如何提高水環(huán)真空泵效率

■江蘇省邳州市運(yùn)河中學(xué) 駱安琪

為了提高蒸汽在汽輪機(jī)內(nèi)做功的能力，提高蒸汽初參數(shù)、降低汽輪機(jī)的終端參數(shù)是行之有效的手段。水環(huán)真空泵在汽輪機(jī)真空系統(tǒng)中具有不可替代的作用。

汽輪機(jī)組啟動(dòng)前，水環(huán)真空泵能抽吸凝汽器及汽輪機(jī)汽側(cè)的空氣，使汽輪機(jī)處于低真空狀態(tài)，以利于鍋爐疏水的流動(dòng)。汽輪機(jī)運(yùn)行時(shí)，水環(huán)真空泵的主要作用是抽吸并排出凝汽器內(nèi)的未凝結(jié)氣體，使水蒸氣能在凝汽器內(nèi)無(wú)阻礙地均勻換熱，形成凝汽器真空。

提高真空泵的效率能使汽輪機(jī)凝汽器壓力維持在較低的水平，有利于提高汽輪機(jī)效率。

一、水環(huán)真空泵的工作原理

水環(huán)真空泵葉輪在泵殼內(nèi)偏心安裝，葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，工作液被甩到四周，在泵殼內(nèi)壁與葉輪之間形成一個(gè)旋轉(zhuǎn)的液環(huán)，葉輪輪轂與液環(huán)之間形成一個(gè)個(gè)月牙形的工作腔室，葉輪葉片又將空腔分隔成若干個(gè)互不連通、容積不等的封閉小室。

隨著葉輪的旋轉(zhuǎn)，右邊的腔室容積由小變大，凝汽器內(nèi)的空氣與水蒸氣的混合氣體從吸氣口吸入空腔中，同時(shí)左邊腔室的容積沿旋轉(zhuǎn)方向逐漸減小，氣體被壓縮后從排氣管排出。

由于水環(huán)真空泵以水作為工作介質(zhì)，而水在溫度高于對(duì)應(yīng)汽壓下的飽和溫度時(shí)必然會(huì)氣化，排擠吸入的空氣量，使真空泵效率下降。因此，防止水環(huán)真空泵工作液（水）溫度升高是提高水環(huán)真空泵運(yùn)行效率的關(guān)鍵。

圖1 水環(huán)真空泵結(jié)構(gòu)圖

二、真空泵工作液溫度偏高的原因

某火力發(fā)電廠裝備有4×300MW純凝發(fā)電機(jī)組，每臺(tái)汽輪機(jī)配備2臺(tái)水環(huán)真空泵，日常保持一臺(tái)真空泵運(yùn)行，另一臺(tái)真空泵備用。每臺(tái)真空泵配備一臺(tái)管式表面工作液冷卻器，采用循環(huán)水冷卻真空泵工作液。水環(huán)真空泵補(bǔ)水來(lái)自于凝結(jié)水泵出口的凝結(jié)水。水環(huán)真空泵工作液（水）溫度升高主要有以下原因。

1.真空泵工作液冷卻器冷卻水來(lái)自循環(huán)水。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，循環(huán)水年平均溫度在21℃左右，在夏季氣溫較高時(shí)，循環(huán)水的溫度在35℃以上，導(dǎo)致工作液溫度升高。

2.凝汽器壓力升高（真空降低）時(shí)，凝汽器內(nèi)排汽溫度隨之升高，真空泵吸入汽（氣）混合物溫度升高，傳給工作液的熱量也增加，加速了真空泵工作液溫度的上升。

3.真空泵工作液冷卻器采用管式表面式冷卻器，由于換熱效率較低，致使工作液溫度升高。

4.真空泵分離器補(bǔ)水來(lái)自凝結(jié)水，排汽溫度較高時(shí)不僅不能降低泵的工作液溫度，還會(huì)將大量熱量傳遞給工作液，使分離器中的工作液溫度升高。

圖2 一種提高水環(huán)真空泵效率的連接方式

三、降低真空泵工作液溫度的思路

1.在原有工作液冷卻系統(tǒng)的基礎(chǔ)上串聯(lián)一套冷卻器，利用電廠溫度較低的深井水再次冷卻工作液。

2.在真空泵吸氣口的入口管道上加裝噴霧冷卻裝置，用除鹽水降低水蒸氣和空氣的混合氣體溫度，減少混合氣體的容積。

3.以溫度相對(duì)較低的除鹽水作為真空泵汽水分離器的補(bǔ)給水，減少進(jìn)入系統(tǒng)的熱量。

4.深井水冷卻工作液后流入化學(xué)補(bǔ)充水箱，然后通過(guò)化學(xué)補(bǔ)充水泵補(bǔ)給化學(xué)車間制除鹽水。深井水循環(huán)利用不會(huì)造成水資源的浪費(fèi)。

利用多種手段冷卻真空泵工作液從而提高真空泵效率是設(shè)計(jì)的核心，對(duì)降低水環(huán)真空泵工作液溫度、提高真空泵效率提供了一條新思路。與傳統(tǒng)的降溫方法相比，利用深井水降低水環(huán)真空泵工作液溫度的方法投資小、見(jiàn)效快，為同類型機(jī)組真空系統(tǒng)改造起到了一定的借鑒作用。