660 MW機(jī)組凝汽器真空低原因分析及其處理*

陳紅兵，何懷明

（華能國(guó)際電力股份有限公司 長(zhǎng)興電廠，浙江 長(zhǎng)興 313100）

0 引言

印度嘉佳電廠2＊660 MW機(jī)組凝汽器真空系統(tǒng)，采用美國(guó)納氏二級(jí)真空泵，型號(hào)TC－11，正常運(yùn)行兩運(yùn)一備.其工作原理：在泵體中裝有適量的水作為工作液.當(dāng)葉輪按圖中指示的方向順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，水被葉輪拋向四周，由于離心力的作用，水形成了一個(gè)決定于泵腔形狀的近似于等厚度的封閉圓環(huán).水環(huán)的下部分內(nèi)表面恰好與葉輪輪轂相切，水環(huán)的上部?jī)?nèi)表面剛好與葉片頂端接觸（實(shí)際上葉片在水環(huán)內(nèi)有一定的插入深度）.此時(shí)葉輪輪轂與水環(huán)之間形成一個(gè)月牙形空間，而這一空間又被葉輪分成葉片數(shù)目相等的若干個(gè)小腔.如果以葉輪的下部0°為起點(diǎn)，那么葉輪在旋轉(zhuǎn)前180°時(shí)小腔的容積由小變大，且與錐輪上的吸氣口相通，此時(shí)氣體被吸入，當(dāng)吸氣終了時(shí)小腔則與吸氣口隔絕；當(dāng)葉輪繼續(xù)旋轉(zhuǎn)時(shí)，小腔由大變小，使氣體被壓縮；當(dāng)小腔與排氣口相通時(shí)，氣體便被排出泵外.

2012年6月23日8：00接班時(shí)，＃1機(jī)組運(yùn)行，負(fù)荷480 MW，真空為－86.4 k Pa，到10：59下降至－84.5 kPa，此時(shí)3臺(tái)真空泵都已投入運(yùn)行，真空明顯低于正常值，嚴(yán)重影響機(jī)組經(jīng)濟(jì)安全運(yùn)行.

1 原因分析

發(fā)現(xiàn)機(jī)組真空下降后，對(duì)真空系統(tǒng)進(jìn)行了全面檢查，特別是影響凝汽器真空的設(shè)備和管道，發(fā)現(xiàn)3臺(tái)真空泵工作狀態(tài)有差別.根據(jù)就地溫度表顯示，A真空泵工作液入口和出口溫度為48℃和56℃，B真空泵工作液入口和出口溫度為50℃和59℃，C真空泵工作液入口和出口溫度為37℃和56℃.A、B冷卻器入口和出口溫差為8℃和9℃，C泵冷卻器有19℃的溫差，且A、B真空泵入口空氣管道發(fā)燙，溫度明顯高于C真空泵入口空氣管道溫度，B真空泵尤其明顯.同時(shí)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和資料顯示，工作液溫度應(yīng)低于凝汽器熱井水溫6℃以上，否則影響真空，

表計(jì)顯示凝結(jié)水溫度為53℃.經(jīng)綜合分析判斷，原因是工作液冷卻器臟堵厲害，冷卻水流量低，致使冷卻器冷卻效果差，引起工作液溫度過(guò)高，達(dá)到飽和汽化，造成真空泵抽吸效率嚴(yán)重下降，導(dǎo)致空氣在凝汽器中積聚，凝汽器的真空下降，嚴(yán)重影響機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性.

2 處理后效果

聯(lián)系檢修人員對(duì)A、B真空泵工作液冷卻器分別進(jìn)行停泵清洗.清洗前先對(duì)運(yùn)行泵加裝臨時(shí)淋水裝置對(duì)工作液降溫.12：30停運(yùn)B真空泵清洗，15：46清洗結(jié)束投入運(yùn)行，真空有－87.5 kPa上升至－89 kPa，工作液出口溫度為38℃.18：00 A真空泵清洗完畢投入運(yùn)行，真空上升至－90.4 kPa，工作液出口溫度36℃.

3 水環(huán)式真空泵工作液溫度過(guò)高對(duì)凝汽器真空的影響

3.1 水環(huán)式真空泵的運(yùn)行特性

水環(huán)式真空泵的運(yùn)行特性如圖1所示（圖1a中的進(jìn)氣量為干燥大氣加飽和蒸汽的進(jìn)氣量，從上到下3條斜線依次表示抽吸壓力下飽和溫度與冷卻水入口溫度之差分別為16.7，13.9，10.6 e時(shí)的特性線）.由圖1不難看出，當(dāng)冷卻水溫度降低時(shí)，真空泵抽吸能力會(huì)有所提高，真空泵的出力也會(huì)隨之提高.

