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摘 要：随着火力发电机组的发展及国家“十一五”节能减排约束性目标的制定，节能减排已经成为火力发电厂日常工作的的重头戏。各个电厂都通过积极查找自身设备系统问题、深挖设备降煤耗潜力。下面把某厂通过对双背压凝结器抽真空系统进行优化改造，从而提高机组真空，降低机组煤耗的经验向大家介绍一下。
关键词：经济性、节能、凝结器、真空
中图分类号：TM621.7
1.前言
河北大唐国际王滩发电有限责任公司的汽轮机是哈尔滨汽轮机厂生产的N600-16.67-538/538型亚临界机组，配备N-32000-1型凝结器，凝结器循环水采用海水直接冷却，双背压，双壳体。设计循环水量59558T/h：设计冷却水温18℃，循环水温升 9.6℃，在高、低压凝结器内的温升分配均为4.8℃[1]。
2.原系统结构概述
河北王滩发电厂一期工程1号、2号机组为两台国产600MW亚临界参数燃煤发电机组，汽轮机为哈尔滨汽轮机厂有限责任公司与日本东芝公司联合设计和制造生产的型号为N600-16.7/538/538的亚临界、单轴、三缸四排汽、一次中间再热、双背压、凝汽式汽轮机。本机组凝汽器采用双背压、双壳体、单流程、表面式、横向布置。抽真空设备采用纳西姆有限公司制造的2BW4353-OMK4-Z型平圆盘式水环式真空泵。
2.1凝汽器
机组所采用凝汽器是表面式的热交换器，冷却水在管内流动过程中与管外的排汽进行热交换，使排汽凝结成水，同时使凝汽器形成真空。凝汽器采用双背压设计，即两个凝汽器在运行中处于两个不同的压力下工作。当循环水进入第一个凝汽器后吸收热量，水温升高，然后再进入第二个凝汽器（第一个凝汽器出口水温即为第二个凝汽器的入口水温）。由于凝汽器的特性主要取决于冷却水的温度，不同的水温对应不同的背压，于是在两个凝汽器中形成了不同压力，即低压凝汽器和高压凝汽器。
凝汽器两个壳体底部为连通的热井，上部布置有低压加热器、小汽机排汽管、减温减压器和低压侧抽气管等。凝汽器抽空气管布置在其管束区中心以抽吸其内的不凝结气体。高、低压凝汽器中的抽空气管采用串联结构，不凝结气体由高压侧流向低压侧，最后由低压凝汽器冷端引向真空泵。这种结构可减轻真空泵的负担，减少其备用台数，使系统简化。
本凝汽器在T-MCR工况下（冷却水温21℃）运行时，凝汽器的平均背压为5.2KPa（a）。本凝汽器允许半边（单个壳体）运行，但同时机组负荷应降至额定负荷的70%，并保证凝汽器压力不大于15KPa（a），排汽温度不超过54℃[2]。
2.2真空泵
该闭环真空泵主要由ELMO—F泵和三相电机、分离器、换热器、底盘和管线组成。工作原理如图一：
整套系统采用闭式循环，进水口所进水源为凝结水，水环式真空泵的轴封采用填料内供水密封方式。
1）动真空泵电机，冷却水阀及系统进汽阀同时打开，真空泵即投入运行，水环建立后系统进入工作状态。
2）气体经进气管进入真空泵中，压缩后经排气管排至分离器，经气水分离后从止回阀排出。
3）工作液通过输入调节器（或旁路）流入汽水分离器，经换热器冷却后送入水环真空泵中，泵在运转过程中随气体排出部分工作液，通过排气管排至分离器中，再经冷却送入泵内，如此形成一个封闭的循环系统。
2.3系统概述
N-32100-1型凝汽器采用双壳体、双背压、双进双出、单流程、横向布置结构。凝汽器的冷却管排列呈带状，周围留有汽流通道可以使汽流进入管束内部，并且可以减少汽流阻力。每个管束中心区为空气冷却区，用挡气板与主凝结区隔开。不凝结气体与蒸汽经过空气冷却区时，使蒸汽能够大量的凝结下来，剩下的少部分蒸汽随同不凝结气体进入抽空气管。低压缸排出的蒸汽进入凝汽器后，迅速地分布在冷却水管的全长上，通过管束间的通道和两侧通道使蒸汽全面地沿冷却管表面进行热交换并被凝结成水，部分蒸汽则由管束两侧的通道流向管束的下面，对淋下的凝结水进行回热，剩余未凝结的少量蒸汽和被冷却了的空气汇集到空冷区的抽空气管内，被抽真空的设备抽出[2]。
凝结器抽真空系统原设计为高压侧两根抽气管道经由连通管通向低压侧，分别与低压侧两根抽空气管道相接，低压侧抽空气管道经由两根管道引至凝结器外，合并为一根母管后再接到真空泵抽真空母管上。
自2005年12月运行至今，凝结器的真空问题一直困扰着我们，在当循环水温、流量等达到设计值时凝结器的实际真空比设计真空平均低约1，且高、低压侧凝结器的真空差值小于0.5，远小于设计的高压侧凝结器的真空高与低压侧凝结器的真空1.2的压差。
