北疆电厂凝汽器抽真空管道改造方案.docx

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北疆电厂凝汽器抽真空管道改造方案

技改项目建议表

编号：

2010年月日

项目名称

建议人

建议内容或实施方案（可另附页）：

项目预期达到的效果和效益:

专业技术负责人意见：

 年月日

技改工程管理工作组会签：

年月日

总工程师：

年月日

注：

本单安全生产技术部检修（技改）管理专责留存

凝汽器抽真空母管改造可行性研究报告

批准：

会签：

审核：

编制：

二0一0年10月日

一、前言

为进一步落实国家节能减排战略目标，完善资源节约型，环境友好型循环经济项目，北疆电厂在原投产设计基础上，逐步由点到面，研究设备运行方式，挖掘设备节能潜力，深入落实节能减排工作。

北疆电厂2*1000MW超超临界机组每台机组共安装3台水环式真空泵，配套3台380V/160kw电机，3台真空泵并接于抽真空母管管道，正常运行时一台工作，二台备用。

抽真空母管两台凝汽器串联连接。

现计划将凝汽器抽真空母管改造，由目前的串联连接改成并联连接，提高机组真空度，降低机组煤耗。

凝汽器抽真空母管改造由安生部协调，电热维护队、机务维护队负责安装、运行部负责调试。

由运行部负责设备安装完成后运行规程编写和运行人员培训。

可研编制人：

项目负责人：

二、项目提出的背景及改造的必要性

1、原设计运行参数

国投北疆电厂1000MW超超临界机组在21℃设计循环水温度时，高、低压凝汽器设计压力分别为5.928kPa和4.551kPa。

两台机组于2009年实现双投。

在表1中给出了＃1机组性能考核试验期间的凝汽器相关试验参数。

从表1中数据比较可知：

各负荷工况的高、低压凝汽器压力数值十分接近，差异在0.4kPa以内，由此表明机组的双背压凝汽器已失去其设计工作特性

表1：

国投北疆＃1机组试验期间各工况凝汽器试验参数

参数名称

单位

THA

试验

TMCR

（1）

TMCR

（2）

700MW

试验日期

/

10.03.31

10.04.02

10.04.01

10.04.01

发电机输出功率

kW

997043

1038880

1042277

699181

大气压力

kPa

101.1

101.3

101.99

101.67

低压凝汽器压力

kPa

6.27

6.26

5.23

4.45

高压凝汽器压力

kPa

6.65

6.70

5.58

4.49

高、低压凝汽器压差

kPa

0.38

0.34

0.29

0.04

2、改造必要性

为了解循环水温度变化、循泵投运台数以及真空泵运行方式改变是否会对高、低压凝汽器之间的压力差产生影响，从DCS历史库中采集了2010年下半年国投北疆＃1机在各负荷工况的凝汽器运行参数进行比较、分析，如下面表2所列。

从表2数据可知，＃5机组在秋季、初冬和冬季三种气温阶段，采取了不同的循泵和真空泵运行组合方式，但经DCS显示偏差修正后的高、低压凝汽器压差均在0.4kPa左右，始终与设计值相距甚远。

表2：

国投北疆＃1机组不同工作条件下的凝汽器参数运行统计表

参数名称

单位

双循双真1000MW

双循双真1000MW

单循单真1000MW

单循单真1000MW

单循单真700MW

单循双真700MW

日期

/

2010.08.19

2010.08.10

2010.10.19

2009.12.11

2010.10.19

2010.07.19

时间

/

12:

31

14:

50

11:

10

13:

57

00:

00

01.51

负荷

MW

1000

1002

998

1000

699

701

低压凝汽器真空

kPa

-92.61

-91.15

-97.1

-96.68

-97.78

-92.06

高压凝汽器真空

kPa

-92.22

-90.81

-96.72

-96.27

-97.59

-91.76

高、低压凝汽器压力差

kPa

-0.39

-0.34

-0.38

-0.41

-0.19

-0.30

真空泵A电流

A

0

0

246

241.270

244

236

真空泵B电流

A

239.414

236

0

0

0

0

真空泵C电流

A

240.830

237

0

0

0

237

循泵A电流

A

350.931

349

327

0

0

355

循泵B电流

A

351.114

353

0

335.825

336

0

国投北疆1000MW机组高、低压凝汽器抽空气管路连接方式，区别在于高压凝汽器抽空气管路直接引至低压凝汽器抽空气区域，由低压凝汽器抽空气管路间接地对高压凝汽器抽空气，且两凝汽器抽空气连接管内没有设置节流孔板。

从该管路连接方式和实际运行情况分析可知，同样由于采用了串联方式，使得高、低压凝汽器之间抽空气（蒸汽）量不均衡，造成低压凝汽器抽气不畅。

根据多背压凝汽器的设计原理，单压凝汽器和多压凝汽器平均排汽温度之差为:

其中Δts由Δt、δt、δt1，和δt2确定。

传热端差与传热系数有关，而传热系数与进口水温有关，所以当Δt一定时，循环水进水温度高，Δts为正，说明双背压凝汽器的平均折合压力低于单背压的排汽压力，热经济性好。

