電廠真空泵工作液及冷卻水技術(shù)改造

楊順風　李彬　楊勇

摘 要：為了提高真空泵的出力，改善真空泵運行環(huán)境，提高機組的經(jīng)濟效益，對江蘇徐礦綜合利用發(fā)電有限公司兩臺機組的真空泵工作液及冷卻水進行了技術(shù)改造。改造后效果顯著，結(jié)果表明：真空泵出力提高了，機組燃耗降低，真空泵的運行環(huán)境得到了改善，機組安全性得到了提高。

關(guān)鍵詞：水環(huán)式真空泵；技術(shù)改造；經(jīng)濟效益

中圖書分類號：TK264.14 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2012）32-0135-02

1 電廠真空泵概述

現(xiàn)代大型機組多為凝汽式機組，提高真空就是降低排汽壓力Pc。運行中真空形成的原因是低壓缸作完功的乏汽排入凝汽器，遇到溫度較低的冷卻水管，瞬間凝結(jié)成水，因此在凝汽器內(nèi)形成高度真空；而真空的維持，則需要真空泵在正常運行中將凝汽器內(nèi)的不凝結(jié)氣體抽出，大機組多使用水環(huán)式真空泵，原因是其抽單位干空氣量的能耗較低。

江蘇徐礦綜合利用發(fā)電有限公司2×300 MW 循環(huán)流化床機組于2009年底投產(chǎn)，其中#1、#2機組為抽汽凝結(jié)式機組，設(shè)計背壓4.9 kPa，每臺機組配備2臺真空泵，正常一運一備，該公司使用的真空泵為佶締納士機械有限公司生產(chǎn)的TC11E型水環(huán)式真空泵。設(shè)計過冷度應(yīng)不小于4.2℃。如過冷度偏小，就會導致真空泵局部汽蝕，并嚴重影響抽吸能力。冷凝設(shè)計參數(shù)如下：

真空泵工作液補水取自凝結(jié)水，溢流至地溝；工作液冷卻水取自循環(huán)水進水管道，回水至循環(huán)水回水管道。

1.1 水環(huán)式真空泵工作原理

葉輪在泵缸內(nèi)以偏心位置安裝，在泵缸內(nèi)充以適量的工作液體，通常用水做工作液，故名水環(huán)式真空泵。當葉輪旋轉(zhuǎn)時工作液被甩到四周，在泵缸內(nèi)壁與葉輪之間形成一個旋轉(zhuǎn)的液環(huán)，在葉輪輪轂與液環(huán)之間形成一個個月牙形的工作腔室，葉輪葉片又將空腔分隔成若干個互不連通、容積不等的封閉小室，當葉輪旋轉(zhuǎn)到右邊吸氣口，右邊空腔的容積將沿旋轉(zhuǎn)方向逐漸增大，產(chǎn)生真空，被抽氣體便由吸入管吸入到空腔中，同時，左邊腔室的容積沿旋轉(zhuǎn)方向逐漸減小，氣體被壓縮后從排氣管排出。

1.2 冷卻系統(tǒng)對真空的影響

2 改造方案

運行初期，真空泵工作液取自凝結(jié)水補水，工作液冷卻水取自循環(huán)水進水管道，回水至循環(huán)水回水管道。在夏季凝結(jié)水水溫度最高可達40℃，循環(huán)水進水溫度也高達30℃，因此在實際運行中真空泵密封水工作液很難保證有4.2℃的過冷度。隨著水溫接近飽和，其抽氣能力也不斷下降，直至飽和汽化而喪失工作能力，真空度低至

88 kPa以下。為了提高真空泵的出力，保證其正常運行，需對其工作液及冷卻水進行技術(shù)改造，改造后真空泵工作液及冷卻水水源圖如圖1所示，具體改造方案如下：

方案一：改變工作液補充水水源，由原來的凝結(jié)水改為除鹽水。

方案二：改變工作液冷卻水水源，由循環(huán)水改為工業(yè)水，回水仍然回至循環(huán)水回水管道。

方案三：另加一個換熱器，冷卻水取至中央空調(diào)冷卻水，該公司中央空調(diào)有風冷機組一套，水冷機組兩套，每套水冷機組兩組壓縮機，夏季設(shè)定溫度8℃，可保證真空泵冷卻水不斷水且能達到真空泵工作液需要溫度。同時，為保證真空泵正常備用，防止空調(diào)冷卻水故障后真空泵無法運行，該公司決定只改造一臺真空泵，另一臺真空泵工作液冷卻水采用工業(yè)水和循環(huán)水雙路供給，夏季運行空調(diào)水供真空泵，原來的定期切換改為定期試啟。

3 改造結(jié)果及分析

3.1 經(jīng)濟性

3.2 安全性

泵內(nèi)工作液在汽化過程中，工作液接近沸騰會產(chǎn)生大量的氣泡，氣泡的產(chǎn)生與破裂過程會對葉輪造成汽蝕損壞。#1機組在第一次大修過程中發(fā)現(xiàn)其葉輪汽蝕損壞嚴重， 進一步證明了其密封水汽化的事實。根據(jù)葉輪內(nèi)水環(huán)形成的壓力分布，葉頂和葉根是最容易發(fā)生汽蝕的部位，汽蝕破壞了葉輪的動平衡，引起泵體的強烈振動，振壞真空泵的附屬設(shè)備（壓力真空表、壓力開關(guān)、入口氣動門的反饋裝置等），而且會發(fā)出非常大的汽蝕噪聲[7]。因此，真空泵工作液的改造不但提高了機組的經(jīng)濟效益，還大大提高了機組的安全性。

4 結(jié) 語

江蘇徐礦發(fā)電有限公司通過對凝汽機組真空泵進行技術(shù)改造，改善了真空泵工作液冷卻水水源，從而降低真空泵密封水水溫，提高了真空泵出力，使機組燃耗降低，效益提高，獲得了可觀的經(jīng)濟效益，同時改善真空泵運行環(huán)境，防止真空泵汽蝕，大大提高了機組的安全性。

參考文獻：

[1] 葉濤.熱力發(fā)電廠[M].北京：中國電力出版社，2006.

[2] 朱明善，劉穎.工程熱力學[M].北京：清華大學出版社，2010.

[3]李新軍.300 MW提高凝汽器單級單作用水環(huán)式真空泵工作效率的探討[J].節(jié)能，2009，（1）.

[4] 靳智平，王毅林.電廠汽輪機原理及系統(tǒng)[M].北京：中國電力出版社，2006.

[5] 楊世銘，陶文銓.傳熱學[M].北京：高等教育出版社，1998.

[6] 吳河生.300 MW 供熱機組水環(huán)式真空泵系統(tǒng)技術(shù)改造[J].江蘇電機工程，2010，（10）.