抽真空系統(tǒng)在火電機(jī)組中是必不可少的，其主要作用是：
(1)在機(jī)組起動(dòng)初期建立凝汽器真空 當(dāng)汽輪機(jī)進(jìn)汽暖機(jī)時(shí)，蒸汽進(jìn)入凝汽器，如果凝汽器沒(méi)有建立一定的真空，蒸汽進(jìn)入凝汽器就會(huì)使凝汽器形成正壓，損壞設(shè)備。
(2)在機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中保持凝汽器真空，確保機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行 因凝汽器在運(yùn)行過(guò)程中其內(nèi)部是處于真空狀態(tài)，由于管道及殼體不嚴(yán)密，空氣會(huì)漏人，從而破壞凝汽器真空，對(duì)汽輪機(jī)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行不利。同時(shí)，空氣含量大時(shí)，一會(huì)使凝結(jié)水的含氧量增加而加劇對(duì)設(shè)備腐蝕，二會(huì)增大傳熱熱阻，影響冷卻效果。
目前使用在火電機(jī)組中抽真空系統(tǒng)有噴射式抽氣器及水環(huán)
真空泵(噴射式抽氣器有射水及射汽之分)，水環(huán)
真空泵具有如下優(yōu)點(diǎn)：①運(yùn)行經(jīng)濟(jì)。在起動(dòng)工況下，低真空的抽吸能力遠(yuǎn)大于噴射式抽氣器，大大縮短機(jī)組的起動(dòng)時(shí)間。在運(yùn)行狀態(tài)下，耗功僅為射水抽氣器的23％～33％。②汽水損失較小。③泵組運(yùn)行自動(dòng)化程度高，操作安全、簡(jiǎn)便。④噪聲小，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小。缺點(diǎn)是一次性投資較大。但由于其明顯的優(yōu)越性，目前新建火電廠jue大多數(shù)都采用水環(huán)
真空泵抽真空系統(tǒng)，尤其是大功率機(jī)組。很多電廠在舊機(jī)組改造中也把噴射式抽氣器改為水環(huán)真空泵機(jī)組。
目前水環(huán)真空泵機(jī)組在火電行業(yè)應(yīng)用比較廣，而有關(guān)這方面的文章又比較少。本文在這里結(jié)合本公司實(shí)際情況對(duì)水環(huán)真空泵成套機(jī)組進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹。二、水環(huán)真空泵的工作原理
圖1是真空泵結(jié)構(gòu)圖，葉輪偏心地裝在接近圓形的泵體內(nèi)，當(dāng)葉輪按圖示箭頭方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，因離心力作用，注入泵體內(nèi)的水沿泵殼形成旋流的水環(huán)，因此叫水環(huán)真空泵(又叫液環(huán)真空泵，可以采用其他液體做工作液)。水環(huán)的內(nèi)表面與葉輪輪轂之間形成一個(gè)月牙形空間，當(dāng)葉輪由A點(diǎn)轉(zhuǎn)到曰點(diǎn)時(shí)，兩相鄰葉片之間所包圍的容腔逐漸增大，氣體由外界吸入。當(dāng)葉輪由C點(diǎn)轉(zhuǎn)到A點(diǎn)時(shí)，相應(yīng)的容腔由大變小，使原先吸入的氣體受到壓縮，當(dāng)壓力達(dá)到或略大于大氣壓力時(shí)，氣體被排出。隨著葉輪的穩(wěn)定轉(zhuǎn)動(dòng)，吸、排氣過(guò)程連續(xù)不斷地 進(jìn)行。因此可以連續(xù)不斷地抽吸氣體。 三、真空泵機(jī)組工作流程 1．流程1
圖2所示的流程稱為開式機(jī)組，由水環(huán)真空泵及(氣水)分離器組成。工作水直接注入到真空泵，氣、水混合物一起排到分離器，氣體由上面排出，水從下面排走。開式機(jī)組一次性投資較小，但由于其可提供的自動(dòng)化程度不高，而且需要用到大量的工作水，只能采用一般的循環(huán)用水，(而不能采用水質(zhì)較好凝結(jié)水)。因而只有極個(gè)別的電廠采用，在其他行業(yè)多數(shù)是采用這種形式的。 2．流程2
