MW機組真空系統(tǒng)詳解

真空系統(tǒng)介紹2013-08-13系統(tǒng)概述

汽輪機設(shè)備在啟動和正常運行過程中，需要將設(shè)備（特別是凝汽器）和汽水管路中的不凝結(jié)氣體及時抽出，以維持凝汽器的真空，改善傳熱效果，提高汽輪機設(shè)備的熱經(jīng)濟性。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重要組成部分。

用于汽輪機凝汽器的抽氣器（也稱空氣泵或真空泵），其工作特點，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50%的水環(huán)式真空泵組，兩臺運行一臺備用，用于在機組啟動時抽出凝汽器汽側(cè)、熱井、低壓缸及小汽機內(nèi)的空氣。在機組正常運行時，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，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動，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，這種運行方式如同往復(fù)真空泵一樣。換句話說，當葉輪旋轉(zhuǎn)時，氣體通過殼體的吸入口（INLET）處進入殼體，再從孔板的吸氣口進入葉輪（如圖中→箭頭所示），并在移動過程中經(jīng)膨脹和壓縮后，從孔板排氣口向殼體的排出口（OUTLET）排出。而雙級的作用就是第一級排氣口排出的氣體被第二級吸氣口吸入，然后經(jīng)過第二級的壓縮排出，第二級的作用是減少第一級排氣壓強，以提高第一級吸入極限真空度，做成同軸相串聯(lián)的兩級泵，兩級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葉輪組成，固定部分由進出氣機座，兩個泵環(huán)和配氣盤軸承支架組成。電動機和泵部分的傳動用蛇型聯(lián)軸器連接，泵和電動機安裝在一個公共底座上。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，工作水會排出一小部分。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

行中需要向泵內(nèi)補充

凝結(jié)水，但補水量量

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

2壓縮比： 1:5（第一級）；1:6（第二級）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時軸功率： 100

kW在背壓11.8kPa時周功率：115

kW（9）

啟動功率：

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

kg/h（入口壓力3.4kPa，冷卻水溫15℃時）71

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

kg/h（入口壓力5.1kPa，冷卻水溫21.5℃時）120

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

kg/h（入口壓力11.8kPa，冷卻水溫36℃時）（11）兩臺泵同時運行的抽氣能力142

kg/h（凝汽器壓力4.5kPa（a），冷卻水溫21.5℃時）240

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

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

m3/h；水溫小于39℃（14）分離器補充水流量：<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，進泵的氣體經(jīng)過泵內(nèi)部的水簾進行預(yù)冷卻后，再進入泵的腔體內(nèi)。真空泵的運行

1啟動：啟動前，特別是長期停運的泵，必須用手轉(zhuǎn)動聯(lián)軸器數(shù)轉(zhuǎn)（可轉(zhuǎn)動電機風(fēng)扇）確認轉(zhuǎn)子能自由轉(zhuǎn)動才行，方可起動。2打開密封液調(diào)節(jié)閥，將密封液補充到真空泵殼體內(nèi)。如果在真空泵中無密封液體時起動真空泵，真空泵將不能正常運行，并且因滑動部件的內(nèi)部接觸而造成卡滯。因此，確定真空泵中密封液補充到中心線以上時再啟動真空泵。3應(yīng)當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。始終關(guān)注噪聲、振動、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、振動通常是由未對準而造成的，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。當真空泵吸入端達到穩(wěn)定時，電流的安培數(shù)也基本上是不變的，當電流表顯示數(shù)值變化不定或者值突然變得很大時，真空泵或者其它地方可能出現(xiàn)問題，此時停止真空泵進行檢查。當真空度值超過-96.0kPa(g)或-97.3kPa(g)時,由于汽蝕現(xiàn)象可能產(chǎn)生噪音。雖然這不是機組本身的問題，但也不允許維持這一狀態(tài)太久，否則會引起故障。5檢查軸承的溫度。當軸承溫度超過周圍環(huán)境溫度+40℃時，可能某些地方存在問題，此時應(yīng)當停止真空泵并且進行詳細檢查。鶴見/粟村真空泵與其他真空泵相比較主要有以下特點1雙級泵設(shè)計、不銹鋼葉輪。降低汽蝕強度，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設(shè)計，每一級壓縮比較小。由于壓縮比小，故真空泵產(chǎn)生汽蝕的強度減弱。但就因為兩級設(shè)計而

忽視了葉輪的材質(zhì)，也可能導(dǎo)致嚴重的后果。事實已證明，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等機組中雖然也使用的兩級真空泵，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，汽蝕就相當嚴重（以上用戶用的是NASH公司的產(chǎn)品，有的僅運行一年不到的時間，葉輪就受汽蝕的影響而被打穿）。鶴見/粟村真空泵針對電力行業(yè)要求高真空、高可靠性等的特點，在結(jié)構(gòu)和選材上進行了改革，采用雙級壓縮技術(shù)的同時，葉輪還采用不銹鋼材質(zhì)，抗汽蝕能力比兩級泵葉輪采用鑄鐵材質(zhì)至少強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，由于使用了雙級泵好的技術(shù)而降低葉輪材質(zhì)的檔次，以達到降低成本的目的。

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

此，鶴見不提倡單級泵在電廠中使用。2裝有汽蝕保護裝置

鶴見真空泵在電廠中除采用雙級泵不銹鋼葉輪外，還在泵的第一級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)、氣動蝶閥等均選用進口產(chǎn)品；真空泵的整體結(jié)構(gòu)堅固穩(wěn)定，與其他供應(yīng)商的同等級真空泵相比，鶴見真空泵要重，能確保設(shè)備的長期可靠運行。4

結(jié)構(gòu)可靠的輔助排氣裝置

鶴見真空泵的進排氣口均為圓盤式。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到最佳的運行效果。鶴見真空泵采用的是球型輔助排氣裝置，即將多個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，留出空

隙使得介質(zhì)在達到出口壓力時即可排出泵外。由于TEFLON球固定

在一個軸向軌道上，只能前后移動，且前后都有限位裝置，真空泵長期運行也不會掉落，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

40000小時以上，一般不作易損件考慮。啟動前的準備1機械方面準備

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）對真空泵進行全面檢查，確認符合投運條件。2電氣方面準備

1）三臺真空泵電機、密封水循環(huán)泵電機測絕緣合格，待機械方面準備好后送電。2）真空系統(tǒng)電動門送電。3熱工方面準備

1）各熱工測量元件完好，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、信號電源投入正常。3）真空系統(tǒng)各項試驗合格，聯(lián)鎖保護具備投入條件。真空系統(tǒng)投入1確認真空系統(tǒng)各放氣門、放水門關(guān)閉。2確認凝汽器至各真空泵入口電動隔離門開啟。3確認真空泵入口氣動門關(guān)閉。4確認閉式水系統(tǒng)投入正常運行。

5開啟閉式水至真空泵汽水分離器手動隔離門和補水電磁閥對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

9

啟動一臺真空泵，檢查密封水循環(huán)泵聯(lián)啟，真空泵組運行正常，當真空泵入口氣動門前后差壓達3kPa時，真空泵入口氣動門自動打開。

10

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門開度調(diào)整真空泵電流，防止真空泵電機過載。12

根據(jù)實際需要，啟動第二臺真空泵。

13

當凝汽器壓力降至12.5kPa以下，確認真空系統(tǒng)運行正常后投入備用聯(lián)鎖。真空系統(tǒng)運行監(jiān)視與維護

.1

檢查泵組運行正常,電機外殼溫度、軸承溫度、振動正常。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）確認系統(tǒng)運行穩(wěn)定