提高氺环式真空泵工作水温度对凝汽器真空的影响

廖晓倩

（青海油田格尔木社区管理中心，青海海西 817000）

提高氺环式真空泵工作水温度对凝汽器真空的影响

廖晓倩

（青海油田格尔木社区管理中心，青海海西 817000）

分析了300MW机组中氺环式真空泵工作水温度对凝汽器的真空的影响。真空泵工作水进口温度对氺环式真空泵抽气流量起决定性的作用，在夏季高温季节，降低真空泵工作水温度能有效地改善真空泵抽气能力下降、机组运行真空偏低的问题。

真空泵；工作水温度；凝汽器

1 概述

发电机组装机总容量300MW，采用蒸汽联合循环运行方式，真空系统使用了偏心氺环式真空泵，这种泵的优点是汽水工质损耗小、抽单位干空气量所需的能耗较低、安全可靠、自动化程度高。

汽轮机凝汽器的压力一方面受到循环水温度及凝汽器端差的影响；另一方面受真空泵极限抽吸能力影响。真空泵运行时，极限抽真空能力受到密封水温度影响，当温度升高时，抽真空能力降低，凝汽器真空度下降，机组出力下降，因此真空泵密封水应该保持一定的过冷度。

在实际运行中，对真空泵工作水冷却采用闭式循环冷却水，但是夏季环境温度普遍较高的情况下，冷却水入口温度达到26℃，加上泵旋转耗功以及凝汽器内汽水混合物传递的热量，冷却效果差，工作水的温度高，可达到35℃以上，导致泵抽真空能力下降，凝汽器真空下降，机组负荷降低。

2 运行分析

2.1真空泵抽真空系统

真空泵为广东佛山水泵厂制造，型号是2BW4253-0EK4。

真空泵抽真空系统主要由水环式真空泵、电机、汽水分离器、热交换器、附属的设备等组成。凝汽器中的气体经过真空泵的抽吸，经过汽水分离器分离，气体排入大气，水进入热交换器进行冷却，冷却后分为两路：一路直接进入真空泵，作为工作水起到维持真空泵的水环和水环的温度的作用；另一路进入真空泵入口，冷却凝汽器来的汽水混合物，提高真空泵的抽真空能力；另外真空泵的冷却水也来自闭式循环水管路，直接进入热交换器冷却工作水，冷却后进入闭式循环水回路。

真空泵设计参数如下：

最低吸入压力（极限真空度）：2 200Pa（a）

泵转速：740r/min

启动功率：42kW

抽吸能力 ≥35.5 kg/h（入口压力4.9kPa，冷却水温 25℃时）

泵热交换器的冷却水量：12.5m3/h，

水质：闭式循环冷却水

分离器补充水流量 ＜0.5m3/h；温度＜50℃

但在实际运行中，经常出现排气压力偏高、真空下降的现象，这时抽真空能力严重下降。运行值班人员通常认为抽真空能力下降是凝汽器本身的问题，如夏季水温偏高、铜管结垢、腐蚀或堵塞、凝汽器水侧泄漏、循环水流量偏小、凝汽器真空系统不严密，汽侧泄漏导致空气涌入等，而忽视了真空泵会不会有问题。

由于真空系统不严密，漏入的空气以及随新蒸汽带入的少量不凝结气体最终汇集在凝汽器汽侧，通过真空泵抽出凝汽器。真空泵的抽气能力直接影响凝汽器汽侧空气的聚集程度，而真空泵的抽气能力主要受其工作水温度的影响。

2.2系统设计工况

使用的冷凝器设计参数如下：

冷却面积：6 200m2

冷却水量：11 000 m3/h

冷却水温：20℃

最高冷却水温：33℃

凝汽器背压：4.9kPa（对应设计水温为20℃）

在设计点工作时，考虑到真空泵的设计参数，在入口压力4.9kpa、冷却水温度为25℃时，真空泵的抽吸能力大于35.5kg/h。4.9kPa对应的饱和压力近似为33℃，实际运行中，真空泵的压力应低于凝汽器背压4.9kPa，因此在不考虑真空泵过冷度的情况下，真空泵正常工作时工作水温度应低于33℃，工作水温低于25℃时最佳，真空泵的抽吸能力最大。

