■江蘇省邳州市運河中學 駱安琪

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

汽輪機組啟動前，水環(huán)真空泵能抽吸凝汽器及汽輪機汽側的空氣，使汽輪機處于低真空狀態(tài)，以利于鍋爐疏水的流動。汽輪機運行時，水環(huán)真空泵的主要作用是抽吸并排出凝汽器內(nèi)的未凝結氣體，使水蒸氣能在凝汽器內(nèi)無阻礙地均勻換熱，形成凝汽器真空。

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

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，葉輪旋轉時，工作液被甩到四周，在泵殼內(nèi)壁與葉輪之間形成一個旋轉的液環(huán)，葉輪輪轂與液環(huán)之間形成一個個月牙形的工作腔室，葉輪葉片又將空腔分隔成若干個互不連通、容積不等的封閉小室。

隨著葉輪的旋轉，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，同時左邊腔室的容積沿旋轉方向逐漸減小，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，而水在溫度高于對應汽壓下的飽和溫度時必然會氣化，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)真空泵運行效率的關鍵。

圖1 水環(huán)真空泵結構圖

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)電機組，每臺汽輪機配備2臺水環(huán)真空泵，日常保持一臺真空泵運行，另一臺真空泵備用。每臺真空泵配備一臺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)真空泵補水來自于凝結水泵出口的凝結水。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自循環(huán)水。根據(jù)統(tǒng)計，循環(huán)水年平均溫度在21℃左右，在夏季氣溫較高時，循環(huán)水的溫度在35℃以上，導致工作液溫度升高。

2.凝汽器壓力升高（真空降低）時，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.真空泵分離器補水來自凝結水，排汽溫度較高時不僅不能降低泵的工作液溫度，還會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.以溫度相對較低的除鹽水作為真空泵汽水分離器的補給水，減少進入系統(tǒng)的熱量。

4.深井水冷卻工作液后流入化學補充水箱，然后通過化學補充水泵補給化學車間制除鹽水。深井水循環(huán)利用不會造成水資源的浪費。

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計的核心，對降低水環(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、見效快，為同類型機組真空系統(tǒng)改造起到了一定的借鑒作用。