一、技術名稱：火電廠凝汽器真空保持節能系統技術
二、技術所屬領域及適用范圍：電力行業火力發電機組，以及冶金、水泥、化工、環保等行業余熱發電機組
三、與該技術相關的能耗及碳排放現狀
凝汽器承擔了汽輪機排汽和冷卻水（江水、河水、海水等）的熱交換，凝汽器冷卻管內形成的污垢不僅對換熱效率產生影響進而降低汽輪機的效率，而且易使凝汽器產生腐蝕穿管、真空惡化等，嚴重影響汽輪機的經濟安全運行。目前該技術可實現節能量26萬tce/a，CO2減排約67萬t/a。
四、技術內容
1.技術原理
汽輪機凝汽器真空保持節能系統（以下簡稱“VUES”）是利用膠球清洗。它能在不停機的情況下自動清除凝汽器污垢，長期保持95%以上的收球率。正常運行后凝汽器清潔度提升并長期保持在0.85以上，從而提高機組性能，降低汽輪機能耗。
2．關鍵技術
（1）凝汽器真空保持節能VUES技術。VUES的原理為依靠壓縮空氣作為動力，在微電腦控制程序的控制下，間歇地將清潔球瞬間同時一次性發射入凝汽器的入口，對凝汽器所有的冷卻管進行擦拭清洗，清洗后的膠球由回收裝置收回；
（2）高效自動反沖過濾器HEAF。能有效的解決發電廠凝汽器冷卻管補充水雜物造成污垢等的問題，并能長期保持清潔，具有顯著的節能減排效果；
（3）冷端優化節能監控系統COS-8000。結合冷卻塔節能改造，循環水泵節能改造，凝汽器節能改造等于專業節能診斷后組合方案，在確保機組安全運行的前提下，通過計算機、通訊、智能控制等先進技術實現對冷端系統的運行狀況及能效進行實時監測及節能統計分析，根據汽機運行的不同工況，對冷端系統的運行數據進行分析的基礎上，對冷端系統的運行進行優化，使機組達到并保持最佳真空的同時，降低冷端系統的能耗，從而實現機組綜合能耗最低和節能量的長期保持；
（4）冷端優化系統。汽機冷端系統節能整體解決方案是以優化汽機冷端系統的運行、提升真空、降低汽機煤耗和冷端設備用電率為目標，以前述的核心技術為基礎，針對目前汽機冷端系統存在的問題進行勘察分析，提出的綜合解決方案。
3．工藝流程
凝汽器及真空系統凝汽器傳熱性能真空嚴密性凝結水系統診斷循環水系統凝汽器清潔度凝汽器汽阻(水阻)凝汽器過冷度真空泵運行狀態循環水泵性能凝結水泵性能循環水系統阻力特性凝結水系統阻力特性凝結水雜用水分配冷端性能診斷凝汽器真空保持系統與凝汽器冷卻水系統一同工作。其工藝流程為每隔30-60min清洗運行一次，每次的清洗流程包括：壓縮空氣儲氣罐加壓，壓力釋放，發球裝置瞬間將膠球發射入凝汽器入口，眾多數量(等同于凝汽器單側入水室冷卻管數量)的膠球對凝汽器冷卻管進行清洗，清洗過后，膠球通過回收裝置被收集回主體柜中的集球器，啟動主體柜內的膠球清潔程序，對膠球進行清洗去污，隨后一次清洗流程結束。其工藝流程見圖1。
五、主要技術指標
1.收球率長期保持95%以上；
2.長期保持凝汽器所有冷卻管清潔；
3.徹底免除停機人工清洗；
4.凝汽器端差顯著下降，有望保持在3-5℃以內（設計水溫下）；
5.凝汽器真空度明顯提升并保持在理想真空值；
6.平均降低汽輪機煤耗2-4g/kWh。
六、技術鑒定、獲獎情況及應用現狀
