【康沃真空網(wǎng)】熱力發(fā)電廠是將熱能轉(zhuǎn)換為電能的工廠，一般通過蒸汽作為動(dòng)力源，將水在鍋爐中加熱為蒸汽，高溫高壓的水蒸氣推動(dòng)蒸汽輪機(jī)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)工作，蒸汽經(jīng)過汽輪機(jī)后，在冷凝器中凝結(jié)，冷凝后的水再進(jìn)入鍋爐，開始下次蒸汽循環(huán)。不同的熱電站之間的最大差異是提供的熱源不同，有化石燃料、核能、太陽能、生物燃料和垃圾焚燒等。從發(fā)電機(jī)組的工作原理可以看出，發(fā)電廠的三大主機(jī)主要包括：鍋爐、汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)。鍋爐給水提供熱能，產(chǎn)生水蒸氣，汽輪機(jī)為熱能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能的動(dòng)力機(jī)，發(fā)電機(jī)是將動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電能的設(shè)備，整個(gè)過程完成了熱能—機(jī)械能—電能的轉(zhuǎn)換過程。下圖所示為一個(gè)典型的煤電廠的工藝圖示:
燃煤火力發(fā)電廠示意圖（1. 冷卻塔 2. 冷卻水泵 3. 輸電線路 4. 升壓變壓器 5. 發(fā)電機(jī) 6. 低壓蒸汽輪機(jī) 7. 冷凝泵，8. 表面冷凝器 9. 中壓 汽輪機(jī) 10. 蒸汽控制閥 11. 高壓 汽輪機(jī) 12. 除氧器 13. 給水加熱器 14. 煤炭 輸送帶 15. 煤 料斗 16. 煤炭粉碎機(jī) 17. 鍋爐汽鼓 18. 底灰 料斗 19. 過熱器 20. 強(qiáng)制通風(fēng) (draft) 風(fēng)機(jī) 21. 再熱器 22. 燃燒 進(jìn)氣口 23. 控煤器 24. 空氣預(yù)熱器 25. 靜電除塵器 26. 風(fēng)機(jī) 27. 煙囪）
火電凝汽器真空
當(dāng)高溫高壓的的蒸汽通過汽輪機(jī)后，氣體的溫度和壓力均下降，當(dāng)這部分氣體進(jìn)入冷凝器后，大部分轉(zhuǎn)換為液態(tài)水，少量的未冷凝的水蒸氣和泄露空氣進(jìn)入真空泵，排入大氣，真空系統(tǒng)在冷凝器后提供了一個(gè)負(fù)壓的環(huán)境，保證了高能量的水蒸氣在汽輪機(jī)中充分的膨脹，這就使得真空泵的性能會(huì)顯著的影響汽輪機(jī)的熱能轉(zhuǎn)換效率。
了解熱工學(xué)的小伙伴都知道，汽輪機(jī)就是一個(gè)動(dòng)力機(jī)的模型，主要是利用工質(zhì)的膨脹而獲得機(jī)械能，當(dāng)工質(zhì)也就是蒸汽流過汽輪機(jī)時(shí)，由于進(jìn)出口的速度變化不大（動(dòng)能不變），高度差也很?。ㄎ荒懿蛔儯液芸焱ㄟ^汽輪機(jī)，來不及與外界熱交換（絕熱），所以汽輪機(jī)提供的軸功等于蒸汽的焓降。當(dāng)真空度越高，氣體膨脹的越充分、溫度越低、焓降越大，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)換的軸功也就越多，熱電效率也就提高了。目前熱電機(jī)組仍有相當(dāng)量的熱焓沒有被利用而浪費(fèi)在了冷凝器當(dāng)中，熱電轉(zhuǎn)換效率一般不足50%，火電廠的裝機(jī)量一般較大，這也使得火電凝汽器真空機(jī)組仍然有很大的優(yōu)化和節(jié)能空間。
火電凝氣器真空系統(tǒng)的主力真空泵為水環(huán)泵，水環(huán)泵的極限真空和抽速受到冷卻水溫的顯著影響，冷卻水主要來自于冷水塔，冷水塔的溫度在夏季明顯高于冬季，凝汽器背壓真空是根據(jù)冷凝溫度確定的，所以夏季冬季機(jī)組運(yùn)行背壓并不相同，夏季壓力要高一些。
火電凝汽器真空泵節(jié)能改造
冷凝器真空系統(tǒng)中，雖然氣體經(jīng)過了冷凝器后再進(jìn)入真空泵中，但真空所抽氣相仍有很大一部分是可凝水蒸氣。當(dāng)泄露量（即不凝氣相）一定，如果進(jìn)一步降低冷凝溫度，就可以用更小功率的真空泵滿足抽速要求，達(dá)到節(jié)能效果。由于冷卻水所能提供的冷量有限，尤其是冬天，很難進(jìn)一步降低水溫，更低溫的冷卻水需要消耗制冷壓縮機(jī)的功率，這樣很難起到節(jié)能效果。
阿特拉斯·科普柯真空技術(shù)團(tuán)隊(duì)針對(duì)火電凝汽器真空系統(tǒng)提出了節(jié)能改造方案：先將被抽氣體加壓，然后仍然用循環(huán)冷卻水冷卻，可以達(dá)到降低水蒸氣與空氣容積比的效果，且不額外消耗能量，這樣能更好的提高真空泵效率，與常用600MW火電機(jī)組所配真空泵組計(jì)算相比較，這種方案年平均節(jié)能率可達(dá)到62%，具體節(jié)能可以根據(jù)具體機(jī)組數(shù)據(jù)進(jìn)行選型計(jì)算，但大幅度節(jié)能真空泵是可行的。
除此以外，定頻真空泵是無法根據(jù)實(shí)際凝汽器冷凝溫度找到理想真空的，而理想真空恰恰是滿意的熱電轉(zhuǎn)換效率的保證；所以，我們提供的真空解決方案中，配置變頻的羅茨泵，通過自動(dòng)控制系統(tǒng)計(jì)算和調(diào)整泵速，滿足需要四季的理想真空，達(dá)到滿意的發(fā)電效率需求，進(jìn)一步提高了熱電轉(zhuǎn)換效果。