2.真空系统的优化
高压侧凝结器的空气要经过低压侧抽出，由于两台凝结器通过连通管相连，压力势必趋于均衡。造成两侧凝结器的压差小于设计值。为了打破这种均衡，原设计在高、低压凝结器抽真空的连通管上安装了节流孔板，而现在当参数达到标准但是高、低压凝结器真空达不到设计值，说明节流孔板尺寸存在问题，如果适当缩小节流孔板，低压侧凝结器的真空将得到提高，但对高压侧凝结器的真空影响不大。所以用调整节流孔的方法虽然理论上成立，但如果要更换节流孔板必须经过多次试验、调整才能找到合适的尺寸，每次试验必须破坏真空方能进行调整，所以在电厂是无法实现的。
因此，我们对抽真空管道系统进行了改造：低压侧凝结器抽真空管道不变，高压侧凝结器与低压侧凝结器的抽真空管道断开，取消节流孔。高压侧凝结器喉部重新打孔，管道在凝结器内的走向与低压侧相同。高压侧抽真空管道引出凝结器后，合并为一根母管，并接至真空泵抽真空母管的另一端。尽量远离低压侧抽真空管道。为了达到一台真空泵抽一台凝结器的目的，并尽量减少原系统的改动，设计在三台真空泵抽真空母管上安装两个隔绝门。
3.改在后的效果分析
通过背压与热耗修正曲线，我们可以清晰的看出背压对热耗、功率的影响，下面就改造前后两个工况我们做一下简单的节能效果分析：
降低发电煤耗的计算
-----降低发电煤耗，
-----影响热耗， -----锅炉效率，%（我厂锅炉效率近似为0.99%） -----管道效率，%（我厂管道效率近似为0.94%）
在600MW负荷时，在循环水14.5℃时，凝汽器真空平均值由95.88提高到96.325，真空度提高0.445，降低热耗0.427%，降低煤耗1.44。
在550MW负荷时，在循环水14.5℃时，凝汽器真空平均值由94.77提高到95.525，提高0.755，效率提高0.7248%，降低热耗2.45
4.结论
综上所述，本次凝结器真空系统的改造对于提高凝结器的真空、降低煤耗起到了明显的效果。但是由于影响机组真空的因素较多、较复杂，本次改造后的试验与所取机组历史运行状况不可能绝对一样，进而造成真空值略有差别。本文仅把我厂的改造经验供大家参考研究。
参考文献
〔1〕N600-16.7/538/538-1型汽轮机启动运行维护说明书 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 2005
关键词：经济性、节能、凝结器、真空
中图分类号：TM621.7
1.前言
河北大唐国际王滩发电有限责任公司的汽轮机是哈尔滨汽轮机厂生产的N600-16.67-538/538型亚临界机组，配备N-32000-1型凝结器，凝结器循环水采用海水直接冷却，双背压，双壳体。设计循环水量59558T/h：设计冷却水温18℃，循环水温升 9.6℃，在高、低压凝结器内的温升分配均为4.8℃[1]。
2.原系统结构概述
河北王滩发电厂一期工程1号、2号机组为两台国产600MW亚临界参数燃煤发电机组，汽轮机为哈尔滨汽轮机厂有限责任公司与日本东芝公司联合设计和制造生产的型号为N600-16.7/538/538的亚临界、单轴、三缸四排汽、一次中间再热、双背压、凝汽式汽轮机。本机组凝汽器采用双背压、双壳体、单流程、表面式、横向布置。抽真空设备采用纳西姆有限公司制造的2BW4353-OMK4-Z型平圆盘式水环式真空泵。
2.1凝汽器
机组所采用凝汽器是表面式的热交换器，冷却水在管内流动过程中与管外的排汽进行热交换，使排汽凝结成水，同时使凝汽器形成真空。凝汽器采用双背压设计，即两个凝汽器在运行中处于两个不同的压力下工作。当循环水进入第一个凝汽器后吸收热量，水温升高，然后再进入第二个凝汽器（第一个凝汽器出口水温即为第二个凝汽器的入口水温）。由于凝汽器的特性主要取决于冷却水的温度，不同的水温对应不同的背压，于是在两个凝汽器中形成了不同压力，即低压凝汽器和高压凝汽器。
凝汽器两个壳体底部为连通的热井，上部布置有低压加热器、小汽机排汽管、减温减压器和低压侧抽气管等。凝汽器抽空气管布置在其管束区中心以抽吸其内的不凝结气体。高、低压凝汽器中的抽空气管采用串联结构，不凝结气体由高压侧流向低压侧，最后由低压凝汽器冷端引向真空泵。这种结构可减轻真空泵的负担，减少其备用台数，使系统简化。
