一种提升并联式抽真空系统运行效率的装置及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及提升并联式抽真空系统运行效率的装置，包括高压凝汽器、低压凝汽器、抽真空系统管路和水环式真空泵，高压凝汽器与低压凝汽器的抽真空系统管路之间通过电动隔离阀相连接，并且抽真空系统管路上分别通过电动隔离阀连接水环式真空泵，若干个水环式真空泵之间并联连接；高压凝汽器和低压凝汽器的抽真空系统管路分别引出一根支管，支管的末端配置不同特性的抽真空设备。本发明专利技术的有益效果是：本发明专利技术提升并联式抽真空系统运行效率的装置，将不同类型的抽真空设备并联在一起，其控制系统可根据外界条件的变化选择最佳的抽真空设备组合参与运行，提高了抽真空系统的抗干扰能力和运行效率。

A device and its control method for improving the operation efficiency of parallel vacuum pumping system

The invention relates to a device for improving the operation efficiency of a parallel vacuum pumping system, which comprises a high-pressure condenser, a low-pressure condenser, a vacuum pumping system pipeline and a water ring vacuum pump. The vacuum pumping system pipeline between the high-pressure condenser and the low-pressure condenser is connected through an electric isolation valve, and the vacuum pumping system pipeline is respectively connected with a water ring vacuum pump and several water rings vacuum pumps through an electric isolation valve The ring vacuum pumps are connected in parallel; the vacuum system pipelines of high-pressure condenser and low-pressure condenser lead out a branch pipe respectively, and the end of the branch pipe is equipped with vacuum equipment with different characteristics. The beneficial effect of the invention is: the device for improving the operation efficiency of the parallel vacuum pumping system of the invention parallels different types of vacuum pumping equipment, the control system can select the best combination of vacuum pumping equipment to participate in the operation according to the change of external conditions, and improves the anti-interference ability and operation efficiency of the vacuum pumping system.

