一种冷凝器抽真空优化系统.pdf

EVS 系统技术方案EVS 系统技术方案一、背景技术一、背景技术目前广泛应用于火电厂的抽真空设备主要是射水抽气器或水环真空泵。这些抽真空设备都属于单一水介质真空泵，其抽速都不可调节，是一种粗真空抽吸装置。由于水环真空泵自身的特性决定了它的效率较低，尤其是在电厂水冷机组的正常工况点的实际效率一般低于30%。另外，水环真空泵性能、出力受制于工作水温度的变化，有研究表明，当工作水达到 35以上，抽气能力急剧下降 80%及以上，这是夏天凝汽器真空降到90Kpa 及以下的主要原因。目前运行的真空泵主要存在以下问题：选型偏大：设计时建立真空与维持真空混为一谈，造成能源浪费，长期运行耗电较高，不利于节能；效率低：水环真空泵自身的特性决定了它的效率较低，一般低于 40%；水环真空泵性能、出力受制于工作水温度的变化。夏季高温时，水环真空泵性能、出力急剧下降，可能导致冷凝器真空下降，造成机组经济性降低；水环真空泵设备的内部机械性能，如裂纹问题，受汽蚀现象影响大，长时间运行易导致叶片的断裂，威胁机组的安全运行。目前广泛应用的水环泵在性能上已经逐渐达不到所需的要求，为了节约资源、绿色环保、提高效率、创造效益，所以火力发电厂不得不对真空泵机组进行改造。得不对真空泵机组进行改造二、技术原理二、技术原理我公司提出一种全新的解决以上问题并能极大降低真空泵能耗的解决方案，该方案不但可以解决目前电厂水环真空泵普遍存在的汽蚀和叶轮产生裂纹等问题，还可以在同样的工况下较以前真空泵运行电耗降低 7080%。该方案不改变原抽真空系统的设备及功能，只是分别在高低背压侧抽真空管上并接一台我公司自主开发的“凝汽器真空节能系统”，在维持真空工况（含 VWO 工况及 TRL 工况）下蒸汽和不凝结气体进入该装置的罗茨泵，加压后经冷却器冷凝进入下级水环真空泵，此时，水环真空泵作为罗茨泵的前级泵使用，不需要运行在很低的背压下。由于提高了水环真空泵的入口压力，可保证水环真空泵远离汽蚀区高效稳定运行。系统采用 PLC 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设计的抽真空系统运行，达到启机的正常压力后，在维持真空期间，投运“凝汽器真空节能系统”而将原设计的真空泵停作备用；当机组真空系统发生严重泄漏，“凝汽器真空节能系统”不能维持凝汽器真空时，将原设计的真空泵投入运行满足真空要求；“凝汽器真空节能系统”在检修或设备故障时，原设计的真空泵投入运行，确保真空要求。图 1、系统工作流程图图 1、系统工作流程图图 2、系统工作原理图图 2、系统工作原理图三、系统设备组成三、系统设备组成3.1、设备组成3.1、设备组成EVS 系统占地面积约为 46 平方米（根据现场情况可针对性设计），其内部主要设备有：高压差干式罗茨真空泵、冷凝器、FBS 装置、工作水冷却器、汽水分离器、电控系统、静音机壳、相应设备支架及联接管道、电源电缆及电源开关。设备内部结构图如图 3 所示，吸气管路 1 接手动阀 2，手动阀 2 连接气动蝶阀 3，气动蝶阀 3 连接罗茨泵 4，罗茨泵 4 连接 FBS 装置 5，FBS 装置 5 连接换热器 6，换热器 6 连接水环真空泵 7，水环真空泵 7 连接分离器 8，分离器 8 连接止回阀 9，上述装置安装在静音机箱 10 内。