錦州熱電廠2x30萬機組水環(huán)改噴射器技術方案.doc

遼寧大唐國際錦州熱電廠(2300MW)燃煤供熱機組輔機-水環(huán)真空泵改造水環(huán)真空泵改裝噴射器技術方案廣東省佛山水泵廠有限公司2009年4月1、電廠情況介紹水環(huán)真空泵的規(guī)格大小是根據(jù)電廠發(fā)電機組的設計運行工況進行選型確定的，當運行在設計工況范圍內，真空泵正常運行；如因其它原因而偏離了運行工況（超出設計工況），真空泵會產(chǎn)生汽蝕現(xiàn)象，嚴重時會影響真空泵葉輪使用壽命。如果電廠系統(tǒng)由于其它原因（如凝汽器漏氣量過小/冷卻水壓過小導致供真空泵換熱器冷卻水量過少）真空泵則會運行在較高真空下，相當于在接近或處于憋死狀態(tài)下運行時。由于固有的物理現(xiàn)象，在水溫一定的情況下，真空越高，水溫越高，泵內的水越接近沸騰，并會產(chǎn)生大量氣泡，氣泡的生產(chǎn)與破裂的過程會對葉輪造成汽蝕損壞，而且會發(fā)出非常大的汽蝕噪聲。如要解決這個問題，降低水溫成本較大;降低真空度也就是讓凝汽器背壓上升這樣更不可能。理想的辦法就是在原水溫、系統(tǒng)真空不變的情況下能解決汽蝕的產(chǎn)生。目前最佳的解決辦法就是在真空泵上加裝大氣噴射器。這樣可以完全解決汽蝕的產(chǎn)生。2、噴射器原理:大氣噴射器又叫大氣噴射真空泵,可以直接利用常壓大氣作介質，可以按一級、二級、三級串聯(lián)工作。在實際應用中，大氣噴射泵是作為水環(huán)泵的前級泵，組成水環(huán)大氣噴射泵機組，來提高水環(huán)泵的極限壓力和擴大其工作范圍。由于水環(huán)泵受到水溫限制，在極限真空下其抽氣速率大幅減少以及水環(huán)泵內部容易產(chǎn)生汽蝕狀況，這時配帶大氣噴射泵就有很大的好處。汽蝕是一種物理現(xiàn)象，當真空高到一定值時，真空泵內的工作水會不斷產(chǎn)生氣泡破裂的現(xiàn)象，當這種現(xiàn)象出現(xiàn)時，會導致真空泵噪聲劇增，出現(xiàn)這種情況并不是泵的質量問題，只要是采用水作密封液（工作液）的真空泵就會出現(xiàn)這種情況；但出現(xiàn)汽蝕現(xiàn)象對真空泵來說也是一種非正常狀態(tài)，經(jīng)常在這種狀態(tài)運行會影響到真空泵的使用壽命；為避免在這種情況下運行，最佳選擇就是給真空泵加裝大氣噴射。加上大氣噴射泵后，當發(fā)電機組在冬季運行時，整個真空泵組抽氣性能會更好，因此凝汽器真空仍可保證在目前水平或者更高。但真空泵本體其內部真空度僅在12KPa左右（此時系統(tǒng)真空在38 KPa范圍之內）,這樣就可有效避免氣蝕的產(chǎn)生。大氣噴射泵由噴嘴、吸氣室和擴壓器組成。其排氣口與水環(huán)泵進氣口相連，如下圖示；噴射器原理：先起動水環(huán)泵，使噴嘴進氣口與排氣口間形成壓力差，大氣便從噴嘴進入泵內。當壓力差為大氣壓力的二分之一時，空氣介質經(jīng)噴嘴收縮段得到加速，到喉部時可達到聲速，到擴張段再進一步加速到超聲速，射向擴散器，形成高速射流，并造成吸氣室內的壓力比被抽容器內的壓力低，因此將被抽氣體吸入室內。由于二股氣流在吸氣室內混合，動量交換產(chǎn)生的損失使氣流速率逐漸減慢，當進入擴散器喉部時則降到聲速以下。經(jīng)擴散器擴張段時，速度進一步降低，壓力不斷升高，最后達到大氣噴射泵排氣壓力，即水環(huán)泵吸氣壓力，則由水環(huán)泵把氣體吸入，再排出泵外，即完成了吸氣、排氣過程。3、改造前后性能、經(jīng)濟性對比：1）大氣噴射器啟動后，由于真空泵的真空保持在12Kpa左右，參照真空泵功率曲線，其軸功率會增加，在12KPa時，其軸功率是113KW左右；因凝汽器真空是變化的，也就是目前使用的真空泵抽氣真空也是變化的，真空泵的軸功率隨真空度也是變化的，所以不能具體說明軸功率提高多少。一般的我們按6Kpa（軸功率在99KW）與12KPa（軸功率在113KW）來對比，也就是說加裝大氣噴射器后，其軸功率大約會提高14Kw左右。2）系統(tǒng)的真空度一般會保持或者提高，主要的也還是看目前真空泵的運行情況，如目前運行的真空泵在6KPa或更高真空，則大氣噴射器啟動后，真空泵機組的抽氣性能將提高，系統(tǒng)將會有向更高真空的趨勢發(fā)展。具體的提高值是多少，因涉及的問題比較復雜。與凝汽器的性能有很大關系，如凝汽器的冷凝效果不太好，則泵組即使抽氣量再大，抽到的也是沒有完全冷凝的水蒸氣，對提高真空度的作用是沒有用處的。如凝汽器的冷凝效果較好，而且凝汽器的嚴密性又較好的情形下，由于加上噴射器的泵組在高真空下抽氣性能提高了，因此將會真接提高凝汽器的真空度。