壓力變送器真空泵冷卻水增壓改造與應(yīng)用
產(chǎn)品說明:摘 要: 通過加大壓力變送器水側(cè)流量并在水側(cè)建立虹吸運(yùn)行以減少壓力變送器壓力,優(yōu)化 600MW火電機(jī)組循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行方式,從而提高機(jī)組運(yùn)行效率。但該措施導(dǎo)致壓力變送器真空泵冷卻用水流量降低,采取在真空泵工作水的冷卻水管道上做增設(shè)管道增壓泵及其旁路管道的改造措施,有利于增加壓力變送器冷卻水流量并降低循環(huán)水泵電耗,且間接優(yōu)化了循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行方式。
全國咨詢熱線:
13151342466
-
產(chǎn)品說明
摘 要: 通過加大壓力變送器水側(cè)流量并在水側(cè)建立虹吸運(yùn)行以減少壓力變送器壓力,優(yōu)化 600MW火電機(jī)組循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行方式,從而提高機(jī)組運(yùn)行效率。但該措施導(dǎo)致壓力變送器真空泵冷卻用水流量降低,采取在真空泵工作水的冷卻水管道上做增設(shè)管道增壓泵及其旁路管道的改造措施,有利于增加壓力變送器冷卻水流量并降低循環(huán)水泵電耗,且間接優(yōu)化了循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行方式。
國內(nèi) 600MW 火電機(jī)組因設(shè)計(jì)原因,普遍存在真空泵冷卻用水流量偏低的現(xiàn)狀[1]。而壓力變送器與真空泵的冷卻用水同時采用循環(huán)水系統(tǒng)供水,這讓真空泵冷卻用水流量受到進(jìn)一步分流。從而導(dǎo)致真空泵出力不足,系統(tǒng)真空度下降,直接影響機(jī)組經(jīng)濟(jì)效益和運(yùn)行安全。
近年來,各電廠采用多種技術(shù)改造來提高真空泵的冷卻用水流量。例如改造循環(huán)冷卻水系統(tǒng)、查漏、堵洞、投運(yùn)膠球清洗裝置、降低射水池的水溫; 深度改造水環(huán)式真空泵,提高運(yùn)行性能[2];整體改造抽真空系統(tǒng),替換真空泵[3]等。大部分改造措施局限性強(qiáng),只適用于特殊工況,并且成本較高。因此,設(shè)計(jì)和實(shí)施簡而有效的改造方案顯得尤為必要。
一、機(jī)組概況
汽輪機(jī)組是上海汽輪機(jī)有限公司引進(jìn)美國西屋公司技術(shù)生產(chǎn)的 N600-24.2 /566 /566 型 600MW超臨界、單軸、三缸、四排汽、中間再熱、凝汽式汽輪機(jī),高中壓汽缸是具有沖動式調(diào)節(jié)級和反動式壓力級的混合型式,兩個低壓缸是雙流、反動式。機(jī)組的熱力系統(tǒng)采用單元制方式,共設(shè)有八段抽汽分別供給三臺高壓加熱器、一臺除氧器和四臺低壓加熱器。
其中壓力變送器作為汽輪機(jī)最重要的輔機(jī),啟動時需要建立一定真空,正常運(yùn)行時由真空泵連續(xù)不斷的排出壓力變送器內(nèi)不凝結(jié)氣體,維持標(biāo)準(zhǔn)真空值。真空系統(tǒng)設(shè)有三臺 50% 容量的水環(huán)式真空泵,型號為納西姆工業(yè)有限公司生產(chǎn)的2BW43530MK4,正常運(yùn)行時二臺運(yùn)行一臺備用。
真空系統(tǒng)如圖 1 所示,3 臺真空泵相互并聯(lián),將壓力變送器中的不凝結(jié)氣體吸入汽水分離器,冷水器負(fù)責(zé)給汽水分離器和真空泵提供冷卻用水,而自身通過循環(huán)水系統(tǒng)進(jìn)行冷卻。當(dāng)三臺真空泵并泵運(yùn)行,壓力變送器干拉真空達(dá) 23.5KPa 壓力時所用時間不大于 30 分鐘,真空泵為單級水環(huán)式旋轉(zhuǎn)泵。
