真空幫浦改造工作結束,投入執行後完全達到設計和使用要求,使機組的真空得到了保證。為汽輪機安全穩定執行打下了良好基礎。(裝置更換的範圍、裝置名稱、技術指標達到情況

2、經濟效益情況分析

此專案主要經此改造以後,#7機組投運至今從未發生因真空幫浦改造本身對機組真空系統有所影響的事件。機組真空值都得以保證,減少了不必要的機組甩負荷以及裝置停運次數,保證了機組的安全性、穩定性、經濟性執行,提高了機組的經濟性發電量。並且能夠迅速的收回投資成本,該投資所產生的能效比較高。

改造後真空可提高1-2kpa,每降低1kpa真空,節約標煤1.5~1.8g/kwh,按標煤每噸400~500元,每年發電量13億kwh計算,年創效益:

年發電量13×節約標煤1.5~1.8×真空可提高2kpa×每噸標煤價400~500=216~225萬元。

效益相當可觀.(從安全方面和啟停機縮短時間)

中小型機械操作安全技術交底

1.現場施工機械必須按施工平面圖布置,如須移動,必須經現場施工負責人同意方可移動。2.現場機械安裝應穩固,保養好。按規定搭設操作平台,保證進 出料安全。3.機械安裝或檢修完畢,必須經試運轉正常後,辦理交 簽證手續後方準使用。4.一切機械 電器裝置的金屬外殼和行車軌道必須接零 接地線,電阻不大於10歐...

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