2.3实际运行工况

根据实际运行中的情况，循环水入口水温为22℃左右时，真空泵工作水进口温度大约为30℃左右，考虑到经过真空泵旋转的耗功、凝汽器内汽水混合物传递的热量及真空泵的板式换热器的温升（设计温差2℃）等，以及真空泵工作水进出口的温差，这8℃显然不大。因此，在实际运行中真空泵工作水水温很难保证在最佳的设计点工作。

我厂真空泵工作水由闭式循环冷却水冷却，但闭式循环冷却水温度受气候影响，特别在夏季炎热天气的情况下，随着闭式循环冷却水温度升高，工作水温接近饱和，其抽气能力就不断下降，不凝性气体将造成传热恶化并在凝汽器内积聚破坏凝汽器真空。

在实际运行中，冬季循环水进水水温最低可达到12℃左右，真空在-67kPa左右；而夏季循环水进水水温最高可达到26℃左右，真空在-62kPa左右。当循环水温度为26℃时，真

空泵的工作水温度可达到34℃左右，此时早已超过了饱和温度（未考虑真空泵过冷度），部分工作水汽化，使得了真空泵的抽真空能力大大地降低，起不到提高真空的作用。

图1　不同工作水温度的真空泵特性曲线

从图中可以看出，真空泵的抽真空能力随着工作水温度的降低而升高。尤其是在抽真空压力比较低的范围内这种趋势更加明显，我厂的真空泵压力在此范围内，因此我们可以通过改变真空泵工作水温度来达到提高真空泵工作性能的目的。

3 改进与建议

真空泵的工作压力与凝汽器的压力是一个动态平衡过程，不管循环水温度的高低，真空泵的抽吸压力必须低于凝汽器的压力，才能把凝汽器内的不凝结气体抽走。因此，真空泵密封水温度必须低于排汽压力对应的饱和温度，否则就会真空恶化，还会导致真空泵叶轮的汽蚀损坏。

（1）真空泵工作水和冷却水水源均取自闭式循环水，而闭式循环冷却水温度受气候影响，特别在夏季炎热天气的情况下，冷却水温度高使得工作水水温达不到设计的25℃标准，这也成为限制真空泵工作能力提高的一个主要因素。

降低工作水温度的措施一般有：一、采用低温的冷却水冷却。通过增加制冷设备的方式强制冷却工作水，但由于强制制冷设备的可靠性差、节能效果差、投资高，实施可能性较小。

（2）可考虑通过加大真空泵板式换热器的冷却面积，同时加大密封水的循环冷却流量，但是根据热交换器的设计参数：工作水量：10m3/h，工作水入口温度：25℃，出口温27.4℃，端差：2℃，即使在最理想的状况（端差：0℃）下，真空泵的工作水温度下降的效果也不明显。

（3）密切注意真空泵工作水出水的温度，一旦夏季工作水温度较高时，可打开汽水分离器排污阀，对工作水进行置换，降低工作水温度，这种方法切实可行，对工作水水温下降有较明显的作用。

4 结术语

在机组真空严密性较好情况下，真空泵工作水温度是影响真空泵、凝汽器运行性能的关键因素。当工作水温度升高时，真空泵的抽真空能力会大幅度降低，凝汽器的传热性能也会降低，最终降低机组的运行真空。到目前为止，发电机组基本都在使用水环式真空泵，但是都忽视甚至没有意识到冷却系统的正常运行对机组背压和负荷的重大影响，在实际运行中值班人员应给予足够的重视。

[1] 罗思球.水环式真空泵机组在凝汽器抽真空的应用及介绍[J].通用机械，2004，（2）.

[2] 王兴平，黄功文，张林.电厂水环式真空泵冷却系统的问题及其对机组处理的影响[J].动力工程，2004，24（4）.

Improve Impact Shui-Ring Vacuum Pump Water Temperature on Condenser Vacuum

Liao Xiao-qian

The effect of the vacuum 300MW Unit Shui ring vacuum pump water temperature of the condenser.Vacuum pump water inlet temperature of the Shui ring vacuum pump fl ow play a decisive role in the hot summer season，reducing the water temperature vacuum pump can effectively improve the vacuum pump capacity decreased，the problem of low vacuum unit operation.

vacuum pump；Working water temperature；condenser

TK264.11

A

1003-6490（2016）01-0087-02

2016-01-06

廖晓倩（1988—），女，四川绵阳人，主要从事锅炉供暖工作。