MW機(jī)組真空系統(tǒng)詳解

真空系統(tǒng)介紹2013-08-13系統(tǒng)概述

汽輪機(jī)設(shè)備在啟動(dòng)和正常運(yùn)行過程中，需要將設(shè)備（特別是凝汽器）和汽水管路中的不凝結(jié)氣體及時(shí)抽出，以維持凝汽器的真空，改善傳熱效果，提高汽輪機(jī)設(shè)備的熱經(jīng)濟(jì)性。因此，由抽氣器、汽水管道和閥門等組成的抽氣設(shè)備就成了凝汽設(shè)備中必不可少的一個(gè)重要組成部分。

用于汽輪機(jī)凝汽器的抽氣器（也稱空氣泵或真空泵），其工作特點(diǎn)，一是抽吸的真空并不要求很高，為了維持凝汽器在多種

工況下正常工作，其抽吸壓力一般在0.00267～0.0533MPa就可以了；二是抽氣速率和抽氣量都很大，且抽出的介質(zhì)為汽氣混合

物。

本系統(tǒng)設(shè)置有3臺(tái)50%的水環(huán)式真空泵組，兩臺(tái)運(yùn)行一臺(tái)備用，用于在機(jī)組啟動(dòng)時(shí)抽出凝汽器汽側(cè)、熱井、低壓缸及小汽機(jī)內(nèi)的空氣。在機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，抽出漏入真空系統(tǒng)的空氣及蒸汽中攜帶的不凝結(jié)氣體，以保證凝汽器必需的真空度和減少其腐蝕。系統(tǒng)包括凝汽器抽真空管道、凝結(jié)水泵抽真空管道、凝汽器真空破壞門有關(guān)管道。綏中2*1000MW機(jī)組真空泵系統(tǒng)圖真空泵圖片水環(huán)式真空泵的原理鶴見250EVMA型真空泵系雙級(jí)單作用的水環(huán)式真空泵。它利用泵殼和葉輪的不同心地安裝的結(jié)構(gòu)，在葉輪作旋轉(zhuǎn)時(shí)，構(gòu)成與葉輪成偏心水環(huán)，充滿在葉片間的水，隨著葉輪的旋轉(zhuǎn)，在葉片之間不斷地作周期性的往返運(yùn)動(dòng)，改變?nèi)~片中間的容積，在固定的吸氣和排氣口的相應(yīng)配合下，完成吸氣、壓縮和排氣作用。如下圖中所示A處便形成一空洞狀態(tài)，相鄰兩個(gè)葉片之間的空間形成氣缸，而水就像活塞一樣，沿著葉片上下移動(dòng)，這種運(yùn)行方式如同往復(fù)真空泵一樣。換句話說，當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，氣體通過殼體的吸入口（INLET）處進(jìn)入殼體，再從孔板的吸氣口進(jìn)入葉輪（如圖中→箭頭所示），并在移動(dòng)過程中經(jīng)膨脹和壓縮后，從孔板排氣口向殼體的排出口（OUTLET）排出。而雙級(jí)的作用就是第一級(jí)排氣口排出的氣體被第二級(jí)吸氣口吸入，然后經(jīng)過第二級(jí)的壓縮排出，第二級(jí)的作用是減少第一級(jí)排氣壓強(qiáng)，以提高第一級(jí)吸入極限真空度，做成同軸相串聯(lián)的兩級(jí)泵，兩級(jí)之間的通氣道由中間盤和連接管配成，因此結(jié)構(gòu)比較緊湊，回轉(zhuǎn)部分由一根軸和兩級(jí)葉輪組成，固定部分由進(jìn)出氣機(jī)座，兩個(gè)泵環(huán)和配氣盤軸承支架組成。電動(dòng)機(jī)和泵部分的傳動(dòng)用蛇型聯(lián)軸器連接，泵和電動(dòng)機(jī)安裝在一個(gè)公共底座上。除了把液體作為活塞外，由于泵體結(jié)構(gòu)簡單，幾乎沒有機(jī)械摩擦產(chǎn)生，因此真空泵內(nèi)部不需要潤滑。水環(huán)式真空泵的原理

水環(huán)泵在排氣時(shí)，工作水會(huì)排出一小部分。經(jīng)過氣水分離器后，

這一小部分水又送回

泵內(nèi)，所以工作水的

損失較小。為保證穩(wěn)

