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1、第1章凝汽器抽氣系統(tǒng) 1.1.概述 凝汽器抽氣系統(tǒng)也稱為真空系統(tǒng)，其作用就是用來建立和維持汽輪機機組的低背壓和凝汽器的真空；正常運行時不斷地抽出由不同途經(jīng)漏入汽輪機及凝汽器的不凝結氣體。 對于600MW汽輪機組，目前真空系統(tǒng)的設備主要采用水環(huán)式真空泵和汽水分離器相結合。 在高壓和低壓凝汽器汽室側聚集的不凝結氣體通過真空泵抽出排至大氣。凝汽器殼體上還設至1只帶有濾網(wǎng)和水封的真空破壞閥。凝汽器水室側還設有水室真空泵，以便在循環(huán)水系統(tǒng)運行時在凝汽器內(nèi)形成虹吸，以及在長時間運行后抽取水室頂部的空氣，保證凝汽器的換熱效果。 1.2.系統(tǒng)特點 雙背壓凝汽器的抽氣區(qū)按氣體/蒸汽混合物的冷卻要求進

2、行設計的。在額定工況下，空氣排氣口的溫度較凝汽器入口壓力下的飽和蒸汽溫度低4°C。抽氣系統(tǒng)為串聯(lián)抽出系統(tǒng)，即空氣由高壓凝汽器流向低壓凝汽器，經(jīng)抽氣管道抽出。 我公司的汽室真空泵和水室真空泵均為平圓盤單級水環(huán)式真空泵，由納西姆工業(yè)（中國）公司生產(chǎn)。汽室真空泵型號為2BW4353-0MK4；水室真空泵型號為2BE1253-0BY4。 機組正常運行時，保證兩臺汽側真空泵運行就能滿足汽輪機在各種負荷工況下，抽出凝汽器內(nèi)的空氣及不凝結氣體的需要。汽室真空泵部分運行參數(shù)如下： 序號 名稱 單位 數(shù)據(jù) 備注 1 凝汽器最低運行背壓下抽吸壓力 kPa(a) 4.4 2 最低背壓下

3、兩臺泵并列運行出力 kg/h 112 抽出的干空氣量 3 兩臺泵并列運行極限抽吸背壓 kPa(a) 3.0 4 兩臺泵并列運行極限抽吸能力 kg/h 80 對應極限抽吸壓力 5 真空泵轉速 r/min 590 6 噪音（離設備1米處） dB(A) W85 7 熱交換冷卻水量 kg/h 50000 單泵 8 熱交換器面積/形式 m2 12/板式 單泵 9 真空泵工作水量 kg/h 25000 單泵 10 啟動抽真空時間（四泵運行） min W30 圖13-1汽室真空泵運行參數(shù) 機組啟動時，三臺真空泵

4、并列運行就可以滿足啟動時間的要求。三臺真空泵運行，可以在下述時間內(nèi)達到規(guī)定的凝汽器壓力： 啟動抽氣時間（分鐘）凝汽器壓力Mpa（a） 150.034 300.01 450.0034 1.3.水環(huán)式真空泵1.3.1.水環(huán)式真空泵結構水環(huán)式真空泵主要部件是葉輪和殼體，葉輪是由葉片和輪轂構成，葉片有徑向平板式，也有向前（向葉輪旋轉方向）彎式。殼體內(nèi)部形成一個圓柱體空間，葉輪偏心地裝在這個空間內(nèi)，同時在殼體的適當位置上開設吸氣口和排氣口。吸氣口和排氣口開設在葉輪側面殼體的氣體分配器上，形成吸氣和排氣的軸向通道。殼體不僅為葉輪提供工作空間，更重要的作用是直接影響泵內(nèi)工作介質（水）的運動，從而影

5、響泵內(nèi)能量的轉換過程。水環(huán)泵工作之前，需要向泵內(nèi)注入一定 泵蓋 液環(huán) 咂氣口 排氣口葉輪 圖13-3水環(huán)式真空泵原理圖 啟動工況凝汽器背壓-抽真空時間表如下（3泵運行） 序號 對應凝汽器背壓（kPa） 該工作段抽真空所需時間（min） 1 101.3—90 1.32 2 90—80 1.31 3 80—70 1.48 4 70—60 1.71 5 60—50 2.03 6 50—40 2.50 7 40—30 3.28 8 30—20 4.81 9 20—10 9.54 10 10—8 3.44 圖13-2凝汽器背

6、壓-抽真空時間表量的水，它起著傳遞能量的媒介和密封作用。當葉輪在電動機驅動下轉動時，水在葉片推動下獲得圓周速度，由于離心力的作用，水向外運動，即水有離開葉輪輪轂流向殼體內(nèi)表面的趨勢，從而就在貼近殼體內(nèi)表面處形成一個運動著的水環(huán)。由于葉輪與殼體是偏心的，水環(huán)內(nèi)表面也與葉輪偏心。由水環(huán)內(nèi)表面、葉片表面、輪轂表面和殼體的兩個側蓋表面圍成許多互不相通的小腔室。由于水環(huán)與葉輪偏心，因此處于不同位置的小腔室的容積是不相同的。小腔室隨著葉輪的旋轉，它的容積是不斷變化的。如果能在小腔室的容積由小變大的過程中，使之與吸入的氣體相通，就會不斷地吸入氣體。當這個腔室的容積由大變小時，使之封閉，這樣已經(jīng)吸入的氣體就會

