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。

表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。

图1 真空泵冷却水改造图示

5 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）。

对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

6 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：

表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。

7 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