定的水環(huán)厚度，在運(yùn)

行中需要向泵內(nèi)補(bǔ)充

凝結(jié)水，但補(bǔ)水量量

很少。設(shè)備規(guī)范及泵組性能型式： 水環(huán)式級(jí)數(shù)：

2壓縮比： 1:5（第一級(jí)）；1:6（第二級(jí)）生產(chǎn)廠家： 鶴見真空工程（上海）有限公司2水環(huán)式真空泵機(jī)組性能參數(shù)（1）水環(huán)式真空泵最低吸入壓力：3.39

kPa(a)泵轉(zhuǎn)速：葉輪名義直徑：轉(zhuǎn)速：最大軸功率：最小周功率：495

r/min80

cm20.72

m/s132

kW90

kW在背壓5.1kPa時(shí)軸功率： 100

kW在背壓11.8kPa時(shí)周功率：115

kW（9）

啟動(dòng)功率：

120kW1泵組規(guī)范真空泵組型號(hào)：EVMA250■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■（10）單臺(tái)泵的抽吸能力：63

kg/h（入口壓力3.4kPa，冷卻水溫15℃時(shí)）71

kg/h（在THA工況下，入口壓力4.5kPa（a），冷卻水溫21.5℃時(shí)）75

kg/h（入口壓力5.1kPa，冷卻水溫21.5℃時(shí)）120

kg/h（在TRL工況下，入口壓力11.3kPa（a），冷卻水溫36℃時(shí)）126

kg/h（入口壓力11.8kPa，冷卻水溫36℃時(shí)）（11）兩臺(tái)泵同時(shí)運(yùn)行的抽氣能力142

kg/h（凝汽器壓力4.5kPa（a），冷卻水溫21.5℃時(shí)）240

kg/h（凝汽器壓力11.3kPa（a），冷卻水溫36℃時(shí)）（12）真空泵電動(dòng)機(jī)型號(hào)：Y400M-12；額定功率：160

kW；電壓：380V，電機(jī)防護(hù)等級(jí)：IP54，電機(jī)絕緣等級(jí)：F級(jí)（13）泵熱交換器的冷卻水量：45

m3/h；水溫小于39℃（14）分離器補(bǔ)充水流量：<1

m3/h溫度＜50℃（15）熱交換器：板式（16）真空泵在泵入口處不設(shè)置噴咀，進(jìn)泵的氣體經(jīng)過泵內(nèi)部的水簾進(jìn)行預(yù)冷卻后，再進(jìn)入泵的腔體內(nèi)。真空泵的運(yùn)行

1啟動(dòng)：啟動(dòng)前，特別是長期停運(yùn)的泵，必須用手轉(zhuǎn)動(dòng)聯(lián)軸器數(shù)轉(zhuǎn)（可轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)風(fēng)扇）確認(rèn)轉(zhuǎn)子能自由轉(zhuǎn)動(dòng)才行，方可起動(dòng)。2打開密封液調(diào)節(jié)閥，將密封液補(bǔ)充到真空泵殼體內(nèi)。如果在真空泵中無密封液體時(shí)起動(dòng)真空泵，真空泵將不能正常運(yùn)行，并且因滑動(dòng)部件的內(nèi)部接觸而造成卡滯。因此，確定真空泵中密封液補(bǔ)充到中心線以上時(shí)再啟動(dòng)真空泵。3應(yīng)當(dāng)使在密封液入口端的閥門處于完全打開狀態(tài)。4噪聲，振動(dòng)。始終關(guān)注噪聲、振動(dòng)、真空度以及安培數(shù)，如果有反?，F(xiàn)象出現(xiàn)，必須立即停止真空泵，然后再調(diào)查原因并且予以更正。由于自身結(jié)構(gòu)的問題，液環(huán)式真空泵發(fā)出的噪音、振動(dòng)通常是由未對(duì)準(zhǔn)而造成的，但也有密封水過量或真空泵入口關(guān)閉的情況下引起振動(dòng)。當(dāng)真空泵吸入端達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，電流的安培數(shù)也基本上是不變的，當(dāng)電流表顯示數(shù)值變化不定或者值突然變得很大時(shí)，真空泵或者其它地方可能出現(xiàn)問題，此時(shí)停止真空泵進(jìn)行檢查。當(dāng)真空度值超過-96.0kPa(g)或-97.3kPa(g)時(shí),由于汽蝕現(xiàn)象可能產(chǎn)生噪音。雖然這不是機(jī)組本身的問題，但也不允許維持這一狀態(tài)太久，否則會(huì)引起故障。5檢查軸承的溫度。當(dāng)軸承溫度超過周圍環(huán)境溫度+40℃時(shí)，可能某些地方存在問題，此時(shí)應(yīng)當(dāng)停止真空泵并且進(jìn)行詳細(xì)檢查。鶴見/粟村真空泵與其他真空泵相比較主要有以下特點(diǎn)1雙級(jí)泵設(shè)計(jì)、不銹鋼葉輪。降低汽蝕強(qiáng)度，提高抗汽蝕能力