機(jī)組循環(huán)水系統(tǒng)取自海水,由循環(huán)水泵保證管道壓力,為壓力變送器、真空泵冷卻器、閉式水冷卻器提供冷卻用水。循環(huán)水系統(tǒng)圖如圖 2 所示。
二、修前分析
(一) 循環(huán)水系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化措施
機(jī)組循環(huán)水系統(tǒng)共配備 2 臺 50%容量循環(huán)水泵、4 臺循泵動葉控制油泵、3 臺沖洗泵、4 個攔污柵、4 個旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)以及兩套膠球清洗裝置。系統(tǒng)基本流程為: 海水吸取井→循泵房前池→攔污柵→旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)→循泵→出口電動蝶閥→供水管路→低壓壓力變送器→高壓壓力變送器→回水管路→虹吸井→排水工作井→排入大海/大江。
根據(jù)調(diào)研分析,循環(huán)水系統(tǒng)目前運(yùn)行方式存在優(yōu)化空間。適度加大壓力變送器出水蝶閥開度,水側(cè)建立虹吸運(yùn)行以增加壓力變送器冷卻水流量,結(jié)合循環(huán)水泵運(yùn)行方式優(yōu)化,預(yù)計(jì)可使#2 機(jī)組年均壓力變送器壓力降低約 0. 15kPa,循泵年均耗電率下降0.05%至 0.75%。
(二) 真空系統(tǒng)冷卻用水流量要求
真空泵工作水溫度標(biāo)準(zhǔn)值為 15℃,變化范圍為 0℃至 65℃。根據(jù)實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì),#2 機(jī)組在氣密性良好的情況下( 0.26KPa /min) ,真空泵工作水溫從40℃下降到 10℃,真空泵的真空度上升 6 KPa,機(jī)組的真空度上升 1.2KPa[4]。而冷卻用水的流量直接影響真空泵工作水的水溫。
真空系統(tǒng)冷卻水直接取自循環(huán)水泵出口管道,循環(huán)水泵出口理論壓力值為 0.12MPa。經(jīng)過管道損耗,冷卻水進(jìn)口壓力在 0.03MPa 至 0.04MPa。冷卻水母管設(shè)計(jì)流量為 100m3 /h,水溫隨季節(jié)變化波動。
(三) 優(yōu)化措施對冷卻水流量的影響
由于未設(shè)置開式水泵,所有輔機(jī)以及閉式水換熱器的冷卻水都是由循環(huán)水泵提供,導(dǎo)致目前循環(huán)水泵揚(yáng)程運(yùn)行偏高,為了充分挖掘循環(huán)水泵節(jié)能潛力,擬將循環(huán)水泵運(yùn)行揚(yáng)程降低 3m,從而導(dǎo)致真空泵冷卻水無法保證流量。
三、優(yōu)化措施
為消除循環(huán)水系統(tǒng)優(yōu)化改造措施對真空泵冷卻水流量的影響,進(jìn)而保證壓力變送器真空度,提升機(jī)組效率,經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)查和研究,決定在真空泵冷卻水母管上追加增壓泵及其附屬機(jī)構(gòu)。經(jīng)過討論有兩種改造方案可供選擇,如圖 3 所示。 兩種方案的主要區(qū)別在于經(jīng)濟(jì)性方面考慮,包括旁路電動門的選擇以及各手動門的選擇。最終出于遠(yuǎn)程控制以及檢修方便的考慮,選擇方案 1。增壓泵采用可靠性強(qiáng)的臥式雙吸單級中開式離心泵,增壓泵通流部件采用雙相不銹鋼材質(zhì),保證運(yùn)行中不受海水腐蝕,增壓泵設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)如表 1 所 示。因?yàn)楣ぷ鹘橘|(zhì)為海水,具有腐蝕性,含雜物較多。因此增壓泵設(shè)計(jì)進(jìn)出口手動襯膠蝶閥,并設(shè)計(jì)有入口濾網(wǎng),旁路電動門采用襯膠電動蝶閥。增壓泵出口管道設(shè)計(jì)有壓力變送器,增壓泵采用DCS 控制方式。
