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提高凝汽器水环真空泵出力的措施

  
评论: 更新日期:2015年09月24日
4.1 提高换热器换热效率
铁岭发电厂目前真空泵管式换热器的换热系数经过计算为:460 W/㎡·K,对管式换热器设计参数一般换热系数应为800~1200 W/㎡·K,这就是开式冷却水换热后温升仅1℃的原因之一。而对比现在最新技术的板式换热器而言,采用进口材质的板式换热器换热系数为4000~6000 W/㎡·K。各项参数对比见表2。
 
2                             各项参数对比
类型
传热系数
水质
流向
端差
检修量
冷却水量
管式换热器
800~1200
要求严格
层流
5~10℃
量大、费时
1.8~2.5:1
板式换热器
4000~6000
不要求
湍流
1℃
易行、省时
0.8~1.1:1
 
4.2 降低冷却水温
2004年7月,铁岭发电厂开式水泵出口压力为0.15MPa,温度32℃,流量1260 t/h;工业水泵出口压力0.5 MPa,温度16℃,流量220 t/h。改用工业水的好处除了水温因素外,工业水铁岭发电厂现有正常运行中有50~100 t/h裕量,如同时更换板式换热器,对水质要求也同时解决,同时工业水压较高也可以在换热器增加流程,减小冷却水量。对工业水与开式水的改造方式如图1所示。
铁岭发电厂1号机组真空泵工作水来水温度42.1℃,回水温度38.7℃;开式冷却水来水温度32℃,回水温度33℃。端差为7℃。如果同时更换双流程或三流程板式换热器和采用从水库底部抽出的16℃工业水做冷却水源,则工作水回水可以降到17℃,端差为1℃,所需工业水流量最多40 t/h。
 
1    真空泵冷却水改造图示
改造项目
将现在使用的管式换热器更换为瑞典SWEP板式换热器,减小冷却水量和换热端差。
在原有开式冷却水φ100mm管路上并接引自汽机房工业水母管的工业水φ80mm管路,回水都引到开式水回水管路,保证系统安全性。
并接的工业水φ80mm管路装有一个气动调节门,信号引自工作水回水的温度信号。设定工作水回水温度为17℃,以此调节工业水流量,减小水耗。
为加强设备状况监测。在真空泵工作水来回水管路加装温度表2块,在开式水来回水加装温度表2块,在工业水来水管路加装温度表1块,在冷却水来回水总管加装压力表2块(用于监测冷却器结垢状况)。
2台真空泵的入口气动隔离阀的严密性明确,保证2台真空泵做到互为备用。
另外,工业水应该加装管路保温,减小夏季环境高温对其影响
对应的试验测试分析
为检验改造效果,我们选择真空严密性最好的1号机组,单独运行一台出力较好的真空泵,通过改变冷却水温,每个工况稳定后保持3min,一共做了4个典型工况。首先利用停机机会在真空泵开式水冷却水来水管开φ40mm的孔,就近连上消防水管(工业水分支,16℃)并加上截门,启机后逐渐打开此截门并逐渐关小开式冷却水,以此做为降低工作水温的一个试验工况。对升高工作水温的工况,我们在保证机组正常运行情况下,逐渐关小开式冷却水来水截门,取得试验数据。表3就是1号机组在气温30℃、大气压105Pa、280MW4个工况试验数据:
 
3                       1号机组4种工况下的试验数据
工况
冷却水温(℃)
工作水温(℃)
背压(kPa)
真空度(%)
1
20.0
26.7
9.42
90.58
2
28.7
35.3
11.03
88.97
3
37.2
45.1
12.78
87.22
4
43.4
51.2
13.88
86.12
运行工况
32.1
38.8
11.67
88.33
由此得出,真空泵工作水每降低1℃,真空度提高0.18 %,说明真空泵出力与真空泵工作水温为线性关系,明确了换热器的改造和真空泵冷却水源改造的必要性。
经济性
7.1 改造投资
涉及设备费、材料费、安装费、试验费,合计13.6万元。
设备费:SWEP公司按照设计要求的板式换热器2台,10万元;各管路的热工测点仪表0.1万元;工业水管路加装的气动调节门0.5万元。
材料费:增加的工业水管路和真空泵工作水与更换的换热器管路,合计1万元。
安装费:施工费用1万元。
试验费:涉及试验的相关费用1万元。
7.2 效益分析
对于300MW机组,真空泵工作水温每降低1℃,可提高真空0.18 kPa,相当降低供电煤耗0.2 g/kWh。如按照以上方案实施改造,最多可以把真空泵工作水回水温度由36~39℃降到17℃,降低煤耗1.8g/kWh如夏季4个月,改造后至少平均增加真空泵工作水降温5℃,降低供电煤耗为1 g/kWh,按照单台机组发电5亿度和标煤单价220元/t计算,可以产生效益:节煤0.5万t,纯利润96.4万元。
 
参考文献
[1] 章建叶.凝汽器水环式真空泵的原理和运行[J].浙江电力,2000,(3)
[2] 罗思球.水环真空泵机组在凝汽器抽真空的介绍和应用[J].技术与应用,2004
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