王大偉

摘要：電廠的真空水平是衡量機組健康程度、節(jié)能降耗水平的重要參數，也是汽機技術監(jiān)督的重要指標。通過機組真空嚴密性試驗判斷真空是否良好，通過凝器灌水查漏檢查漏點是電廠真空查漏的常規(guī)手段，目前有氦氣查漏儀等新技術應用使真空查漏更為準確和方便。本文探討使用水環(huán)式真空泵的機組，在凝器真空查漏基礎上，對真空泵系統(tǒng)及設備的檢查的必要，以及其對凝器真空的影響及處理分析。

關鍵詞：真空泵;凝器;進氣濾芯;進氣蝶閥;冷卻水泵進水濾網

0 ?引言

大型發(fā)電機組的真空系統(tǒng)目前多采用偏心水環(huán)式真空泵，其優(yōu)點是抽單位干空氣量的能耗較低，但在實際運行中，常會發(fā)生抽氣能力嚴重降低而導致的排汽壓力升高現象。人們通常把真空度低、機組排汽壓力偏高歸咎于凝汽器本身的問題，如夏季水溫偏高、銅管結垢、垃圾堵塞、循環(huán)水流量偏小等，而忽略真空泵問題。經驗表明，抽真空系統(tǒng)中的真空泵及其設備附件異常，也是造成真空低的主要原因。

1 ?水環(huán)式真空泵設備影響真空原因查找及消除

1.1 某F級蒸汽-燃氣聯合循環(huán)機組真空泵系統(tǒng)簡介

該機組配置NASH真空泵TC-11E型兩臺，用以在凝汽器使用前的抽空操作（雙泵啟用）及運行中的維持操作（一用一備）都必須將泄漏空氣抽除。各設備部件功能見圖1。壓力開關（470）啟停真空泵;壓差開關（471）是在預先規(guī)定的壓差下打開進氣蝶閥;抽汽管路上配有冷卻噴嘴，經過換熱器冷卻的工作液通過噴嘴進入泵口，與吸入泵內的飽和氣混合，使飽和氣的水蒸氣迅速冷凝，并一起進入泵內。真空泵運行中，來自凝器的空氣通過管線（160），進氣蝶閥（161）以及逆止閥（163）被吸入NASH泵（010）。逆止閥用于防止泵突然停止時，空氣返流回系統(tǒng)?？諝鈹y帶部分工作液，從泵通過排氣管線（170）排至分離器（080）。在分離器內，空氣與水分離。

汽水分離器配帶磁浮子液位計（230）、液位開關（231）、溢流管線（248）、電磁閥（221）、旁通閥（242），通過法蘭接口N3.3和電磁閥，新鮮水補充至分離器和泵內，新鮮水來自凝結水。溢流管線用于溢流多余的水保證系統(tǒng)正常的水位。分離器的排空閥用于徹底排盡分離器的水。平衡管路（269）用于保證系統(tǒng)的液位保持一致，從而防止泵內液位過高而造成對葉輪的損害。

工作液用于形成泵的水環(huán)。工作液通過管線（260），自分離器經循環(huán)泵進水濾網（266）、循環(huán)泵（090）進入換熱器（130），冷卻后通過管線（280）返回泵。在此過程中，壓縮產生的熱及隨被抽吸氣體帶入的熱被釋放掉。工作液溫度及壓力分別由管線上的溫度計（420、440）和壓力表（480）監(jiān)視。冷卻器冷卻水使用開式水。

1.2 真空泵進氣逆止閥故障影響

該機組進氣逆止閥使用旋啟式止回閥型式，閥瓣通過一鉸鏈機構自由在閥座上啟閉，密閉性受鉸鏈的彈簧、閥瓣在鉸鏈竄動量以及結合面嚴密性影響。當鉸鏈材質不合格而斷裂時，機組啟動前抽空操作中雙泵運行無明顯異常，但當運行中單泵運行時，閥瓣會由于不回座導致真空異常;而當閥瓣在鉸鏈上的竄動量過大時，會發(fā)生結合面泄漏導致真空異常。當異常發(fā)生時，運行泵通過備用泵進氣管路（160）自汽水分離器吸入空氣，進而影響系統(tǒng)真空水平。此進口逆止閥異常當進氣蝶閥（161）在備用泵停用時關閉且閥線嚴密時不會影響機組運行。