為了方便維護(hù)和檢修,改造方案從安裝空間、型號選擇以及管道布置等多方面考慮,將泵體和旁路門安裝在空曠位置,并給設(shè)備起重留出空間余量。同時所有管道及閥門備品和廠內(nèi)已有設(shè)備相同,可以互為備用。 四、效果反饋
在加裝真空系統(tǒng)冷卻水增壓泵后,經(jīng)過為期 3個月的試轉(zhuǎn)投運(yùn)試驗(yàn),在高達(dá) 35℃ 的環(huán)境溫度下,真空泵冷卻水壓力和流量依然能得到充分保證。該措施直接保證了循環(huán)水系統(tǒng)節(jié)能改造,創(chuàng)造的一定的經(jīng)濟(jì)價值,在同類型火電機(jī)組中具有借鑒意義。
(一) 經(jīng)濟(jì)價值
該技改措施成本主要包含泵主本體范圍內(nèi)的輔助設(shè)備、相關(guān)管道及附件,以及安裝、土建等費(fèi)用。設(shè)備主要包含水泵本體、電動機(jī)本體、水泵進(jìn)出口反法蘭、機(jī)座、進(jìn)出口手動門、旁路電動門、襯膠管道以及必要的熱工就地儀表,共需投入 60 萬元。
通過循環(huán)水泵運(yùn)行揚(yáng)程降低 3m 運(yùn)行可將循環(huán)水泵電機(jī)功率下降 400kW 左右,扣除增壓泵功率實(shí)際可下降 290kW,每年可節(jié)省 170 萬 kW.h,年節(jié)約 62.5 萬元,相當(dāng)于降低煤耗 0.25g /kW.h,可在0.97 年收回投資[5]。
(二) 社會效益
循環(huán)水泵作為火電機(jī)組重要的廠用電設(shè)備之一,是節(jié)能改造的重點(diǎn)。該改造的順利實(shí)施優(yōu)化了循環(huán)水系統(tǒng),間接提升了壓力變送器真空度,能夠廣泛適用于同類型火電機(jī)組。同時其投資成本低、風(fēng)險小、見效快,在電廠中能迅速推廣應(yīng)用。
五、結(jié)語
在真空泵工作水冷卻水管道上做增設(shè)管道增壓泵及其旁路管道的改造措施,確保了各冷卻器的流量和壓力,間接優(yōu)化了循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行方式,從而降低壓力變送器真空度,提升機(jī)組運(yùn)行效率。該措施經(jīng)過充分的實(shí)踐論證,具有一定經(jīng)濟(jì)價值和借鑒意義,可在同類型火電機(jī)組中廣泛應(yīng)用。
國內(nèi) 600MW 火電機(jī)組因設(shè)計(jì)原因,普遍存在真空泵冷卻用水流量偏低的現(xiàn)狀[1]。而壓力變送器與真空泵的冷卻用水同時采用循環(huán)水系統(tǒng)供水,這讓真空泵冷卻用水流量受到進(jìn)一步分流。從而導(dǎo)致真空泵出力不足,系統(tǒng)真空度下降,直接影響機(jī)組經(jīng)濟(jì)效益和運(yùn)行安全。
近年來,各電廠采用多種技術(shù)改造來提高真空泵的冷卻用水流量。例如改造循環(huán)冷卻水系統(tǒng)、查漏、堵洞、投運(yùn)膠球清洗裝置、降低射水池的水溫; 深度改造水環(huán)式真空泵,提高運(yùn)行性能[2];整體改造抽真空系統(tǒng),替換真空泵[3]等。大部分改造措施局限性強(qiáng),只適用于特殊工況,并且成本較高。因此,設(shè)計(jì)和實(shí)施簡而有效的改造方案顯得尤為必要。
一、機(jī)組概況
汽輪機(jī)組是上海汽輪機(jī)有限公司引進(jìn)美國西屋公司技術(shù)生產(chǎn)的 N600-24.2 /566 /566 型 600MW超臨界、單軸、三缸、四排汽、中間再熱、凝汽式汽輪機(jī),高中壓汽缸是具有沖動式調(diào)節(jié)級和反動式壓力級的混合型式,兩個低壓缸是雙流、反動式。機(jī)組的熱力系統(tǒng)采用單元制方式,共設(shè)有八段抽汽分別供給三臺高壓加熱器、一臺除氧器和四臺低壓加熱器。