鶴見用于電廠凝汽器抽氣的真空泵采用兩級(jí)設(shè)計(jì)，每一級(jí)壓縮比較小。由于壓縮比小，故真空泵產(chǎn)生汽蝕的強(qiáng)度減弱。但就因?yàn)閮杉?jí)設(shè)計(jì)而

忽視了葉輪的材質(zhì)，也可能導(dǎo)致嚴(yán)重的后果。事實(shí)已證明，若葉輪采

用鑄鐵材質(zhì)，不少電廠的真空泵也發(fā)生了嚴(yán)重的汽蝕，如岳陽電廠

2X300MW、上海吳涇電廠八期2X600MW、上海石化電廠1X135MW、貴州安順電廠2X300MW等機(jī)組中雖然也使用的兩級(jí)真空泵，但就是由于采用鑄鐵材質(zhì)的葉輪，在工況條件稍一惡劣的情況下，汽蝕就相當(dāng)嚴(yán)重（以上用戶用的是NASH公司的產(chǎn)品，有的僅運(yùn)行一年不到的時(shí)間，葉輪就受汽蝕的影響而被打穿）。鶴見/粟村真空泵針對(duì)電力行業(yè)要求高真空、高可靠性等的特點(diǎn)，在結(jié)構(gòu)和選材上進(jìn)行了改革，采用雙級(jí)壓縮技術(shù)的同時(shí)，葉輪還采用不銹鋼材質(zhì)，抗汽蝕能力比兩級(jí)泵葉輪采用鑄鐵材質(zhì)至少強(qiáng)4～5倍，也就是在同樣工況條件下，用鑄鐵材質(zhì)如果2年時(shí)間受汽蝕影響而將葉輪打穿的話，那么不銹鋼材質(zhì)至少可延長壽命至8～10年。鶴見不同意在電廠中使用的真空泵，由于使用了雙級(jí)泵好的技術(shù)而降低葉輪材質(zhì)的檔次，以達(dá)到降低成本的目的。

至于單級(jí)泵由于壓縮比1：30（入口3.39KpaA排口101.3KpaA）太高，在高真空工況下運(yùn)行，即使泵的葉輪采用不銹鋼，汽蝕照樣嚴(yán)重。因

此，鶴見不提倡單級(jí)泵在電廠中使用。2裝有汽蝕保護(hù)裝置

鶴見真空泵在電廠中除采用雙級(jí)泵不銹鋼葉輪外，還在泵的第一級(jí)上加載了防汽蝕裝置，即將外界少量的空氣引到泵的排氣區(qū)，在葉輪表面形成一層氣體保護(hù)墊，有效減少了汽蝕的發(fā)生。3采用可靠的材質(zhì)

鶴見/粟村真空泵除葉輪采用不銹鋼材質(zhì)外，真空泵組中的關(guān)鍵部件，如真空開關(guān)、差壓開關(guān)、氣動(dòng)蝶閥等均選用進(jìn)口產(chǎn)品；真空泵的整體結(jié)構(gòu)堅(jiān)固穩(wěn)定，與其他供應(yīng)商的同等級(jí)真空泵相比，鶴見真空泵要重，能確保設(shè)備的長期可靠運(yùn)行。4

