凝汽器抽空气方式改进效果与分析

摘 要：华电宿州公司2013年提出《630MW机组凝汽器抽空气方式优化方案》，确定630MW机组凝汽器抽空气方式优化方案：在不增设真空泵的前提上，凝汽器抽空气方式为高、低压凝汽器两路分别抽出，互相联络。并先后在#1机组和#2机组上实施优化方案，投资最小，节能又具有经济性。

关键词：真空泵；母管制系统；节能；经济性

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.01.012

0 引言

安徽华电宿州发电有限公司共有2台630MW超临界机组，在2007年9月份、2007年11月相续投入生产运营。这两台凝汽器抽空气方式为一根母管连接3台真空泵式系统，正常运行时一备二运方式运行，如附图1凝汽器抽空气方式图所示。对于采用双备压凝汽器的机组，此种抽真空方式会造成凝汽器低压侧的抽气被排挤，导致凝汽器低压侧背压过高，高低背压凝汽器压差严重偏离设计值，高低背压凝汽器的优点没有得到充分体现，严重影响机组热耗[1]。

本文以宿州电厂两台630MW超临界机组N-38000-5型双压凝汽器抽气方式改进后的效果为分析对象，对凝汽器抽空气方式改进后的效果加以肯定。

1 宿州电厂凝汽器抽空气方式改进方案

将宿州电厂高压凝汽器抽空气管道在低压凝汽器内节流孔板处加堵板，在机房6.9米高压凝汽器处恰当位置穿孔，将高压凝汽器抽空气管道用同直径管道焊好并引出，连接到A真空泵入口手动门前管道上，抽空气管道与开孔处焊死。A至B，B至C真空泵入口母管分别加装一个电动联络闸阀（使用机组优化割除的高加清洗电动门，建议使用电动驱动闸阀，不光严密性好，在电动操作不动时，还可以手动操作）。另外还可利用为防止备用真空泵入口管道积水而改造的入口手动门后联络管道、阀门作为备用，以防电动闸阀打不开。但须将原DN25的管道与阀门更换成DN65或DN80的管道、阀门，放水门不需要更换。不算阀门成本，总投资约10万元。如购新阀门，投资约20万元。

B真空泵可作备用泵。需要热控配合做出相关联锁保护：A真空泵跳闸，B真空泵联启，A电动联络闸阀联开；C真空泵跳闸，B真空泵联启，B电动联络闸阀联开；A、C两台真空泵均跳闸，B泵联启，A、B电动联络闸阀均联开；同时在DCS做此两阀状态监视及手动操作器，可以手动操作开、关。设备维护部在电动联络闸阀下面安装平台，以便于运行人员手动摇开（电动联络闸阀电动操作拒动时）。从机组的真空严密性来看，#1、#2机组机空严长期均在0.13kPa/min左右，如果电动联络闸阀操作不动，在20分钟内将其摇开是安全的[2]。

如在两台机组实施上述凝汽器抽空气方式改进方案，低压凝汽器至少能够提高真空0.4 kPa（真空提高装置运行期间），高、低压凝汽器能够平均提高真空0.2 kPa以上，降低煤耗0.54 g/Kw.h。安装真空提高装置的机组在夏季在相同情况下优势明显。真空提高装置停止运行期间，低压凝汽器提高真空约1.1 kPa，降低煤耗1.458 g/Kw.h。2机组年发电量约33亿Kw.h计算，节约标准煤2791.8t/年，按照标煤900元/吨计算，节约2512620元/年。约29天即可收回成本。

2 宿州电厂对#1机组凝汽器抽空气方式改进

在1机组实施上述凝汽器抽空气方式改造，改造后低压凝汽器提高真空约1.1 kPa，高、低压凝汽器平均提高真空0.55 kPa。宿州电厂真空提高1 kPa，煤耗降低2.7g/Kw.h，降低煤耗1.458 g/Kw.h。按1机组年发电量33亿Kw.h来计算，节约标准煤4811.4t/年。标煤约900元/吨计算，可节约4330260元/年。总投资约20万元计算的话。大约17天收回投资成本。如果#1机加装真空提高装置，效果将更为明显。

