水环式真空泵密封水温度对真空度的影响资料下载.pdf

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3、G.（#大型发电机组的真空系统目前多用偏心水环式真空泵，其优点是抽单位干空气量的能耗较低。但在实际运行中，常会发生抽气能力严重下降而导致的排汽压力偏高现象。运行人员通常都把机组排汽压力偏高归咎于凝汽器本身的问题，如夏季水温偏高、铜管结垢、垃圾堵塞、循环水流量偏小等，而不会怀疑真空泵有什么问题。事实上，水环式真空泵在运行时，为保持抽吸能力，其密封用水必须保持一定的过冷度，如水温升高，则真空泵密封水发生汽化，其极限抽真空值就是该温度对应的饱和压力。因此凝汽器的压力实际受$个因素的限制，（0）循环水温度及凝汽器端差；（$）真空泵的极限抽吸压力。由于凝汽器及其整个真空系统或多或少存在泄漏，随着凝汽器内

4、空气的积聚，凝汽器的压力受真空泵极限抽真空压力的限制0。另外，当真空泵工作水温度升高后，其抽吸能力降低，凝汽器真空度下降，即真空泵特性线向上移动，一定程度上也影响了机组的出力。#技术分析!#水环式真空泵工作水温与凝汽器真空的关系水环泵的性能与被抽吸气体的状态、工作液体的性质及温度有关。对水环泵通常只给出规定条件下的特性线。当实际工作条件与规定条件不同时，水环泵的特性线须进行修正。由于气体状态改变而引起性能（主要是气量）变化，可按气体状态方程式进行换算。真空泵密封水温度对水环泵吸气量的影响按下式换算$：51（;）T!51（07）（0）万方数据邹征宇，等!电厂水环式真空泵密封水温度对单元机组效率的

5、影响!（总!#）!$!#%!$（%）!$（!）（&）式中!）、!$（%）密封水出口温度为!（和%（时饱和蒸汽压力，）*；（!）、&（%）密封水出口温度为!（和%（时吸气量，+,-+./。根据式（）、式（&），可得到在不同真空泵密封水温情况下某一型号真空泵的特性曲线组。图 所示为当工作水温在!0,!（范围内变化时，&12,!,34 型水环式真空泵的特性曲线。图&,34 型水环式真空泵密封水温度不同时的特性曲线在机组负荷变化不大的情况下，真空泵密封水温度发生变化，漏气量随凝汽器真空变化相对变化很小，故可认为漏气量不变。而真空泵密封水温度升高（降低）将使真空泵抽吸能力下降（升高），凝汽器真空降低（升

6、高）。凝汽器真空降低（升高）后，使真空泵抽吸能力升高（降低），最终真空泵抽空气量与漏气量相等，系统达到新的平衡。某电厂的真空泵型号为&,34，在设计工况下，凝汽器压力为!5,6）*，真空泵密封水温度为!（。由图 看出，其抽吸能力为 7&5,+,-+./。当其他条件不变，只有真空泵密封水温度发生变化，可认为漏气量仍为 7&5,+,-+./，在图 中由&$7&5,+,-+./作水平线，与各曲线相交，得到在不同工作水温度下对应的凝汽器压力，如图&所示。#$!背压变化对汽轮机功率的影响%分析汽机排汽压力变化对机组做功的影响可从&个方面来考虑，其一是排汽焓变化，引进机组有效焓降做功量的变化，其二是凝结水

7、温度的改变，引起最末一个低压加热器抽汽量的变化，从而影响了做功量。如图,所示，应用等效焓降的基本原理定量图&,34 型水环式真空泵密封水温度对应凝汽器压力分析上述两部分做功变化规律，当机组排汽压力升高时，机组排汽焓变化!（）$（*）%（），因为这部分焓降是+68 蒸汽在汽轮机内的有效做功焓降，它直接导致新蒸汽做功减少：,$+9（*）%（）（,）式中+排汽流量份额；（）、（*）排汽压力变化前后的排汽焓。另一部分是凝结水温升引起的新蒸汽做功变化，它类似于凝结水过冷度的分析方法，由于 号加热器的抽汽压力不变，加热器的出口水温不变，号加热器的焓升变化!#+$（%*+%（%+，将使 号加热器的热耗量减少

