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    火電廠真空系統(tǒng)的改造與運(yùn)行

    2021-08-19 00:25:34李曉輝陳榮軒
    電站輔機(jī) 2021年2期
    關(guān)鍵詞:水環(huán)環(huán)式羅茨

    李 斌,李曉輝,陳榮軒

    (三河發(fā)電有限責(zé)任公司,河北 廊坊 065201)

    0 概況

    1 真空泵系統(tǒng)的改造及運(yùn)行

    2016年某發(fā)電公司對汽輪機(jī)凝汽器真空系統(tǒng)進(jìn)行了改造,不改變原水環(huán)式抽真空系統(tǒng)的設(shè)備及功能,在抽真空母管上并接了一臺羅茨-水環(huán)高效真空機(jī)組。真空泵組改造前后的示意圖分別如圖1、圖2所示:

    圖1 真空泵組改造前的示意圖

    圖2 真空泵組改造后的示意圖

    1.1 原水環(huán)式真空泵系統(tǒng)的運(yùn)行

    該發(fā)電公司原真空系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)主要以快速啟動和最大的允許漏氣量作為選型原則,存在機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)真空泵維持系統(tǒng)真空的裕量較大、功率配置過大的問題。而且水環(huán)真空泵性能和出力受制于工作水溫度,當(dāng)夏季工作水溫度較高時(shí),水環(huán)泵抽氣能力急劇下降,存在出功不出力、氣蝕嚴(yán)重等問題。這種真空泵長期運(yùn)行,不僅耗電高,且夏天維持的凝汽器真空度低,不利于優(yōu)化汽輪機(jī)效率,從而影響發(fā)電煤耗量[1]。

    1.2 改造后真空泵系統(tǒng)的運(yùn)行

    在機(jī)組啟動建立真空期間,使用原抽真空設(shè)備快速啟動真空;在機(jī)組正常運(yùn)行期間,使用羅茨-水環(huán)高效真空機(jī)組維持真空;在機(jī)組真空系統(tǒng)發(fā)生嚴(yán)重泄漏,羅茨-水環(huán)高效真空機(jī)組不能維持凝汽器真空時(shí),使用原抽真空設(shè)備維持真空;高效真空泵組在檢修或設(shè)備故障時(shí),使用原抽真空設(shè)備維持真空。原水環(huán)式真空泵與新增的羅茨-水環(huán)式真空泵設(shè)備參數(shù)對比見表1。

    表1 水環(huán)式真空泵和羅茨-水環(huán)式真空泵參數(shù)對比表

    2 改造新增羅茨-水環(huán)式真空泵的優(yōu)點(diǎn)

    真空泵系統(tǒng)改造后設(shè)備由原兩套水環(huán)式真空泵再增加一套羅茨-水環(huán)式真空泵。改造新增羅茨-水環(huán)式真空泵系統(tǒng)投入運(yùn)行后,主要有以下優(yōu)點(diǎn):

    1)提高凝汽系統(tǒng)夏季工況的真空 采用羅茨-水環(huán)高效真空機(jī)組后,可避免原水環(huán)泵夏季時(shí)出現(xiàn)的抽汽能力嚴(yán)重下降的問題,凝汽系統(tǒng)夏季工況的凝汽真空可能得到一定程度的提高,從而優(yōu)化汽輪機(jī)做功效率,系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)[2]。

    2)減少維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用 采用羅茨-水環(huán)高效真空機(jī)組后,避免了水環(huán)真空泵葉輪和圓盤因?yàn)闅馕g而損壞,減少了配件的頻繁更換,提高了水環(huán)真空泵的使用壽命,從而減少了水環(huán)真空泵的維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用。

    3)減少噪聲和震動 采用羅茨-水環(huán)高效真空機(jī)組后,由于電機(jī)功率大幅縮減,所以噪聲和震動會大幅減少。

    4)節(jié)電效果明顯 機(jī)組真空系統(tǒng)節(jié)能提效改造項(xiàng)目即在原有兩套水環(huán)泵基礎(chǔ)上增加一套氣冷羅茨-水環(huán)真空泵組。原有水環(huán)泵用于啟動過程,機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)切換為新泵組運(yùn)行。新泵組電機(jī)容量約為40.5 kw,遠(yuǎn)小于原有真空水環(huán)泵的160 kw,原水環(huán)真空泵運(yùn)行電流為214 A,氣冷羅茨水環(huán)真空泵組運(yùn)行電流為45 A,節(jié)電效果已達(dá)到75%以上,同時(shí)還能改善夏季凝汽器真空。

    3 真空泵系統(tǒng)改造后出現(xiàn)的問題及解決方案

    3.1 羅茨-水環(huán)真空泵跳閘不能聯(lián)鎖啟動備用真空泵問題

    羅茨-水環(huán)真空泵聯(lián)鎖啟動條件如下[3]:

