一種帶節(jié)能評估裝置的射汽真空系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種帶節(jié)能評估裝置的射汽真空系統(tǒng)，該真空系統(tǒng)包括高背壓凝汽器、低背壓凝汽器、蒸汽噴射器、疏水箱和真空泵，還包括節(jié)能評估裝置，節(jié)能評估裝置包括DCS控制終端、溫度、壓力傳感器和流量計。本實用新型相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點：通過DCS控制終端實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的運算和對各個部分的控制，已達到資源配置最優(yōu)化，使綜合能耗保持最低；通過本方案企業(yè)改造成本低，可監(jiān)視機組不同負荷下射汽真空系統(tǒng)所取得的節(jié)能效果；可依據(jù)節(jié)能效果進行兩種真空系統(tǒng)之間在線切換；本方案操作簡單無需對運行人員進行專門的培訓，容易上手。
【專利說明】
一種帶節(jié)能評估裝置的射汽真空系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實用新型涉及發(fā)電廠凝汽器真空系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種帶節(jié)能評估 裝置的射汽真空系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 針對當今世界出現(xiàn)的能源危機，節(jié)能降耗日趨迫切。作為燃煤大戶火電廠的節(jié)能 改造任務(wù)尤為關(guān)鍵。目前火電廠凝汽器的真空系統(tǒng)普遍由水環(huán)真空栗組成，在夏季運行時 由于溫度升高真空栗易發(fā)生汽蝕，導致真空栗效率下降，凝汽器真空度降低進而使機組發(fā) 電效率降低。
[0003] 為節(jié)能提效，對火電廠節(jié)能工作的深度挖潛，各廠紛紛針對自身情況對真空系統(tǒng) 進行了不同改造。本方案是針對采用射汽抽汽器的凝汽器抽真空系統(tǒng)，改造后的真空系統(tǒng) 較改造前真空栗的耗電量大幅降低，最直接收益就是降低了廠用電量。為綜合評價真空系 統(tǒng)改造后節(jié)能效果，我們不能單方面考慮降低廠用電量帶來的收益，需要把系統(tǒng)投用后所 附帶的能量損失同時考慮進去。我們設(shè)計本方案實時對真空系統(tǒng)的節(jié)能情況進行監(jiān)控評 測，以切換最合適最經(jīng)濟的方案。
[0004] 該套裝置結(jié)構(gòu)簡單，改造成本低，并可以方便在線實時監(jiān)測所取得的節(jié)能效果，運 行人員可以根據(jù)此節(jié)能效果來判斷凝汽器真空系統(tǒng)采用何種運行方式，提高了運行經(jīng)濟效 率，由于同樣發(fā)電量的燃煤量可以減少，因此每年可減少較多的二氧化碳排放量，產(chǎn)生"節(jié) 能減排"的良好社會效益。 【實用新型內(nèi)容】
[0005] 本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種帶節(jié)能評估裝置的射汽 真空系統(tǒng)。
[0006] 本實用新型是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：一種帶節(jié)能評估裝置的射汽真空系統(tǒng)， 包括高背壓凝汽器、低背壓凝汽器、蒸汽噴射器、疏水箱和真空栗，真空栗與高背壓凝汽器 和低背壓凝汽器的真空管路連接，其特征在于:蒸汽噴射器有兩臺，分別是第一蒸汽噴射器 和第二蒸汽噴射器，第一蒸汽噴射器的引射流體進口與高背壓凝汽器的真空管路連接，第 二蒸汽噴射器的引射流體進口與低背壓凝汽器的真空管路連接，第一蒸汽噴射器和第二蒸 汽噴射器的工作流體進口均與輔助蒸汽母管連接，第一蒸汽噴射器和第二蒸汽噴射器的混 合流體出口均與疏水箱連接，疏水箱底部設(shè)置有疏水管路，疏水箱頂部設(shè)置減溫水管路，還 包括節(jié)能評估裝置，節(jié)能評估裝置包括DCS控制終端、引射溫度傳感器、引射壓力傳感器、弓丨 射流量計、減溫溫度傳感器、減溫壓力傳感器、減溫流量計、疏水溫度傳感器和疏水壓力傳 感器；引射溫度傳感器、引射壓力傳感器、引射流量計、減溫溫度傳感器、減溫壓力傳感器、 減溫流量計、疏水溫度傳感器、疏水壓力傳感器和真空栗均與DCS控制終端電性連接；引射 溫度傳感器、引射壓力傳感器和引射流量計安裝在輔助蒸汽母管上，減溫溫度傳感器、減溫 壓力傳感器和減溫流量計安裝在減溫水管路上，疏水溫度傳感器和疏水壓力傳感器安裝在 疏水管路上。
