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1000MW机组加装真空提高装置后节能效益分析
左兰波
华电邹县发电有限公司，山东省邹城市唐村镇 邮编273522；
THE ENERGY EFFICIENCY ANALYSIS Of 1000MW UNIT AFTER THE VACUMME IMPROVE DEVICE
ZUO Lan-bo
HuaDian Zouxian Power Company Limited,Tangcun Town Of Zoucheng CityIn Shandong Provinc.
ABSTRACT: In order to optimize 1000 MW vacuum system further, and improve the 1000 MW unit vacumme, or reduce the unit operation consumption, HuaDian Zouxian Power Company Limited retrofit vacuum system of the two 1000MW unit, outfit the vacuum improve device,after reform,the condenser vacuum improve 0.6 kPa above, the coal consumption down about 1.5g/kWh, two 1000MW units can save more than 8000 tonsstandard coal, and create a good economic benefit,provide the reference for the same type unit of energy saving reconstruction.
KEY WORD: VACUMME；CONDENSER；ENERCY SAVING RECONSTRUCTION；ENERCY CONSUMPTION
摘要：为了进一步优化1000MW机组真空系统，提高1000MW机组真空，从而降低机组运行能耗，华电邹县发电有限公司先后对两台百万机组真空系统进行了节能改造，加装了真空提高装置，改造后机组凝汽器真空提高0.6kPa以上，机组煤耗下降约1.5g/kWh，两台1000MW机组年节可约标准煤8000余吨以上，创造了良好的经济效益，可为同类型机组的节能改造提供参考。
关键词：真空；凝汽器；节能改造；能耗
1 华电邹县发电有限公司1000MW机组概况
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华电邹县发电有限公司（以下简称华电邹县公司）两台1000MW燃煤汽轮发电机组，电力通过500kV输电线路送入山东电网。主要设备为：锅炉由东方锅炉（集团）股份有限公司、BHK、BHDB制造,汽轮机由东方汽轮机厂、日立公司制造，发电机由东方电机股份有限公司、日立公司制造。锅炉为高效超超临界参数变压直流炉，采用单炉膛、一次中间再热、平衡通风、运转层以上露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构Π型锅炉。制粉系统采用正压直吹式，设有两台50%容量的动叶可调轴流式一次风机提供一次热、冷风输送煤粉。采用两台静叶可调吸风机和两台动叶可调送风机。喷燃器共48只，采用油枪与煤粉燃烧器一体的旋流筒体式结构，分三层前后墙对冲布置。每台锅炉配有6台双进双出、单电机驱动钢球磨。
汽轮机为超超临界、一次中间再热、单轴四缸四排汽、凝汽式，设计额定功率为1000MW，最大连续出力1044.1MW。汽机中、低压缸均为双流反向布置。通流级数45级：高压缸为一个双列调节级，8个压力级；中压缸为2×6个压力级；低压缸为2×2×6个压力级。
凝汽器设计为双壳体、双背压、单流程，可在机组最大出力、循环冷却水温33℃，背压不大于4.5/5.7 kPa工况下长期运行。循环水系统为闭式循环，水源为城市中水(一、二期深井水及三期深井水、地表水作为备用水源)。
2 项目改造背景
凝汽式机组的真空高低对机组的运行经济性影响很大，以华电邹县发电公司#7和#8机组机组为例，根据1000MW机组凝汽器特性曲线（见附图1）和机组每年运行情况，每年春夏秋三季机组运行时真空维持在97 KPa至-90 KPa 之间，当平均负荷为80%额定负荷时，真空每下降1 KPa，在燃煤量不变的情况下，机组将减发功率平均约10000KW，导致每度电供电煤耗上升2.5-3g/kWh，对年发电量约70亿kWh的1000MW机组来说，其对机组运行经济性的影响是非常大的，所以想方设法提高机组真空是降低机组能耗的有效手段。
凝汽器热负荷——背压曲线
图1
3 改造的必要性
机组凝汽器压力由凝汽器蒸汽分压与空气分压组成，机组凝汽器压力越低时空气分压所占比例越大。而且机组凝汽器的真空严密性不可能是零，只要有空气流入，就有空气分压存在，空气分压取决于漏入量与抽出量的平衡，降低空气分压的方法是一方面提高真空严密性，减少漏入空气量，另一方面提高真空泵的抽吸能力，把流入到凝汽器的空气最大限度的抽出来，降低凝汽器内部的空气分压。
