스팀 제트 및 액봉식 진공 시스템의 성능 모니터링

대형 표면 응축기는 발전소에서 배기 증기를 재활용하고 최적의 터빈 작동을 위해 적절한 진공을 유지하는 데 사용됩니다. 응축기 내부의 진공 누출은 작동 압력(터빈 배압이라고 함)을 증가시켜 터빈 출력과 효율을 감소시킵니다.

진공 펌프 시스템은 누출(공기 누출이라고도 함)로 인해 응축기 내에 축적된 공기 및 비응축성 가스를 제거하는 데 사용됩니다. 저하된 응축기 진공 시스템 용량은 과도한 공기 누출과 마찬가지로 응축기 성능에 해로운 영향을 미칩니다.

둘 다 터빈에서 증기를 응축하는 데 사용되는 냉각수를 운반하는 튜브를 둘러싸는 공기 제거 섹션을 넘어 연장되는 지역적 공기 축적과 비응축성 가스로 인해 응축기 압력이 증가합니다. 공기 저장이라고 하는 이러한 축적은 해당 영역 내 열 전달을 저하시킵니다.

일반적으로 응축기의 설계 성능 곡선은 진공 시스템의 입구 압력을 결정합니다. 높은 공기 유입 또는 낮은 진공 펌프 시스템 성능으로 인해 공기 저장이 발생하므로 진공 시스템이 응축기 압력을 결정합니다. 이는 콘덴서가 더 이상 설계 성능 곡선에 따라 작동하지 않음을 의미하며, 이로 인해 플랜트 작동 효율성이 저하되어 전기 생산량이 낮아질 수 있습니다.

이러한 관계는 공기 누출과 진공 시스템 작동 용량을 모두 모니터링하는 것의 중요성을 강조합니다. 응축기와 진공 시스템 입구 사이의 공기 추출 라인에 위치한 다중 센서 장비는 진공 시스템의 누출 공기 및 작동 용량을 직접 측정하여 이러한 두 가지 조건을 구별할 수 있습니다. 이 기기에서 제공하는 측정값을 사용하여 진공 시스템 성능을 분석할 수 있습니다.

진공 시스템 내에서 진공을 생성하는 데 사용되는 두 가지 주요 구성 요소는 SJAE(증기 제트 공기 이젝터)와 LRVP(액봉식 진공 펌프)입니다. SJAE의 성능은 흡입 입구의 질량 유량 대 절대 ​​압력으로 정의됩니다. 제조업체는 이 두 매개변수 간의 예상 관계를 보여주는 설계 성능 곡선을 제공합니다. 실제 작동 성능은 측정된 총 질량 유량과 시간 경과에 따른 절대 압력을 평가하여 결정됩니다. LRVP는 용적 펌프이며 성능은 용적 유량 대 절대 ​​압력으로 정의됩니다. 이러한 매개변수 간의 관계는 제조업체가 제공하는 설계 성능 곡선에 표시됩니다. LRVP의 실제 작동 성능은 시간 경과에 따른 흡입 입구의 절대 압력과 실제 체적 유량을 평가하여 결정됩니다.

이미지 1은 증기 제트 이젝터 성능 평가를 보여줍니다. 이 평가에서는 SJAE의 측정된 작동 용량을 제조업체의 성능 곡선과 검정색으로 겹쳐진 컬러 데이터 포인트로 보여줍니다. 측정된 데이터 포인트는 계절별 온도 변화가 성능에 미치는 영향을 나타내는 시간 척도에 따라 색상이 지정됩니다. 진공 시스템 출력은 응축기 압력 변화에 따라 제조업체의 성능 곡선을 따라 위아래로 이동합니다. 이 예에서 측정된 SJAE 용량은 설계 곡선과 거의 일치합니다.

진공 펌프 시스템은 일반적으로 100% 예비 용량 세트로 설치됩니다. 여기서 SJAE 또는 LRVP 중 하나는 작동 중이고 다른 하나는 격리된 대기 예비용으로 작동하지 않습니다. 이 구성을 사용하면 성능이 저하된 펌프를 식별하기 위해 작동 용량을 나란히 비교하여 빠르고 간단한 성능 평가를 얻을 수 있습니다. 펌프 용량 비교 테스트는 한 번에 하나의 펌프를 가동한 후 서로의 용량과 제조사의 성능 곡선을 비교하는 방식으로 수행됩니다. 이는 SJAE 제트의 경우 질량 흐름(시간당 파운드[lbs/hr]) 대 압력을 관찰하고, LRVP의 경우 체적 흐름(실제 분당 입방 피트[ACFM]) 대 압력을 관찰하여 수행할 수 있습니다.

테스트를 수행하는 동안 발전 장치 부하는 테스트 기간 동안 ±2% 이내로 안정적이어야 하므로 최소 1시간의 안정적인 부하 테스트 일정을 잡을 수 있습니다. 공정 매개변수가 안정화되는 데 충분한 시간을 허용하기 위해 안정된 조건을 최소 30분 동안 유지합니다. 각 펌프의 실제 체적 유량(또는 스팀 제트의 경우 질량 유량)과 압력 판독값을 서로 비교하고 제조업체의 성능 곡선을 비교하여 펌프 성능을 확립하고 저하 여부를 평가합니다.