[0007] 作為對上述方案的進一步改進，真空栗有三臺，分別是第一真空栗、第二真空栗和 第三真空栗，三臺真空栗并聯(lián)后與高背壓凝汽器和低背壓凝汽器的真空管路連接。
[0008] 作為對上述方案的進一步改進，第一真空栗和第二真空栗的功率大于第三真空栗 的功率。
[0009] 作為對上述方案的進一步改進，第一真空栗和第二真空栗的功率是50%容量的真 空栗。
[0010] 作為對上述方案的進一步改進，第三真空栗還與疏水箱連接。
[0011] 本實用新型相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點：通過DCS控制終端實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的運算和 對各個部分的控制，已達到資源配置最優(yōu)化，使綜合能耗保持最低;通過本方案企業(yè)改造成 本低，可監(jiān)視機組不同負荷下射汽真空系統(tǒng)所取得的節(jié)能效果;可依據(jù)節(jié)能效果進行兩種 真空系統(tǒng)之間在線切換;本方案操作簡單無需對運行人員進行專門的培訓，容易上手。
【附圖說明】
[0012] 圖1是帶節(jié)能評估裝置的射汽真空系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0013] 下面對本實用新型的實施例作詳細說明，本實施例在以本實用新型技術(shù)方案為前 提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本實用新型的保護范圍不限 于下述的實施例。
[0014] 實施例1
[0015] -種帶節(jié)能評估裝置的射汽真空系統(tǒng)，包括高背壓凝汽器11、低背壓凝汽器12、蒸 汽噴射器、疏水箱4和真空栗，真空栗與高背壓凝汽器11和低背壓凝汽器12的真空管路連 接，其特征在于:蒸汽噴射器有兩臺，分別是第一蒸汽噴射器31和第二蒸汽噴射器32，第一 蒸汽噴射器31的引射流體進口與高背壓凝汽器11的真空管路連接，第二蒸汽噴射器32的引 射流體進口與低背壓凝汽器12的真空管路連接，第一蒸汽噴射器31和第二蒸汽噴射器32的 工作流體進口均與輔助蒸汽母管5連接，第一蒸汽噴射器31和第二蒸汽噴射器32的混合流 體出口均與疏水箱4連接，疏水箱4底部設(shè)置有疏水管路41，疏水箱4頂部設(shè)置減溫水管路 42,還包括節(jié)能評估裝置，節(jié)能評估裝置包括DCS控制終端9、引射溫度傳感器71、引射壓力 傳感器61、引射流量計81、減溫溫度傳感器72、減溫壓力傳感器62、減溫流量計82、疏水溫度 傳感器73和疏水壓力傳感器63;引射溫度傳感器71、引射壓力傳感器61、引射流量計81、減 溫溫度傳感器72、減溫壓力傳感器62、減溫流量計82、疏水溫度傳感器73、疏水壓力傳感器 63和真空栗均與DCS控制終端9電性連接；引射溫度傳感器71、引射壓力傳感器61和引射流 量計81安裝在輔助蒸汽母管5上，減溫溫度傳感器72、減溫壓力傳感器62和減溫流量計82安 裝在減溫水管路42上，疏水溫度傳感器73和疏水壓力傳感器63安裝在疏水管路41上。為了 實現(xiàn)對凝汽器射汽真空系統(tǒng)的節(jié)能評估，我們需要充分了解系統(tǒng)改造之后所增加的能源的 消耗與節(jié)省的能源，通過這樣的設(shè)計來獲取數(shù)據(jù)判斷節(jié)能情況。設(shè)置引射溫度傳感器71、弓丨 射壓力傳感器61和引射流量計81是為充分了解系統(tǒng)所增加的能耗，減溫溫度傳感器72、減 溫壓力傳感器62和減溫流量計82是為充分了解系統(tǒng)所增加的能耗，疏水溫度傳感器73和疏 水壓力傳感器63是為充分了解系統(tǒng)所增加的能耗;通過DCS控制終端9實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的運算和 對各個部分的控制，已達到資源配置最優(yōu)化，使綜合能耗保持最低。