7、隨著空間容積的減小而被壓縮。氣體被壓縮到一定程度后，使該空間與排氣口相通，即可以排出已經(jīng)被壓縮的氣體。 1.3.2.水環(huán)式真空泵的工作原理 水環(huán)式真空泵的工作原理可以歸納如下：在泵體中裝有適量的水作為工作液。當葉輪按圖中順時針方向旋轉時，水被葉輪拋向四周，由于離心力的作用，水形成了一個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)的上部內(nèi)表面剛好與葉片頂端接觸(實際上葉片在水環(huán)內(nèi)有一定的插入深度)。此時葉輪輪轂與水環(huán)之間形成一個月牙形空間，而這一空間又被葉輪分成和葉片數(shù)目相等的若干個小腔。如果以葉輪的下部0°為起點，那么葉輪在旋轉前180°時小腔的容積由

8、小變大，且與端面上的吸氣口相通，此時氣體被吸入，當吸氣終了時小腔則與吸氣口隔絕；當葉輪繼續(xù)旋轉時，小腔由大變小，使氣體被壓縮；當小腔與排氣口相通時，氣體便被排出泵外。 綜上所述，水環(huán)泵是靠泵腔容積的變化來實現(xiàn)吸氣、壓縮和排氣的，因此它屬于變?nèi)菔秸婵毡谩? 1.3.3.水環(huán)式真空泵的特點 水環(huán)泵和其它類型的機械真空泵相比有如下優(yōu)點： 1) 結構簡單，制造精度要求不高，容易加工。 2) 結構緊湊，泵的轉數(shù)較高，一般可與電動機直聯(lián)，無須減速裝置。故用小的結構尺寸，可以獲得大的排氣量，占地面積也小。 3) 壓縮氣體基本上是等溫的，即壓縮氣體過程溫度變化很小。 4) 由于泵腔內(nèi)沒有金屬磨擦表

9、面，無須對泵內(nèi)進行潤滑，而且磨損很小。轉動件和固定件之間的密封可直接由水封來完成。 5) 吸氣均勻，工作平穩(wěn)可靠，操作簡單，維修方便。 水環(huán)泵也有其缺點： 1) 效率低，一般在30%左右，較好的可達50%。 2) 真空度低，這不僅是因為受到結構上的限制，更重要的是受工作液飽和蒸氣壓的限制。 用水作工作液，極限壓強只能達到2000?4000Pa。用油作工作液，可達130Pa。 總之，由于水環(huán)泵中氣體壓縮是等溫的，故可以抽除易燃、易爆的氣體。由于沒有排氣閥及摩擦表面，故可以抽除帶塵埃的氣體、可凝性氣體和氣水混合物。有了這些突出的特點，盡管它效率低，仍然得到了廣泛的應用。 1.4.真空

10、系統(tǒng)運行1.4.1.真空系統(tǒng)運行 真空泵組啟動前要進行注水，通過自動補水閥或其旁路閥向汽水分離器注水，系統(tǒng)通過工作水管使泵與汽水分離器實現(xiàn)水位平衡。汽水分離器的水位通過自動補水閥和溢流管維持在正常的范圍內(nèi)，同時正常的水位使真空泵水環(huán)運行在最佳工況，保證真空泵出力和效率水室真空泵的系統(tǒng)流程如圖13-4。 抽氣吸入口 真空泵 0汽水分離器氣L大__1< 閉冷水系統(tǒng) 開式水系統(tǒng) 地溝 圖13-4水環(huán)式真空泵流程 真空泵啟動后，當真空泵入口壓力開關動作后，聯(lián)鎖開啟進氣控制閥，開始抽吸真空系統(tǒng)空氣。 工作水在離心力的作用下通過冷卻器、汽水分離器閉式循環(huán)，在閉式冷卻水的冷卻下帶走泵工作中產(chǎn)生的熱量，保持工作水的溫度正常。 1) 1.4.2.真空系統(tǒng)聯(lián)鎖備用真空泵投入聯(lián)鎖，當凝汽器壓力高開關報警時(凝汽器壓力m.0183MPa),備用真空泵自動啟動。 2) 當凝汽器壓力高高開關動作時(凝汽器壓力20.0253MPa),機組跳閘并發(fā)出報警。 3) 汽室真空泵汽水分離器液位開關動作時，動作值為高/低=933/1008mm,聯(lián)鎖開啟/關閉汽水分離器補水閥，并發(fā)出報警。 4) 真空泵啟動時，真空泵入口氣動閥后壓力開關動作，聯(lián)鎖開啟真空泵進氣控制閥。