哈汽原600MW超临界机组凝汽器抽真空系统优化改造研究

何连红 贵州兴义电力发展有限公司

引言：目前使用的哈汽600MW超临界机组凝汽器抽真空系统，属于双背压凝汽器，三台真空泵，两运一备，高低压凝汽器抽空气管采用串联方式方式布置，由于高背压凝汽器的未凝汽器气体进入低背压凝汽器，使得高低背压凝汽器压差接近0KPa，导致凝汽器平均真空降低；真空泵配置效率较低、电耗高、噪音大。双背压凝汽器是整个机组的重要部分，它的运行效果直接影响着汽轮机组的经济性。所以，本文将分析哈汽原600MW超临界机组，双背压凝汽器抽空气系统存在问题，进而以此为基础优化改造哈汽原600MW超临界机组凝汽器抽真空系统，提高凝汽器平均真空，降低真空泵电耗，进而提高整个机组的经济性。

1 哈气600MW超临界机组

哈汽公司600MW超临界汽轮机为单轴、三缸、四排汽、一次中间再热、凝汽式机组。高中压汽轮机采用合缸结构，低压末级叶片长1029mm。

2 哈汽原600MW超临界机组凝汽器抽真空系统优化改造研究

2.1 哈汽600MW超临界机组抽真空系统概况

贵州兴义电力发展有限责任公司#1、#2机组分别于2011年5月和2011年12月正式投产。凝汽器抽真空系统由三台上海离心泵业（集团）有限公司生产的型号为2BEX353-0HD4的真空泵，功率为160KW，作为抽气泵，两运一备；凝汽器由A高背压和B低背压汽器组成，A和B分别有个凝汽器组成，A高背压凝汽器两个凝汽器未凝结的气体分别经过B低背压两个凝汽器后由两根Φ273X6mm管道分别接到Φ377X8mm母管后分接到三台真空泵（如图1）：

2.2 存在问题

我厂抽气设备配置了三台水环式真空泵，型号为2BWD353-0HK4，额定抽吸量为 5300 m2/h，极限真空 3.3kPa，配用 380V，160kW电机，电耗高，噪音大；抽气管路采用串联设计，抽空气管路连接方式见图1，高压凝汽器（图中为A）抽空气管路直接引至低压凝汽器空气冷却区，由低压凝汽器(图中为B)抽空气管路间接地对高压凝汽器抽空气。

2.3 原因分析

在高、低压凝汽器存在差压的情况下，如果不能采取有效的限流措施，在运行中将有大量气体（空气及蒸汽）从高背压凝汽器抽入低背压凝汽器空冷器，排挤低背压凝汽器的抽空气能力，使得低背压凝汽器内不凝气体不能及时排出，造成低背压凝汽器内换热恶化，背压升高。只有在低背压凝汽器内压力上升至接近高背压凝汽器内压力时，抽吸才能达到平衡，故在长期运行中，表现为高、低背压凝汽器压力差较低,凝汽器平均真空下降，经济性下降。

3 真空系统改造方案

为解决上述高、低压凝汽器抽气互相排挤、影响低压凝汽器真空的缺点，对凝汽器抽空气系统进行改造，将原串连抽气管道改为并联和单独抽气的形式，提高系统经济性和灵活操作性。具体方案为：将高压凝汽器通向低压凝汽器的抽空气管切断封堵，从高压凝汽器靠升压站侧外壳处开孔引出，使用一根Φ273X6mm管道，接至A真空泵，原A、B、C真空泵入口之间的管道更换为Φ273X6mm管道,并在A、B真空泵，B、C真空泵之间各增设一台气动碟阀（命名为“AB真空泵入口联络碟阀”和“BC真空泵入口联络碟阀”），气动碟阀可选用现真空泵入口气动碟阀同型产品，B凝汽器抽空气管维持不变，接至C真空泵入口，改造后的抽真空系统图（见图2）：

为配合系统上的变化，原抽真空系统的联锁逻辑需做相应增加，具体逻辑如下：

（1）增设真空泵入口联络碟阀联锁，该联锁投入时，任一真空泵跳闸，这两只气动碟阀均联开（短信号）；或任一凝汽器真空低（模拟量，72.4kPa）时，这两只气动碟阀均联开（短信号）。

（2）真空泵的原有联锁逻辑不变。

将原A、C真空泵改为佶缔纳士公司生产的低能耗两级锥形叶轮真空泵，配用380V，90kW电机，B真空泵作为备用泵，降低改造费用，不影响系统安全运行。

4 改造后的系统数据分析

系统改造后，正常运行中，通过调整新增的两台气动碟阀的开关状态，高压凝汽器可以使用A、B真空泵抽吸维持真空，低压凝汽器可使用B、C泵抽吸维持真空，正常运行方式为A、C真空泵分列抽气运行。采取这种分列抽和并列式抽空气管路连接方式，高、低压凝汽器内积聚空气都能被顺畅抽出，而且可以确保两只凝汽器在任何变工况运行条件下，都处于正常的工作状态。运行中可以正常切换3台真空泵的运行，不影响抽真空系统的运行灵活性。

系统改造后，高、低压凝汽器分列抽气运行，消除了两台凝汽器之间抽气的互相影响，可以分别进行凝汽器真空严密性试验，利于运行中寻找和排查漏点在哪一台凝汽器上。

系统改造后的单台真空泵电流从220A降至130A，电流降低约90A，噪音小；凝汽器平均真空可提高0.7kPa左右。

当运行中发生真空泵故障跳闸，或凝汽器真空异常下降时，2台真空泵入口联络碟阀自动联开，将凝汽器抽真空系统切换为并列抽气方式运行，确保凝汽器和真空泵的安全运行，待运行人员处理好异常后手动调整为分列抽气运行方式。

5 结束语

通过上述本文的分析可知，哈汽原600MW超临界机组凝汽器抽真空系统中主要的设备就是双背压凝汽器，双背压凝汽器的设计是提高了600MW超临界机组的经济性的一个重要突破，但是如果双背压凝汽器的抽空气系统设计和真空泵配置不合理，使机组经济性降低，电耗升高。影响凝汽器真空的原因很多，凝汽器抽真空系统只是其中一个重要组成部分，其它还有凝汽器真空系统管道阀门的严密性，低压外缸和小汽轮机的严密性，胶球系统投运是否正常，凝汽器换热管堵塞情况、积垢情况，环境气温，循环水温等。所以，对于哈汽原600MW超临界机组凝汽器抽真空系统的优化改造是刻不容缓的，使之达到双背压凝汽器的工作特性，进而提高整个机组的经济性。同时对影响凝汽器真空其它原因需要逐渐的解决，这样才能整体提高哈汽原600MW超临界机组的凝汽器真空，促进机组长期经济运行。