[0016] 真空栗有三臺，分別是第一真空栗21、第二真空栗22和第三真空栗23,三臺真空栗 并聯(lián)后與高背壓凝汽器11和低背壓凝汽器12的真空管路連接。
[0017] 第一真空栗21和第二真空栗22的功率大于第三真空栗23的功率。采用兩大一小的 配制，能夠按照實際生產(chǎn)需求靈活調(diào)整真空系統(tǒng)的配制，維持適當真空度的前提下最優(yōu)化 配制，使能量利用效率最高。第一真空栗和第二真空栗的功率是50%容量的真空栗。
[0018] 第三真空栗23還與疏水箱4連接。第三真空栗23能夠讓疏水箱4內(nèi)內(nèi)保持一定的負 壓，減小引射介質(zhì)進口與混合流體出口之間的壓力差，保證第一蒸汽噴射器31和第二蒸汽 噴射器32的工作效率。
[0019] 實施例2
[0020] -種帶節(jié)能評估裝置的射汽真空系統(tǒng)的運行方法，其特征在于步驟如下：
[0021] 步驟一、三臺真空栗同時啟動，快速建立凝汽器真空，使凝汽器真空度達到預(yù)定 值；
[0022]步驟二、通過DCS控制終端9關(guān)閉第一真空栗21和第二真空栗22同時切換投用第一 蒸汽噴射器31和第二蒸汽噴射器32,并計算系統(tǒng)所耗蒸汽等效功率Ρι
[0024] 其中，Dzq是系統(tǒng)所耗蒸汽流量，單位是t/h，由引射流量計81測得上傳至DCS控制終 立而9，
[0025] h為輔助蒸汽母管5蒸汽焓值，1!2為疏水箱4疏水的焓值，單位是kj/kg，
[0026] hi = f(pi，ti)，h2 = f(P2，t2)
[0027] 其中h = f(p，t)由水和水蒸氣性質(zhì)計算公式IAPWS-IF97得出，
[0028] ?1為輔助蒸汽母管5蒸汽壓力，由引射壓力傳感器61計采集，以為輔助蒸汽母管5蒸 汽溫度，由引射溫度傳感器71采集，？2為疏水箱4疏水壓力，由疏水壓力傳感器63采集，^為 疏水箱4疏水溫度，由疏水溫度傳感器73采集;HR為汽輪機組熱耗率，單位是kJ/kWh，HR是機 組耗差系統(tǒng)中當前負荷下的熱耗率；
[0029]步驟三、計算減溫水流量所增加的凝栗耗功P2，
[0030] P2 = P-P'
[0031] P = f7 (Qns)
[0032] P^f7 (Qns-Qjw)
[0033] 其中P和P'是凝結(jié)水流量對應(yīng)的凝結(jié)水栗功率，f"是汽輪機廠家提供的凝結(jié)水流 量與凝結(jié)水栗功率特性曲線，Qns為凝結(jié)水流量，從汽輪機機組控制系統(tǒng)讀取，Q>為疏水箱4 減溫水流量，由減溫流量計82采集；
[0034] 步驟四、計算投用第一蒸汽噴射器31和第二蒸汽噴射器32后機組背壓變化影響的 汽機功率P3，
[0035] P3 = PqjX(k-k，)
[0036] k = f〃（pby)
[0037] k，=f〃（Pby'）
[0038]其中k和k'分別為pby和pby'對應(yīng)的汽輪機背壓對凝汽器的修正系數(shù)，f 〃是汽輪機 廠家提供的背壓對功率的修正曲線，Pby為切換投用第一蒸汽噴射器31和第二蒸汽噴射器32 之前的汽輪機背壓，Pb/切換投用第一蒸汽噴射器31和第二蒸汽噴射器32之后的汽輪機背 壓，P qj為汽輪發(fā)電機組的實時功率，直接從汽輪機控制系統(tǒng)讀取；
[0039]步驟五、計算第一蒸汽噴射器31和第二蒸汽噴射器32的節(jié)能效果Pjn [0040] Pjn = Pzkb-(Pl+P2+P3+Pzkbc)
[0041 ] P zkb - Pzkba+Pzkbb+Pzkbc
[0042] Pzkba=IaX (UaX Φ3Χ%)
[0043] Pzkbb = IbX (UbX <i>bXnb)
[0044] Pzkbc=IcX (UcX Φ cXnc)
