水環(huán)式
真空泵冷卻系統(tǒng)的概況：
大型發(fā)電機(jī)組的真空系統(tǒng)共，目前大多采用偏心水環(huán)是
真空泵，優(yōu)點(diǎn)是其抽單位干空氣量的能耗較低，但實(shí)際運(yùn)行中，常常會(huì)發(fā)生抽氣能力下降導(dǎo)致排氣壓力偏高的現(xiàn)象，通常都?xì)w咎于凝汽器本身的問題，比如夏季水溫偏高，銅管結(jié)垢，垃圾堵塞，循環(huán)水流量偏小，一般不會(huì)懷疑
真空泵有什么問題。
例如我廠200MW機(jī)組，其凝汽器真空系統(tǒng)單機(jī)組配有2臺(tái)水環(huán)式真空泵，設(shè)計(jì)上為一運(yùn)一備，目前因?yàn)檎婵障到y(tǒng)及凝汽器性能惡化，2臺(tái)同時(shí)投運(yùn)。
機(jī)組在投運(yùn)一段時(shí)間以后，排氣壓力明顯升高，在對(duì)凝汽器進(jìn)行清洗和基礎(chǔ)查漏以后，真空值仍打不到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。由于背壓上升，機(jī)組出力能力下降。對(duì)于運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性產(chǎn)生很大的影響，經(jīng)過現(xiàn)場測(cè)試和資料收集，缺人主要原因不單單是循環(huán)水溫度和凝汽器本身的問題，真空泵冷卻系統(tǒng)也存在著一定影響。個(gè)人認(rèn)為，由于真空泵密封水溫度的波動(dòng)，很容易導(dǎo)致泵內(nèi)流體企劃，嚴(yán)重影響真空泵的抽真空能力，造成凝汽器內(nèi)空氣聚集和背壓升高。
在一次真空泵解體檢查過程中，發(fā)現(xiàn)葉輪已經(jīng)出現(xiàn)汽蝕現(xiàn)象。正式了其密封水汽化的事實(shí)。我廠真空泵由閉式冷卻水進(jìn)行冷卻，在設(shè)計(jì)上雖然真空泵密封用水不會(huì)達(dá)到飽和值，但在實(shí)際運(yùn)行中，由于工業(yè)閉式冷卻水進(jìn)行冷卻，在實(shí)際運(yùn)行中，由于閉式冷卻水系統(tǒng)和真空泵本身板式換熱器因?yàn)榻Y(jié)垢而增大端差，加上設(shè)計(jì)時(shí)密封水過冷度的安全余量較小，因此在運(yùn)行一段時(shí)間后就會(huì)出現(xiàn)問題，現(xiàn)在對(duì)該機(jī)組真空系統(tǒng)的運(yùn)行情況分析。 2 對(duì)機(jī)組出力影響的分析
水環(huán)式真空泵運(yùn)行時(shí)，為了保持抽吸能力。其密封水必須保持一定的過冷度，如水溫升高，則真空泵密封水發(fā)生汽化，其極限抽真空值就是該溫度對(duì)應(yīng)的飽和壓力。因此，凝汽器的壓力實(shí)際受兩個(gè)瓶頸的限制，shou先是循環(huán)水溫度和凝汽器的端差，其次是真空泵的極限抽吸能力，由于凝汽器及其整個(gè)真空系統(tǒng)或多或少的存在泄漏，隨著凝汽器內(nèi)空氣的聚集，這是后凝汽器的壓力手真空泵極限抽真空壓力的限制，與循環(huán)水入口溫度并無直接關(guān)系。 真空泵設(shè)計(jì)過冷度不小于4℃，如果過冷度G小，就會(huì)導(dǎo)致真空泵局部汽蝕，嚴(yán)重影響真空泵的抽吸能力。凝汽器設(shè)計(jì)參數(shù)為冷卻面積34000立方米，冷卻水流量72400立方米每小時(shí)，冷卻水溫度20攝氏度，冷卻水溫升9攝氏度左右，清潔程度95%以上，凝汽器背壓4.9KPA,凝汽器過冷度0.54℃。
假設(shè)在設(shè)計(jì)點(diǎn)工作時(shí)，真空泵的壓力應(yīng)該比凝汽器背壓約小于0.7KPA,以保持空氣的正常流動(dòng)。4.2KPA對(duì)應(yīng)的飽和壓力約為30攝氏度，考慮到真空泵正常運(yùn)行所需要的4.2攝氏度的過冷度，也就是說，此時(shí)真空泵密封水應(yīng)該低于25.8℃才能正常工作。以凝汽器入口水溫20℃為起點(diǎn)，經(jīng)過閉式水換熱器和真空泵板式換熱器的溫升，以及真空泵密封水進(jìn)出口溫升，以及真空泵密封水進(jìn)出口地溫升，這5.8℃顯然不大，還是理想狀況。因此，在實(shí)際運(yùn)行中真空泵密封水很難保證4.2℃的過冷度，隨著密封水溫接近飽和，其抽氣能力也不斷下降，直到飽和汽化而喪失工作能力。 2.2 剛運(yùn)行時(shí)的運(yùn)行情況