其中壓力變送器作為汽輪機(jī)最重要的輔機(jī),啟動時需要建立一定真空,正常運(yùn)行時由真空泵連續(xù)不斷的排出壓力變送器內(nèi)不凝結(jié)氣體,維持標(biāo)準(zhǔn)真空值。真空系統(tǒng)設(shè)有三臺 50% 容量的水環(huán)式真空泵,型號為納西姆工業(yè)有限公司生產(chǎn)的2BW43530MK4,正常運(yùn)行時二臺運(yùn)行一臺備用。
真空系統(tǒng)如圖 1 所示,3 臺真空泵相互并聯(lián),將壓力變送器中的不凝結(jié)氣體吸入汽水分離器,冷水器負(fù)責(zé)給汽水分離器和真空泵提供冷卻用水,而自身通過循環(huán)水系統(tǒng)進(jìn)行冷卻。當(dāng)三臺真空泵并泵運(yùn)行,壓力變送器干拉真空達(dá) 23.5KPa 壓力時所用時間不大于 30 分鐘,真空泵為單級水環(huán)式旋轉(zhuǎn)泵。
機(jī)組循環(huán)水系統(tǒng)取自海水,由循環(huán)水泵保證管道壓力,為壓力變送器、真空泵冷卻器、閉式水冷卻器提供冷卻用水。循環(huán)水系統(tǒng)圖如圖 2 所示。
二、修前分析
(一) 循環(huán)水系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化措施
機(jī)組循環(huán)水系統(tǒng)共配備 2 臺 50%容量循環(huán)水泵、4 臺循泵動葉控制油泵、3 臺沖洗泵、4 個攔污柵、4 個旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)以及兩套膠球清洗裝置。系統(tǒng)基本流程為: 海水吸取井→循泵房前池→攔污柵→旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)→循泵→出口電動蝶閥→供水管路→低壓壓力變送器→高壓壓力變送器→回水管路→虹吸井→排水工作井→排入大海/大江。
根據(jù)調(diào)研分析,循環(huán)水系統(tǒng)目前運(yùn)行方式存在優(yōu)化空間。適度加大壓力變送器出水蝶閥開度,水側(cè)建立虹吸運(yùn)行以增加壓力變送器冷卻水流量,結(jié)合循環(huán)水泵運(yùn)行方式優(yōu)化,預(yù)計(jì)可使#2 機(jī)組年均壓力變送器壓力降低約 0. 15kPa,循泵年均耗電率下降0.05%至 0.75%。
(二) 真空系統(tǒng)冷卻用水流量要求
真空泵工作水溫度標(biāo)準(zhǔn)值為 15℃,變化范圍為 0℃至 65℃。根據(jù)實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì),#2 機(jī)組在氣密性良好的情況下( 0.26KPa /min) ,真空泵工作水溫從40℃下降到 10℃,真空泵的真空度上升 6 KPa,機(jī)組的真空度上升 1.2KPa[4]。而冷卻用水的流量直接影響真空泵工作水的水溫。
真空系統(tǒng)冷卻水直接取自循環(huán)水泵出口管道,循環(huán)水泵出口理論壓力值為 0.12MPa。經(jīng)過管道損耗,冷卻水進(jìn)口壓力在 0.03MPa 至 0.04MPa。冷卻水母管設(shè)計(jì)流量為 100m3 /h,水溫隨季節(jié)變化波動。
(三) 優(yōu)化措施對冷卻水流量的影響
由于未設(shè)置開式水泵,所有輔機(jī)以及閉式水換熱器的冷卻水都是由循環(huán)水泵提供,導(dǎo)致目前循環(huán)水泵揚(yáng)程運(yùn)行偏高,為了充分挖掘循環(huán)水泵節(jié)能潛力,擬將循環(huán)水泵運(yùn)行揚(yáng)程降低 3m,從而導(dǎo)致真空泵冷卻水無法保證流量。
三、優(yōu)化措施