在實(shí)際運(yùn)行中，因?yàn)槔鋮s水對(duì)工作液的冷卻達(dá)不到設(shè)計(jì)效果，尤其在夏季室外氣溫較高，水環(huán)式真空泵的工作液溫度升高而汽化，使密閉的月牙形空腔內(nèi)有部分氣體來(lái)自工作液汽化的氣體，減少了對(duì)凝汽器內(nèi)的不凝結(jié)氣體的抽吸量使水環(huán)式真空泵的出力下降.同時(shí)，泵內(nèi)的運(yùn)行工況變得極其惡劣，造成真空泵葉輪氣蝕，嚴(yán)重時(shí)造成設(shè)備損壞，對(duì)機(jī)組的安全運(yùn)行將構(gòu)成嚴(yán)重威脅.

圖1 水環(huán)式真空泵的運(yùn)行特性

3.2 水環(huán)式真空泵工作液溫度的影響

水環(huán)式真空泵的性能與被抽吸氣體的狀態(tài)、工作液的溫度及性質(zhì)有關(guān)，通常只給出規(guī)定條件下的特性曲線.當(dāng)實(shí)際工作條件與規(guī)定條件不同時(shí)，必須對(duì)其特性曲線進(jìn)行修正.工作液的溫度對(duì)吸氣量的影響很大，水溫升高，抽氣量減少.定量的變化可按下式進(jìn)行換算：

式中：ps（15）、ps（t）分別為工作液溫為15℃和t時(shí)飽和蒸汽壓力，k Pa；Ga（15）、Gat分別為工作液溫為15 ℃和t時(shí)吸氣量，m3／min.

在其它條件不變的情況下，對(duì)于水環(huán)式真空泵，工作液溫度的升高，對(duì)應(yīng)飽和蒸汽壓力升高，抽汽量減少，使得水環(huán)式真空泵抽吸空氣量減少，空氣污染在凝汽器內(nèi)積聚，影響凝汽器的換熱效果；抽氣口的氣氣混合物中的空氣分壓力增加，總壓力也隨之增加，使得凝汽器的背壓升高，真空度下降，還將使凝結(jié)水中含氧量增加，對(duì)低壓設(shè)備產(chǎn)生腐蝕，嚴(yán)重時(shí)影響凝汽器的性能.由此可看出，水環(huán)式真空泵的工作液溫度對(duì)凝汽器真空度、抽氣量均有很大的影響，因此必須要保證工作液溫度的正常.

4 結(jié)論和建議

4.1 結(jié)論

真空泵冷卻水溫度直接決定了真空泵工作液溫度，對(duì)真空泵的抽氣能力有決定的影響因素.一般真空泵冷卻水取自凝汽器循環(huán)水或閉式水，夏季，在循環(huán)水溫度較高的情況下，工作液的溫度裕量較小，故而在保證冷卻水流量的情況下降低真空泵冷卻水溫度，對(duì)降低機(jī)組真空，提高機(jī)組經(jīng)濟(jì)性有著極其重要的意義.同時(shí)，也能有效地防止真空泵轉(zhuǎn)子氣蝕，提高機(jī)組的穩(wěn)定性.

4.2 建議

在夏季工況下，真空泵采用循環(huán)水或閉式水冷卻工作液，常因循環(huán)水溫度或閉式水溫度過(guò)高導(dǎo)致真空泵的抽吸能力下降，效率降低，因此可采用電廠中央空調(diào)冷凍水（其溫度可在7～20℃范圍內(nèi)調(diào)整）冷卻真空泵的工作液，也可采用在循環(huán)水中摻用深井水（常年溫度為4℃）冷卻真空泵的工作液，以提高凝汽器的真空，經(jīng)濟(jì)效果可觀.

［1］章建葉.凝汽器水環(huán)式真空泵的原理和運(yùn)行［J］.浙江電力，2000，19（3）：52－54.

［2］羅思球.水環(huán)真空泵機(jī)組在凝汽器抽真空的應(yīng)用及介紹［J］.通用機(jī)械，2004（2）：28－31.

［3］李 勇，孟芳群.凝汽器最佳真空確定方法的改進(jìn)［J］.汽輪機(jī)技術(shù)，2005，47（2）：84－86.