機(jī)組剛投運(yùn)時(shí)，真空系統(tǒng)運(yùn)行比較正常。真空泵密封介質(zhì)用水有約1℃過冷度，密封水溫度39℃，其對(duì)應(yīng)的壓力7KPA，此時(shí)真空泵工作壓力為7.5KPA，而凝汽器壓力8.1KPA，兩者直接有0.7KPA，真空泵抽吸能力正常，但過冷度小于設(shè)計(jì)值，可能會(huì)導(dǎo)致葉輪局部汽蝕，汽輪機(jī)排氣壓力對(duì)應(yīng)的冷卻水進(jìn)出口溫度和端差，不受真空泵極限壓力的制約。 2.3 投運(yùn)一年后的運(yùn)行情況
機(jī)組真空泵冷卻系統(tǒng)在運(yùn)行一年后，閉式水冷卻器和真空泵本體熱交換器的端差明顯增大，尤其是真空泵的板式換熱器。
此時(shí)真空泵工作已經(jīng)出現(xiàn)異常，密封水溫度對(duì)應(yīng)的飽和溫度為11.1KPA，已完全飽和汽化，在循環(huán)水入口溫度和溫升都基本不變的情況下，凝汽器壓力升到11.1KPA，兩者幾乎沒有壓差，而實(shí)際熱井出口溫度44攝氏度左右，對(duì)應(yīng)飽和壓力只有8.5KPA，即此時(shí)凝汽器內(nèi)的蒸汽分壓僅為8.6kpa，可以斷定，此時(shí)凝汽器內(nèi)有大量不凝結(jié)氣體，約占凝汽器總?cè)莘e的22%，而凝汽器本身的性能變化并不大，與初投運(yùn)時(shí)排氣壓力8.1kpa比，變化不大。 2.4 影響背壓和出力情況
從剛投運(yùn)時(shí)及投運(yùn)1年后的真空系統(tǒng)運(yùn)行情況的兩個(gè)比較，可以看出在循環(huán)水入口溫度均為25度，溫升也基本一致的情況下，兩者的排氣壓力相差3kpa，這實(shí)際上是由于真空泵密封水溫度的升高，特性曲線的惡化造成的，導(dǎo)致凝汽器內(nèi)積存大量空氣。
資料顯示，在滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，排氣壓力相差1KPA，影響出力約為1%，則3KPA影響機(jī)組出力約為3%。就我廠而言就是約6MW甚**更多，考慮到低負(fù)荷時(shí)和氣溫較低的時(shí)候影響較小，即使降低1%處理計(jì)算，1年凈損失電量為14GWH以上。 預(yù)防和改進(jìn)建議：
通過以上分析可以看出，我廠真空泵的冷卻系統(tǒng)存在先天不足，即過冷度不夠，幾乎沒有一點(diǎn)安全余量。而真空泵的工作壓力和凝汽器的壓力是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡過程，不管循環(huán)水溫度的高度，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(nèi)的不凝結(jié)氣體抽走，因此真空泵密封水溫度必須低于排氣壓力對(duì)應(yīng)的飽和溫度，否則就可能導(dǎo)致真空惡化，還會(huì)導(dǎo)致真空泵葉輪的氣蝕損壞，雖然理論上經(jīng)過閉式水冷卻器冷卻后的閉式水應(yīng)該很干凈，真空泵密封用的也是干凈的除鹽水，設(shè)計(jì)的花惹起應(yīng)該能班組真空泵的冷卻要求，但實(shí)際上在運(yùn)行一段時(shí)間愛你后，這些換熱器大多數(shù)會(huì)產(chǎn)生明顯的水垢，導(dǎo)致端差加大，使得密封水溫度逐漸飽和。
要解決這個(gè)溫度，建議采用以下三種方法：
1 改造我廠冷卻水系統(tǒng)。因?yàn)槲覐S為冷卻塔式循環(huán)冷卻開始水，水質(zhì)較好。所以建議利用循環(huán)水直接冷卻真空泵，盡量減少中間環(huán)節(jié)，這樣可以有效的降低真空泵密封水的溫度。 2 增加真空泵板式換熱器的冷卻面積，同時(shí)加大密封水的循環(huán)冷卻流量，從而進(jìn)一步提高真空泵板式換熱器的出水溫度。
3 密切監(jiān)視真空泵密封水的出水溫度，一旦發(fā)現(xiàn)換熱效果惡化，及時(shí)進(jìn)行清洗。
如果通過1 2項(xiàng)改進(jìn)，尤其是**項(xiàng)，真空泵密封水的過冷度會(huì)達(dá)到6℃，可大大提高運(yùn)行安全余量，確保真空泵冷卻系統(tǒng)的運(yùn)行正常。希望會(huì)再以后的設(shè)計(jì)和實(shí)際運(yùn)行中予以足夠的重視。
