机组高效真空泵改造方案及经济性浅析

丁猛辉

（天津国电津能热电有限公司 天津 300304）

引言

高效真空泵改造技术的发展，已使得降低运行真空泵的噪音及减缓真空泵被汽蚀成为现实，并能够大幅降低真空泵的耗电。我公司借鉴改造经验，并于2017 年完成了#1 机组真空系统优化改造相关工作，具体介绍如下文。

1 机组概况及真空泵配置简介

我公司总装机容量为3×330MW 抽汽凝汽式发电机组，两台机组汽轮机均为国产东汽生产的亚临界、一次再热、采暖抽汽凝汽式机组。单台机组配置水环真空泵2 台，单泵抽出干空气量：≥65kg/h。启动时投入2 台运行，机组正常运行时1 台运行，1 台备用。

2 高效节能真空泵改造的必要性和可行性

机组自投产以来，真空泵运行中噪音大耗电高且运行中已出现多次损坏，损坏多为叶轮断裂、泵壳汽蚀沙眼。分析其损坏原因：真空泵选型时设计院根据凝汽器厂家提供的漏空气量选择的真空泵抽气量远大于现有机组运行中的实际漏气量，造成真空泵内部汽蚀严重，已严重威胁到机组安全稳定运行。尤其在低真空度情况下，一旦发生真泵损坏，因为凝汽器背压高保护造成非停。

为了解决该安全隐患，进行了多次调研。了解到之前投产的兄弟电厂只要是配置同类型的真空泵，真空系统也都有类似问题。运行中真空泵噪音大，电流都在220A 以上，且真空泵被气蚀严重。同也与厂家技术人员进行了多次交流，真空泵的结构型式都进行了优化，很少再用单级平面水环式真空泵，大多选用双级泵。真空泵制造水平都有了提高，也能够满足现场改造要求。

近几年，兄弟电厂相继也对真空系统进行了优化改造，不仅解决真空运行中噪音大和耗电高问题，还解决了真泵汽蚀严重问题。如国投宣城电厂、华能邯峰电厂、国电双鸭山、国电湖南宝庆、国电电力大连开发区热电厂及华能杨柳青电厂。

3 高效节能真空泵改造方案介绍

由于高效节能真空泵抽吸能力有限，只能用于维持机组正常工况下真空度。在机组启动时或严密性较差时或凝汽器排汽压力大于13KPa.a 时只能运行原有真空泵。基于高效节能真空泵只能用于机组真空维持的特点，需在原有系统上并列加装高效节能真空泵。主机启机组启动过程中，由原真空泵运行，机组启动正常后可切换至新的真空泵组运行。对现有系统进行相关改造，具体有抽气管道、高效真空泵冷却水、高效真空泵工作水、压缩空气系统、高效真空泵动力电源及控制保护逻辑系统等进相应改造和安装。

工作水系统：高效节能真空泵采用水作工作介质，工作水来自原有真空泵工作水补水系统，正常温度≤40℃，压力0.2-0.5MPa（g）。

冷却水系统：高效节能真空泵的冷却水取自主机循环水系统，通过管道增压泵升压后，送入板式换热器及管式换热器。

抽气系统：从原有真空泵抽气管道引出至高效节能真空泵，罗茨真空泵组侧的入口管加装手动闸阀及气动蝶阀。

动力电源：高效节能真空泵就地设置就地控制柜，从机组PC380V B 段引出电源至就地控制柜。

控制保护逻辑系统：入口气动蝶阀、管道增加泵、前置水环真空泵及罗茨真空泵控制都实现DCS 远方操作。为了保住主机安全稳定运行，对保护逻辑进行了优化。

表1 罗茨真空泵装置改造逻辑说明

4 高效节能真空泵改造经济性浅析

投入运行以来，运行中噪音大幅度降低，高效节能真空泵总电流稳定在42A 左右（前置水环真空泵电流为31A，罗茨真空泵电流为11A），较原真空运行中电流220A 有很大幅度下降。

根据公司年度报表，#1 机组2016、2017 年运行了6588、7106 小时，按照取前两年平均运行时间6847 小时，电压380（V），改造前电流220（A），改造后电流42（A），功率因数0.85，进行计算年节约电为：6800×380×（220-42）×1.732×0.85÷1000≈681821（kwh）；按上网电价0.3755 元/千瓦时（含税），年增加售电收益约为256024（元）。总投资约500000 元（含税），回收年限为：500000÷256024≈2（年）。

结语

在现有条件下，加装了高效节能真空泵，有效降低运行中的噪音，并缓解原真空泵被汽蚀现象。本项目不仅消除安全隐患，还大幅降低真空泵耗电，回收年仅为2 年。