1.3 真空泵進氣蝶閥故障影響

該機組進氣蝶閥采用氣動執(zhí)行機構，日常巡檢中需注意進氣壓力是否在執(zhí)行機構要求范圍內，進氣壓力低易造成閥門開度不足，影響真空泵運行時的抽氣量，且進氣壓力低一般情況下是由于初始設定壓力低或是進氣管路泄漏造成，后者可能導致閥門開度進一步降低而嚴重影響真空泵出力。進氣壓力高則容易造成蝶閥閥桿磨損、銷子斷裂、閥門不關等異常情況，當進氣逆止閥工作正常時無體現，當逆止閥異常時則嚴重影響機組真空。

1.4 進氣濾網故障影響

進氣濾網分為臨時濾網和運行濾網兩種，臨時濾網用于機組安裝后初期運行時過濾系統(tǒng)管道內雜質，要注意及時清理防止雜質堆積后通過濾網進入泵內，對泵內各部件造成磨損，亦防止雜質堆積后造成通流減小降低泵的出力。運行濾網用于機組正常運行時防止異物進入泵體，一般來說，采用圓周密封型式的真空泵，相對于端面密封型式的真空泵，其進口濾網的要求較低，一般為10目（2.0mm篩孔尺寸）。對于不同密封型式的真空泵，對于濾網的要求有所不同，比如上述NASH真空泵，廠家規(guī)定在臨時濾網使用過后，檢查無雜質出現時，需取出濾網，避免通流面積減小影響真空泵出力。

1.5 真空泵冷卻水故障影響

真空泵冷卻器冷卻的是泵體內凝結水的，泵體內凝結水的溫度就是該真空所對應的飽和溫度。冷卻水溫度高，會導致泵工作液溫度升高，過高會發(fā)生汽蝕現象，導致真空泵出力降低。水環(huán)式真空泵在運行時，為保持抽吸能力，其冷卻密封用水必須保持一定的過冷度，設計過冷度應不小于4.2℃。不管循環(huán)水溫度的高低，真空泵的抽吸壓力必須低于凝汽器的壓力才能把凝器內不飽和氣體吸走，因此，真空泵密封水溫必須低于排汽壓力對應的飽和溫度。如在設計點工作時，真空泵的壓力應比凝器低4.2kPa，以保證空氣正常流動，4.2kPa對應的飽和壓力是30℃，考慮過冷度，即真空泵密封水應低于25.8℃才能正常工作。注意運行一段時間后換熱器的水垢，造成端差減小，使得冷卻水溫度逐漸飽和。解決方案有改造冷卻水系統(tǒng)、增加換熱器換熱面積以及密切關注真空泵冷卻水出水溫度，一旦惡化必須及時清洗。

另外，冷卻水泵進水濾網的通暢程度對冷卻水溫有較大影響，機組在運行一階段后需及時清理該濾網，根據統(tǒng)計表明，濾網堵塞和暢通兩種情況相比較，對冷卻水溫影響在2℃以上，對真空泵出力影響在3～4kPa。圖2以三次對同一臺真空泵各濾網清洗前后凝器真空效果比對，可以看出進氣濾網及冷卻水進水濾網的清洗對真空度的影響程度。

1.6 其他真空泵部件故障影響

真空泵的盤根處的泄漏也是影響真空度的因素之一，在日常維護時，需注意盤根處漏水速度和水量是否正常，水量不足，容易引起盤根磨損，水量過大，則可能導致空氣吸入。真空泵水位監(jiān)測也是重要觀察記錄之一，補水電磁閥的可靠性及水位的正常是影響真空泵正常工作的重要因素。另外，冷卻水效率的降低可能是換熱器內壁結垢甚至堵塞導致，需重視在機組檢修期對換熱器開式水側管壁的清理。

2 ?結論

為保障水環(huán)式真空泵出力，避免凝器真空低引起報警及排氣溫度升高引起機組效率降低，在排除真空泵外圍系統(tǒng)影響后，對真空泵系統(tǒng)及設備進行故障分析，對真空泵進口逆止閥、進口蝶閥、進口濾網、真空泵盤根及冷卻水泵進口濾網等部件檢查，判定異常原因和處理措施，解決抽真空系統(tǒng)異常導致的真空低的問題，使真空泵處理和系統(tǒng)真空度保持在合理范圍內。

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