【技术实现步骤摘要】
一种提升并联式抽真空系统运行效率的装置及其控制方法
本专利技术涉及热力发电机组冷端系统中的凝汽器抽真空系统，特别涉及一种提升并联式抽真空系统运行效率的装置和控制方法。
技术介绍
热力发电机组冷端系统是其热力循环一个重要组成部分，其主要由凝汽器、凝汽器抽真空系统、循环水系统等部分组成，为热力循环提供稳定的冷源，凝汽器压力是衡量冷端系统运行状态的一个重要指标，其值每降低1kPa，机组供电煤耗率可下降1％左右，其节能潜力巨大。凝汽器抽真空系统主要作用为抽出漏入凝汽器内的不凝结气体，使凝汽器内的凝结换热过程维持在一个理想的状态，降低凝汽器换热端差和凝汽器压力，增加汽轮发电机组的出力，但是抽真空系统本身也会消耗一定的能量，故抽真空系统运行效率同时考虑这两方面的因素，使整个冷端系统的节能净收益最高。目前，抽真空系统的节能运行受外界干扰因素众多，在正常运行期间，其对凝汽器凝结换热系数的影响规律主要和机组负荷、循环水进水温度、循泵运行方式、凝汽器真空严密性(漏入凝汽器的空气量)等因素相关，且上述这些因素在实际运行过程中时刻变化。其次，在机组启动阶段和正常运行阶段，凝汽器抽真空系统抽吸的工质也有较大的差别，在机组启动阶段抽吸的工质为空气，在正常运行状态，抽吸的工质为空气与蒸汽的混合物(蒸汽分压力远大于空气分压力)。目前抽真空系统设备型式众多(水环式抽真空泵、水环-罗茨真空泵，蒸汽喷射泵)，每种设备都有其固有的最佳工作状态点，在偏离最佳状态点时运行效率较低，目前没有一种抽真空设备能完全适应凝汽器抽真空系统各种边界条件。例如，目前机组一般均配置水环式抽真空系统，在机组启动阶段、凝汽器严密性较差、循环水温升较高的工况时抽吸效率较高，但是当机组凝汽器严密性较好、循环水温升较低时，其运行效率会大幅下降，在此工况下水环-罗茨真空泵效率较高。凝汽器抽真空系统实际运行过程中边界条件(机组负荷、循环水入口温度、循泵运行方式、凝汽器真空严密性)时刻变化，目前尚无一种抽真空设备能完全适应实际运行过程中的所有边界条件，导致抽真空系统设备运行往往偏离其最佳设计工况，运行效率偏低。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中的不足，提供一种提升并联式抽真空系统运行效率的装置及其控制方法，可提升抽真空系统抗外界因素干扰的能力，使其抽真空系统设备能始终处于高效运行区间，能提升并联式抽真空系统的运行效率。这种提升并联式抽真空系统运行效率的装置，包括高压凝汽器、低压凝汽器、抽真空系统管路和水环式真空泵，高压凝汽器与低压凝汽器的抽真空系统管路之间通过电动隔离阀相连接，并且抽真空系统管路上分别通过电动隔离阀连接水环式真空泵，若干个水环式真空泵之间并联连接；高压凝汽器和低压凝汽器的抽真空系统管路分别引出一根支管，支管的末端配置不同特性的抽真空设备，该抽真空设备与水环式真空泵并联连接，支管上设置有电动隔离阀，可实现新增加抽真空设备与原有的水环式真空泵并联或单独运行，抽真空系统的运行方式可在新增的抽真空设备与原有设备间自由切换，增强抽真空系统运行的灵活性。高、低压凝汽器抽真空系统可分别有如下运行方式：表1高、低压凝汽器抽真空系统的运行组合作为优选：支管的末端配置的抽真空设备包括水环-罗茨真空泵组、蒸汽喷射泵或其他类型真空泵，其中水环-罗茨真空泵组抽吸量较小、运行效率较高，蒸汽喷射泵抽吸量较为稳定。本专利技术的抽真空系统有多种运行方式，其控制系统的主要控制目标为根据抽真空系统实际运行边界条件(机组负荷、循环水入口温度、循泵运行组合方式、凝汽器真空严密性)选择最优的抽真空系统运行组合，使抽真空系统运行的综合收益达到最大，这种提升并联式抽真空系统运行效率的装置的控制方法，包括以下步骤：第一步，通过现场试验的方法，建立不同抽真空系统运行方式下，凝汽器换热系数比例关系与凝汽器真空严密性、抽吸量的数学模型。第二步，根据控制系统实时读入的抽真空系统运行边界参数，利用凝汽器换热模型可计算当前抽真空系统运行方式下的实际凝结换热系数K，以及该运行组合对应的实际凝结换热系数和理想凝结换热系数的比值μ，求出该边界条件的理想凝结换热系数K0，然后分别计算该边界条件下，其他抽真空系统运行组合对应的μ1、μ2…μn，最后计算得出其他抽真空系统运行方式下的实际凝结换热系数K1、K2…Kn。第三步，根据第二步的不同抽真空系统运行方式下实际凝结换热系数K1、K2…Kn，利用凝汽器换热模型，可计算得出该运行边界条件下，不同抽真空系统运行方式对应的凝汽器压力pc1、pc2、pc3…pcn，以当前凝汽器压力为基准，根据低压缸变背压微增出力特性关系式，可求出不同抽真空系统运行组合引起的低压缸出力变化值：△Pel1、△Pel2、△Pel3…△Peln。第四步，分别计算各种抽真空系统运行组合的耗能Peh1、Peh2、Peh3…Pehn，对于电动机驱动的抽真空设备，通过测量其实际运行的电流、电压可求出其功率，对于蒸汽驱动的设备，应根据等效焓降法将其消耗的蒸汽折算成等效的功率值。第五步，根据第三步和第四步的计算结果，求出不同抽真空系统运行组合的收益：△Pel1-Peh1、△Pel2-Peh2、△Pel3-Peh3…△Peln-Pehn；以抽真空系统运行收益最大为目标，可得出最优运行组合，在控制系统中输出供运行人员参考调整抽真空系统的运行方式。作为优选：第一步中，建立数学模型的具体方法如下：1)凝汽器内实际凝结换热系数K可通过测量凝汽器热负荷、凝汽器进水温度、循环水流量和凝汽器压力，利用凝汽器换热模型计算得出；为消除抽真空系统运行方式以外的因素对凝汽器换热系数的影响，可通过抽真空系统运行方式切换对比试验的方法来确定不同抽真空系统运行方式下实际凝结换热系数K1、K2、K3、K4…Kn(n为正整数)和理想凝结换热系数K0(凝汽器内空气浓度足够小时)的比值为μ1、μ2、μ3、μ4…μn，切换对比试验期间热力系统应保持一致，使其理想凝结换热系数保持不变，其值可用前苏联别尔曼公式BTИ计算，其计算误差和K值测量误差不会影响K1、K2、K3、K4…Kn之间的比例关系。2)选择若干个真空严密性试验点GTP1、GTP2、GTP3…GTPn(一般为100Pa/min、200Pa/min、300Pa/min……左右)，在相应的凝汽器严密性下，选择若干组对比试验工况，根据步骤1)中的对比试验方法，分别确定每组工况每种抽真空系统运行组合下实际凝结换热系数与理想凝结换热系数的比值μ1、μ2、μ3、μ4…μn，然后根据多组对比试验的结果拟合出μ1、μ2、μ3、μ4…μn与相应抽真空系统运行组合抽吸量表征值间的关系式，分别为μ1(△p,GTP1)、μ1(△p,GTP2)…μ1(△p,GTPn)(水环式真空泵)，μ2(GTP1)、μ2(GTP2)…μ2(GTPn)(蒸汽喷射泵)，μ3(pc，GTP1)、μ3(pc，GTP2)…μ3(pc，GTPn)(水环-罗茨真空泵组)。其中，水环式真空泵的抽吸量主要和△p(凝汽器压力与水环式真空泵工作液温度对应饱和压力的差值)相关本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提升并联式抽真空系统运行效率的装置，其特征在于：包括高压凝汽器、低压凝汽器、抽真空系统管路和水环式真空泵，高压凝汽器与低压凝汽器的抽真空系统管路之间通过电动隔离阀相连接，并且抽真空系统管路上分别通过电动隔离阀连接水环式真空泵，若干个水环式真空泵之间并联连接；高压凝汽器和低压凝汽器的抽真空系统管路分别引出一根支管，支管的末端配置不同特性的抽真空设备，该抽真空设备与水环式真空泵并联连接，支管上设置有电动隔离阀。/n

