CN204806915U - 一种提高发电机组凝汽器真空度的抽真空系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种提高发电机组凝汽器真空度的抽真空系统，包括n个抽真空装置(4)和罗茨-水环真空机组(5)，n≥1，其中，由抽真空装置(4)与手动阀(2)、速关汽动球阀(3)串接构成管路和由罗茨-水环真空机组(5)与手动阀(2)、速关汽动球阀(3)串接构成管路并联；所述罗茨-水环真空机组5包括罗茨真空泵(6)、水环真空泵(7)、壳管式热交换器(8)、板式换热器(9)、汽水分离器(10)、气动球阀(11)、止回阀(12)和球阀(13)；所述系统的吸入口管道与凝汽器(1)的抽真空母管连接。本实用新型减少了抽真空设备的电耗，提高了工作效率，保证了电厂发电机组的安全经济运行。

Description

一种提高发电机组凝汽器真空度的抽真空系统

技术领域

本实用新型涉及一种电厂凝汽器抽真空系统，特别是能够大量减少抽真空设备的电耗，提高凝汽系统真空的凝汽器真空系统。

背景技术

凝汽器真空度对机组性能影响非常显著，应用热力学来分析真空对火力发电机组效率的影响可见：凝汽器真空度每下降1％，发电热耗就会上升1％，发电效率降低1％。以200MW机组为例，新蒸汽压力降低0.49MPa，发电热耗仅上升21kJ/kW.h，而真空下降0.98kPa，热耗将增加50kJ/KW.h～63kJ/kW.h。一般来说，在进气温度不变的情况下，若排气温度下降10℃，机组的装置效率可提高3.5％。

为了保证凝汽器真空，火力发电厂机组凝汽器一般都装有抽真空装置用来除去系统运行过程中由于各种原因进入凝汽器的不凝结气体。目前广泛应用于火电厂的抽真空设备主要是水环真空泵，然而目前设计部门在设计选型时通常以快速启动和最大的允许漏气量作为选型原则，所设计的机组在正常运行时，会出现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，由于在工作过程中，真空泵做功产生热量，另外从凝汽器抽出的气体中约2/3是水蒸气，水蒸气的凝结也会放出汽化潜热，因此随着工作时间的延长，工作液温度会不断升高。当工作液温度升高到一定程度就会造成真空泵中的水汽化，真空泵因抽吸自身工质汽化产生的气体，挤占了真空泵抽气量，而导致当夏季工作水温度较高时，水环式真空泵的抽气能力急剧下降，出现出功不出力的问题。这种情况下的真空泵长期运行，不仅会消耗大量的电能增加厂用电量，而且在环境温度较高时所维持的凝汽器真空度低、会影响汽轮机效率、从而增加了发电煤耗量。同时，工作液的汽化会加剧真空泵叶轮的气蚀，对设备的安全运行造成威胁。因此，需要对凝汽真空系统进行进一步的节能改造。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种确保电厂发电机组安全运行并且能够大量减少抽真空设备的电耗的同时可提高发电机组凝汽器真空度的抽真空系统，具体方案如下：

一种提高发电机组凝汽器真空度的抽真空系统，包括抽真空装置和罗茨-水环真空机组，其中，由抽真空装置与手动阀、速关汽动球阀串接构成管路和由罗茨-水环真空机组与手动阀、速关汽动球阀串接构成管路并联；

所述罗茨-水环真空机组5包括罗茨真空泵、水环真空泵、壳管式热交换器、板式换热器、汽水分离器、气动球阀、止回阀和球阀；

所述系统的吸入口管道与凝汽器的抽真空母管连接。

进一步，所述罗茨真空泵出口与壳管式热交换器连接，壳管式热交换器分别与气动球阀、罗茨真空泵和汽水分离器连接，气动球阀与止回阀连接，止回阀与水环真空泵吸气口连接，水环真空泵的排气口与汽水分离器相接，汽水分离器出口与排气端管路连通，板式换热器与水环真空泵、壳管式热交换器相接，壳管式热交换器与汽水分离器之间连接球阀；

