凝汽器水室真空泵選型計算

吳海泉 郭 浩

（中國能源建設集團安徽省電力設計院有限公司 安徽合肥 230601）

凝汽器水室真空泵選型計算

吳海泉 郭 浩

（中國能源建設集團安徽省電力設計院有限公司 安徽合肥 230601）

通過對我院設計的印尼塔卡拉項目一次直流循環冷卻系統凝汽器水室真空的選型計算，提出了水室真空泵的設置原則及水室真空泵的計算方法。

一次循環；水室真空泵

火力發電廠中凝汽器的循環冷卻水系統可以分為一次直流供水及二次循環供水兩大類。對于一次直流循環凝汽器冷卻水系統常通過虹吸井的設置來降低循環水泵揚程，減少廠用電率。由于采用虹吸井后凝汽器頂部部分管束為負壓，隨著循環水壓力降低、溫度升高而析出的氣體無法排除，需增加水室真空泵。

本文通過對我院設計的印尼塔卡拉項目一次直流循環冷卻系統凝汽器水室真空的選型計算，提出了水室真空泵的設置原則及水室真空泵的計算方法。

1 水室真空泵的功能

（1）機組啟動前，由于循環水泵無法將循環水送至凝汽器頂部換熱管，通過水室真空泵使凝汽器水室形成負壓，保證循環水完全充滿凝汽器。

（2）機組正常運行時，隨著循環水壓力降低、溫度升高，循環水會析出部分溶解氣體聚集在水室頂部的幾排管束內，阻礙循環水流動，減少了凝汽器換熱面積，需要設置水室真空泵將部分此部分氣體排出。

2 凝汽器水室真空泵的選型計算

根據水室真空泵兩個功能，塔卡拉項目真空泵選型應滿足啟動及正常運行工況的要求，具體計算如下：

2.1 機組啟動工況

塔卡拉項目凝汽器參數為：

冷卻面積：6600m2；

冷卻水溫升：7℃；

冷卻水量：22000t/h。

凝汽器的水室內部容積約140m3和換熱管內部容積約30m3，總抽吸容積約170m3，一般按運行2h建立虹吸高度要求，則水室真空泵的流量為：

2.2 機組運行工況

循環冷卻水中含有的飽和空氣量分別與水的溫度和壓力有關，循環水析出氣體的理論依據有以下兩點：

（1）道爾頓分壓定律：混合氣體的總壓等于各組分氣體的分壓之和；

（2）亨利定律：在給定的溫度下，溶解于水中的某種氣體的溶解度與該種氣體在水面所接觸的氣體中的分壓力成正比。

由此根據空氣在各種絕對壓力及相應溫度下水中空氣溶解度曲線，可以確定冷卻水中的析出空氣量。塔卡拉項目凝汽器設計循環水溫度為30℃，全年最低海水溫度20℃，循環水溫升約7℃，由于應采用對應含有飽和空氣量差值最大的條件作為析出空氣量的計算依據，故計算的循環水溫差應為20～27℃。本工程循環水量22000t/h，查表得知20℃水中空氣溶解度18.68ml/L，27℃水中空氣溶解度16.5ml/L，則析出空氣量為：

表1 不同溫度下1L水中溶解空氣量

2.3 吸入壓力

《火力發電廠水工設計規范》（DL/T 5339-2006），“當采用虹吸井時，虹吸利用高度應根據當地最低氣壓、凝汽器換熱后最高水溫和凝汽器出口至虹吸井溢流堰之間的水流阻力，通過計算確定。但凝汽器出口最高點的絕對壓力不宜低于20kPa，一般可采用20～30kPa。”根據規范，一般虹吸高度利用范圍應為7～8m。EBASCO公司設計導則《表面式凝汽器》（MNE-32）中規定：“對淡水冷卻的電廠最大虹吸高度一般不大于8.5m；對于海水冷卻電廠最大虹吸高度不大于7.9m”。

根據以上兩規范及當地氣象情況，本工程凝汽器頂排管道標高約為9.1m，虹吸井堰上水位約2.3m，高度差約6.8m就是本工程機組正常運行時的虹吸高度。則水室真空泵的吸入壓力：

P≈6.8mH2O

根據以上分析計算結果，并考慮設備老化及計算誤差等需對計算結果取10%裕量，得出最終的水室真空參數：7.6mH2O，100m3/h。

3 結論

按本文計算方法選型的水室真空泵已利用在塔卡拉項目中，可以有效排除凝汽器循環水運行中排出的空氣，減小循環水泵功耗，保證電廠安全、經濟運行。

[1]許玉新，薛戟.凝汽器水室真空泵的參數選擇.電站系統工程，2010，5.

[2]趙翠蓮，修恒旭.電站水室真空泵的選型.應用能源技術，2010，8.

TK264.1

A

1004-7344（2016）20-0225-01

2016-7-2