火电机组汽机培训教材 13第十三章 凝汽器抽气系统.doc

凝汽器抽气系统 主讲：葛 鹏 概述 凝汽器抽气系统也称为真空系统，其作用就是用来建立和维持汽轮机机组的低背压和凝汽器的真空；正常运行时不断地抽出由不同途经漏入汽轮机及凝汽器的不凝结气体。 对于600MW汽轮机组，目前真空系统的设备主要采用水环式真空泵和汽水分离器相结合。 在高压和低压凝汽器汽室侧聚集的不凝结气体通过真空泵抽出排至大气。凝汽器壳体上还设至1只带有滤网和水封的真空破坏阀。凝汽器水室侧还设有水室真空泵，以便在循环水系统运行时在凝汽器内形成虹吸，以及在长时间运行后抽取水室顶部的空气，保证凝汽器的换热效果。 系统特点 双背压凝汽器的抽气区按气体/蒸汽混合物的冷却要求进行设计的。在额定工况下，空气排气口的温度较凝汽器入口压力下的饱和蒸汽温度低4℃。抽气系统为串联抽出系统，即空气由高压凝汽器流向低压凝汽器，经抽气管道抽出。 贵公司的汽室真空泵和水室真空泵均为平圆盘单级水环式真空泵，由纳西姆工业（中国）公司生产。汽室真空泵型号为2BW4 353-0MK4；水室真空泵型号为2BE1 253-0BY4。 机组正常运行时，保证两台汽侧真空泵运行就能满足汽轮机在各种负荷工况下，抽出凝汽器内的空气及不凝结气体的需要。汽室真空泵部分运行参数如下： 序 号 名称 单位 数据 备注 1 凝汽器最低运行背压下抽吸压力 kPa(a) 4.4 2 最低背压下两台泵并列运行出力 kg/h 112 抽出的干空气量 3 两台泵并列运行极限抽吸背压 kPa(a) 3.0 4 两台泵并列运行极限抽吸能力 kg/h 80 对应极限抽吸压力 5 真空泵转速 r/min 590 6 噪音(离设备1米处) dB(A) ≤85 7 热交换冷却水量 kg/h 50000 单泵 8 热交换器面积/形式 m2 12/板式 单泵 9 真空泵工作水量 kg/h 25000 单泵 10 启动抽真空时间（四泵运行） min ≤30 图13-1 汽室真空泵运行参数 机组启动时，三台真空泵并列运行就可以满足启动时间的要求。三台真空泵运行，可以在下述时间内达到规定的凝汽器压力： 启动抽气时间（分钟） 凝汽器压力Mpa(a) 15 0.034 30 0.01 45 0.0034 启动工况凝汽器背压-抽真空时间表如下（3泵运行）： 序号 对应凝汽器背压（kPa） 该工作段抽真空所需时间（min） 1 101.3—90 1.32 2 90—80 1.31 3 80—70 1.48 4 70—60 1.71 5 60—50 2.03 6 50—40 2.50 7 40—30 3.28 8 30—20 4.81 9 20—10 9.54 10 10—8 3.44 图13-2 凝汽器背压-抽真空时间表 水环式真空泵 水环式真空泵结构 水环式真空泵主要部件是叶轮和壳体，叶轮是由叶片和轮毂构成，叶片有径向平板式，也有向前（向叶轮旋转方向）弯式。壳体内部形成一个圆柱体空间，叶轮偏心地装在这个空间内，同时在壳体的适当位置上开设吸气口和排气口。吸气口和排气口开设在叶轮侧面壳体的气体分配器上，形成吸气和排气的轴向通道。 壳体不仅为叶轮提供工作空间，更重要的作用是直接影响泵内工作介质（水）的运动，从而影响泵内能量的转换过程。 水环泵工作之前，需要向泵内注入一定 图13-3 水环式真空泵原理图 量的水，它起着传递能量的媒介和密封作用。当叶轮在电动机驱动下转动时，水在叶片推动下获得圆周速度，由于离心力的作用，水向外运动，即水有离开叶轮轮毂流向壳体内表面的趋势，从而就在贴近壳体内表面处形成一个运动着的水环。由于叶轮与壳体是偏心的，水环内表面也与叶轮偏心。由水环内表面、叶片表面、轮毂表面和壳体的两个侧盖表面围成许多互不相通的小腔室。由于水环与叶轮偏心，因此处于不同位置的小腔室的容积是不相同的。小腔室随着叶轮的旋转，它的容积是不断变化的。如果能在小腔室的容积由小变大的过程中，使之与吸入的气体相通，就会不断地吸入气体。当这个腔室的容积由大变小时，使之封闭，这样已经吸入的气体就会随着空间容积的减小而被压缩。气体被压缩到一定程度后，使该空间与排气口相通，即可以排出已经被压缩的气体。 水环式真空泵的工作原理 水环式真空泵的工作原理可以归纳如下：在泵体中装有适量的水作为工作液。当叶轮按图中顺时针方向旋转时，水被叶轮抛向四周，由于离心力的作用，水形成了一个决定于泵腔形状的近似于等厚度的封闭圆环。水环的下部分内表面恰好与叶轮轮毂相切，水环的上部内表面刚好与叶片顶端接触（实际上叶片在水环内有一定的插入深度）。此时叶