一、技術(shù)名稱：火電廠凝汽器真空保持節(jié)能系統(tǒng)技術(shù)
二、技術(shù)所屬領(lǐng)域及適用范圍：電力行業(yè)火力發(fā)電機(jī)組，以及冶金、水泥、化工、環(huán)保等行業(yè)余熱發(fā)電機(jī)組
三、與該技術(shù)相關(guān)的能耗及碳排放現(xiàn)狀
凝汽器承擔(dān)了汽輪機(jī)排汽和冷卻水（江水、河水、海水等）的熱交換，凝汽器冷卻管內(nèi)形成的污垢不僅對(duì)換熱效率產(chǎn)生影響進(jìn)而降低汽輪機(jī)的效率，而且易使凝汽器產(chǎn)生腐蝕穿管、真空惡化等，嚴(yán)重影響汽輪機(jī)的經(jīng)濟(jì)安全運(yùn)行。目前該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)節(jié)能量26萬tce/a，CO2減排約67萬t/a。
四、技術(shù)內(nèi)容
1.技術(shù)原理
汽輪機(jī)凝汽器真空保持節(jié)能系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱“VUES”）是利用膠球清洗。它能在不停機(jī)的情況下自動(dòng)清除凝汽器污垢，長(zhǎng)期保持95%以上的收球率。正常運(yùn)行后凝汽器清潔度提升并長(zhǎng)期保持在0.85以上，從而提高機(jī)組性能，降低汽輪機(jī)能耗。
2．關(guān)鍵技術(shù)
（1）凝汽器真空保持節(jié)能VUES技術(shù)。VUES的原理為依靠壓縮空氣作為動(dòng)力，在微電腦控制程序的控制下，間歇地將清潔球瞬間同時(shí)一次性發(fā)射入凝汽器的入口，對(duì)凝汽器所有的冷卻管進(jìn)行擦拭清洗，清洗后的膠球由回收裝置收回；
（2）高效自動(dòng)反沖過濾器HEAF。能有效的解決發(fā)電廠凝汽器冷卻管補(bǔ)充水雜物造成污垢等的問題，并能長(zhǎng)期保持清潔，具有顯著的節(jié)能減排效果；
（3）冷端優(yōu)化節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)COS-8000。結(jié)合冷卻塔節(jié)能改造，循環(huán)水泵節(jié)能改造，凝汽器節(jié)能改造等于專業(yè)節(jié)能診斷后組合方案，在確保機(jī)組安全運(yùn)行的前提下，通過計(jì)算機(jī)、通訊、智能控制等先進(jìn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)冷端系統(tǒng)的運(yùn)行狀況及能效進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及節(jié)能統(tǒng)計(jì)分析，根據(jù)汽機(jī)運(yùn)行的不同工況，對(duì)冷端系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，對(duì)冷端系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行優(yōu)化，使機(jī)組達(dá)到并保持最佳真空的同時(shí)，降低冷端系統(tǒng)的能耗，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)組綜合能耗最低和節(jié)能量的長(zhǎng)期保持；
（4）冷端優(yōu)化系統(tǒng)。汽機(jī)冷端系統(tǒng)節(jié)能整體解決方案是以優(yōu)化汽機(jī)冷端系統(tǒng)的運(yùn)行、提升真空、降低汽機(jī)煤耗和冷端設(shè)備用電率為目標(biāo)，以前述的核心技術(shù)為基礎(chǔ)，針對(duì)目前汽機(jī)冷端系統(tǒng)存在的問題進(jìn)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(tǒng)凝汽器傳熱性能真空嚴(yán)密性凝結(jié)水系統(tǒng)診斷循環(huán)水系統(tǒng)凝汽器清潔度凝汽器汽阻(水阻)凝汽器過冷度真空泵運(yùn)行狀態(tài)循環(huán)水泵性能凝結(jié)水泵性能循環(huán)水系統(tǒng)阻力特性凝結(jié)水系統(tǒng)阻力特性凝結(jié)水雜用水分配冷端性能診斷凝汽器真空保持系統(tǒng)與凝汽器冷卻水系統(tǒng)一同工作。其工藝流程為每隔30-60min清洗運(yùn)行一次，每次的清洗流程包括：壓縮空氣儲(chǔ)氣罐加壓，壓力釋放，發(fā)球裝置瞬間將膠球發(fā)射入凝汽器入口，眾多數(shù)量(等同于凝汽器單側(cè)入水室冷卻管數(shù)量)的膠球?qū)δ骼鋮s管進(jìn)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(dòng)主體柜內(nèi)的膠球清潔程序，對(duì)膠球進(jìn)行清洗去污，隨后一次清洗流程結(jié)束。其工藝流程見圖1。
五、主要技術(shù)指標(biāo)
1.收球率長(zhǎng)期保持95%以上；
2.長(zhǎng)期保持凝汽器所有冷卻管清潔；
3.徹底免除停機(jī)人工清洗；
4.凝汽器端差顯著下降，有望保持在3-5℃以內(nèi)（設(shè)計(jì)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(jī)煤耗2-4g/kWh。
