彭長俊

(重慶旗能電鋁有限公司，重慶 401420)

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火電廠單級(jí)水環(huán)真空泵成套機(jī)組改造

彭長俊

(重慶旗能電鋁有限公司，重慶 401420)

摘要：因多年運(yùn)行的汽蝕累積作用而損壞的單極真空泵無法正常運(yùn)行，嚴(yán)重影響了機(jī)組運(yùn)行的安全性。針對(duì)這一問題，將其更換為抗汽蝕性較好的雙擊錐體真空泵，減弱甚至避免了汽蝕現(xiàn)象的產(chǎn)生，不但提高了機(jī)組運(yùn)行的安全性，還降低了運(yùn)行成本。

關(guān)鍵詞：水環(huán)真空泵；火電廠；汽蝕；改造

重慶旗能電鋁有限公司每臺(tái)2×330 MW機(jī)組配有2臺(tái)2BW4 353-0Ek4水環(huán)真空泵成套機(jī)組，由于真空泵多年運(yùn)行的汽蝕累積作用而使其葉輪破裂，無法正常運(yùn)行，影響了機(jī)組運(yùn)行的安全性。為了解決這一問題，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，將原單級(jí)水環(huán)真空泵更換為TFVP350D-0EK4型雙級(jí)錐體真空泵，改造后效果顯著,減弱甚至避免了汽蝕現(xiàn)象的產(chǎn)生，改善了運(yùn)行環(huán)境，延長了使用壽命，機(jī)組安全性得到提高，并降低了運(yùn)行成本。

1設(shè)備概況

重慶旗能電鋁有限公司2×330 MW機(jī)組，各配有2臺(tái)單級(jí)水環(huán)真空泵。投產(chǎn)以來，運(yùn)行工況均能滿足設(shè)計(jì)要求，但機(jī)組發(fā)電時(shí)水環(huán)真空泵長期在高真空區(qū)段運(yùn)行，所產(chǎn)生的噪音及振動(dòng)值偏大，相繼出現(xiàn)葉輪汽蝕破損現(xiàn)象，降低了真空泵機(jī)組出力，影響機(jī)組安全運(yùn)行[1]。

現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的單級(jí)平面真空泵2BW4 353-0Ek4機(jī)組，在電廠中運(yùn)用時(shí)帶有大氣噴射器組件，它主要作用是將真空泵由高真空區(qū)段(-93～-98 kPa)轉(zhuǎn)移至較低區(qū)段(-92～-88 kPa)運(yùn)行，減少汽蝕現(xiàn)象的產(chǎn)生，延長葉輪的使用壽命，振幅和噪聲也可得到改善[2]。但由于大氣噴射器對(duì)電廠某些工況提高真空度效果不明顯，真空泵組由高真空區(qū)段(-93～-98 kPa)轉(zhuǎn)移至較低區(qū)段(-92～-88 kPa)運(yùn)行時(shí)，大氣噴射器導(dǎo)致泵運(yùn)行電流增加約20 A，加大了電廠的能耗，影響機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性能。另外，由于真空泵在高度真空區(qū)段運(yùn)行，汽蝕現(xiàn)象很難避免，即使葉輪采用了抗汽蝕的不銹鋼304材質(zhì)，但是長期運(yùn)行累積的汽蝕破壞也已使真空泵不能滿足運(yùn)行要求，嚴(yán)重影響機(jī)組的安全運(yùn)行[3]。

為了解決這一問題，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，對(duì)其中一臺(tái)機(jī)組進(jìn)行改造，將原單級(jí)水環(huán)真空泵更換為TFVP350D-0EK4型雙級(jí)錐體真空泵。其工作過程中通過兩級(jí)壓縮，大大減小單級(jí)壓縮比，再加上進(jìn)排氣結(jié)構(gòu)上的特殊設(shè)計(jì)，在很大程度上減弱了汽蝕破壞，甚至避免了汽蝕的發(fā)生[4]。

2改造方案

現(xiàn)在使用的單級(jí)真空泵與將要使用的雙級(jí)泵各自的優(yōu)缺點(diǎn)如表1所示。

表1　雙級(jí)錐體水環(huán)真空泵與單級(jí)平面水環(huán)真空泵的比較

表1　(續(xù))