為消除循環(huán)水系統(tǒng)優(yōu)化改造措施對真空泵冷卻水流量的影響,進(jìn)而保證壓力變送器真空度,提升機(jī)組效率,經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)查和研究,決定在真空泵冷卻水母管上追加增壓泵及其附屬機(jī)構(gòu)。經(jīng)過討論有兩種改造方案可供選擇,如圖 3 所示。 兩種方案的主要區(qū)別在于經(jīng)濟(jì)性方面考慮,包括旁路電動門的選擇以及各手動門的選擇。最終出于遠(yuǎn)程控制以及檢修方便的考慮,選擇方案 1。增壓泵采用可靠性強(qiáng)的臥式雙吸單級中開式離心泵,增壓泵通流部件采用雙相不銹鋼材質(zhì),保證運(yùn)行中不受海水腐蝕,增壓泵設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)如表 1 所 示。因?yàn)楣ぷ鹘橘|(zhì)為海水,具有腐蝕性,含雜物較多。因此增壓泵設(shè)計(jì)進(jìn)出口手動襯膠蝶閥,并設(shè)計(jì)有入口濾網(wǎng),旁路電動門采用襯膠電動蝶閥。增壓泵出口管道設(shè)計(jì)有壓力變送器,增壓泵采用DCS 控制方式。
為了方便維護(hù)和檢修,改造方案從安裝空間、型號選擇以及管道布置等多方面考慮,將泵體和旁路門安裝在空曠位置,并給設(shè)備起重留出空間余量。同時所有管道及閥門備品和廠內(nèi)已有設(shè)備相同,可以互為備用。 四、效果反饋
在加裝真空系統(tǒng)冷卻水增壓泵后,經(jīng)過為期 3個月的試轉(zhuǎn)投運(yùn)試驗(yàn),在高達(dá) 35℃ 的環(huán)境溫度下,真空泵冷卻水壓力和流量依然能得到充分保證。該措施直接保證了循環(huán)水系統(tǒng)節(jié)能改造,創(chuàng)造的一定的經(jīng)濟(jì)價值,在同類型火電機(jī)組中具有借鑒意義。
(一) 經(jīng)濟(jì)價值
該技改措施成本主要包含泵主本體范圍內(nèi)的輔助設(shè)備、相關(guān)管道及附件,以及安裝、土建等費(fèi)用。設(shè)備主要包含水泵本體、電動機(jī)本體、水泵進(jìn)出口反法蘭、機(jī)座、進(jìn)出口手動門、旁路電動門、襯膠管道以及必要的熱工就地儀表,共需投入 60 萬元。
通過循環(huán)水泵運(yùn)行揚(yáng)程降低 3m 運(yùn)行可將循環(huán)水泵電機(jī)功率下降 400kW 左右,扣除增壓泵功率實(shí)際可下降 290kW,每年可節(jié)省 170 萬 kW.h,年節(jié)約 62.5 萬元,相當(dāng)于降低煤耗 0.25g /kW.h,可在0.97 年收回投資[5]。
(二) 社會效益
循環(huán)水泵作為火電機(jī)組重要的廠用電設(shè)備之一,是節(jié)能改造的重點(diǎn)。該改造的順利實(shí)施優(yōu)化了循環(huán)水系統(tǒng),間接提升了壓力變送器真空度,能夠廣泛適用于同類型火電機(jī)組。同時其投資成本低、風(fēng)險小、見效快,在電廠中能迅速推廣應(yīng)用。
五、結(jié)語
在真空泵工作水冷卻水管道上做增設(shè)管道增壓泵及其旁路管道的改造措施,確保了各冷卻器的流量和壓力,間接優(yōu)化了循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行方式,從而降低壓力變送器真空度,提升機(jī)組運(yùn)行效率。該措施經(jīng)過充分的實(shí)踐論證,具有一定經(jīng)濟(jì)價值和借鑒意義,可在同類型火電機(jī)組中廣泛應(yīng)用。
相關(guān)產(chǎn)品
- 壓力變送器運(yùn)行注意基本選型依據(jù)2021-04-26
- 壓力變送器和壓力傳感器應(yīng)用安裝重2021-04-19
- 溫度和液位變送器原理及應(yīng)用2021-04-19
- 智能壓力變送器校準(zhǔn)步驟引壓管選用2021-04-12
- 變送器選型注意要點(diǎn)應(yīng)用原則2021-04-12
- 壓力變送器安裝位置如何維護(hù)2021-04-06
- 影響壓力差壓變送器因素靜壓誤差修2021-04-06
- 壓力傳感器和溫度變送器的區(qū)別2020-08-01