提高氺環式真空泵工作水溫度對凝汽器真空的影響

廖曉倩

（青海油田格爾木社區管理中心，青海海西 817000）

提高氺環式真空泵工作水溫度對凝汽器真空的影響

廖曉倩

（青海油田格爾木社區管理中心，青海海西 817000）

分析了300MW機組中氺環式真空泵工作水溫度對凝汽器的真空的影響。真空泵工作水進口溫度對氺環式真空泵抽氣流量起決定性的作用，在夏季高溫季節，降低真空泵工作水溫度能有效地改善真空泵抽氣能力下降、機組運行真空偏低的問題。

真空泵；工作水溫度；凝汽器

1 概述

發電機組裝機總容量300MW，采用蒸汽聯合循環運行方式，真空系統使用了偏心氺環式真空泵，這種泵的優點是汽水工質損耗小、抽單位干空氣量所需的能耗較低、安全可靠、自動化程度高。

汽輪機凝汽器的壓力一方面受到循環水溫度及凝汽器端差的影響；另一方面受真空泵極限抽吸能力影響。真空泵運行時，極限抽真空能力受到密封水溫度影響，當溫度升高時，抽真空能力降低，凝汽器真空度下降，機組出力下降，因此真空泵密封水應該保持一定的過冷度。

在實際運行中，對真空泵工作水冷卻采用閉式循環冷卻水，但是夏季環境溫度普遍較高的情況下，冷卻水入口溫度達到26℃，加上泵旋轉耗功以及凝汽器內汽水混合物傳遞的熱量，冷卻效果差，工作水的溫度高，可達到35℃以上，導致泵抽真空能力下降，凝汽器真空下降，機組負荷降低。

2 運行分析

2.1真空泵抽真空系統

真空泵為廣東佛山水泵廠制造，型號是2BW4253-0EK4。

真空泵抽真空系統主要由水環式真空泵、電機、汽水分離器、熱交換器、附屬的設備等組成。凝汽器中的氣體經過真空泵的抽吸，經過汽水分離器分離，氣體排入大氣，水進入熱交換器進行冷卻，冷卻后分為兩路：一路直接進入真空泵，作為工作水起到維持真空泵的水環和水環的溫度的作用；另一路進入真空泵入口，冷卻凝汽器來的汽水混合物，提高真空泵的抽真空能力；另外真空泵的冷卻水也來自閉式循環水管路，直接進入熱交換器冷卻工作水，冷卻后進入閉式循環水回路。

真空泵設計參數如下：

最低吸入壓力（極限真空度）：2 200Pa（a）

泵轉速：740r/min

啟動功率：42kW

抽吸能力 ≥35.5 kg/h（入口壓力4.9kPa，冷卻水溫 25℃時）

泵熱交換器的冷卻水量：12.5m3/h，

水質：閉式循環冷卻水

分離器補充水流量 ＜0.5m3/h；溫度＜50℃

但在實際運行中，經常出現排氣壓力偏高、真空下降的現象，這時抽真空能力嚴重下降。運行值班人員通常認為抽真空能力下降是凝汽器本身的問題，如夏季水溫偏高、銅管結垢、腐蝕或堵塞、凝汽器水側泄漏、循環水流量偏小、凝汽器真空系統不嚴密，汽側泄漏導致空氣涌入等，而忽視了真空泵會不會有問題。

由于真空系統不嚴密，漏入的空氣以及隨新蒸汽帶入的少量不凝結氣體最終匯集在凝汽器汽側，通過真空泵抽出凝汽器。真空泵的抽氣能力直接影響凝汽器汽側空氣的聚集程度，而真空泵的抽氣能力主要受其工作水溫度的影響。

2.2系統設計工況

使用的冷凝器設計參數如下：

冷卻面積：6 200m2

冷卻水量：11 000 m3/h

冷卻水溫：20℃

最高冷卻水溫：33℃

凝汽器背壓：4.9kPa（對應設計水溫為20℃）

在設計點工作時，考慮到真空泵的設計參數，在入口壓力4.9kpa、冷卻水溫度為25℃時，真空泵的抽吸能力大于35.5kg/h。4.9kPa對應的飽和壓力近似為33℃，實際運行中，真空泵的壓力應低于凝汽器背壓4.9kPa，因此在不考慮真空泵過冷度的情況下，真空泵正常工作時工作水溫度應低于33℃，工作水溫低于25℃時最佳，真空泵的抽吸能力最大。