該技術為行業內“藍海”項目，具有“四唯一體支撐”體系，即創新的節能技術體系，強大的資金支持體系，市場化的運作體系，可靠的項目運營體系。在國內具領先水平。已獲得國家10項專利，并已在4.5MW、6MW、9MW、15MW、60MW、150MW、300MW、600MW等各種規模，數十臺機組上得到成功應用，設備安裝簡便，系統運行可靠，節能效果顯著。
七、典型應用案例
典型案例1：大唐華銀株洲發電有限公司3#、4#機組凝汽器真空保持節能項目
技術提供單位：深圳市世能科泰能源管理技術有限公司
項目背景：該企業3#、4#機組（2×310MW）的循環冷卻水系統采用是開式系統，冷卻水取自江水，水質較差，主要雜物為污泥、水草、藻類、魚蝦、貝類，機組原先安裝有傳統膠球清洗裝置，基本能正常投運，收球率能維持在90%以上，凝汽器裝有二次濾網，但效果很差，無法有效清除雜物，尤其是夏季洪水季節，二次濾網網面嚴重堵塞，壓差甚至達到10KPa以上，需多次半邊隔離人工清雜和清洗，端差4-6℃。經過改造，拆除原有膠球清洗裝置和二次濾網，安裝VUES和HEAF。建設規模：3#、4#機組（2×310MW。主要技改內容：3、4號機組凝汽器膠球清洗系統改造及冷端系統優化。節能技改投資額800萬元。年節能量：6000tce，年降低二氧化碳排放約1.58萬噸，年節約費用480萬元/年，投資回收期2年。
典型案例2：華潤江蘇南熱發電有限責任公司#2機組凝汽器真空保持節能項目
技術提供單位：深圳市世能科泰能源管理技術有限公司
項目背景：該企業#2（600MW）的凝汽器冷卻水系統采用閉式系統，抽取河水沉降后進行直接冷卻，水中雜質多為污泥、纖維、塑料布、填料碎片等，極大影響了機組運行。凝汽器系統原來安裝有膠球清洗裝置，但裝置收球率低，凝汽器冷卻管污垢得不到正常清洗，每次打開人孔門可以明顯觀察到污垢，每年小修或者零檢，均要對凝汽器進行人工高壓水沖洗，沖洗過程中可見大量污泥。經過改造，拆除原有膠球清洗裝置，安裝凝汽器真空保持節能系統（VUES）和高效自動反沖二次濾網。建設規模：1×600MW機組。主要技改內容：2號機組凝汽器膠球清洗系統改造及冷端系統優化。經濟效益：收球率全年長期保持90%以上，凝汽器清潔系數從0.581提升并保持到0.85以上，在額定工況與負荷下，發電熱耗率下降50.698kJ/(kW.h)，發電煤耗下降1.875g/(kW.h)，供電煤耗下降1.968g/(kW.h)，凝汽器和二次濾網徹底免除了停機人工清雜和清洗，系統水阻降低了6.543KPa。在汽輪機組每年節省耗煤超過6000噸，年降低CO2排放約1.58萬噸。直接經濟效益480萬元/年。技改總投資600萬元，回收期2年內。
八、推廣前景及節能減排潛力
根據國家電監會數據統計，全國電力裝機容量達到10.6億kW，成為世界第一電力裝機大國。其中火電裝機容量超過8億kW。單機容量0.6萬kW及以上的機組約7000臺，且約90%容量機組采用水冷卻。水冷機組采用開式冷卻系統的約為20%，而另外80%為閉式循環冷卻。除火電機組外，水泥余熱發電、冶金、化工等行業均有管式冷卻系統，同樣需要保持冷卻水管內壁的清潔，因此均可以采用該技術。預計未來5年，國內推廣份額達20%左右，預計可形成年節能170萬tce，二氧化碳減排能力達449萬t，直接經濟效益約13.6億元/年。
|