8、+9!#+，减少抽汽量以保证（%不变。按等效焓降原理，相当于纯热量+9!#+进出 号加热器系统，引起新蒸汽等效焓降增加：,&$+9!#+9$*（7）式中+通过 号加热器的凝结水流量份额；（%+、（%*+排汽压力变化前后的凝结水焓；$:排汽压力变化后的 号加热器的抽汽效率。当 号加热器是疏水放流式时，由于 号加热器的抽汽压力不变，其加热的疏水温度和疏水焓不变，故-$-*$（%（%$，$*$,*-*$（%（*）-$（%（）%（*）%（）-$,-%（）,（）$%（）,（）（!）式中$排汽压力变化前的 号加热器的抽汽效率。因此，排汽压力降低引起的新蒸汽等效焓降变化为：,$!%,$+!#+9$%+!（）

9、（;）装置效率的相对变化7：#.$%=%（#）万方数据!（总#!$）%&，（%）热耗率相对变化：）*+）*,!-（$）标准煤耗率相对变化：./01+./01,!-（2）式中3!，#，$%&一定流量下机组的新蒸汽净等效焓降、机组的热耗率和机组的标准煤耗率。图 3 排汽压力做功分析系统图!计算实例某电厂#号机组为亚临界、中间再热、抽汽凝汽式机组，型号为 4!5#6 78!$8!$，汽轮机的额定出力为!9:，额定背压&6&8 3工作水温度8=!#&%&%!凝汽器压力8;（:B）A#6&$%（6#77&5#!6（5%6%$&5!6#2 52（#6&$2#$%&8标准煤（:B）A#（6!%6#2&6#!

10、5#6&5%625%6#!B）A#%276%226!#67&6$#%67%（6#62注：#）排汽焓以干度为&62#%计算得出；%）排汽流量份额$%+&6$7，凝结水流量份额$%+&677#&；）#号抽汽等效焓降!#+%!76&，抽汽效率#+&6#&$%；（）机组热效率#（+&6（#!，锅炉效率#$+&6 2%，管道效率#+#，全厂热效率#&+&6（&7 7&，全厂热耗率&+$&%?8（:B），标准煤耗率$% 标准煤8（:B）。图（3%CD#!5&型水环式真空泵工作水温度与标准煤耗的关系&结论（#）水环式真空泵密封水温度从#!=降到!=时，单元机组排汽温度下降!6%=，凝汽器压力下降#6

11、;B）；而当工作水温度上升到%!=时，机组煤耗增加#标准煤8（:故当夏季真空泵密封水温较高时，采用制冷的方法降低密封水水温可以取得良好的节能效益。（）现阶段大部分电厂真空泵密封工作水冷却器的设计冷却水源均取自于循环水，而循环受到季节环境气温的影响，到了夏季循环水温根本无法满足密封工作水的冷却要求。密封工作水温远不能达到设计的#!=水平，这也成为限制电厂真空泵工作能力提高的一个主要因素。通过采用制冷的方法可解决这一问题。参考文献：#王兴平，黄功文，张3 林6 电厂水环式真空泵冷却系统的问题及其对机组出力的影响?6 动力工程，%&（，%（）：$25!2%6%齐复东，贾树本，马义伟6 电站凝汽设备和冷却系统 9 6北京：水利电力出版社，#22&6李秀云6 用等效热降法确定排汽压力变化对机组经济性的影 响?6 热 能 动 力 工 程，#222，#（$）：6（林万超6 火电厂热系统节能理论 9 6 西安：西安交通大学出版社，#22（6收稿日期：5#&$万方数据