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一、项目提出的背景:
由于水环真空泵用水作为工作液,比较适合运用在凝汽器含水量较高的场合。而且水环真空泵作为容积式泵,抽气能力能与凝汽器背压同步变化,在凝汽器漏气量增大引起背压升高时,水环真空泵出力迅速增加,能很好的抑制凝汽器压力进一步升高,保证发电机组有最佳的出力。所以火力发电厂机组凝汽器真空系统大部分都采用水环真空泵。目前国内电厂凝汽器真空系统所用真空泵主要是水环真空泵,水环真空泵的特点是真空度越高,抽气量越小,同时其抽气性能受水温的影响也较大,水温越高,其抽气量也越小。另外,在高真空阶段,水环真空泵容易汽蚀而导致振动加剧、噪音变大、叶轮容易损坏真空泵。
二、项目进行的必要性:凝汽器抽真空过程分为两个阶段:一个是启动真空阶段,一个是维持真空阶段。在启动真空阶段,由于要将凝汽器由大气压预抽至机组可以投入运行的真空,该阶段机组还没有发电的,所以需要的时间越短越好,需要抽真空系统的抽气量较大,一般需要采用两台或多台水环真空泵并联抽气。而到了维持真空阶段,由于此时真空泵所抽的主要是凝汽器漏入的空气,真空泵需要的抽气量较小,所以往往只需运行一台水环真空泵维持真空即可
三、原系统或设备的基本情况:
1.拟进行的系统或设备的基本情况说明;公司装机容量为2×MW供热机组,其中电厂机组循环水系统采用闭式循环,每台机组配置有2台水环真空泵,采用广东佛山水泵有限公司生产的水环式真空泵,型号为2BW4--OEK4,配备大气喷射器。一般情况下为一运一备运行方式。所配置的水环真空泵正常运行电流为A左右。机组严密性合格(pa/min)。
2.投产日期:年5月
四、存在的主要问题:
1、选型偏大,设计时建立真空与维持真空混为一谈,目前广泛应用于火电厂的抽真空设备主要是射水抽气器和水环真空泵。特别水环真空泵,设计部门在设计选型时,主要考虑快速启机的响应速度(30分钟内能达到启机要求真空值)和最大的允许漏气量作为选型原则,但在机组正常运行时,维持系统真空时有较大余量,建立真空与维持真空混为一谈。因此,把建立真空的真空泵用作维持真空的真空泵存在能耗浪费。
2、效率低,水环真空泵自身的特性决定了它的效率较低,其总效率一般低于30%。
3、水环真空泵性能、出力受制于工作水温度的变化夏季高温时,水环真空泵性能、出力急剧下降,可能导致凝汽器真空下降,造成机组经济性降低。
4、水环真空泵设备的内部机械性能(如裂纹问题)受汽蚀现象影响大水环真空泵设备的内部机械性能(如裂纹,断裂等问题)受汽蚀现象影响很大,设备维护成本高,也影响设备的安全运行。这表现在真空泵的转子、叶轮经常性的损坏,维护费用增加。
五、需要通过技术改造解决哪些问题:
1、大幅降低真空泵系统电耗。
2、增加真空泵系统备用余量,增加安全性。
3、夏季高温季节避免真空泵汽蚀,提高凝汽器真空。
4、降低真空泵维护费用
5、可降低煤耗,减少烟尘、二氧化硫、二氧化碳排放量。
6、降低噪声,由原来的>85分贝降低至65分贝以下;
六、方案论证:本改造方案是:不改变原有真空泵及系统的功能作用,原系统配置2台真空泵,为一运一备方式:
1、现场安装空间(约4m×2m),增加1套高效真空泵组,正常运行方式为:一运二备(原来配置的2台真空泵全部停作备用)。
2、在增设高效真空泵组的同时,同抽气母管处装设一台换热器(前置冷却器),利用这台换热器把抽气温度降低及去除大部分的水蒸汽。根据电厂的具体情况设计的凝汽器维持真空装置,它的抽气能力不受工作水温度的制约,同时解决了真空泵汽蚀的问题和高能耗问题。
七、预期达到的效果:按照每台机组每年运行小时,原真空泵运行电流为A,高效真空泵电流为45A计算,每年节约厂用电76.4万KWh。八、从技术、效果、经济等方面论证其实施可行性、合理性、存在问题和解决办法;
1、高效节能
2、避免水环泵在汽蚀状况下工作,降低叶轮损坏的可能,减少维护工作量和维护成本;
3、设备运转噪声低,符合环保要求;
4、工作性能不受工作水温度升高的制约;
5、极限真空值高(小于pa;一般水环泵为3pa,高水温时达到pa以上);
6、节省冷却水流量;
7、唯一的缺点是不能在机组启动建立真空时投入运行,只能在正常运行中维持真空。
九、经济效益分析:
(一)对于提高系统和本单位综合生产能力与经济效益的计算分析,包括节能降损、提高效益、降低成本、增加利润等:
1、节电经济性,现单台机组使用的真空泵运行总电流为A,改造后高效真空泵运行电流为45A。
2、节省真空泵维护费用:技术改进后,因原配置的真空泵仅在启机建立真空时投入运行,若按每年平均启动5次,每次运行8小时计算,全年仅运行40小时,原配置的真空泵长期处于备用状态,不存在汽蚀状况,不存在设备损坏的问题,因此,技改后,原真空泵可终身不需解体检修或大大减少维护次数,真正实现少维护或免维护,从而节省大量的检修费用和减少大量的检修工作,更是节省不少的更换配件费用。平均每年减少真空泵维护费用5万元。
(二)投资回报等指标的分析计算:按照每台机组每年运行小时,原真空泵运行电流为A,高效真空泵电流为45A,电价按照0.40元计算。每年节电=1.×0.38×(-45)×0.85×=76.4万KWh。每年收益=76.4×0.40+5=35.6万元投资回收期=45/35.6=1.26年。
十、评价结论:运用各种数据,从安全、技术、财务、经济等方面,论述工程项目的可行性和存在问题得出结论:本工程的实施具备安全性、合理性。大幅度地降低了消缺的频率,稳定了机组的运行,降低不安全性隐患。提高了机组的经济性、可靠性、稳定性。具有以下优点:高效节能,单机年降低厂用电76.4万KWh;避免水环泵在汽蚀状况下工作,降低叶轮损坏的可能,减少维护工作量和维护成本;设备运转噪声低,符合环保要求;工作性能不受工作水温度升高的制约;极限真空值高(小于pa;一般水环泵为3pa,高水温时达到pa以上);