圖3所示的流程稱為閉式機(jī)組，與開式機(jī)組**大的差別是加了一個(gè)換熱器。氣、水混合物分離后，氣體排人大氣，而水進(jìn)入換熱器。冷卻后的水靠真空泵的自吸力再重新進(jìn)入到泵內(nèi)。因此工作水可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)循環(huán)。 3．流程3
在圖3所示的基礎(chǔ)上，對(duì)其增加了各種管路、閥門及控制部件，以保證機(jī)組達(dá)到**優(yōu)設(shè)計(jì)及適應(yīng)電廠的自動(dòng)化控制，如圖4所示(此流程圖中還有部分管路及儀表沒(méi)有表示出)。圖4增加的各部件都有其專門l的作用。分項(xiàng)說(shuō)明如下：
(1)因分離器內(nèi)液位的高低，直接影響到真空泵的性能。所抽的氣體含有蒸汽，有可能凝結(jié)成水而使水位增加，而使真空泵電動(dòng)機(jī)功率增加；但更多的可能是水位降低(甚**無(wú)水)而使泵性能急劇下降而導(dǎo)致凝汽器壓力變化而影響發(fā)電機(jī)組的效率。這時(shí)控制水位就顯得非常重要。我們常規(guī)采用的是機(jī)械式浮球控制閥，一個(gè)控制進(jìn)水，一個(gè)控制排水，使其水位保持在一定范圍內(nèi)。此浮球閥內(nèi)部采用不銹鋼制造，選用的是G外產(chǎn)品。除采用這種形式保證液位的穩(wěn)定外，為預(yù)防萬(wàn)一，在與分離器相通的現(xiàn)場(chǎng)磁翻板液位計(jì)上還裝有上、下限報(bào)警開關(guān)，接線到控制室，提供遠(yuǎn)距離的水位報(bào)警功能?？刂埔何灰灿胁捎须姶砰y的形式進(jìn)行補(bǔ)水、排水動(dòng)作，在分離器上裝液位開關(guān)，輸出信號(hào)控制電磁閥的補(bǔ)水或排水，但相對(duì)來(lái)說(shuō)這種結(jié)構(gòu)使用較少。
(2)在機(jī)組進(jìn)氣口端，裝有壓力開關(guān)、差壓開關(guān)及氣動(dòng)(或電動(dòng))蝶閥。蝶閥的作用是把凝汽器系統(tǒng)與泵機(jī)組隔開。差壓開關(guān)的作用是控制蝶閥的開、’閉。當(dāng)泵起動(dòng)后，蝶閥前后就有壓差，此時(shí)一般將差壓值設(shè)定為3 kPa，壓差達(dá)到設(shè)定值后，蝶閥打開，直接抽吸凝汽器系統(tǒng)。壓力開關(guān)(通過(guò)控制箱)可控制泵的停車與起動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)多臺(tái)泵投運(yùn)及備用泵的自動(dòng)控制。其可以設(shè)有上下限2個(gè)值，由用戶自行設(shè)定，一般在5--12 kPa之間設(shè)定。
(3)從換熱器出來(lái)已冷卻的工作水，靠真空泵的自吸能力，除一路進(jìn)入到泵內(nèi)，另一路約1／8的水經(jīng)過(guò)噴淋管路，通過(guò)冷凝噴嘴，可對(duì)吸入的蒸汽冷凝70％以上。實(shí)際上提高了泵的抽氣能力。
(4)在出口裝有止回閥，防止蝶閥出故障時(shí)大氣進(jìn)入凝汽器系統(tǒng)。如果采用手柄止回閥，還可以在分離器上裝流量計(jì)，通過(guò)關(guān)閉止回閥，氣體從流量計(jì)通過(guò)，測(cè)出真空泵的抽氣量。 (5)機(jī)組配置電氣控制部分包括控制箱及控制線路有關(guān)的壓力繼電器、差壓繼電器、氣動(dòng)(或電動(dòng))蝶閥等控制裝置。它可以通過(guò)控制元件選擇真空泵手動(dòng)、自動(dòng)、遙控投入運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)整套真空泵機(jī)組與電廠控制室的連接。
(6)如果凝汽器冷卻水長(zhǎng)期偏低或要求電廠處于調(diào)峰狀態(tài)運(yùn)行時(shí)，可以采用加大氣噴射器的結(jié)構(gòu)。這樣可以使凝汽器建立更低的背壓，噴射器可以根據(jù)實(shí)際情況實(shí)現(xiàn)自動(dòng)投入和撤出。流程相對(duì)復(fù)雜，而且目前多數(shù)電廠不必采用，在這里不再說(shuō)明。 四、真空泵的改進(jìn)措施