2.3實際運行工況

根據實際運行中的情況，循環水入口水溫為22℃左右時，真空泵工作水進口溫度大約為30℃左右，考慮到經過真空泵旋轉的耗功、凝汽器內汽水混合物傳遞的熱量及真空泵的板式換熱器的溫升（設計溫差2℃）等，以及真空泵工作水進出口的溫差，這8℃顯然不大。因此，在實際運行中真空泵工作水水溫很難保證在最佳的設計點工作。

我廠真空泵工作水由閉式循環冷卻水冷卻，但閉式循環冷卻水溫度受氣候影響，特別在夏季炎熱天氣的情況下，隨著閉式循環冷卻水溫度升高，工作水溫接近飽和，其抽氣能力就不斷下降，不凝性氣體將造成傳熱惡化并在凝汽器內積聚破壞凝汽器真空。

在實際運行中，冬季循環水進水水溫最低可達到12℃左右，真空在-67kPa左右；而夏季循環水進水水溫最高可達到26℃左右，真空在-62kPa左右。當循環水溫度為26℃時，真

空泵的工作水溫度可達到34℃左右，此時早已超過了飽和溫度（未考慮真空泵過冷度），部分工作水汽化，使得了真空泵的抽真空能力大大地降低，起不到提高真空的作用。

圖1　不同工作水溫度的真空泵特性曲線

從圖中可以看出，真空泵的抽真空能力隨著工作水溫度的降低而升高。尤其是在抽真空壓力比較低的范圍內這種趨勢更加明顯，我廠的真空泵壓力在此范圍內，因此我們可以通過改變真空泵工作水溫度來達到提高真空泵工作性能的目的。

3 改進與建議

真空泵的工作壓力與凝汽器的壓力是一個動態平衡過程，不管循環水溫度的高低，真空泵的抽吸壓力必須低于凝汽器的壓力，才能把凝汽器內的不凝結氣體抽走。因此，真空泵密封水溫度必須低于排汽壓力對應的飽和溫度，否則就會真空惡化，還會導致真空泵葉輪的汽蝕損壞。

（1）真空泵工作水和冷卻水水源均取自閉式循環水，而閉式循環冷卻水溫度受氣候影響，特別在夏季炎熱天氣的情況下，冷卻水溫度高使得工作水水溫達不到設計的25℃標準，這也成為限制真空泵工作能力提高的一個主要因素。

降低工作水溫度的措施一般有：一、采用低溫的冷卻水冷卻。通過增加制冷設備的方式強制冷卻工作水，但由于強制制冷設備的可靠性差、節能效果差、投資高，實施可能性較小。

（2）可考慮通過加大真空泵板式換熱器的冷卻面積，同時加大密封水的循環冷卻流量，但是根據熱交換器的設計參數：工作水量：10m3/h，工作水入口溫度：25℃，出口溫27.4℃，端差：2℃，即使在最理想的狀況（端差：0℃）下，真空泵的工作水溫度下降的效果也不明顯。

（3）密切注意真空泵工作水出水的溫度，一旦夏季工作水溫度較高時，可打開汽水分離器排污閥，對工作水進行置換，降低工作水溫度，這種方法切實可行，對工作水水溫下降有較明顯的作用。

4 結術語

在機組真空嚴密性較好情況下，真空泵工作水溫度是影響真空泵、凝汽器運行性能的關鍵因素。當工作水溫度升高時，真空泵的抽真空能力會大幅度降低，凝汽器的傳熱性能也會降低，最終降低機組的運行真空。到目前為止，發電機組基本都在使用水環式真空泵，但是都忽視甚至沒有意識到冷卻系統的正常運行對機組背壓和負荷的重大影響，在實際運行中值班人員應給予足夠的重視。

[1] 羅思球.水環式真空泵機組在凝汽器抽真空的應用及介紹[J].通用機械，2004，（2）.

[2] 王興平，黃功文，張林.電廠水環式真空泵冷卻系統的問題及其對機組處理的影響[J].動力工程，2004，24（4）.

Improve Impact Shui-Ring Vacuum Pump Water Temperature on Condenser Vacuum

Liao Xiao-qian

The effect of the vacuum 300MW Unit Shui ring vacuum pump water temperature of the condenser.Vacuum pump water inlet temperature of the Shui ring vacuum pump fl ow play a decisive role in the hot summer season，reducing the water temperature vacuum pump can effectively improve the vacuum pump capacity decreased，the problem of low vacuum unit operation.

vacuum pump；Working water temperature；condenser

TK264.11

A

1003-6490（2016）01-0087-02

2016-01-06

廖曉倩（1988—），女，四川綿陽人，主要從事鍋爐供暖工作。