发电站抽真空系统的运行优化曹蕤

发电站抽真空系统的运行优化曹蕤

曹蕤司南

（国核电力规划设计研究院有限公司北京100094）

摘要：以几个电厂的抽真空系统运行情况为例，研究了冷却水温和进气温度对火电厂抽真空系统的影响，为机组改造、优化运行提供参考性建议。

关键词：发电站；抽真空系统；影响因素；改进方案

0引言

空气污染、水土污染、环境污染，生态被破坏已经到了几乎积重难返的程度，“先污染后治理”的旧思路已经给我们上了深刻的一课。节能降耗、保护环境已迫在眉睫。习近平总书记提出：绿水青山就是金山银山，保护生态环境就是保护生产力，改善生态环境就是发展生产力。

纵观我国整个电力行业，目前在运行中的很多老旧机组，存在效率低、能耗高、污染重的问题，而新建项目已呈现明显的放缓趋势。因此，改造现有机组、优化运行条件成为必要手段。2014年9月12日，三部委联合下发《煤电节能减排升级与改造行动计划（2014-2020）》；2015年6月14日李克强国务院常务会议——发起污染防治10条措施之：减少污染物排放，全面整治燃煤小锅炉；2015年12月11日，三部委印发《全面实施燃煤电厂超低排放和节能减排改造工作方案》。这些政策，都为大机组改造提供了良好的政策环境和社会环境。

抽真空系统是发电站重要系统之一，其性能优劣会直接影响凝汽器背压，从而影响电站效率。因此，优化抽真空系统的运行能够提升电站效率，实现节能降耗。

1抽真空系统的作用

1.1抽真空系统的作用

机组运行时，在汽轮机排入凝汽器的蒸汽中含有不凝结气体，包括漏入汽轮机真空系统的空气、化学补充水和低压加热器疏水在凝汽器内逸出的气体等。在凝汽器中，汽轮机排汽不断地凝结，不凝结气体不断的被浓缩，并流向凝汽器的空气冷却区，浓缩后的不凝结气体必须被及时地抽走。否则不凝结气体不仅占有凝汽器的汽侧空间，影响蒸汽凝结，降低真空，导致机组的出力和经济性降低。而且其中的氧气、二氧化碳气体会对换热管束产生腐蚀，并增加凝结水的过冷度，还使氧气、二氧化碳等气体溶于凝结水，影响凝结水的品质。机组正常运行时凝汽器汽侧抽真空系统会持续抽出不可凝气体，以建立和维持汽轮机组的低背压和凝汽器的真空。

1.2抽真空系统的工作原理

真空形成的主要原因是汽轮机的排汽被冷却成水，其比容急剧缩小。如在蒸汽绝对压力为4kPa时，蒸汽的体积与水的体积之可达3万多。真空形成和维持的三个必要条件是：一是凝汽器钛管必须有冷却水通过，二是凝结水泵必须不断地将凝结水抽走，避免水位升高，影响蒸汽凝结；三是抽气设备必须将漏入的空气和排气中的其他气体抽走。

目前常用的抽气设备是真空泵。叶轮被偏心地安装在椭园形泵体内，当叶轮旋转时，因离心力的作用，泵内的液体被甩向泵体内壁，形成一个形状与泵体相似、厚度接近相等的液环。该液环与叶轮轮毂形成一个月牙形空间，此空间随着叶轮旋转周期性的变大或缩小，实现气体的吸入和排出。

2抽真空系统的影响因素

2.1冷却水温对真空系统性能影响

以广东省某电厂为例，研究冷却水温对真空泵性能影响。

电厂凝汽器真空泵冷却水有以下几种：闭式工业水凝结水（除盐水）、开式循环水（海水或深度处理的工业水）等几种。各种水源技术参数如下（以广东省某电厂为例）：

由以上结果可知：真空泵抽吸气量随进气温度升高而增加，进气温度每升高10℃。抽气量增加约3.2%。在真空泵真空度为160mbar时，进气温度每升高10℃，真空泵的密封水温将升高1.5℃，水温换算系数为：K=1.115，即真空泵气量总体降低11.5%。两系数相乘：K=0.968×1.115=1.08。由此可见，真空泵进气温度每升高10℃，真空泵气量降低8%。

3抽真空系统的优化方法

由以上分析可知，改善电站抽真空系统的运行效果的两种方式：一是选择合适的水源，降低冷却水温；二是降低进气温度。降低进气温度的有效手段之一，是将经过冷却的工作水通过喷嘴引入真空泵的吸入腔，通过活动导叶的旋转，将冷却水形成细小的雾状与气体混合，再通过较长的流道进入真空泵的吸入腔，由于冷却面积大，效果非常显著。

4结论

本文研究了冷却水温和进气温度对火电厂抽真空系统的影响，取得了以下结果：

（1）选择合适的水源，降低冷却水温，可提升真空泵性能；

（2）降低进气温度，可提升抽真空系统性能。

参考文献：

[1]章建叶。凝汽器水环式真空泵的原理与运行.浙江电力，2000，（3）：52～54.

[2]方超。凝汽器汽侧真空泵运行方式的优化.电站辅机，2006.9（3）：1～4.

[3]朱信义.提高抽真空系统效率的方案研究.节能，2009（6）：32～35.

[4]俞建，杨建明.水环真空泵数学模型与运行特性.发电设备，2009（2）：82～86.