[0045] 其中pzkb為切換投用第一蒸汽噴射器31和第二蒸汽噴射器32之前三臺真空栗的功 率之和，Ia、I b和I。分別為投用第一蒸汽噴射器31和第二蒸汽噴射器32之前第一真空栗21、 第二真空栗22和第三真空栗23的電機運行電流，U a、Ub和Uc分別為投用第一蒸汽噴射器31和 第二蒸汽噴射器32之前第一真空栗21、第二真空栗22和第三真空栗23的電機運行電壓， ? a、?b和Φ。分別為投用第一蒸汽噴射器31和第二蒸汽噴射器32之前第一真空栗21、第二 真空栗22和第三真空栗23的電機功率因數(shù)，q a、nb和η。分別為投用第一蒸汽噴射器31和第二 蒸汽噴射器32之前第一真空栗21、第二真空栗22和第三真空栗23的電機效率，P zkb。為投用 第一蒸汽噴射器31和第二蒸汽噴射器32后第三真空栗23的功率，
[0046] Ρζι=?/ X (Uc/ X Φ / Χη/ )
[0047] Ic/、Uc/、Φ c/和nc/分別是投用第一蒸汽噴射器31和第二蒸汽噴射器32后第三真 空栗23的電機運行電流、電機運行電壓、電機功率因數(shù)和電機效率；
[0048] 步驟六、判定節(jié)能效果，切換運行方式
[0049] 當Pjn>0時，機組開始產(chǎn)生節(jié)能收益并累計，DCS控制終端9控制真空系統(tǒng)保持當前 運行方式；當Pj n<〇時，說明射汽真空系統(tǒng)不再節(jié)能，DCS控制終端9控制真空系統(tǒng)啟動第一 真空栗21和第二真空栗22關(guān)閉第一蒸汽噴射器31和第二蒸汽噴射器32并停運第三真空栗 23并停運第三真空栗23。
[0050] 以上僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用 新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保 護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種帶節(jié)能評估裝置的射汽真空系統(tǒng)，包括高背壓凝汽器、低背壓凝汽器、蒸汽噴射 器、疏水箱和真空栗，所述真空栗與高背壓凝汽器和低背壓凝汽器的真空管路連接，其特征 在于:所述蒸汽噴射器有兩臺，分別是第一蒸汽噴射器和第二蒸汽噴射器，所述第一蒸汽噴 射器的引射流體進口與高背壓凝汽器的真空管路連接，所述第二蒸汽噴射器的引射流體進 口與低背壓凝汽器的真空管路連接，所述第一蒸汽噴射器和第二蒸汽噴射器的工作流體進 口均與輔助蒸汽母管連接，所述第一蒸汽噴射器和第二蒸汽噴射器的混合流體出口均與疏 水箱連接，所述疏水箱底部設(shè)置有疏水管路，所述疏水箱頂部設(shè)置減溫水管路，還包括節(jié)能 評估裝置，所述節(jié)能評估裝置包括DCS控制終端、引射溫度傳感器、引射壓力傳感器、引射流 量計、減溫溫度傳感器、減溫壓力傳感器、減溫流量計、疏水溫度傳感器和疏水壓力傳感器； 所述引射溫度傳感器、引射壓力傳感器、引射流量計、減溫溫度傳感器、減溫壓力傳感器、減 溫流量計、疏水溫度傳感器、疏水壓力傳感器和真空栗均與所述DCS控制終端電性連接;所 述引射溫度傳感器、引射壓力傳感器和引射流量計安裝在輔助蒸汽母管上，所述減溫溫度 傳感器、減溫壓力傳感器和減溫流量計安裝在所述減溫水管路上，所述疏水溫度傳感器和 疏水壓力傳感器安裝在所述疏水管路上。2. 如權(quán)利要求1所述一種帶節(jié)能評估裝置的射汽真空系統(tǒng)，其特征在于:所述真空栗有 三臺，分別是第一真空栗、第二真空栗和第三真空栗，三臺所述真空栗并聯(lián)后與所述高背壓 凝汽器和低背壓凝汽器的真空管路連接。3. 如權(quán)利要求2所述一種帶節(jié)能評估裝置的射汽真空系統(tǒng)，其特征在于:所述第三真空 栗還與所述疏水箱連接。4. 如權(quán)利要求2所述一種帶節(jié)能評估裝置的射汽真空系統(tǒng)，其特征在于:所述第一真空 栗和第二真空栗的功率大于所述第三真空栗的功率。5. 如權(quán)利要求4所述一種帶節(jié)能評估裝置的射汽真空系統(tǒng)，其特征在于:所述第一真空 栗和第二真空栗的功率是50%容量的真空栗。
【文檔編號】F28B9/10GK205718536SQ201620685730
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月30日
【發(fā)明人】呂松松, 阮圣奇, 胡中強, 陳裕, 吳仲, 任磊, 邵飛, 徐鐘宇, 陳開峰
【申請人】中國大唐集團科學技術(shù)研究院有限公司華東分公司