本凝汽器在T-MCR工况下（冷却水温21℃）运行时，凝汽器的平均背压为5.2KPa（a）。本凝汽器允许半边（单个壳体）运行，但同时机组负荷应降至额定负荷的70%，并保证凝汽器压力不大于15KPa（a），排汽温度不超过54℃[2]。
2.2真空泵
该闭环真空泵主要由ELMO—F泵和三相电机、分离器、换热器、底盘和管线组成。工作原理如图一：
整套系统采用闭式循环，进水口所进水源为凝结水，水环式真空泵的轴封采用填料内供水密封方式。
1）动真空泵电机，冷却水阀及系统进汽阀同时打开，真空泵即投入运行，水环建立后系统进入工作状态。
2）气体经进气管进入真空泵中，压缩后经排气管排至分离器，经气水分离后从止回阀排出。
3）工作液通过输入调节器（或旁路）流入汽水分离器，经换热器冷却后送入水环真空泵中，泵在运转过程中随气体排出部分工作液，通过排气管排至分离器中，再经冷却送入泵内，如此形成一个封闭的循环系统。
2.3系统概述
N-32100-1型凝汽器采用双壳体、双背压、双进双出、单流程、横向布置结构。凝汽器的冷却管排列呈带状，周围留有汽流通道可以使汽流进入管束内部，并且可以减少汽流阻力。每个管束中心区为空气冷却区，用挡气板与主凝结区隔开。不凝结气体与蒸汽经过空气冷却区时，使蒸汽能够大量的凝结下来，剩下的少部分蒸汽随同不凝结气体进入抽空气管。低压缸排出的蒸汽进入凝汽器后，迅速地分布在冷却水管的全长上，通过管束间的通道和两侧通道使蒸汽全面地沿冷却管表面进行热交换并被凝结成水，部分蒸汽则由管束两侧的通道流向管束的下面，对淋下的凝结水进行回热，剩余未凝结的少量蒸汽和被冷却了的空气汇集到空冷区的抽空气管内，被抽真空的设备抽出[2]。
凝结器抽真空系统原设计为高压侧两根抽气管道经由连通管通向低压侧，分别与低压侧两根抽空气管道相接，低压侧抽空气管道经由两根管道引至凝结器外，合并为一根母管后再接到真空泵抽真空母管上。
自2005年12月运行至今，凝结器的真空问题一直困扰着我们，在当循环水温、流量等达到设计值时凝结器的实际真空比设计真空平均低约1，且高、低压侧凝结器的真空差值小于0.5，远小于设计的高压侧凝结器的真空高与低压侧凝结器的真空1.2的压差。
2.真空系统的优化
高压侧凝结器的空气要经过低压侧抽出，由于两台凝结器通过连通管相连，压力势必趋于均衡。造成两侧凝结器的压差小于设计值。为了打破这种均衡，原设计在高、低压凝结器抽真空的连通管上安装了节流孔板，而现在当参数达到标准但是高、低压凝结器真空达不到设计值，说明节流孔板尺寸存在问题，如果适当缩小节流孔板，低压侧凝结器的真空将得到提高，但对高压侧凝结器的真空影响不大。所以用调整节流孔的方法虽然理论上成立，但如果要更换节流孔板必须经过多次试验、调整才能找到合适的尺寸，每次试验必须破坏真空方能进行调整，所以在电厂是无法实现的。
因此，我们对抽真空管道系统进行了改造：低压侧凝结器抽真空管道不变，高压侧凝结器与低压侧凝结器的抽真空管道断开，取消节流孔。高压侧凝结器喉部重新打孔，管道在凝结器内的走向与低压侧相同。高压侧抽真空管道引出凝结器后，合并为一根母管，并接至真空泵抽真空母管的另一端。尽量远离低压侧抽真空管道。为了达到一台真空泵抽一台凝结器的目的，并尽量减少原系统的改动，设计在三台真空泵抽真空母管上安装两个隔绝门。
3.改在后的效果分析
通过背压与热耗修正曲线，我们可以清晰的看出背压对热耗、功率的影响，下面就改造前后两个工况我们做一下简单的节能效果分析：
降低发电煤耗的计算
-----降低发电煤耗，
-----影响热耗， -----锅炉效率，%（我厂锅炉效率近似为0.99%） -----管道效率，%（我厂管道效率近似为0.94%）
在600MW负荷时，在循环水14.5℃时，凝汽器真空平均值由95.88提高到96.325，真空度提高0.445，降低热耗0.427%，降低煤耗1.44。
在550MW负荷时，在循环水14.5℃时，凝汽器真空平均值由94.77提高到95.525，提高0.755，效率提高0.7248%，降低热耗2.45
4.结论
综上所述，本次凝结器真空系统的改造对于提高凝结器的真空、降低煤耗起到了明显的效果。但是由于影响机组真空的因素较多、较复杂，本次改造后的试验与所取机组历史运行状况不可能绝对一样，进而造成真空值略有差别。本文仅把我厂的改造经验供大家参考研究。
参考文献
〔1〕N600-16.7/538/538-1型汽轮机启动运行维护说明书 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 2005