摘 要：由于大型火力發(fā)電是耗能大戶，如何為大型火力發(fā)電節(jié)能降耗一直是該公司追求目標(biāo)。基于此，從抽吸真空技術(shù)領(lǐng)域出發(fā)，設(shè)計了一種節(jié)能型渦街流量計，對其控制方法進(jìn)行詳細(xì)闡述。
1 現(xiàn)火電廠真空使用缺陷
渦街流量計是火力發(fā)電機組的重要設(shè)備之一，渦街流量計的真空值對汽輪發(fā)電機組運行經(jīng)濟性有重要影響。影響渦街流量計真空的因素有很多，其中影響#直接的是真空嚴(yán)密性、冷卻水溫度、冷卻水量以及水環(huán)真空泵的工作特性。目前國內(nèi) 300MW 及以上等級發(fā)電機組的渦街流量計抽真空系統(tǒng)多采用配置 2 ～ 3 臺水環(huán)真空泵機組。水環(huán)真空泵具有以下缺點。
地衣，水環(huán)真空泵的工作液溫度受冷卻水溫度影響很大，而環(huán)境溫度是影響冷卻水溫度的重要因素，尤其在夏天，冷卻水溫度達(dá)到 30℃時，加上換熱器端差，工作液溫度會達(dá)到 40℃以上。在真空條件下，水環(huán)真空泵的工作液會出現(xiàn)大量汽化和汽蝕現(xiàn)象，進(jìn)而出現(xiàn)振動和噪音問題，導(dǎo)致水環(huán)真空泵抽吸特性大大降低，無法及時將渦街流量計中的乏空氣抽走，影響渦街流量計真空，降低機組安全穩(wěn)定運行和運行經(jīng)濟性。
第二，傳統(tǒng)的機組抽真空系統(tǒng)、水環(huán)真空泵是按照機組建立真空的要求進(jìn)行配置的，設(shè)備運行電耗大；在維持機組真空的運行條件下，有很大節(jié)能降耗空間。
第三，因為機組的凝汽管道混合物中有部分未凝結(jié)氣體和水，如果去除了這部分，水環(huán)真空泵的選型有望縮小。第四，水環(huán)真空泵為轉(zhuǎn)動設(shè)備，葉輪磨損加上汽蝕現(xiàn)象，提升了火電廠使用成本。
2 節(jié)能型渦街流量計工作原理：
節(jié)能型渦街流量計包括渦街流量計、渦街流量計熱井、凝汽母管和小型水環(huán)真空泵系統(tǒng)，還包括凝汽支管、凝汽管道逆止閥、凝汽管道流量計、凝汽管道壓力變送器、凝汽管道熱電阻、凝汽管道隔離閥、凝汽管道氣動閥、動力蒸汽調(diào)節(jié)閥、蒸汽噴射器、管式換熱器、疏水器、疏水氣動閥、聯(lián)絡(luò)氣動閥、聯(lián)絡(luò)隔離閥和原來大型水環(huán)真空泵。
其中，所述渦街流量計下方設(shè)置有渦街流量計熱井，渦街流量計出口連接凝汽母管，凝汽母管的另一端連接至大型水環(huán)真空泵系統(tǒng)的入口，大型水環(huán)真空泵系統(tǒng)出口連接至大氣；凝汽母管上連接有凝汽支管，凝汽支管上依次設(shè)置有凝汽管道逆止閥、凝汽管道流量計、凝汽管道壓力變送器、凝汽管道熱電阻、凝汽管道隔離閥以及凝汽管道氣動閥；凝汽支管的另一端連接至蒸汽噴射器吸入口，蒸汽噴射器入口上設(shè)置有動力蒸汽調(diào)節(jié)閥，蒸汽噴射器上設(shè)置有可調(diào)節(jié)噴嘴；蒸汽噴射器的出口連接至管式換熱器入口，管式換熱器上還連接有冷卻水供水管和冷卻水回水管；管式換熱器的出口連接至小型水環(huán)真空泵的入口，小型水環(huán)真空泵出口連接至大氣；小型水環(huán)真空泵通過聯(lián)絡(luò)隔離閥和聯(lián)絡(luò)氣動閥連接大型水環(huán)真空泵系統(tǒng)，使得新水環(huán)真空泵功率小于原來大型水環(huán)真空泵系統(tǒng)功率。
3 節(jié)能型渦街流量計工作特征
節(jié)能型渦街流量計，其特征在于動力蒸汽調(diào)節(jié)閥根據(jù)凝汽管道壓力變送器的實測數(shù)據(jù)以及設(shè)計壓力之間的差值進(jìn)行壓力的變速調(diào)節(jié)：當(dāng)凝汽管道壓力變送器的實測數(shù)據(jù)小于 0.3MPa 時，小型水環(huán)真空泵系統(tǒng)運行，原來大型水環(huán)真空泵退出；當(dāng)管式換熱器的出口溫度大于溫度設(shè)定值時，小型水環(huán)真空泵系統(tǒng)運行，原來大型水環(huán)真空泵退出；當(dāng)管式換熱器的出口壓力大于壓力設(shè)定值時，小型水環(huán)真空泵系統(tǒng)運行，原來大型水環(huán)真空泵退出。另外，管式換熱器下方還設(shè)置有疏水器，疏水器通過疏水氣動閥連接至渦街流量計熱井。裝置內(nèi)采集的信號接入DCS控制系統(tǒng)，由DCS控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，如圖1所示。
4 節(jié)能型渦街流量計節(jié)能效果
本節(jié)能裝置可根據(jù)機組負(fù)荷、真空嚴(yán)密性、冷卻水溫度以及冷卻水量等因素，計算出蒸汽噴射器的動力蒸汽總量和噴射系數(shù)；并將蒸汽噴射器的可調(diào)節(jié)噴嘴調(diào)節(jié)至所需開度，滿足維持并提高機組真空的需要，確保機組獲得#大程度的節(jié)能效果。本裝置采用蒸汽噴射器原理，抽吸渦街流量計中的汽氣混合物，確保渦街流量計始終處于高真空狀態(tài)；并且通過蒸汽噴射器提高水環(huán)真空泵的入口壓力，使水環(huán)真空泵的工作液汽化溫度與工作液的實際溫度之間溫度差達(dá)到 10ºC 以上，避免水環(huán)真空泵出現(xiàn)汽蝕現(xiàn)象。另外，本裝置中動力蒸汽調(diào)節(jié)閥和凝汽管道壓力變送器所組成的動力蒸汽自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，可以根據(jù)凝汽管道壓力變送器測得的數(shù)據(jù)與壓力設(shè)定值之間的差值，進(jìn)行變速調(diào)節(jié)，抑制動力蒸汽的壓力波動；同時，通過管式換熱器和小型水環(huán)真空泵，替代原來大型水環(huán)真空泵系統(tǒng)，維持并提供渦街流量計真空，保證渦街流量計處于#佳工況，不受環(huán)境溫度變化影響，始終保持穩(wěn)定抽吸能力，降低機組發(fā)電煤耗以及抽真空系統(tǒng)運行電耗，保證系統(tǒng)設(shè)備運行可靠安全、維護(hù)工作量少，無汽蝕、高噪音或振動現(xiàn)象產(chǎn)生。
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