4、供貨范圍：機組改造加裝噴射器，將增加如下零部件：（按每臺真空泵計）序號名稱規(guī)格型號單位數(shù)量備注1噴射器P380臺12氣動蝶閥D10250套1德國蓋米閥門3氣動蝶閥D10080套1德國蓋米閥門4進氣三通件15噴射器進氣三通件16進氣三通接管件17壓力開關D2T-H18SS件1美國SOR8電氣箱套1需要改造說明：a) 第4項的進氣三通可以在原來的基礎上改造，但是需要將原件發(fā)到我公司。b) 電氣箱的改造我公司提供邏輯圖紙，需要用戶熱控專業(yè)配合。5、改造安裝的步驟；具體實施方法是：電廠先將真空泵改造所必需的管路:進氣三通、進氣三通接管等零部件拆下運回佛泵公司，佛泵將在原管路進行改裝。如果檢修時間較短，不想在路上來回耗費時間，本公司可以直接新做一個進氣三通。改造后將有:進氣三通（改造后）、進氣三通接管、噴射器進氣三通、以及一大一小二個氣（電）動蝶閥再加上必要的儀表；佛泵將初步試裝過的管路做好標志后散件提供給電廠，電廠在現(xiàn)場需要對管路進行配裝，具體的管路詳見噴射器管路布置示意圖；如泵組的控制是由DCS控制的，則佛泵提供改造所需的邏輯圖，具體電氣（熱控）改造由電廠方面進行。如電廠方面認為改造時間短，也可以將必要的控制由泵組上帶一個控制箱來實現(xiàn)，控制箱也可由佛泵提供，主要是控制噴射器的啟動、停止。因加裝了一段管路，泵組管路加長了700800mm，電廠需要做的工作是將從凝汽器過來與真空泵相接的管路相應改短。其它接口及地基將不用改動。詳細說明：1） 機械改動部分機械部分的改動主要是將原來真空泵組的進氣三通拆除,裝上本次提供的噴射器組件。由于泵組進氣管路長度比原來增加了700800mm，因此原來系統(tǒng)上用戶接管、用戶閘閥（手動閥）相對應需要移開700800mm長度（截斷一段用戶接管），以便噴射器組件有足夠的安裝位置。如位置不夠，可考慮將水平安裝的閘閥移到垂直的位置。原則上要求盡量想辦法將噴射器組件裝上。氣動蝶閥(16b) DN250（增加）壓力開關(47a)（增加）氣動蝶閥(19a)（增加）DN80噴射器三通接管（增加）接管噴射器P380（增加）從兩張圖上比較可知道改裝后的進氣管路比原來機組管路加長了700mm的長度，增加的零部件在圖上已經(jīng)標出！如位置不夠，可將管路上的閘閥改為豎立裝在管路上，這樣就有截斷700mm的管路余地！2） 機組控制部分改動（參看改裝后的流程圖）增加了壓力開關47a（有兩個壓力點47a.1和47a.2）,其作用是用來控制進氣三通與噴射器三通接管間的氣（電）動蝶閥（16b）以及噴射器上的氣（電）動蝶閥（19a）的開與閉，從而控制噴射器的投入和撤出！具體控制如下：大氣噴射器投入和撤出邏輯控制a)當一臺主泵正在運行時，壓力開關47a1測得壓力小于10kPaA（具休的設定值可按現(xiàn)場需要進行.如噴射器啟動后,系統(tǒng)真空度比單泵運行時有短時間的下降,則要求將設定值小于10KPa。）時，大氣噴射器切換閥16b關閉，同時大氣噴射器驅動氣體閥門19a開啟。當上述兩個閥門動作完成后，大氣噴射器則處于投入狀態(tài)。b)當一臺主泵運行時，壓力開關47a2測得壓力大于14kPaA（此值用戶可自行設定），大氣噴射器驅動氣體閥門19a關閉，同時大氣噴射器切換閥16b開啟。當上述兩個閥門動作完成后，大氣噴射器則處于撤出狀態(tài)。c)原來機組壓力開關47（兩個壓力點47.1和47.2）以及壓差開關47b的設定值均不需要改變！說明：壓力開關是雙設定點。6、實例說明：水環(huán)噴射機組作為一種很成熟的產(chǎn)品，在各個行業(yè)已廣泛應用，同樣作為抽凝汽器真空設備也很多應用電廠。由本公司自主設計的噴射器，完全針對配套的真空泵性能來設計，效率達到最佳狀態(tài)。對比單一真空泵，凝汽室真空有可能達到更高?，F(xiàn)在已有很多的實際運行對比：如珠海發(fā)電廠的2X600MW機組，按設計每臺發(fā)電機組需要二臺真空泵運行；因運行過程中出現(xiàn)噪聲及汽蝕的困擾，后來將一臺機組上的一臺真空泵改裝大氣噴射器試運行。結果發(fā)現(xiàn)一臺真空泵+噴射器的泵組可以代替二臺真空泵的運行，而且真空度比原來高出1KPa左右，噪聲及汽蝕現(xiàn)象完全消失。效果之好完全出乎意料，因為在現(xiàn)場完全可以從沒改造的另一臺機組對比中得出。另還有沙角A電廠的2x300MW機組，因機組較老，漏氣較大，需要一直運行二臺真空泵（也是水環(huán)噴射器機組，國內另一家真空泵廠家產(chǎn)品;按原設計要求是一用一備），后來改造采用本公司全新的水環(huán)噴射機組，在相同的轉速/相同電機功率的情況下，完全可以一臺真空泵代替，而且真空度也比原來的高出1KPa左右。(需要說明:因為凝汽器背壓受較多因素影響,裝上噴射器后凝汽器真空度不一定能保證更好,但一般情況下能保證在原來的真空度).因此現(xiàn)在很