而我厂循环水采用闭式循环方式，循环水入口温度较高，凝汽器更应形成双背压才能提高机组的经济性。

根据以上原因分析，要恢复低压凝汽器的正常运行状态，实现双背压凝汽器的运行功能，必须对现有的抽空气管路布置状况进行改造。

三、改造方案

一）系统改造方案（汽机机务部分）

以下改造方案以#1机为目标，#2机改造方案与此基本相同，不同之处会特别注明。

方案一

1、管道引接运行方式

原3台真空泵抽真空系统母管方式如图一。

图一

改造后3台真空泵抽真空系统母管方式如图二

图二

在图二中，高、低压凝汽器之间的抽空气管路连接已被切断，高压凝汽器的抽空气管路直接穿出凝汽器外壁，接至真空泵组，由此实现高、低压凝汽器抽空气管路的单独抽吸。

采取这种分列、并联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。

另外，通过靠近真空泵组处新加装两只气动隔离阀的切换操作，同样可以实现真空泵组的两运一备、一运两备等多种运行方式。

在节能运行方式下仅投一台真空泵时，可采用关小高压凝汽器抽真空母管隔离阀的措施，对高压凝汽器内空气（蒸汽）抽出流量进行适当地控制与调整，确保两只凝汽器满足双背压运行要求。

综合考虑以上各项实际运行需求后总结认为：

与更换节流孔板孔径的改造措施相比较，采取分列、并联式抽空气管路连接方案是一项更为彻底的改造措施。

实施这一改进措施涉及的设备费用和工作量均不大，在原有设备基本不变情况下，仅需增加高压凝汽器单独抽真空管道、一只手动隔离阀，以及用于真空泵切换操作的两只气动隔离阀。

必要时也可在高压凝汽器两个抽空气分管路上各增设一只手动隔离阀，以满足循环水单侧隔离时的抽真空要求。

2、运行方式

（1）正常运行时，真空泵A、C分别对低压凝汽器、高压凝汽器抽真空，B泵为备用，真空泵出口母管联络阀（气动隔离阀）全关。

（2）当一台运行真空泵故障时，备泵B自启，并同时联锁开启故障泵侧的联络阀。

待故障泵消缺后恢复正常运行方式。

（3）当两台运行真空泵均故障时，两只气动联络阀自动开启，并启动备用真空泵。

（4）如单泵运行时，可手动开启两只气动联络阀。

此时真空泵联锁逻辑可采用原逻辑，三台泵可实现互备。

3、阀门的选取及安装

原真空泵出口气动蝶阀为进口BRAY生产，DN250/PN1.6开关型，不锈钢对夹式真空阀。

母管改造后需要增加两台气动蝶阀如图二所示，考虑改造后气动蝶阀造价比电动真空闸阀低，可靠性高，动作迅速，因此采用气动蝶阀（DN300/PN1.6）。

增加的手动阀门采用原型号真空闸阀即手动真空闸阀（DN300/PN1.6）。

手动真空闸阀布置在高压凝汽器A列墙侧与原低压凝汽器平行的位置，#1机8.6米下方高压凝汽器水室上部，低旁下方；#2机8.6米下方高压凝汽器水室上部，低旁下方。

电动真空蝶阀位于零米三台真空泵出口母管之间（#1、#2机一致）。

原来高低压凝汽器之间的母管取消并加堵板，高压凝汽器从A列墙侧引出并增加PN300母管引到真空泵出口母管上。

二）热控逻辑方案（电热队填写）

电热完善

三）热控电缆改造方案（电热队填写）

电热完善

四、项目规模和进度

抽真空管道项目计划2011年C修进行并完成。

物资采购在C修前一个月完成到货。

五、投资估算表及设备、材料明细表

1、材料及设备清单（两台机量）

序号

名称

型号

单位

数量

单价（元）

金额（元）

备注

1

气动真空蝶阀

PN1.6DN300

台

4

30000.00

120000.00

配反法兰连接件

2

手动真空闸阀

PN1.6DN300

台

4

10000.00

40000.00

焊接

3

动力电缆

3*95

m

400

电热补充

4

动力电缆

4*6

m

400

电热补充

5

压缩空气气源管

电热补充

6

控制电缆

ZRC-KVP214*1.5

m

800

电热补充

7

无缝钢管

PN1.6DN300

米

100

622

62200.00

8

槽钢

20

m

66

30.00

1980.00

吊点

9

90度焊接弯头

PN1.6DN300

件

16

800.00

12800.00

10

吊架

DN300

套

14

1000.00

14000.00

11

钢板

厚度10mm

Kg

500

8.00

4000.00

合计

254980.00

2、设备安装及调试人工费用

脚手架费用1万元。

由电热队、机务队配合厂家完成，费用不计。

3、总计264980.00元。

六、经济效益分析

实施以上改进方案后，必定能彻底消除国投北疆B厂两台1000MW机组低压凝汽器压力不合理升高现象，预期使低压凝汽器压力比高压凝汽器压力降低1kPa以上。

若按照每台机组的凝汽器平均背压可以降低0.5kPa来考虑，根据1000MW机组凝汽器压力变化对机组效率影响的试验结果可以推算得出，机组效率提高幅度将超过0.35％，由此使机组供电煤耗率下降幅度在1g/kWh以上。

以两台机组年发电量120亿度来估算，全年可以节省1.2万吨左右标准煤。

当前到厂标准煤价格按每吨820元/吨考虑，则两台机组抽真空系统节能改进后，每年可节省燃料费用达984万元，经济效益十分可观。

七、项目总结