大气喷射器对水环式真空泵的影响.doc

PAGE 大气喷射器对水环式真空泵的影响 摘 要：黔西电厂机组投运自今，真空泵一直运行不稳定、可靠性极差：真空泵频繁出现转子叶片多出裂纹、甚至断裂，不能修复，只能更换转子（迄今已更换了13根转子），严重影响机组的安全可靠运行。经技改后，可靠性得到提高。 关键词：真空泵 技改 大气喷射器 可靠性 前言 目前大多电厂真空系统均采用水环式真空泵，其优点是抽气效果好、单位抽气量能耗相对较低。但由于泵入口压力低，导致转子叶轮气蚀严重、甚者叶轮产生裂纹断裂，机组运行可靠性得不到保障。 一、改造前设备情况 黔西电厂机组四台汽轮机为哈汽厂300MW产品，凝汽器为上海动力设备厂产品，配用广东省佛山水泵厂有限公司生产的水环式真空泵，型号2BW4353-0EK4。每台机两台真空泵，一用一备。机组设计背压6.5kPa，当地大气压87.7 kPa，运行时真空泵进口表压-83至-84 kPa。 投运自今，真空泵一直运行不稳定：为了降低煤耗，凝汽器真空尽量保持较高，造成真空泵转子气蚀严重，频繁出现转子叶片多出裂纹、甚至断裂，不能修复，只能更换新转子，致使维护费用相当高（真空泵转子单价18万元）。以下是投产以来真空泵转子检修情况统计表： 设备名称 损坏次数 时间 损坏情况 备注 #1机A真空泵 1 2007.04.29 转子叶轮部件发生裂纹、断裂 更换整台转子 #2机A真空泵 2 2006.11.09 转子叶轮部件发生裂纹、断裂 更换整台转子 2009.10.10 更换整台转子 #2机B真空泵 2 2006.12.03 转子叶轮部件发生裂纹、断裂 更换整台转子 2009.10.28 更换整台转子 #3机A真空泵 3 2007.02.15 转子叶轮部件发生裂纹、断裂 更换整台转子 2007.06.19 转子修复 2008.11.14 更换整台转子 #3机B真空泵 3 2006.12.11 转子叶轮部件发生裂纹、断裂 更换整台转子 2007.06.20 更换整台转子 2009.10.11 更换整台转子 2010.5.15 更换整台转子 #4机A真空泵 2 2008.03.04 转子叶轮部件发生裂纹、断裂 更换整台转子 2009.10.20 修复转子 #4机B真空泵 1 2007.05.04 转子叶轮部件发生裂纹、断裂 更换整台转子 从统计表看出，短短几年时间，8台真空泵已更换了13根转子，平均每年更换4根转子。特别是2009年10月10日、11日，#2B真空泵、#3机A真空泵相继损坏停运，极大地威胁主机的安全运行。 针对上述问题，黔西电厂联系真空泵厂家共同协商解决办法：在保证凝汽器真空的条件下，增设大气喷射器，适当提高真空泵进口工作压力，可保证真空泵的安全稳定运行，以期提高机组的运行安全性和经济性。 二、技改方案 1、大气喷射器工作原理 大气喷射器又叫大气喷射真空泵,可以直接利用常压大气作介质，可以按一级、二级、三级串联工作。在实际应用中，大气喷射泵是作为水环泵的前级泵组成水环—大气喷射泵机组，来提高水环泵的极限压力和扩大其工作范围。由于水环泵受到水温限制，在极限真空下其抽气速率大量减少以及水环泵内部容易产生汽蚀状况，这时配带大气喷射泵就有很大的好处。汽蚀是一种物理现象，当真空高到一定值时，真空泵内的工作水会不断产生气泡破裂的现象，当这种现象出现时会导致真空泵噪声剧增，出现这种情况并不是泵的质量问题，只要是采用水作密封液（工作液）的真空泵就会出现这种情况；但出现汽蚀现象对真空泵来说也是一种非正常状态，经常在这种状态运行会影响到真空泵的使用寿命；为避免在这种情况下运行的最佳选择就是给真空泵加装大气喷射。加上大气喷射泵后，当发电机组在冬季运行时，整个真空泵组抽气性能会更好，因此凝汽器真空仍可保证在目前水平或者更高。但真空泵本体其内部真空度仅在12kPa左右,这样就有效避免气蚀的产生。 大气喷射泵由喷嘴、吸气室和扩压器组成。其排气口与水环泵进气口相连，如图示： 先起动水环泵，使喷嘴进气口与排气口间形成压力差，大气便从喷嘴进入泵内。当压力差为大气压力的二分之一时，空气介质经喷嘴收缩段得到加速，到喉部时可达到声速，到扩张段再进一步加速到超声速，射向扩散器，形成高速射流，并造成吸气室内的压力比被抽容器内的压力低，因此将被抽气体吸入室内。由于二股气流在吸气室内混合，动量交换产生的损失使气流速率逐渐减慢，当进入扩散器喉部时则降到声速以下。经扩散器扩张段时，速度进一步降低，压力不断升高，最后达到大气喷射泵排气压力，即水环泵吸气压力，则由水环泵把气体吸入，再排出泵外，即完成了吸气、排气过程。 2、技术方案 2.1机械改动部分 机械部分的改动主要是在原来机组的进气三通和三通接管之间加上喷射器三通接管和一个DN250的气动蝶阀，在原来的进气三通上加焊一弯管，将喷射器P380