結(jié)構(gòu)可靠的輔助排氣裝置

鶴見真空泵的進(jìn)排氣口均為圓盤式。為防止氣體的過壓縮而造成能量的消耗，在排氣口處設(shè)置了輔助排氣裝置以達(dá)到最佳的運(yùn)行效果。鶴見真空泵采用的是球型輔助排氣裝置，即將多個(gè)TEFLON球固定在軸向軌道上，隨著入口壓力的變化TEFLON球向外移動(dòng)，留出空

隙使得介質(zhì)在達(dá)到出口壓力時(shí)即可排出泵外。由于TEFLON球固定

在一個(gè)軸向軌道上，只能前后移動(dòng)，且前后都有限位裝置，真空泵長期運(yùn)行也不會(huì)掉落，安全可靠。而其他供應(yīng)商的真空泵采用柔性閥片直接覆蓋在輔助排氣口的孔上，由于閥片的經(jīng)常彎曲以及老化，極易脫落而造成事故，其使用壽命一般為8000小時(shí)左右，閥片一般

作為易損件，而鶴見/粟村真空泵采用的閥球，使用壽命至少可達(dá)

40000小時(shí)以上，一般不作易損件考慮。啟動(dòng)前的準(zhǔn)備1機(jī)械方面準(zhǔn)備

1）真空系統(tǒng)所有檢修工作完畢，工作票已終結(jié)，設(shè)備完整良好，現(xiàn)場清潔。

2）按《真空系統(tǒng)閥門檢查卡》將系統(tǒng)閥門恢復(fù)完畢，具備投入條件。3）對(duì)真空泵進(jìn)行全面檢查，確認(rèn)符合投運(yùn)條件。2電氣方面準(zhǔn)備

1）三臺(tái)真空泵電機(jī)、密封水循環(huán)泵電機(jī)測(cè)絕緣合格，待機(jī)械方面準(zhǔn)備好后送電。2）真空系統(tǒng)電動(dòng)門送電。3熱工方面準(zhǔn)備

1）各熱工測(cè)量元件完好，壓力表、壓力變送器、壓力開關(guān)、液位開關(guān)一次門開啟。2）控制電源、信號(hào)電源投入正常。3）真空系統(tǒng)各項(xiàng)試驗(yàn)合格，聯(lián)鎖保護(hù)具備投入條件。真空系統(tǒng)投入1確認(rèn)真空系統(tǒng)各放氣門、放水門關(guān)閉。2確認(rèn)凝汽器至各真空泵入口電動(dòng)隔離門開啟。3確認(rèn)真空泵入口氣動(dòng)門關(guān)閉。4確認(rèn)閉式水系統(tǒng)投入正常運(yùn)行。

5開啟閉式水至真空泵汽水分離器手動(dòng)隔離門和補(bǔ)水電磁閥對(duì)分離器注水至正常水位。

6投入真空泵冷卻器冷卻水，并通過排空氣手動(dòng)門排凈管道內(nèi)空氣。7關(guān)閉凝汽器真空破壞門。

8開啟真空破壞門密封水門，維持一定的密封水位且不外溢。真空系統(tǒng)投入

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啟動(dòng)一臺(tái)真空泵，檢查密封水循環(huán)泵聯(lián)啟，真空泵組運(yùn)行正常，當(dāng)真空泵入口氣動(dòng)門前后差壓達(dá)3kPa時(shí)，真空泵入口氣動(dòng)門自動(dòng)打開。

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檢查真空泵入口真空指示及汽水分離器排氣正常，真空泵冷卻器冷卻水回水溫度正常。

11

抽真空初期，可通過調(diào)整冷卻器后密封水手動(dòng)門開度調(diào)整真空泵電流，防止真空泵電機(jī)過載。12

根據(jù)實(shí)際需要，啟動(dòng)第二臺(tái)真空泵。

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當(dāng)凝汽器壓力降至12.5kPa以下，確認(rèn)真空系統(tǒng)運(yùn)行正常后投入備用聯(lián)鎖。真空系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)視與維護(hù)

.1

檢查泵組運(yùn)行正常,電機(jī)外殼溫度、軸承溫度、振動(dòng)正常。2

檢查真空泵汽水分離器水位、水溫正常。3

檢查凝汽器真空破壞門水封水位正常。

4

檢查真空泵冷卻器及冷卻水循環(huán)泵工作正常。真空泵的切換

1）確認(rèn)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定