上面幾點(diǎn)措施對(duì)成套機(jī)組起了完善的作用，但對(duì)于一套機(jī)組來(lái)說(shuō)，主機(jī)是**重要的。我們對(duì)主機(jī)(真空泵)做了較多的改進(jìn)，以適應(yīng)在抽凝汽器真空這樣高要求的條件下可靠工作。 (1)當(dāng)凝汽器真空要求達(dá)到 -4.9kPa 的高真空時(shí)(相對(duì)于水環(huán)泵來(lái)說(shuō))，此時(shí)不可避免會(huì)出現(xiàn)汽蝕現(xiàn)象。汽蝕現(xiàn)象會(huì)嚴(yán)重?fù)p壞泵的葉輪及其他部件，當(dāng)汽蝕破壞到一定程度，會(huì)使葉輪葉片斷裂。而只要有一塊葉片斷裂，就有可能導(dǎo)致整個(gè)葉輪及泵腔內(nèi)部件的嚴(yán)重?fù)p壞而使真空泵癱瘓。這是一個(gè)非常嚴(yán)重的問(wèn)題。對(duì)于真空泵內(nèi)的汽蝕現(xiàn)象，我們采用的一個(gè)是“防”，一個(gè)是“抗”。“防”是采用防汽蝕裝置，就是在泵內(nèi)的高真空端自動(dòng)補(bǔ)人適量的氣體，防止汽泡瞬間破裂(汽蝕現(xiàn)象)對(duì)零件表面的破壞。另一個(gè)是“抗”。在泵內(nèi)的主要零件如葉輪、分配板、泵體采用抗汽蝕性能較好的不銹鋼材質(zhì)。通過(guò)“防”與“抗”的組合，就沒(méi)有再發(fā)現(xiàn)汽蝕對(duì)泵的損壞了。 (2)對(duì)轉(zhuǎn)子軸向定位的軸承進(jìn)行了改進(jìn)，采用兩個(gè)圓錐滾子軸承進(jìn)行轉(zhuǎn)子的軸向定位，克服了傳統(tǒng)真空泵采用一個(gè)雙擋邊軸承和一個(gè)球軸承作轉(zhuǎn)子的軸向定位而容易竄動(dòng)的缺陷；真空泵在出廠時(shí)就可以調(diào)到**佳間隙，泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，高真空時(shí)的件能十分穩(wěn)定。
(3)真空泵的葉輪制造經(jīng)過(guò)3個(gè)階段，從**初采用的全焊接到分半鑄造再到目前的整體鑄造，通過(guò)用戶幾年使用對(duì)比，目前采用的整體鑄造的葉輪運(yùn)行更可靠，效率更高，完全消除了焊接應(yīng)力的影響。
通過(guò)以上幾個(gè)方面的加強(qiáng)措施，使該真空泵機(jī)組具有較好性能，非常適合對(duì)運(yùn)行可靠性和使用壽命都要求十分苛刻的發(fā)電行業(yè)。 五、真空泵機(jī)組的型號(hào)意義
目前，用于抽凝汽器的水環(huán)真空泵成套機(jī)組已有5種規(guī)格(可以按需要配不同轉(zhuǎn)速)。在這里簡(jiǎn)單介紹一下機(jī)組代號(hào)的意義：以2BW4 353--OEK4--590為例： 2BW4--專門用于抽凝汽器真空的系列代號(hào)；
353--0----配套的真空泵規(guī)格為改進(jìn)型2BEl 353--0： E----真空泵內(nèi)的葉輪、分配板、泵體為304材質(zhì)；
K----表示機(jī)組不配置大氣噴射器；“L”表示配置大氣噴射器； 4----真空泵采用填料軸封，其冷卻水采用內(nèi)供水方式； 590----表示真空泵轉(zhuǎn)速為590r／min。 六、真空泵機(jī)組的選型
真空泵的選型，主要的是根據(jù)凝汽器泄漏空氣量．(單位：kg／h)來(lái)計(jì)算，查相對(duì)應(yīng)的真空泵性能曲線來(lái)確定型號(hào)。目前G內(nèi)沒(méi)有凝汽器泄漏空氣量的標(biāo)準(zhǔn)，都是參照美GHEI制定的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)執(zhí)行。由于G產(chǎn)機(jī)組制造及安裝水平與G外有差別，進(jìn)行真空泵選型時(shí)，需考慮較大的余量?？偨Y(jié)G內(nèi)發(fā)電機(jī)組凝汽器配置真空泵的經(jīng)驗(yàn)，按其發(fā)電機(jī)組的大小，基本上都形成“標(biāo)準(zhǔn)配置”。當(dāng)然，有些情況比較特殊的，必須進(jìn)行重新核算。