1、吸气管路，2、手动阀，3、蝶阀，4、罗茨泵，5、FBS 装置，6、换热器，7、水环真空泵，8、分离器，9、止回阀，10、静音机箱图 3、系统内部机构示意图图 3、系统内部机构示意图图 4、系统设备图图 4、系统设备图3.2、3.2、功能描述3.2.1、主要设备及要求功能描述3.2.1、主要设备及要求 罗茨泵：罗茨泵采用气冷罗茨泵，能够降低排气瞬间的压力波动幅度，从源头降低气动噪音与温升；抽速快，不易受环境温度影响，可加快凝汽器抽真空速度；水环真空泵 7 抽速衰减到最低时，罗茨泵抽速最大，提高了工作效率，降低能耗；FBS 装置：避免换热器和水环真空泵结垢，降低罗茨泵 4 的排气温度；设备出现故障或断电时，平衡罗茨泵 4 与水环真空泵 7 之间的压差，防止水环真空泵内的水返回罗茨泵 4 和系统内，导致罗茨泵内齿轮润滑油乳化；自动调节气流波动时罗茨泵 4 与水环真空泵 7 之间压缩比，以达到在低能耗下所需要的真空抽速；水环真空泵：作为罗茨泵 4 的前级泵，对系统预抽真空并输送罗茨泵 4 排出的气体，通过泵内的独特结构，降低压缩比，保证气体达不到汽蚀的压力条件；手动阀：入口设手动阀一只，公称口径与罗茨泵入口法兰公称口径一致，作隔离用；气动蝶阀：入口设气动阀一只，公称口径与罗茨泵入口法兰公称口径一致，作泵组故障停机时快速隔离之用，使之与泵的启、停状态呈自动联锁开、闭关系，控制箱须提供一对阀位状态接点，向远方中央控制罗辑发送信号；分离器：与水环真空泵共同组成工作液闭式环循环系统，减少水源的浪费；止回阀：在出现故障或断电时，瞬间将泵组与大气隔绝，与 FBS装置配合，防止水环真空泵内水返回罗茨真空泵和系统；静音机箱：高转速泵带来高频率的气动基频噪音产生的 1-2-3 次谐波，通过超静音机箱内层的双层吸音壁板吸收，进一步降低噪音。控制箱：设置泵组的电源、电流、运行操作及指示状态。3.2.2、联锁保护要求3.2.2、联锁保护要求罗茨泵有条件随水环泵启、停；泵组启动、停止状态联锁开启、关闭入口气动阀；泵组故障停机时向外发送故障信号，由用户 DCS 发出联锁其他备用真空泵。3.2.3、信号接点参数表3.2.3、信号接点参数表序号序号接点名称接点名称接点数量接点数量信号类型信号类型备注备注1电流接点1A0DCS 指示2启动状态1DODCS 指示3停止状态1DODCS 指示4故障状态1DODCS 指示5入口气动阀状态1DODCS 指示6远方/就地切换1DODCS 指示7启动控制1DIDCS 控制8停止控制1DIDCS 控制四、技术特点四、技术特点 专利技术-一种无汽蚀低噪音的凝汽器抽真空节能装置;节能：装机功率可降到原有设备的 1/8，彻底避免了传统液环真空机组工作液温度、吸气温度在大于 39时，气量为“零”所带来的不必要的经济损失；高效：系统在 4.9Kpa，温度在 30-45时，长期保持 85%以上的效率；防汽蚀：保证气体在吸入水环真空泵后达不到汽蚀的温度和压力条件。防结垢：FBS 装置可有效避免换热器和水环真空泵结垢。防返水：防止水环真空泵内的水返回罗茨真空泵和系统。三叶罗茨的结构避免了传统液环真空泵组性能受工作液温度影响的缺陷，具有抽速恒定、温升低、噪音小的特点；在 4.9kpa 时，气量没有衰减，不受温度的影响，系统轴功率只有传统真空系统极限真空条件下的 1/4-1/8；高压缩比，高压差时正常工作，在凝汽器内气体无规律的变化时，同样保证真空压力的稳定性；EVS 系统使吸入气体低于汽蚀温度和汽蚀压力，防止汽蚀；采用变频控制技术，稳定、节能，无需备用泵；避免水环真空泵结垢；降噪：独特的静音机箱设计，噪音小于 75 分贝。节水：工作液闭式环循环系统，减少水源的浪费