淺談羅茨水環真空機組在我廠節能改造中的應用

劉博寰

摘要：本文通過介紹羅茨水環真空機組的系統介紹，在與射水泵的數據對比中論述了羅茨水環真空機組的經濟效益和性能優點。下花園發電廠在真空抽氣系統一直沿用兩臺射水泵抽真空，曾經的這種耗能大，效果差的抽真空系統較難迎合當下實際條件，故而加裝高效真空維持系統，即羅茨水環真空機組作為其有效補充，達到了很好的節能增效的目的。

一、引言：

羅茨水環真空機組選用水環泵作為前級泵比其它真空泵更為有利，它克服了單臺水環泵使用時極限壓力差（機組的極限壓力比水環泵有很大的提高），在一定壓力下抽氣速率低的缺點，同時保留了羅茨泵能迅速工作，有較大抽氣速率的優點，尤其能夠適應抽除大量的可凝性蒸汽。我廠此次加裝此系統正是應用其效率高，能耗低的特點。

二、真空抽氣系統簡介

真空抽氣系統的作用是在汽輪機排氣口建立并保持高度真空。真空系統的工作性能直接影響機組的熱經濟性和運行可靠性。在熱力系統中，需要真空系統抽出的空氣由兩部分組成：一部分是蒸汽中含有的少量空氣，這部分空氣的含量取決于機組的除氧效果，另一部分是從機組負壓部分的不嚴密處漏入時，空氣量漏入的多少取決于機組的真空嚴密性。該系統中，水環真空泵或射水抽氣器是其核心部件。

三、射流泵和水環泵的性能比較

射流泵的優缺點：射流泵內沒有運動部件，所以它具有結構簡單，工作可靠.無泄漏，有自吸能力，加工容易和便于綜合利用等優點。但射流泵的效率較低，特別是在小型或輸送高黏度液體時效率更低，一般情況下射流泵的效率為25%～30%。射流泵通常運用于水噴射真空泵機組配套使用。

水環式真空泵是一種容積式泵，泵體中裝有適量水作為工作液，同時也屬于變容式真空泵。它有如下優點：結構簡單，制造精度要求不高，易加工，吸氣均勻、工作平穩可靠，操作簡單，維修方便。但水環真空泵也有它的缺點，即效率依然較低，在30%左右，較好的也可達到50%。

四、羅茨水環真空機組的引入

羅茨水環真空機組是以羅茨泵為主泵，以水環泵為前級泵串聯而成的。

羅茨水環真空機組選用水環泵作為前級泵比單臺水環真空泵更為有利，它克服了單臺水環泵使用時極限壓力差（機組的極限壓力比水環泵有很大的提高），在一定壓力下抽氣速率低的缺點，同時保留了羅茨泵能迅速工作，有較大抽氣速率的優點，尤其能夠適應抽除大量的可凝性蒸汽。一般情況，單級水環泵極限真空度不高，而目前我國生產的羅茨泵要求的預真空又較高，故實際上不用單級水環泵作為羅茨泵的前級泵，而用能提高極限真空度的雙級水環泵作為前級泵使用，采用雙級水環泵，還可以提高機組的極限真空度。與一般的水環式真空泵相比，具有真空度高以及在高真空度工況下抽速大的特點。

我廠此次針對抽真空系統加裝的高效真空維持系統主要是應用了羅茨水環真空機組效率高，耗能低的特點。

五、我廠節能改造前的使用情況

我廠200MW汽輪發電機真空維持系統配置有2臺射水泵及兩臺射水抽氣器，一般情況下為一運一備運行方式。該系統存在以下幾個問題：

（1）選型偏大。

我廠的抽真空設備主要是射水抽氣器和射水泵。80年代制造單位在設計選型時，主要以快速起機的響應速度（30分鐘內能達到啟機要求真空值）和最大的允許漏氣量作為選型原則，造成抽真空系統在機組正常運行時維持系統真空有較大余量，使廠用電增加，能耗增大。因此，把建立真空的抽真空設備用作維持真空的抽真空設備顯然是浪費能耗的。

（2）效率低：

射水抽氣器自身特性決定了它的效率較低，一般只有10%-15%。

六、我廠加裝高效真空維持（即羅茨水環真空機組）后的效果分析

系統流程具體是：兩臺射水泵均作為高效真空維持系統的備用泵，并聯布置。當水環泵和羅茨泵的任一出現故障，即按甲號射水泵、乙號射水泵的順序依次聯啟以維持高度真空。

高效真空維持裝置運行時羅茨泵、水環泵電機電流在不同工況下有較大變化，下表統計了較為典型的3個工況點：

七、結論

通過數據分析，我廠在應用高效真空維持系統后的節能效率大大提高，最高可達到88.45%，達到了抽真空系統節能改造的預期目的。可見羅茨水環真空機組在抽真空系統中的作用非常明顯，具有相當好的應用前景！

參考文獻

[1]李秀江.高效真空維持裝置在火電廠的應用

[2]下花園發電廠技術改造項目可行性研究報告，2015.3