在2机组实施上述凝汽器抽空气方式改造，低压凝汽器起码能够提高真空约0.4 kPa（真空提高装置运行期间），高、低压凝汽器起码能够平均提升真空0.2 kPa，煤耗降低0.54 g/Kw.h。安装真空提高装置的#2机组在夏季相同情况下优势明显。真空提高装置停止运行期间，低压凝汽器提高真空约1.1 kPa，降低煤耗1.458 g/Kw.h。按2机发电量33亿Kw.h/年计算，一年节约标准煤2791.8t，标煤约900元/吨计算，节约2512620元/年。约29天即可收回投资。”

利用大修机会2014年5-6月对#1机组凝汽器抽空气方式优化方案进行实施，2015年9-10月对#2机组凝汽器抽空气方式优化方案进行实施。与《630MW机组凝汽器抽空气方式优化方案》中稍有不同的是真空泵联络门由电动门换成了气动门、为施工方便将抽空气管道从高背压凝汽器西侧直接贯穿。

3 #1机组凝汽器抽空气方式改进后效果分析

2014年 7月8日#1机组开机后运行正常，开机后运行平稳后即实行凝汽器单独抽真空。以下从PI系统调取#1机组参数平均值如表1：调取改造前一年及改造后运行一年数据。

改造前由于1A真空表在2013年10月份改为绝压表，用1A真空与DEH2真空相比较，可以看出A、B凝汽器平均压差只有0.377kPa，并且有时A凝汽器比B凝汽器显示真空数值还要差，凝汽器排气温度差平均2.18℃，利用饱和水温度压力对应表查出折算真空差0.665 kPa。

改造后可以看出A、B凝汽器平均压差有1.51kPa，凝汽器排气温度差平均5.07℃，折算真空差1.60kPa。

由于真空变速器精度等级较低为0.5级，存在±0.5%误差，并且受安装紧力，以及真空变速器管路积水、大气压力变化等影响因数较多，一般用排汽温度换算计算更为准确。鉴于改造前后同期负荷率接近，改造前平均负荷500MW，改造后平均负荷502.5 MW，几乎一致，忽略其它因素，凝汽器真空差=1.60-0.665=0.936kPa。由于真空提高仅对B凝汽器有效。高、低压凝汽器平均提高有效真空0.468 kPa，以真空对机组煤耗的影响2.3g/kPa（华电集团通用标准），降低煤耗1.076g/Kw.h。冬季真空提高装置停运运行期间由于凝汽器抽空气方式变化后提升煤耗暂且不计算，以每台机组年发电量35亿Kw.h计算（宿州公司真空提高装置在冬季停运4个月，发电11亿Kw.h。按照真空提高装置运行8个月计算发电22亿Kw.h），年节约标准煤3766t，以标煤700元/吨计算，年节约2636200元。两台机组节约标准煤7532t，以标煤700元/吨计算，年节约5272400元。以发电机组剩余使用寿命23年计算，可节约标准煤173236t标准煤，折合人民币1.21亿元。

4 结论

宿州电厂#1机组凝汽器抽空气方式改进后效果很明显，具有投资小（经计算单台机组投资费用为气动门2万、管道2万元、施工费1万元，共计5万元，两台机组投资10万元），见效快，投资回收期极短的特点。并且一旦改造完毕，整个发电机组寿命周期内均可以使用，性价比极高，投资10万元，收回一亿多。尤其是抽空气管道直接贯穿高压凝汽器，尚未有其它厂实施，非常值得大力推广和使用。

参考文献：

[1]郭江龙，曹争选等.300MW机组高加疏水调门堵塞原因分析及措施[J].热力发电，2010，39（09）：61-63.

[2]吕鹏飞.630MW机组凝汽器抽真空方式优化方案[C].2012.

作者简介：靳振宇（1981-），男，河北保定人，研究方向：动力工程。