摘要：凝结水泵在汽轮机上是重要的部件之一，它担负着设备的冷却责任，对提高设备的运行效率，提高设备的运行时长有十分重要的作用。因此，经过技术人员的深入研究，对凝结水泵进行了增容和变频改造，这样既有效实现了2台运行、1台备用的运行方式，也实现了凝结水泵节能降耗的目标。
关键词：凝结水泵；变频改造；火力发电厂；锅炉
1 研究目的与意义
凝结水系统是火力发电厂的最重要的系统之一，而系统中的凝汽器真空度又是对发煤耗影响最大的经济参数。由运行经验得出：凝汽器真空度发生变化时，汽轮机的汽耗量会随之变化而变化。而凝汽器是汽轮机组中的建立真空完成水汽循环的重要设备，其端差值在又反映了凝汽器的运行情况。发电企业始终将“节能降耗、安全运行”作为工作的重中之重，随着降低发的电成本环保达标的工作抓得越来越严格，工作的难度是也越来越大，各个电厂必须要通过技术改造设备升级来实现现在好的机组经济、安全、环保运行。
2 国内外研究综述
从目前掌握的情况，国内各电厂机组基本是两台机组同一期建设相继投产，每台机组均配备两台循环水泵，两台循环水泵共用一条供水母管给机组各冷却设备供水，用水最大的设备为凝汽器。两台机组的循环水母管通过两个联络门相连通，实现循环水泵故障检修和节能优化运行的灵活运行方式。现在新机组的循环水泵多采用低、高速两种转速的斜流循环泵，使运行方式更加灵活多变更加有利于节能环保。目前国内北方大多数电厂冬季可以实现一机一泵运行，南方电厂在夏季均采用一机两泵的运行方式，广东省电厂在冬季有约两个月的时间可以实现两机三泵的运行方式。
近几年来关于冷端节能研究的也有很多成果，2018 年王朝阳等人研究火电厂冷端系统的动态建模及其应用。
3.循环水系统现状
3.1直流供水方式
这种方式在二十几年厂龄的水源充沛的电厂中比较常见，但现在环保要求越来越高，这种开式供水形式已经不允许采用。
3.2循环供水方式
由于环保的要求越来越科学和严格，循环水的取水量和排出的水温都有严格的标准，所以循环水必须有冷却设备。循环水泵从冷却设备的汇集水井中吸水，经凝汽器等换热设备吸收热量后再送进冷却设备中，利用水蒸发降温原理，使水降温后再送至凝汽器循环使用。这样取水的总量减少，被迫排出的水温度也低，对自然水体影响最小。其特点是灵活性好也为循环水泵的优化节能运行提供了极大的便利，另外循环水泵发生故障时，也可以单台隔离维修，对运行机组的安全和经济性影响最小。
4 凝汽器现状
凝汽器主要用于回收大、小汽轮机乏汽以及各路疏水，将低温低压的汽凝结成水，以利于工质的输送，同时，由于大比容的汽凝结成小比容的水，就在凝汽器内形成了高度的真空，使得汽轮机内的有效焓降大大的提高了。2016年 Rafał Laskowski 针对电厂凝汽器在非设计工况下的性能与进口参数的关系及参考条件下的相关关系，给出了蒸汽发电厂凝汽器在非设计条件下的单一方程，建立了蒸汽发凝汽器效率和冷却水出口温度的两个简化方程，并对所提出的关系式进行了验证。
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2017 年孙吉林等人在核电站实时仿真中，将冷凝器的壳侧和管端划分为不同的区域，并应用集总参数。
5凝汽器抽真空现状
今年来大中型电厂中水环式真空泵占据了主导地位水环式真空泵具有结构紧凑简单、操作维修方便、等温压缩等种种优点，但其受工作液饱和蒸汽压的限制致使影响真空的问题一直是业界急需解决的难题。Ahmed Hegazy 等人提出了一种采用蒸汽压缩制冷系统对蒸汽装置冷凝器进行冷却的组合方案，对所提出的联合方案进行了热力学分析，结果表明，与蒸汽装置相比，组合方案的热效率提高了 1.2~12%。
6凝结器结构与系统
然而，由于空气凝汽器结构庞大、金属耗量多，并且建立的真空度也相对较低，故在一般的固定式电站中并不采用，只有在严重缺水的地区电站或有些移动式发电机组上才使用。而水的放热系数高，且表面式凝汽器又能收回洁净的凝结水，因此水冷却表面式凝汽器能很好地完成凝汽设备的另个任务，故而称为现代发电厂汽轮机装置中采用的主要型式，本设计采用水冷表面式凝汽器。
凝气设备的任务就是包括以下两方面：一方面是在汽轮机排汽口的建立并维持高度真空状况的改进。
7真空除氧
由于凝结水的表面积增大，所以溶于水中的气体就易于逸出，而当水下落到角铁上溅成细小的水滴时表面积再次增大，故起到了进一步除氧的作用。为了使逸出的不凝结气体能够及时排走，在真空除氧装置上方有管子将其引到空气冷却区，最后由抽气器抽出。另外，低负荷时汽轮机内负压区域的扩大使漏入空气量增大，因此使凝结水的含氧量增大。为了改善低负荷时的真空除氧效果，设计先进的机组在凝汽器中增设了鼓泡除氧装置。
8水环式真空泵
水环式真空泵属于机械式抽气器，具有性能稳定效率高等优点，广泛用于大型汽轮机的凝汽设备上，但结构复杂，维护费用较高。本设计一种水环式真空泵的水循环系统，包括水环式真空泵本体和储水箱，水环式真空泵本体上设置水口通过水泵与第一进水口相连接，第四进水口设置在储水箱上，第四进水口、第一进水口、第三出水口和介质输出通道上均设置有自动控制阀门，冷却装置和储水箱内均设置有水位感应器。水环式真空泵属于机械式抽气器，具有性能稳定效率高等优点，广泛用于大型汽轮机的凝汽设备上，但结构复杂，维护费用较高。
9.结束语
在当前在节能减排是我国能源方向的重要任务之一。当然，为保证了机组的安全运行、稳定运行，也将变频调速的控制技术成功地应用到了凝结水泵设备之中。
参考文献：
【1】《汽轮机设备及系统》（第二版），中国电力出版社
【2】《火力发电厂设计技术规程》（第二版），水利电力出版社
【3】《汽轮机原理》沈士一等编，中国电力出版社
【4】《热力发电厂》（第三版），叶涛等编，水利电力出版社
【5】《电厂汽轮机原理及系统》王毅林，南京工程学院
【6】《超临界、超超临界燃煤发电技术培训教材》西安热工所编
论文作者:秦志恒
论文发表刊物:《基层建设》2019年第31期
论文发表时间:2020/4/14
标签：凝汽器论文; 汽轮机论文; 水泵论文; 设备论文; 机组论文; 真空泵论文; 电厂论文; 《基层建设》2019年第31期论文;