【技术特征摘要】
1.一种提升并联式抽真空系统运行效率的装置，其特征在于：包括高压凝汽器、低压凝汽器、抽真空系统管路和水环式真空泵，高压凝汽器与低压凝汽器的抽真空系统管路之间通过电动隔离阀相连接，并且抽真空系统管路上分别通过电动隔离阀连接水环式真空泵，若干个水环式真空泵之间并联连接；高压凝汽器和低压凝汽器的抽真空系统管路分别引出一根支管，支管的末端配置不同特性的抽真空设备，该抽真空设备与水环式真空泵并联连接，支管上设置有电动隔离阀。


2.根据权利要求1所述的提升并联式抽真空系统运行效率的装置，其特征在于：支管的末端配置的抽真空设备包括水环-罗茨真空泵组、蒸汽喷射泵或其他类型真空泵。


3.一种如权利要求1所述的提升并联式抽真空系统运行效率的装置的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
第一步，通过现场试验的方法，建立不同抽真空系统运行方式下，凝汽器换热系数比例关系与凝汽器真空严密性、抽吸量的数学模型；
第二步，根据控制系统实时读入的抽真空系统运行边界参数，利用凝汽器换热模型计算当前抽真空系统运行方式下的实际凝结换热系数K，以及该运行组合对应的实际凝结换热系数和理想凝结换热系数的比值μ，求出该边界条件的理想凝结换热系数K0，然后分别计算该边界条件下，其他抽真空系统运行组合对应的μ1、μ2…μn，最后计算得出其他抽真空系统运行方式下的实际凝结换热系数K1、K2…Kn；
第三步，根据第二步的不同抽真空系统运行方式下实际凝结换热系数K1、K2…Kn，利用凝汽器换热模型，可计算得出该运行边界条件下，不同抽真空系统运行方式对应的凝汽器压力pc1、pc2、pc3…pcn，以当前凝汽器压力为基准，根据低压缸变背压微增出力特性关系式，求出不同抽真空系统运行组合引起的低压缸出力变化值：△Pel1、△Pel2、△Pel3…△Peln；
第四步，分别计算各种抽真空系统运行组合的耗能Peh1、Peh2、Peh3…Pehn，对于电动机驱动的抽真空设备，通过测量其实际运行的电流和电压求出其功率，对于蒸汽驱动的设备，根据等效焓降法将其消耗的蒸汽折算成等效的功率值；
第五步，根据第三步和第四步的计算结果，求出不同抽真空系统运行组合的收益：△Pel1-Peh1、△Pel2-Peh2、△Pel3-Peh3…△Peln-Pehn，得出最...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱宝，童小忠，顾伟飞，董益华，罗海华，祝相云，赵佳俊，赵卫正，陈杰，梅益铭，
申请(专利权)人：浙江浙能技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33