火电厂真空系统的改造与运行

2021-08-19李晓辉陈荣轩

电站辅机 2021年2期

关键词：水环环式罗茨

李斌，李晓辉，陈荣轩

(三河发电有限责任公司,河北廊坊 065201)

0 概况

1 真空泵系统的改造及运行

2016年某发电公司对汽轮机凝汽器真空系统进行了改造，不改变原水环式抽真空系统的设备及功能，在抽真空母管上并接了一台罗茨-水环高效真空机组。真空泵组改造前后的示意图分别如图1、图2所示：

图1 真空泵组改造前的示意图

图2 真空泵组改造后的示意图

1.1 原水环式真空泵系统的运行

该发电公司原真空系统在设计时主要以快速启动和最大的允许漏气量作为选型原则，存在机组正常运行时真空泵维持系统真空的裕量较大、功率配置过大的问题。而且水环真空泵性能和出力受制于工作水温度，当夏季工作水温度较高时，水环泵抽气能力急剧下降，存在出功不出力、气蚀严重等问题。这种真空泵长期运行，不仅耗电高，且夏天维持的凝汽器真空度低，不利于优化汽轮机效率，从而影响发电煤耗量[1]。

1.2 改造后真空泵系统的运行

在机组启动建立真空期间，使用原抽真空设备快速启动真空；在机组正常运行期间，使用罗茨-水环高效真空机组维持真空；在机组真空系统发生严重泄漏，罗茨-水环高效真空机组不能维持凝汽器真空时，使用原抽真空设备维持真空；高效真空泵组在检修或设备故障时，使用原抽真空设备维持真空。原水环式真空泵与新增的罗茨-水环式真空泵设备参数对比见表1。

表1 水环式真空泵和罗茨-水环式真空泵参数对比表

2 改造新增罗茨-水环式真空泵的优点

真空泵系统改造后设备由原两套水环式真空泵再增加一套罗茨-水环式真空泵。改造新增罗茨-水环式真空泵系统投入运行后，主要有以下优点：

1)提高凝汽系统夏季工况的真空采用罗茨-水环高效真空机组后，可避免原水环泵夏季时出现的抽汽能力严重下降的问题，凝汽系统夏季工况的凝汽真空可能得到一定程度的提高，从而优化汽轮机做功效率，系统运行平稳[2]。

2)减少维护保养费用采用罗茨-水环高效真空机组后，避免了水环真空泵叶轮和圆盘因为气蚀而损坏，减少了配件的频繁更换，提高了水环真空泵的使用寿命，从而减少了水环真空泵的维护保养费用。

3)减少噪声和震动采用罗茨-水环高效真空机组后，由于电机功率大幅缩减，所以噪声和震动会大幅减少。

4)节电效果明显机组真空系统节能提效改造项目即在原有两套水环泵基础上增加一套气冷罗茨-水环真空泵组。原有水环泵用于启动过程，机组正常运行时切换为新泵组运行。新泵组电机容量约为40.5 kw，远小于原有真空水环泵的160 kw，原水环真空泵运行电流为214 A，气冷罗茨水环真空泵组运行电流为45 A，节电效果已达到75%以上，同时还能改善夏季凝汽器真空。

3 真空泵系统改造后出现的问题及解决方案

3.1 罗茨-水环真空泵跳闸不能联锁启动备用真空泵问题

罗茨-水环真空泵联锁启动条件如下[3]：

故障树方法使用时间序列图和简化的故障树，并且可以集成其他任何有效可靠的方法来帮助调查人员对事故分析进入较深的程度，避免过早地停止于表面显而易见的因素。构建故障树时首先选择顶上事件，然后确定顶上事件发生的前提条件或事件，以火灾事故为例，前提条件就是点火源、可燃物和助燃物三者同时存在，它们之间的逻辑关系是与门关系。然后继续分析事件，通过逻辑关系推导直到发现基本事件，基本事件就是事故的根本原因。

1)总管道真空度低于-87 Kpa或罗茨-水环真空泵故障；

2)水环真空泵联锁投入。

该发电公司真空泵系统改造后，对该系统二次控制回路进行了检查，发现当两台水环式真空泵正常投入“备用”功能时，运行的罗茨-水环真空泵跳闸时，“备用”状态的水环式真空泵存在不能可靠连锁运行的隐患。具体分析如下：

从二次图(见图3)可以看出二次回路的控制电源取自控制柜总电源QF0下口A相和B相，通过两个保险及变压器将交流控制电送出。当控制柜总电源QF0或其上级MCC电源开关断开时，会使控制电源失电，会使控制回路中的所有继电器失电，使对应的接触器跳开和对应的辅助接点动作，包括接触器KM1、KM3，而控制柜中的其它空开跳开后，控制电源不会失电。即当罗茨-水环真空泵正常运行时，动力电源QF1跳开，使电机停运，而这时控制电源不受影响，控制回路仍然保持电机合闸的状态，DCS上的真空泵运行信号也不会消失，导致“备用”的水环式真空泵不能连锁启动，带来汽轮机组真空值下降的风险。