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北京欧罗特专利--智能控温技术提高凝汽器真空节能优化装置
作者:ert100a    发布于:2017-12-08 14:59    点击:

发明名称:一种智能控温技术提高凝汽器真空节能优化装置
申请号:201520831144.1
申请人名称:北京欧罗特高科电力设备有限公司
案件文号:021700937T

        据发改委网站2016年12月22日消息,发改委、能源局正式印发电力发展“十三五”规划(2016-2020年)。《规划》明确了“十三五”期间我国将积极发展水电,大力发展新能源、加快煤电转型升级、实施电能替代、加快充电设施建设、深化电力体制改革等18项重点任务,以实现能源清洁利用、优化能源消费结构的目标。
        规划提出,预期2020年全社会用电量6.8-7.2万亿千瓦时,年均增长3.6-4.8%,全国发电装机容量20亿千瓦,年均增长5.5%。在预期2020年全社会用电需求的基础上,按照2000亿千瓦时预留电力储备,以满足经济社会可能出现加速发展的需要。按照非化石能源消费比重达到15%的要求,到2020年,非化石能源发电装机达到7.7亿千瓦左右,比2015年增加2.5亿千瓦左右,占比约39%,提高4个百分点,发电量占比提高到31%;气电装机增加5000万千瓦,达到1.1亿千瓦以上,占比超过5%;煤电装机力争控制在11亿千瓦以内,占比降至约55%。
        在电厂的运行中,凝汽器工作状态的恶化将直接引起汽轮机的效率和机组出力,当机组汽耗量不变时,真空每恶化1%,将引起汽轮机的功率降低约为额定容量的0.7%~1%,当机组负荷不变时,相当于电厂的燃煤耗量增加大约1%~2%。
         目前电厂常用的抽真空设备是水环真空泵。水环真空泵的性能与所抽吸气体的状态(压力、温度)和工作液的温度等有关。同时运行中受到“极限抽吸压力”的影响,容易在叶轮表面发生局部气锤现象,运行噪音很大且会使叶片产生很大的拉应力,长时间运行易导致叶片的断裂,威胁机组的安全运行。
燃煤电厂凝汽式汽轮发电机凝汽器的真空,冬天总是比夏天好,低负荷总是比高负荷好,这是为什么?这和凝汽器内存留气体的体积有关,即夏天凝汽器内气体的体积比例要大些,冬天凝汽器内气体的体积比例要小些,这才是造成汽轮发电机凝汽器的真空冬天总是比夏天好的真正原因。低负荷总是比高负荷好也是同样的道理,即高负荷时凝汽器内气体的体积比例要大些,低负荷时凝汽器内气体的体积比例要小些。
        部分电厂运行时发现,凝汽器真空严密性合格的情况下,汽轮机背压仍比设计值高,夏季时更是如此,如对真空泵工作液冷却水改造,效果不佳并增加大量的设备维护工作,真空泵溢流也过大。水环真空泵换热器水温高,造成换热器冷却效果降低,导致真空泵内工作液水温高。由真空泵的工作原理和一定饱和温度对应一定的压力可知,当真空泵的工作水温到达30℃时,真空泵极限抽真空能力仅为额定工况下的50%-60%,真空泵的抽吸能力下降导致真空降低,严重影响着机组的效率。
       分析研究认为,上述问题都属于真空泵进口气体温度过高引起,因此可在其进口加装零功耗智能降温技术提高凝汽器真空节能装置。
       本项目就是在真空泵入口抽气管道上加装零功耗智能降温技术提高凝汽器真空节能优化装置。装置是基于伯努利原理基础上将先进流体运动力学、热力学等理论与实践具体结合,通过FLUENT流体工程仿真计算建模设计的。在现代控制理论的基础上将现代先进的模糊控制技术、动态建模技术、在线高精度监测技术等一系列关键技术有机地合成为多变量耦合模糊算法预测控制进行优化精准调节;
        在发电厂中,真空对发电煤耗影响较大。按机组真空系统的参数及真空泵运行状况数据计算,加装设备后真空严密性100Pa/min-200Pa/min状态下,夏季提高凝汽器真空约1Kpa;冬季提高凝汽器真空约0.5Kpa;机组真空每提高1kPa节约标煤耗2.5g/(KW.H),单台600MW机组每年可直接节约标煤约5500吨。
       十三五规划要求煤电装机力争控制在11亿千瓦以内,假设全国发电机组进行改造。节约标煤超过1000万吨。直接节约55亿。
        可实现减排:
        按此测算SO2: 约270万吨。
        按此测算CO2:20580万吨。
        按此测算NOx:约 180万吨。
        另外还有,大幅度降低真空泵电流的节电和大大降低真空泵溢流的节水。
        本项目产品的大力推广应用,在提高发电机组的发电效率,节能减排等方面,都起着十分重要的作用,具有巨大的社会效益。

脚注信息

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