[發明專利]一種空冷機組全工況可切換真空系統的控制方法

有效

• 申請號: 201710213164.6
• 申請日: 2017-04-01
• 公開（公告）號: CN106949753B
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發明（設計）人: 張攀;黃治坤;杜旭;李響;張芬芳;劉月輝;孫斌
• 申請（專利權）人: 晟源高科(北京)科技有限公司
• 主分類號: F28B9/10
• 分類號: F28B9/10;F28B11/00;F04C28/02
• 代理公司: 福州科揚專利事務所35001
• 代理人: 羅立君

技術領域

本發明涉及發電廠機組抽真空系統的應用領域，尤其是涉及發電廠機組抽真空系統及空冷島防凍設備，更具體地，是涉及一種空冷機組全工況可切換真空系統與控制方法。

背景技術

近些年來，由于國家對電源項目建設的環境保護和節約用水的重視，采用空氣作為冷卻介質的空冷機組在電力建設中得到了快速的發展。而直接空冷機組由于結構簡單，所需空冷元件少等特點，在我國華北、內蒙、新疆等地方被大量采用，有效的解決了富煤貧水地區的發電問題。隨著我國電站直接空冷系統的運行及推廣，其系統不需要冷卻水、傳熱溫差大、系統簡單、空氣量調節靈活可靠、抗腐蝕性強、占地面積小等優點已逐漸達成共識，與濕冷機組相比，空冷發電廠機組單位水耗僅為2kg/kWh，節水效果非常明顯，已成為北方缺水地區新建電廠首選的型式。

但直接空冷機組固有的特點，決定了在冬季運行時應時刻注意凍結問題，在我國的“三北”地區，直接空冷凝汽器凍結的問題幾乎每年都會發生，輕者汽輪機熱耗值增加，機組長期處于不經濟運行工況，重者機組被迫停機，給電網運行帶來重大影響，同時一些凍結嚴重的電廠，由于空冷凝汽器管束凍裂，不得不重新采購安裝空冷凝汽器，因設備購置及非計劃停機給自身帶來了巨大的財產損失。由于現在抽真空設備性能制約，現在直接空冷機組冬季運行防凍背壓較高，有較大節能潛力。

抽真空系統作為電廠的重要輔機之一，其主要作用是在機組啟動期間，使冷端凝汽器迅速建立真空，而在機組正常運行期間，能夠維持凝汽器內部真空。目前電廠常用的抽真空設備為水環式真空泵，此套設備運行中易受工作液溫度的影響，不但制約了抽氣能力，而且易發生汽蝕，導致葉片產生裂紋或者斷裂，影響機組運行安全，增加了檢修維護費用。另外由于真空泵自身的特點，其在維持機組真空時工作效率也偏低。

申請號為201520433961.1的中國專利公開了一種大型火力發電機組真空保持系統，其核心設備為水環式真空泵+羅茨泵的串聯組合，該系統解決了水環真空泵汽蝕的問題，在一定程度上也提高了抽真空系統的效率，但抽吸濕空氣易造成羅茨泵的乳化、內部腐蝕等故障，另外增加了旋轉設備，維護工作量大。該專利所述系統受系統配置并不能解決本發明能解決的在保證機組空冷島不結凍的情況下，顯著降低機組的冬季運行背壓等問題。對于空冷機組寬泛背壓變化及真空嚴密性較差特性，該專利是否適用并未提及。申請號為201420174151.4中國專利公開一種雙背壓凝汽器多級蒸汽噴射器抽真空系統，該系統包括：汽輪機、第一凝汽器、第二凝汽器、低壓凝汽器熱井、消音器、第一蒸汽噴射器、第二蒸汽噴射器、第三蒸汽噴射器、第四蒸汽噴射器、第一蒸汽冷凝器、第二蒸汽冷凝器和設置于上述各個部件之間的多個控制閥和管路；該系統由于采用了一臺啟動蒸汽噴射器，兩臺蒸汽噴射器對高低壓側進行分別抽吸，采用高壓蒸汽為動力，出力穩定，能夠維持凝汽器的最佳真空，其蒸汽噴射器采用高溫蒸汽為動力，整套系統為靜設備，無需廠用電，也可以減少維護成本。但鑒于直接空冷機組背壓變化范圍較廣，該專利系統對直接空冷機組并不適用，而且直接空冷機組冬季防凍背壓較高，如何通過有效手段降低防凍背壓在該專利中也并未提及。

現有技術中存在的主要缺陷還在于：

1、空冷機組冬季較高防凍背壓運行問題，現有抽真空系統設備本身無法解決。

2、空冷機組抽真空系統能耗指標較高。

3、現有抽真空節能技術無法較好適用于空冷機組。

4、現有抽真空技術只在抽真空系統方面并且在特定工況環境下節能，無相應邏輯控制功能，使得現有技術不能滿足全工況降背壓提效。

5、夏季環境溫度較高時，水環真空泵有汽蝕現象。

發明內容

為了克服現有技術中的上述問題，本發明提供了一種空冷機組全工況可切換真空系統與控制方法，其通過系統配置與邏輯控制結合，在實現抽真空系統節能降耗前提下，降低空冷機組防凍背壓。通過系統配置與邏輯控制結合，實現抽真空系統節能降耗。針對空冷機組研發，適應空冷機組寬背壓變化情況。在變工況條件下，通過控制模塊實現自調節，使真空系統始終處于高效工況下運行，節省抽真空系統能耗。并且本發明提供了配套相應的邏輯控制功能及相關控制策略。在夏季溫度高時，可防止水環真空泵的汽蝕。