一、节能及提高能效类技术
1 干式抽真空系统节能改造技术
一、技术名称:干式抽真空系统节能改造技术
二、技术类别:减碳技术
三、所属领域及适用范围:电力行业 凝汽器抽真空系统
四、该技术应用现状及产业化情况
本技术利用干式抽真空系统并连接入,针对传统电厂凝汽器抽真空系统,进行节能改造。目前,电厂凝汽器抽真空系统一般装设 2~3 台 水环真空泵组。随着机组真空系统严密性要求越来越高,按照常规泄 漏量设计配置的传统真空泵存在运行功率过大、能耗高的问题。受水环泵特性、极限真空的限制,冬季漏入真空系统的不凝结气体无法完全抽出来,普遍存在凝汽器端差大、真空差、凝结水溶氧超标等现象,影响机组经济性和安全性。干式抽真空系统节能改造技术是在凝汽器 原水环抽真空设备基础上,并联一套干式抽真空系统,具有功耗低、极限真空度高、抽气速率不受密封水温影响等特点,可使电耗降低 80% 以上,机组冬季真空度得到提高,凝结水溶氧显著降低,经济性和安全效益显著。目前该技术已在 2 台 300MW 机组应用,节能减碳效果良好。
五、技术内容
1.技术原理
该技术根据机组运行状态下真空严密性的实际状况,通过基于机组真空泄漏量模型算法以确定抽真空设备的抽气速率,集成了工作腔 无需密封水的干式变螺距螺杆真空泵,系统极限真空度高。采用最优化 的关键设备选型、系统配置功率和运行控制方案,可大幅度降低系统电耗, 提高机组真空度,显著降低凝结水溶氧,提高了机组的经济性和安全性, 实现节能减排。
2.关键技术
(1)基于机组真空泄漏量模型算法定制系统抽气速率技术 该技术根据机组运行状态下真空度要求的实际状况,通过基于机组真空泄漏量模型算法确定抽真空设备的抽气速率,定制化设计抽真 空系统的功率,并采用变频调速设计,大幅度降低系统配置功率。
(2)基于干式变螺距螺杆真空泵的抽真空技术 该技术主设备利用干式变螺距螺杆真空泵,其转子与泵体采用较小间隙设计,无摩擦、噪音小、变螺距、工作腔无需密封水或密封油、 功耗低、极限真空高。轴端采用无泄漏无磨损复合密封,轴承润滑油不 易乳化,使用寿命长。
(3)基于积木式模块化集成设计技术干式抽真空系统采用积木式模块化集成设计技术,占地面积小于4m2,减少设备占地面积,简化设备接口,降低维护费用。同时,设计有完善的保护逻辑和自动控制系统,系统简单易维护。
3.工艺流程
干式抽真空系统节能改造技术工艺流程见图 1。 在凝汽器原水环式抽真空设备并联增加一套干式抽真空系统,汽轮发电机组启动时用原水环抽真空泵组,机组正常运行后启动干式抽真空系统,与原水环抽真空泵组同时备用。
六、主要技术指标
1.电耗降低 80%以上;
2.冬季真空度提高 0.5-2kPa;
3.凝结水溶氧 10μg/L 以内。
七、技术鉴定及获奖情况
该技术已获得国家实用新型专利 4 项。并于 2018 年通过河北建投国融能源服务有限公司组织的科技项目成果验收。
八、典型用户及投资效益
典型用户:秦皇岛秦热发电有限责任公司
典型案例 1
案例名称:秦热 5 号机(300MW)增设真空高效装置项目
建设规模:增设一套干式抽真空系统,每台机占地约 4m2。
建设条件:凝汽器使用水环真空泵组抽真空的系统。主要建设内容:机组原汽 轮机凝汽器 2 台水环式真空泵抽真空设备并联增设一套干式抽真空系统。主要设备:变频干式变螺距螺杆泵及其控制系统,以及配套管道、 阀门等附属设备。项目总投资 100 万元,建设期为 4 个月。年碳减排 量为 4270tCO2,碳减排成本为 10~20 元/tCO2。年经济效益 120 万元, 投资回收期小于 1 年。
典型案例 2
案例名称:秦热 6 号机(300MW)增设真空高效装置项目
建设规模:增设一套干式抽真空系统,每台机占地约 4m2。
建设条件:凝汽器使用水环真空泵组抽真空的系统。
主要建设内容:机组原汽 轮机凝汽器 2 台水环式真空泵抽真空设备并联增设一套干式抽真空系 统。主要设备:变频干式变螺距螺杆泵及其控制系统,以及配套管道、 阀门等附属设备。项目总投资 100 万元,建设期为 4 个月。年碳减排 量 5060tCO2,碳减排成本为 10~20 元/tCO2。年经济效益 140 万元,投 资回收期小于 1 年。
九、推广前景和减排潜力
干式抽真空系统节能改造技术电力行业推广应用,项目投资低,见效快,节能减碳效果良好。预计未来 5 年,该技术在 300MW 等级以 上大型发电机组推广应用比例将达到 10%(300MW 等级机组新增 1 套干式抽真空系统,600MW、1000MW 等级机组新增 2 套),总投资将 达到 2 亿元,每年可节电 1.3 亿 kWh,节煤 22 万 tce,可形成的年碳 减排能力约 67 万 tCO2。
由武汉节能协会办公室整理