进一步，所述罗茨-水环真空机组，还包括温度传感器，压力传感器，液位控制器，补水、排水电动阀。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型减少了抽真空设备的电耗，提高了工作效率，还可以在提高发电机组凝汽器真空度的同时，保证了电厂发电机组的安全经济运行。本实用新型可以使凝汽系统夏季工况的凝汽真空度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，节省发电煤耗量。

附图说明

图1是本实用新型系统结构原理图；

图2是本实用新型罗茨-水环真空机组管路一结构示意图；

图1中各部件标号为，1-凝汽器、2-手动阀、3-速关汽动球阀、4-抽真空装置、5-罗茨-水环真空机组、6-罗茨真空泵、7-水环真空泵、8-壳管式热交换器、9-板式换热器、10-汽水分离器、11-汽动球阀、12-止回阀、13-球阀。

具体实施方式

一种提高发电机组凝汽器真空度的抽真空系统，包括抽真空装置4和罗茨-水环真空机组5。如图2所示，罗茨-水环真空机组5包括罗茨真空泵6、水环真空泵7、壳管式热交换器8、板式换热器9、汽水分离器10、气动球阀11、止回阀12和球阀13；所述罗茨真空泵6出口与壳管式热交换器8连接，壳管式热交换器8分别与气动球阀11、罗茨真空泵6和汽水分离器10连接，气动球阀11与止回阀12连接，止回阀12与水环真空泵7吸气口连接，水环真空泵7的排气口与汽水分离器10相接，汽水分离器10出口与排气端管路连通，板式换热器9与水环真空泵7、壳管式热交换器8相接，速关汽气动球阀3的法兰与罗茨真空泵6的入口法兰连接，壳管式热交换器8与汽水分离器10之间连接球阀13；

如图1所示，所述抽真空装置4为2个,每个抽真空装置4与手动阀2、速关汽动球阀3串接构成管路彼此并联。罗茨-水环真空机组5与手动阀2、速关汽动球阀3串接构成管路一；所述抽真空装置4与手动阀2、速关汽动球阀3串接构成管路二；管路一与管路二并联。

所述抽真空系统通过一根抽气入口管道与凝汽器1的抽真空母管连接，当罗茨-水环真空机组5能够维持凝汽器1真空时，仅使用管路一。在系统发生严重泄漏等故障或系统在检修时，罗茨-水环真空机组5不能维持凝汽器1真空的情况下，使用管路一和管路二维持真空。

本实用新型的抽真空系统通过一根抽气入口管道与凝汽器1的抽真空母管连接，通过手动阀2与速关汽动球阀3对罗茨真空泵6或者抽真空装置4进行控制。这样可以使系统在机组启动建立真空期间，使用抽真空装置4快速启动真空；正常运行后，使用罗茨-水环真空机组5维持真空；在系统检修或设备故障罗茨-水环真空机组5不能维持凝汽器真空时，使用抽真空装置4维持真空。因此不会对电厂发电机组安全运行产生不利影响。本实用新型在对提高机组真空度的同时，保证了电厂发电机组的安全经济运行。

正常工作状态下，凝汽器1的抽气通过凝汽器1抽真空母管经过手动阀2与速关汽动球阀3进入罗茨真空泵6，罗茨真空泵6排出高温高压气体进入壳管式热交换器8，一部分汽水混合物被壳管式热交换器8冷却后经过冷却气体回路返回罗茨真空泵6工作，与冷却水换热后的一部分高温高压气水混合物通过汽动球阀11与止回阀12进入水环真空泵7，之后排入汽水分离器10，进行汽水分离。另一部分汽水混合物直接通过球阀13进入汽水分离器10，分离后的蒸汽经排气口进入蒸汽管道。凝结水及补水通过板式换热器9与冷却水换热后进入水环真空泵7中工作后返回汽水分离器10。冷却水通过冷却水入口进入板式换热器9与凝结水及补水换热，之后输送到壳管式热交换器8，与高温高压气体换热后经冷却水出口排出。

