双背压湿冷机组凝汽器汽测真空泵选型说明与节能方案研究

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1、双背压湿冷机组凝汽器汽测真空泵选型说明与节能方案研究　　【摘要】本文以粤电大埔电厂为例，说明了对于双背压凝汽器选配真空泵的方法和节能方案比较。通过理论分析和真空泵方案的比较，详细阐述了真空泵在双背压湿冷机组中最节能的方案。【关键词】双背压湿冷凝汽器；双母管双吸设计；真空泵选型；锥体双级真空泵经济分析1凝汽器汽侧抽真空系统的类型当前，国内600MW机组及以上的汽轮机越来越多的使用高效的双背压的凝汽器，而双背压凝汽器汽侧的真空泵系统通常有三种类型：第一种是按照平均背压做为设计点，凝汽器高低背压侧联通，中间用孔板或阀门调节，或单背压凝汽器的真空泵，采用2用1备的方案，如图1；第二种是将高低压侧分

2、别配置抽空设备，各配置1用1备真空泵，每个凝汽器配置4台。如图2。第三种是高低压侧分别抽吸，只用一台作为备机使用，如图3。2双背压凝汽器采用双母管与单母管对真空泵系统要求的差异7双背压凝汽器采用双母管抽空系统后，高低压侧需要分别设置真空泵系统，相比原来的单母管抽吸系统设计，对真空泵系统有了不同的要求。2.1对真空泵的吸气压力要求不同。高低压侧的真空泵应分别按照各自背压选择真空泵，这与单母管系统按照平均背压选择真空泵是不同的。低背压侧的真空较高，相当于提高了对真空泵气量和真空的要求。2.2确定干空气量的依据不同。按照HEI标准（第11版）6.5.3.2和6.5.3.3章节的要求，双背压凝汽器

3、应单独抽吸，并按照TABLE6A确定真空泵的干空气抽气量，而不是像单母管设计一样按照TABLE6B来确定。3凝汽器抽空设备干空气气量的确定以广东粤电大埔电厂“上大压小”新建工程凝汽器的参数为例，确定双母管设置的真空泵的干空气气量。3.1凝汽器的参数如下表，根据HEI标准第六章的规定，我们可以每个凝汽器需要抽出的干空气和不凝气量和抽空的速度每个壳体蒸汽的流量为：（1138.2408+110.358）/2=624.3t/h，那么每个主排气口的蒸汽流量为：624.3/2×2204=687978.6BL/H7每个壳体总的排气口数量为2个主排气口和1个小汽机排气口2+1=3，那么HEI标准双壳体凝汽

4、器查表9A，那么HEI标准要求的气量为20SCFM=40.86kg/h，如果两运一备的方案，每台真空泵应不小于41kg/h，请见下表2：3.2建立真空阶段，真空泵要求的抽气速率的要求根据HEI标准TABLE6的要求，见表3，凝汽器的总蒸汽流量为：（1138.2408+110.358）t/hX2.204=2751912BL/h真空泵所有泵的吸气量在33.86kpa时不应小于1050SCFM即3台真空泵气量应不小于1050/3×101.3/33.86×1.699=5337.1M3/H。同时应满足从大气压抽到10”hg.a（33.86kPa.a）不应超出30min的要求。4真空泵的配置方案经济性

5、比较因双背压凝汽器设置了双母管抽吸系统，这就要求低压侧的真空泵应满足低压侧对高真空的要求，同时应考虑到在机组部分负荷工况时，低压侧的真空会更高。见下面的凝汽器曲线图。以图4某电厂双背压凝汽器性能曲线为例，不难看出，当机组负荷小于100%时，凝汽器的设计背压要小于100%负荷时的背压。而凝汽器通常都是在部分负荷工况运行的。7高低压侧分开抽吸，低压侧真空泵应满足低背压及部分符合时低压侧对高真空的要求，目前市场上，只有锥体双级真空泵可以满足此要求，圆盘类的真空泵需要增加大气喷射器才能达到这个要求。主要的原因分析如下：4.1极限真空凝汽器的高低压侧分别抽吸方案，提高了电厂的发电效率，但对抽空设备真

6、空泵的要求也相应的提高了。相同的冷却水温度下，凝汽器低压侧要求真空泵有更高的极限真空。而由于高低背压分别抽气时，要求低背压侧的真空泵比平均背压低6.1-5.487=0.613kPa.a=6.13mbar，锥体双级真空泵的极限真空因特殊的专利双级和GSV设计（图5），使其极限真空高于圆盘系列的真空泵（无论是单级或双级）7mbar，正好可以满足凝汽器的高真空的要求。尤其是在大部分部分负荷时的工况，锥体双级真空泵的高极限真空优势更明显。4.2为了提高真空泵的极限真空度，避免气蚀，还可以采取增加喷射器或冷冻机的方案，但是其效果并不理想。4.2.1喷射器方案喷射器方案需要有一路引射气流，还要增加引射

7、气流的气动蝶阀，压力开关，球阀等等，单独机组内部的控制逻辑已经比较繁杂（见下面的流程图），若在此基础上，还要进行高低背压分别抽吸，同时只配一台备泵，其控制逻辑则更加复杂，也增加了故障率。同时，因引射气流也需要真空泵抽走，真空泵的型号需增大才能满足此要求，按照我公司的产品数据，需要使用2BW4403才能满足要求。7此外，增加大气喷射器，真空泵的有效气量也降低了，轴功率同时上升，是一种非常不节能的设计。增加的喷射器后，根据大