2004年，华电国际邹县发电厂600MW亚临界机组＃5机组加装真空泵工作水降温装置后，凝汽器真空提高显著，参见如下试验数据(联合山东电研院做性能试验)：
第一次试验,＃5机组负荷598MW，投入降温装置后，凝汽器真空平均提升:0.353 kPa
第二次试验＃5机组负荷565MW，投入降温装置后，凝汽器真空平均提升0.676 kPa
第三次试验, ＃5机组负荷330MW，投入降温装置后，凝汽器真空平均提升2.058 kPa。
从以上试验可以看出，真空泵工作水降温装置投入后，真空泵抽吸能力加大，凝汽器真空可显著提高，节能效果巨大，在机组低负荷时尤其显著。
为了慎重起见：对1000MW机组（#7和#8机组）进行了模拟实验，根据模拟实验结果推算，对#7机组和#8机组而言，投运真空提高装置后预期真空可以提高0.6 Kpa，排气温度下降1.5度；平均使煤耗下降1.8克，按装置每年运行9个月（根据曲线查得凝汽器排气温度大于30.5度时，循环水温大于14度时，效益是明显的，每年3月中旬－10月底为该设备运转期）机组年发电量约为60亿千瓦时。春夏秋三季度发电量可达50亿千瓦时，加权平均年节标准煤8000吨。按标煤价800元/吨，可实现节能收益640万元以上。
4 1000MW机组凝汽器真空提高系统工作原理
1000MW机组凝汽器真空提高系统，该系统就是在真空泵的原有抽真空系统上，安装一套新的真空提高装置系统，通过该辅助制冷智能控制系统，实现真空泵的工作水温度保持较低水平温度，真空泵极限真空始终保持在较高范围，进而实现提高真空、降低供电煤耗的目的。该系统还可实现工作水温度可控、在控、编程控制和系统在线工作状态显示。该装置最核心的部件就是单效溴化锂吸收式制冷机。
单效溴化锂吸收式制冷机主要是由吸收器、发生器、冷凝器和蒸发器四部分组成的，并且四个容器保持真空状态。用纯净的水做为冷剂，利用高真空状态下，水的饱和温度降低的原理和溴化锂溶液具有很强的吸湿性的原理，达到连续制冷的目的。如图2所示。
溴化锂溶吸收式制冷机原理流程
图2
单效吸收式机组的循环方式比较简单。来自吸收器的稀溶液在溶液泵的输送下，经过溶液热交换器提高温度后进入发生器；发生器中的稀溶液被热源加热，蒸发出冷剂蒸汽而浓缩，变为浓溶液；浓溶液回流，经过U形管及溶液热交换器降温后喷淋在吸收器的管簇上，吸收蒸发器来的冷剂蒸汽后又形成稀溶液。来自发生器的温度较高的冷剂蒸汽在冷凝器中被冷凝后形成液态冷剂水进入蒸发器；蒸发器中的冷剂水被冷剂泵均匀地喷淋在蒸发器的管簇上，吸收管内水的热量后蒸发，又形成低温的冷剂蒸汽被吸收器中喷淋的浓溶液吸收。如此循环达到连续制冷的目的。
该装置采用热水为动力，所需热水从机组#7低加出口凝结水引出（90℃），使用后返回#7低加入口（85℃）作为降温装置的动力，由于热水为直接从系统内输出，可以有效节约能源。制冷系统输出的温度很低的冷冻水，一部分冷冻水进入真空泵内部，提高真空泵的抗汽蚀能力，提高真空泵的极限真空；一部分冷冻水喷入抽空气管道内部，使抽汽管道的蒸汽在进入真空泵之前大量凝结，使真空提高。由于真空泵极限真空提高和抽气量大大提高，空气分压降低，实现提高凝汽器真空的目的。
运行中的1000MW机组真空提升装置
图3
5 项目投运后实际节能效果
我厂#8机组真空提高装置安装工作于2010年4月份完成，5月份开始试运行。2010年5月24日15：30，#8机组真空提高系统投入运行，#8机低背压凝汽器真空降低约1.2kPa，高背压侧真空降低约0.2kPa，平均真空降低0.7kPa（见图4、5）。按机组负荷率80%计算，约降低标准煤耗1.8g/kWh。
装置投运前机组真空
图4
装置投运后机组真空
图5
#8机制冷装置温度设定8℃投入前后对比表
表1
A、C真空泵 机组负荷 机组真空 真空变化
投运前 860MW -92..284/-91.324
投运后 856MW -93.524/-91.5491kPa 1.24/0.22kPa
1000MW机组真空提高装置投运后，以2010年5月份至10月份为系统投运时间计算，#8机组发电量为353849万kWh，标准煤耗降低1.8g/kWh，年节约标煤6369.3吨，按标煤价800元/吨，年节约资金509.54万元。该系统初期投资约为250万元左右，半年即可收回投资。
6 结束语
真空制冷装置在我厂1000MW机组的第一次应用，真空泵工作水温度在夏季时控制在8℃，极大提高了真空泵的抽吸能力，使凝汽器真空提高显著，有效降低机组供电煤耗，大大提升了机组运行经济性，为今后该节能技术在其它机组的应用提供了可借鉴的经验。
致谢
真空制冷装置极大提高了真空泵的抽吸能力，显著提高凝汽器真空，切实提升机组运行经济性，有效降低机组供电煤耗，为下一步节能技术提供了可借鉴的经验。
参 考 文 献
[1] 参考文献内容:华电邹县发电公司1000MW机组集控运行规程
[2] 参考文献内容:真空提高装置说明书
收稿日期：2011.8.4
作者简介：
左兰波：男，籍贯山东诸城，大学本科，学士学位，工程师，现从事发电厂节能环保技术管理工作。
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