    故障樹方法使用時(shí)間序列圖和簡化的故障樹,并且可以集成其他任何有效可靠的方法來幫助調(diào)查人員對事故分析進(jìn)入較深的程度,避免過早地停止于表面顯而易見的因素。構(gòu)建故障樹時(shí)首先選擇頂上事件,然后確定頂上事件發(fā)生的前提條件或事件,以火災(zāi)事故為例,前提條件就是點(diǎn)火源、可燃物和助燃物三者同時(shí)存在,它們之間的邏輯關(guān)系是與門關(guān)系。然后繼續(xù)分析事件,通過邏輯關(guān)系推導(dǎo)直到發(fā)現(xiàn)基本事件,基本事件就是事故的根本原因。

    1)總管道真空度低于-87 Kpa或羅茨-水環(huán)真空泵故障;

    2)水環(huán)真空泵聯(lián)鎖投入。

    該發(fā)電公司真空泵系統(tǒng)改造后,對該系統(tǒng)二次控制回路進(jìn)行了檢查,發(fā)現(xiàn)當(dāng)兩臺水環(huán)式真空泵正常投入“備用”功能時(shí),運(yùn)行的羅茨-水環(huán)真空泵跳閘時(shí),“備用”狀態(tài)的水環(huán)式真空泵存在不能可靠連鎖運(yùn)行的隱患。具體分析如下:

    從二次圖(見圖3)可以看出二次回路的控制電源取自控制柜總電源QF0下口A相和B相,通過兩個(gè)保險(xiǎn)及變壓器將交流控制電送出。當(dāng)控制柜總電源QF0或其上級MCC電源開關(guān)斷開時(shí),會使控制電源失電,會使控制回路中的所有繼電器失電,使對應(yīng)的接觸器跳開和對應(yīng)的輔助接點(diǎn)動作,包括接觸器KM1、KM3,而控制柜中的其它空開跳開后,控制電源不會失電。即當(dāng)羅茨-水環(huán)真空泵正常運(yùn)行時(shí),動力電源QF1跳開,使電機(jī)停運(yùn),而這時(shí)控制電源不受影響,控制回路仍然保持電機(jī)合閘的狀態(tài),DCS上的真空泵運(yùn)行信號也不會消失,導(dǎo)致“備用”的水環(huán)式真空泵不能連鎖啟動,帶來汽輪機(jī)組真空值下降的風(fēng)險(xiǎn)。

    圖3 二次圖

    3.2 羅茨-水環(huán)真空泵跳閘不能連鎖啟動備用真空泵問題的解決方案

    將羅茨-水環(huán)真空泵就地控制柜內(nèi)交流控制回路電源由自控制柜內(nèi)的380 V總電源開關(guān)下口的接線更改至該真空泵電機(jī)電源開關(guān)下口處,即QF1開關(guān)下口,這樣當(dāng)該真空泵的動力電源QF1跳開時(shí),控制電源也會失電,將會使得DCS上發(fā)出跳閘信號,及時(shí)聯(lián)鎖備用的其它真空泵啟動,避免汽輪機(jī)真空度下降的風(fēng)險(xiǎn)。

    該發(fā)電公司一二期4臺機(jī)組都進(jìn)行過新增羅茨-水環(huán)真空泵的改造工作,經(jīng)檢查存在共性問題,根據(jù)上述解決方案全部進(jìn)行了真空泵電氣邏輯改造,經(jīng)過試驗(yàn)驗(yàn)證,改造達(dá)到預(yù)期效果。

    4 結(jié) 語

    該發(fā)電公司真空泵系統(tǒng)每臺機(jī)組由原兩套水環(huán)式真空泵增加一套羅茨-水環(huán)式真空泵,改造后效果明顯,具體如下:

    1)羅茨-水環(huán)真空泵連續(xù)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性能明顯,運(yùn)行電流為45 A左右,顯著低于水環(huán)式真空泵大約214 A的運(yùn)行電流。

    2)羅茨-水環(huán)真空泵連續(xù)運(yùn)行可靠性能明顯,夏季凝汽器排氣溫度最高至46 ℃左右,均能保持良好的真空。

    3)羅茨-水環(huán)真空泵連續(xù)運(yùn)行安全性能明顯,當(dāng)真空泵的動力電源QF1跳開時(shí),控制電源失電,DCS上的羅茨-水環(huán)真空泵發(fā)出跳閘信號,聯(lián)鎖備用的水環(huán)真空泵啟動。

    4)水環(huán)式真空泵按照定期工作要求,定期啟動,保持設(shè)備良好備用。

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