在改造過程中，更換泵體電機(jī)、進(jìn)排氣管、汽水分離器組件、過渡底座等。其余如熱交換器、氣動(dòng)蝶閥、壓力和壓差開關(guān)、各水汽接管等均不更換。改造的現(xiàn)場(chǎng)情況如圖1所示。

(a)　2#機(jī)組(BW4 353-0Ek4)現(xiàn)場(chǎng)布置圖(改造前)

(b)　2#機(jī)組(TFVP350D2)現(xiàn)場(chǎng)布置圖(改造后)

3改造前后技術(shù)與經(jīng)濟(jì)分析

改造前后真空泵的運(yùn)行情況分別如表2和表3所示。從表2中可以看出，噪聲值已超過小于85 dB的設(shè)計(jì)要求，振幅也較大。另外，在停機(jī)檢修時(shí)，發(fā)現(xiàn)葉輪、輪轂等部位具有明顯的汽蝕破壞情況。

表2　2#機(jī)組2BW4 353-0EK4運(yùn)行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)

表3　2#機(jī)組TFVP350D運(yùn)行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)

對(duì)表2、表3進(jìn)行比較后可以看出，改造后真空泵的運(yùn)行噪聲降低15～20 dB，振幅降低0.01～0.02 mm，運(yùn)行環(huán)境得到了改善。從噪聲和振幅減小的情況可以看出，改造后的真空泵抗汽蝕性能更好。并且，雙級(jí)錐體水環(huán)真空泵大成套機(jī)組只配套90 kW電機(jī)，運(yùn)行電流在110 A左右，相比原機(jī)組運(yùn)行電流下降130 A左右。而具備同等抽氣能力的單級(jí)平面真空泵要配套160 kW電機(jī)， 配套功率要明顯小于單級(jí)平面圓盤型真空泵，按接入網(wǎng)電價(jià)0.3 元/(kW·h)計(jì)算，改造后每臺(tái)真空泵每年可節(jié)省用電約18萬元。加上可長期無故障運(yùn)行，維修頻率低，維修更換部件少，所以改用雙級(jí)錐體真空泵后，每年可節(jié)省大量的運(yùn)行成本。

4結(jié)束語

改造后，TFVP350D真空泵機(jī)組能夠更好地滿足抽吸真空工況要求，避開汽蝕破壞點(diǎn)，振幅和噪音更小，運(yùn)行更平穩(wěn)。同等工況運(yùn)行，TFVP350D真空泵機(jī)組運(yùn)行電流大大小于單級(jí)平面真空泵2BW4 353-0Ek4機(jī)組，更加節(jié)能。改造后真空泵葉輪使用壽命在原真空泵基礎(chǔ)上提高3年以上，可降低維護(hù)成本。

參考文獻(xiàn)：

[1]齊復(fù)東.電站凝汽設(shè)備和冷卻系統(tǒng)[M].北京：水利電力出版社，1990.

[2]王朝暉.泵與風(fēng)機(jī)[M].北京：中國石化出版社，2007.

[3]賀禮清.工程流體力學(xué)[M].北京：石油工業(yè)出版社，2004.

[4]朱明善.工程熱力學(xué)[M].北京：清華大學(xué)出版社，1995.

A Study on the Renovation of the Integral Unit of the Single-stage Water-ring Vacuum Pump in the Thermal Power Plant

PENG Changjun

(Chongqing Qineng Electricity&. Aluminum Co., Ltd.，Chongqing 401420，P.R.China)

Abstract：The single-stage water-ring vacuum pump was damaged by cavitation accumulation after years of operation and seriously affected the security of the operation of the unit．In order to solve it，the pump has been replaced by the anti-cavitation two-stage cone-type vacuum pump which can lessen and even avoid cavitation，enhance the security of the operation of the unit and reduce the operating cost．

Key words：water-ring vacuum pump；thermal power plant；cavitation；renovation

收稿日期：2015-08-29

作者簡介：彭長俊(1981-)，熱能與動(dòng)力助理工程師，主要從事火力發(fā)電廠運(yùn)行工作。

中圖分類號(hào)：TM621.4

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1008-8032(2016)01-0041-03