六、技術(shù)鑒定、獲獎(jiǎng)情況及應(yīng)用現(xiàn)狀
該技術(shù)為行業(yè)內(nèi)“藍(lán)海”項(xiàng)目，具有“四唯一體支撐”體系，即創(chuàng)新的節(jié)能技術(shù)體系，強(qiáng)大的資金支持體系，市場(chǎng)化的運(yùn)作體系，可靠的項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)體系。在國(guó)內(nèi)具領(lǐng)先水平。已獲得國(guó)家10項(xiàng)專利，并已在4.5MW、6MW、9MW、15MW、60MW、150MW、300MW、600MW等各種規(guī)模，數(shù)十臺(tái)機(jī)組上得到成功應(yīng)用，設(shè)備安裝簡(jiǎn)便，系統(tǒng)運(yùn)行可靠，節(jié)能效果顯著。
七、典型應(yīng)用案例
典型案例1：大唐華銀株洲發(fā)電有限公司3#、4#機(jī)組凝汽器真空保持節(jié)能項(xiàng)目
技術(shù)提供單位：深圳市世能科泰能源管理技術(shù)有限公司
項(xiàng)目背景：該企業(yè)3#、4#機(jī)組（2×310MW）的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)采用是開式系統(tǒng)，冷卻水取自江水，水質(zhì)較差，主要雜物為污泥、水草、藻類、魚蝦、貝類，機(jī)組原先安裝有傳統(tǒng)膠球清洗裝置，基本能正常投運(yùn)，收球率能維持在90%以上，凝汽器裝有二次濾網(wǎng)，但效果很差，無法有效清除雜物，尤其是夏季洪水季節(jié)，二次濾網(wǎng)網(wǎng)面嚴(yán)重堵塞，壓差甚至達(dá)到10KPa以上，需多次半邊隔離人工清雜和清洗，端差4-6℃。經(jīng)過改造，拆除原有膠球清洗裝置和二次濾網(wǎng)，安裝VUES和HEAF。建設(shè)規(guī)模：3#、4#機(jī)組（2×310MW。主要技改內(nèi)容：3、4號(hào)機(jī)組凝汽器膠球清洗系統(tǒng)改造及冷端系統(tǒng)優(yōu)化。節(jié)能技改投資額800萬元。年節(jié)能量：6000tce，年降低二氧化碳排放約1.58萬噸，年節(jié)約費(fèi)用480萬元/年，投資回收期2年。
典型案例2：華潤(rùn)江蘇南熱發(fā)電有限責(zé)任公司#2機(jī)組凝汽器真空保持節(jié)能項(xiàng)目
技術(shù)提供單位：深圳市世能科泰能源管理技術(shù)有限公司
項(xiàng)目背景：該企業(yè)#2（600MW）的凝汽器冷卻水系統(tǒng)采用閉式系統(tǒng)，抽取河水沉降后進(jìn)行直接冷卻，水中雜質(zhì)多為污泥、纖維、塑料布、填料碎片等，極大影響了機(jī)組運(yùn)行。凝汽器系統(tǒng)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(duì)凝汽器進(jìn)行人工高壓水沖洗，沖洗過程中可見大量污泥。經(jīng)過改造，拆除原有膠球清洗裝置，安裝凝汽器真空保持節(jié)能系統(tǒng)（VUES）和高效自動(dòng)反沖二次濾網(wǎng)。建設(shè)規(guī)模：1×600MW機(jī)組。主要技改內(nèi)容：2號(hào)機(jī)組凝汽器膠球清洗系統(tǒng)改造及冷端系統(tǒng)優(yōu)化。經(jīng)濟(jì)效益：收球率全年長(zhǎng)期保持90%以上，凝汽器清潔系數(shù)從0.581提升并保持到0.85以上，在額定工況與負(fù)荷下，發(fā)電熱耗率下降50.698kJ/(kW.h)，發(fā)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(wǎng)徹底免除了停機(jī)人工清雜和清洗，系統(tǒng)水阻降低了6.543KPa。在汽輪機(jī)組每年節(jié)省耗煤超過6000噸，年降低CO2排放約1.58萬噸。直接經(jīng)濟(jì)效益480萬元/年。技改總投資600萬元，回收期2年內(nèi)。
八、推廣前景及節(jié)能減排潛力
根據(jù)國(guó)家電監(jiān)會(huì)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國(guó)電力裝機(jī)容量達(dá)到10.6億kW，成為世界第一電力裝機(jī)大國(guó)。其中火電裝機(jī)容量超過8億kW。單機(jī)容量0.6萬kW及以上的機(jī)組約7000臺(tái)，且約90%容量機(jī)組采用水冷卻。水冷機(jī)組采用開式冷卻系統(tǒng)的約為20%，而另外80%為閉式循環(huán)冷卻。除火電機(jī)組外，水泥余熱發(fā)電、冶金、化工等行業(yè)均有管式冷卻系統(tǒng)，同樣需要保持冷卻水管內(nèi)壁的清潔，因此均可以采用該技術(shù)。預(yù)計(jì)未來5年，國(guó)內(nèi)推廣份額達(dá)20%左右，預(yù)計(jì)可形成年節(jié)能170萬tce，二氧化碳減排能力達(dá)449萬t，直接經(jīng)濟(jì)效益約13.6億元/年。
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