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中国电力设备管理协会

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630MW超临界机组凝汽器系统提效优化改造

作者:   发布时间:2020-12-01

一、创新成果概述

国电常州发电有限公司为了提高二台机组凝汽器的安全、经济性,提高凝汽器系统效率,根据凝汽器原水环真空泵运行实际情况,以及对外供热量增加导致补水量增加的情况,利用机组检修机会分别于2016年、2017年对#1、#2机组凝汽器进行了提效优化改造。提效优化改造包含二个部分:1、凝汽器真空系统增设前置节能真空泵,既提高了凝汽器真空度,又防止了水环式真空泵发生汽蚀,从而提高了凝汽系统运行效率;2、凝汽器补水系统优化改造,在凝汽器喉部新增了雾化喷嘴,利用喉部雾化喷嘴对机组补水,既提高了整个回热系统的除氧能力,又降低了低压缸排汽温度,同时也提高了凝汽器真空度及凝水温度。通过上述改造真空下降了0.1kpa,节能量达到1636吨标煤。并且减少了水环式真空泵的检修维护量。

二、主要做法

改造内容分为二个部分:第一部分是凝汽器真空系统优化改造,改造内容如下:

1)、原真空泵组效率低:在不改变原抽真空系统的设备及功能,在抽真空母管上并接一台高效罗茨真空泵组,蒸汽和不凝结气体进入罗茨泵,加压后经冷却器冷凝进入下级水环泵,由于提高了水环泵的入口压力,可保证水环泵高效稳定运行。系统采用DCS控制,可实现远程和就地操作。在机组启动建立真空期间,使用原抽真空设备快速启动真空,在正常运行期间,使用罗茨-水环高效真空机组维持真空。

2)、夏季工况冷却水温度高:在原冷却水的基础上并联一路空调冷媒水,在夏季时通过切换成空调冷媒水冷却,空调冷媒水具有温度较低的优势,能有效提高节能真空泵的抽吸能力,冷媒水水质较好,可以有效降低换热器端差,进一步提高节能真空泵的抽吸能力,从而达到节能降耗目的。

3)、原真空泵叶轮长期处于汽蚀状态下工作,容易造成叶轮有气孔,长时间会造成叶轮损坏。采用罗茨泵进行升压,升压后提高了水环泵入口的有效汽蚀余量,减少了泵叶轮汽蚀的发生,另外夏季采用冷媒水冷却后,水环泵的汽蚀余量也能够提高,从而降低了系统的维护成本。

第二部分是凝汽器补水系统优化改造,改造内容如下:在凝汽器喉部新增了雾化喷嘴,从凝补水母管单独接一路φ108管路至凝汽器喉部,通过雾化喷嘴进行补水。一方面,补水雾化后利用凝汽器真空进行除氧,提高了整个回热系统的除氧能力。另一方面,补水在凝汽器中吸收排汽热量,减少了一定份额的余热损失,强化了热交换,降低了排汽温度,改善了机组真空,减小了循环水量,节约了循环水蒸发量,达到既节能又能满足机组安全运行的目的。

三、主要创新点

1、在凝汽器原水环真空泵组前增设前置节能真空泵组,并优化了冷却系统,既提高了凝汽器真空度,又防止了水环式真空泵发生汽蚀。

2、从凝汽器喉部新增的雾化喷嘴向机组补水后,既提高了整个回热系统的除氧能力,又降低了低压缸排汽温度,还提高了凝汽器真空度及凝水温度。特别是对外供热量大、补水量大时,节能效果更加明显。

3、上述技术为我公司充分研究凝汽器系统的基础上率先提出,并经实际应用,效果明显,现已有其它电厂均在来我公司调研后实施改造。

四、应用成效

第一部分单元机组真空系统增加节能真空泵的改造费用为65万元,每年可节约74.64万元。第二部分凝汽器补水系统优化改造费用为40万元,每年节省的费用46.31万元。所以上述二个部分的优化改造,每年单机共节支120.95万元。(计算依据:真空系统增加节能真空泵项目:A、电费:改造前真空系统水环泵两运一备,运行电流为190A*2=380A,改造后罗茨真空泵组运行电流68A,功率因素φ=0.8,每小时节电为380V*(380-68)A*0.8=95kW,按机组运行小时数6000小时,上网电价0.40元/kw.h计算,每年节约电费22.8万元。B、机组效率:改造后机组相同负荷下真空下降了0.1kpa,机组煤耗约下降0.27g/kwh,按单机组年发电量320000万kwh计算,年节省标煤864t,按标煤单价600元/t计算,全年节省51.84万元。A、B二项每年可节约74.64万元。凝汽器补水系统优化改造项目:单台机组补水量60t/h,按机组年运行6000小时,每年总补水量M1=360000(t)年度补水平均温度T=20 ℃,h’=84.47 kj/kg年度平均真空Pc=0.0056MPa 、排汽温度t=35 ℃、循环水入口温度20 ℃,两台循环水泵的循环水量37620*2=75240t/h、低压缸排汽流量1019.7t/h。饱和蒸汽的焓值 H2=2565kj/kg、饱和水的焓值H1=147.5 kj/kg ,汽化潜热Q潜 2417 kj/kg,补水温升15℃。被凝结的蒸汽量9360t、年节省的热量为:Q=M2* Q潜=9360 *103 kg * 2417 kj/kg =22.62*109 kj* 标煤的发热量:q= 29306 kj/kg * 年节省的标煤量:M=Q/q=771.86t折合费用:46.31万元。故每年单机共节支120.95万元。)

五、可推广性

该创新技术为我公司充分研究凝汽器系统的基础上率先提出,并经实际应用,效果明显,可在同类型机组的凝汽器系统推广应用。(供稿单位:国电常州发电有限公司)