罗茨-水环真空机组5，还可以包括温度传感器，压力传感器，液位控制器，补水、排水电动阀。

本系统水环真空泵7工作水来自除盐水或凝结水，经自动补水阀进入分离罐；工作水经工作水冷却器冷却后进入水环真空泵7，工作水的循环动力依靠水环真空泵7入口的负压与大气压的压差。水环真空泵7工作水补水通过电厂凝结水管路提供；由电厂提供两个冷却循环水接口，以提供冷却水用于冷却，一供一回。

本实用新型针对机组正常运行时，真空泵维持系统真空的裕量较大、功率配置过大，以及水环真空泵7性能和出力受制于工作水温度，当夏季工作水温度较高时，水环真空泵7抽气能力急剧下降，存在出功不出力的问题进行了改进。

在水环真空泵7进气口设置了壳管式热交换器8，使得吸入水蒸气和不凝性气体中的水蒸气部分凝结，从而增加单位吸气容积中不凝性气体的比例，这样在保证同样真空度的前提下可以选用更小型号的水环真空7泵，本实用新型减少了水环真空泵的电耗，提高了工作效率。

工作水经工作水冷却器冷却后进入水环真空泵7，工作水的循环动力依靠水环真空泵7入口的负压与大气压的压差。使冷却液得到充分的冷却，防止工作液汽化，避免了水环真空泵叶轮和圆盘因为气蚀的损坏，减少了配件的频繁更换，提高了水环真空泵7的使用寿命，从而减少了水环真空泵的维护保养费用。

罗茨真空泵6出口与壳管式热交换器8连接，壳管式热交换器8与气动球阀11和止回阀12连接，止回阀12与水环式真空泵7吸气口连接，水环式真空泵7排气口与汽水分离器10相接。使进入水环式真空泵7的抽气与工作液得到充分的冷却，可避免原水环泵夏季时出现的抽汽能力下降和真空度不稳定的问题。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种提高发电机组凝汽器真空度的抽真空系统，其特征在于，包括n个抽真空装置(4)和罗茨-水环真空机组(5)，n≥1，其中，由抽真空装置(4)与手动阀(2)、速关汽动球阀(3)串接构成管路和由罗茨-水环真空机组(5)与手动阀(2)、速关汽动球阀(3)串接构成管路并联；

所述罗茨-水环真空机组5包括罗茨真空泵(6)、水环真空泵(7)、壳管式热交换器(8)、板式换热器(9)、汽水分离器(10)、气动球阀(11)、止回阀(12)和球阀(13)；

所述系统的吸入口管道与凝汽器(1)的抽真空母管连接。

2.根据权利要求1所述的抽真空系统，其特征在于，所述罗茨真空泵(6)出口与壳管式热交换器(8)连接，壳管式热交换器(8)分别与气动球阀(11)、罗茨真空泵(6)和汽水分离器(10)连接，气动球阀(11)与止回阀(12)连接，止回阀(12)与水环真空泵(7)吸气口连接，水环真空泵(7)的排气口与汽水分离器(10)相接，汽水分离器(10)出口与排气端管路连通，板式换热器(9)与水环真空泵(7)、壳管式热交换器(8)相接，壳管式热交换器(8)与汽水分离器(10)之间连接球阀(13)。

3.根据权利要求1所述的抽真空系统，其特征在于，所述罗茨-水环真空机组(5)，还包括温度传感器，压力传感器，液位控制器，补水、排水电动阀。

4.根据权利要求1所述的抽真空系统，其特征在于，所述抽真空装置(4)为2个。

5.根据权利要求1所述的抽真空系统，其特征在于，所述每个抽真空装置(4)与手动阀(2)、速关汽动球阀(3)串接构成管路彼此并联。