陳鴻燊

（福建晉江天然氣發(fā)電有限公司，福建晉江 362251）

1 設備現(xiàn)狀及運行概況

目前某公司每臺S109FA燃氣—蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組配置2臺佶締納士公司生產(chǎn)的雙級水環(huán)式真空泵，真空泵型號為TC-11，抽空氣流量31.62 kg/h，吸氣壓力3.386 kPa，出口壓力3000 kPa，轉(zhuǎn)速490 r/min，輸出功率110 kW，密封水為凝結(jié)水。真空泵還配置有2個列管式換熱器，換熱面積12 m2，管程用海水、殼程用凝結(jié)水作為工作介質(zhì)。

現(xiàn)有真空泵組機組啟動階段要求在30 min內(nèi)必須達到要求真空值，所以在啟機階段2臺真空泵均投入運行。機組真空值達標且機組運行平穩(wěn)時，保持1臺真空泵運行，維持真空。

2 真空泵組節(jié)能改造技術(shù)及內(nèi)容

（1）在原有真空泵組真空系統(tǒng)中以并聯(lián)方式增1套三葉氣冷羅茨真空泵，外形尺寸約，占地面積約4 m3，布置在汽機廠房零米層原水環(huán)真空泵旁。

（2）發(fā)電機組運行正常、真空穩(wěn)定情況下，將三葉氣冷羅茨真空泵投入運行、用以維持真空，原有抽真空設備停機并做備用。

（3）當機組真空系統(tǒng)發(fā)生嚴重泄漏三葉氣冷羅茨真空泵不能維持凝汽器真空時（或者三葉氣冷羅茨真空泵）將原有抽真空設備其中1臺或2臺投入運行以滿足真空要求。

圖1 原真空泵組連鎖邏輯示意

（4）改造后機組正常運行時主要以三葉氣冷羅茨真空機組維持真空，均為“一運二備”運行方式，設備之間有可靠的聯(lián)鎖控制系統(tǒng)，改造后機組真空系統(tǒng)的安全性不會降低。

3 真空泵組節(jié)能改造經(jīng)濟性分析

經(jīng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，原水環(huán)真空泵單泵運行時平均電流約200 A，運用三葉氣冷羅茨真空機組（選型基本參數(shù)：凝汽器抽真空室容積830 m3，真空嚴密性200 Pa/min），單套設備平均運行電流約為30 A?？紤]到燃氣機組目前的實際情況及遠景規(guī)劃，年運行時間按2000 h計算，改造后可節(jié)省電量保守有，與原泵運行工況相比節(jié)電率為80%，節(jié)能效果顯著。按0.54元人民幣上網(wǎng)電價計算，年增加經(jīng)濟效益190 4000.54≈10.2萬元人民幣，并且機組年運行時間越長取得的經(jīng)濟效益越大。同時，由于原水環(huán)真空泵的固有特性決定了其高維護成本，改造后原水環(huán)真空泵在穩(wěn)定運行階段均作為備用泵，可大幅降低其運維成本，間接取得一定經(jīng)濟效益。

4 真空泵組節(jié)能改造可靠性分析

（1）三葉氣冷羅茨真空泵組設備是由三葉氣冷羅茨真空泵與小型水環(huán)真空泵串聯(lián)而成的真空泵組，可以承受高壓差、高壓縮比的可在較寬壓力范圍內(nèi)運行，應用該泵組后相當于提高了水環(huán)真空泵的入口壓力，有利于機組運行安全。

（2）夏季高溫時，原水環(huán)真空泵性能、出力急劇下降，導致凝汽器真空下降，造成機組運行經(jīng)濟性變差，改造后的三葉氣冷羅茨真空泵組抽氣效率相比于水環(huán)泵效果明顯提高，真空也更加穩(wěn)定，在夏季高溫惡劣工況時性能優(yōu)于原泵組。

（3）改造后機組正常運行時主要以三葉氣冷羅茨真空機組維持真空，為“一運二備”運行方式，設備之間有可靠的聯(lián)鎖控制系統(tǒng)，且新泵組以并聯(lián)方式加入，改造后機組真空系統(tǒng)的安全性不會降低。

（4）原真空泵組的設計主要用于汽輪機啟動初期的快速建立真空，要求在30 min內(nèi)達到機組啟動要求，但實際正常運行中，大水環(huán)真空泵的抽氣量遠大于凝汽器真空所需抽氣量。因此，在正常運行的維持真空階段，通過以小代大的方式，可以在達到節(jié)能目的的同時滿足機組運行需要。

5 真空泵節(jié)能改造邏輯設計探討

原真空泵組主要邏輯分析：真空泵B運行中跳閘，邏輯自動聯(lián)啟真空泵A；真空泵B在運行狀態(tài)且凝汽器真空低于設定值時，邏輯自動聯(lián)啟真空泵（圖1）。

改造后真空泵組主要邏輯分析說明如下：

（1）改造后在DCS真空泵組畫面顯示三葉氣冷羅茨真空泵組（C泵）運行狀態(tài)，添加三葉氣冷羅茨真空泵組操作面板。

（2）機組啟動階段仍投入原有真空泵組A泵、B泵同時運行，以迅速建立真空環(huán)境，滿足工況要求。

（3）機組運行穩(wěn)定、真空維持平穩(wěn)時，由運行人員手動投入C泵，待C泵運行正常后停運原有真空泵組，并將原有真空A泵、真空B泵投入備用狀態(tài)。

（4）當C泵檢修或故障時仍以原有真空泵組運行，原泵組邏輯聯(lián)鎖及定值并未變動、可靠性不變。

（6）當機組以C泵為主運時原泵組A泵、B泵均為備用泵，即當轉(zhuǎn)速且A、B、C泵均不在合閘位置時優(yōu)先自動聯(lián)啟A泵，10 s內(nèi)A泵未合閘則自動聯(lián)啟B泵。

（7）機組以小泵為主運時原泵組A泵、B泵均為備用泵，當無法維持真空，凝汽器壓力>10 kPa時優(yōu)先自動聯(lián)啟A泵，10 s內(nèi)凝汽器壓力仍大于10 kPa則自動聯(lián)啟B泵。

（8）凝汽器真空C氣水分離器液位低自動開補水電磁閥，液位低信號復位自動關補水電磁閥；C泵入口閥前差壓高且C泵合閘自動開入口氣動門，C泵分閘自動關入口氣動門（圖2）。

圖2 改造后真空泵組連鎖邏輯示意