水环真空泵工作液冷却器冷却水系统的改造_马岩昕

1、第34卷第4期黑龙江电力2012年8月水环真空泵工作液冷却器冷却水系统的改造111马岩昕，程文来，孙永峰，贾211峰，王丽颖，于振辉（1黑龙江华电齐齐哈尔热电有限公司，黑龙江齐齐哈尔161000；2嫩江县海信热电有限责任公司，黑龙江嫩江161400）摘要：针对某电厂300MW 机组2BW4353OEK4型水环式真空泵在夏季运行时经常存在工作水温度过高导致水阐述了水环真空泵的工作过程、工作原理及夏季运行特点，提出了冷却水系统环真空泵抽吸能力严重下降的问题，改造方案，分析了冷却水系统改造实施的效果。改造结果表明，夏季循环水温度较高时用深井水代替循环水冷却真空泵的冷却器，能够降低水环真空泵的工作水温

2、度，使水环真空泵在夏季能达到较好的真空，提高了水环真空泵的出力。关键词：水环真空泵；冷却水；深井水；凝汽器真空；改造中图分类号：TK2641文献标识码：A文章编号：10021663（2012）04030903Transformation of cooling water system of water ring vacuum pumpMA Yanxin 1，CHENG Wenlai 1，SUN Yongfeng 1，JIA Feng 2，WANG Liying 1，YU Zhenhui 1（1Heilongjiang Huadian Qiqihar Thermal Power Company

3、Limited ，Qiqihar 161000，China ；2Nenjiang Haixin Thermal Power Nenjiang 161400，China ）Company Limited ，Abstract ：Aiming at the problem that the high temperature of working fluid causes the decrease of suction of this paper introduces 2BW4353OEK4type water ring vacuum pump of the 300MW unit in a power

4、 plant in sum ，the working process ，working principle and characteristics of operation in summer ，proposes transformation plan for cooling water system and analyzes the effect of the implementation of the planTransformation result shows that the temperature of working fluid of water ring vacuum pump

5、 can be reduced through replacing cooler of pump by deep phreatic water when the temperature of recycled water is high in summer ，which enables good vacuum of water ring vacuum pump in summer and increase its contributionKey words ：water ring vacuum pump ；cooling water ；deep phreatic water ；condense

6、r vacuum ；transformation气动控制系统、高低水位调节器、泵组内水冷却器、部有关连接管道、阀门及电气控制设备等组成。水环真空泵的作用是在汽轮机组启动时建立真空及抽除真空系统不严密处漏入的空气和未凝结的蒸汽，以维持凝汽器的真空度。1. 1水环真空泵的工作过程水环真空泵的工作过程：凝汽器中的气汽混合0引言某电厂300MW 机组2BW4353OEK4型水环式真空泵工作液冷却器的冷却水来源于冷却水塔在夏季运行时循环水温度较高，水环真空循环水，泵冷却器的冷却效果较差，达不到使用要求，使水环真空泵的出力下降，影响机组的安全和经济运行。因此，为了改善水环真空泵内的工作环境，降低水环真空泵

7、工作水温度，提高凝汽器的真空度，本文提出了用深井水代替开式循环冷却水冷却水环真空泵的工作水的改造方案。物经过水环真空泵的抽吸，进入气水分离器。分离出来的气体进入大气，分离出来的水与工作水补充水一起进入热交换器进行冷却。冷却后的工作水分为2路，一路经嘴喷进入水环真空泵入口，冷却从凝汽器来的气汽混合物，提高水环真空泵的抽吸能力。另一路直接进入水环真空泵作为工作水，维持真空泵的水环和水环温度。水环真空系统如图1所示。1水环真空泵的工作过程及工作原理水环真空泵由低速电动机、汽水分离器、工作收稿日期：201202142000年毕业于东北电力学院热能动力工程专业，作者简介：马岩昕（1968），男，工程师。

8、主要从事节能、汽轮机、化学运行技术管理方面的工作。309Vol34No4Heilongjiang Electric Power Aug 2012而水环真空泵的抽吸能力主要受其工作水温度的影响。真空泵在夏季时，由于夏季环境温度普遍较高，开式循环冷却水温度最高达到35 ，此时冷却效果极差。加上泵旋转的耗功以及凝汽器内抽气混合物传递的热量，工作水的温度普遍超高，甚至导致水环真空泵的抽吸能力严重下降，达至45 ，空气在凝汽器内积聚，使凝汽器的真空下降。当工作水温达到42 时，真空泵理想抽真空能力为93. 1kPa ，真空降低，严重影响着机组的效率。图1水环真空系统示意图3冷却水系统改造方案1. 2水环

9、真空泵的工作原理水环真空泵主要部件是叶轮和壳体。由于叶轮偏心地装在壳体上，随着叶轮旋转，工作液体在壳体内形成运行着的水环，水环内表面与叶轮偏心。由于在壳体的适当位置开设吸气口和排气口，水环真空泵就完成了吸气、压缩和排气相互连续的过程，从而实现抽送气体的目的。在水环真空泵的工作介质传递能量的过程如下：在吸工作过程中，气区内，工作介质在叶轮推动下增加运行速度，并从叶轮中流出，同时从吸气口吸入气体；在压缩区内，工作介质速度下降，压力上升，同时向叶轮中心气体被压缩。由此可见，在水环真空泵的整挤压，个工作过程中，工作介质接受来自叶轮的机械能，并将其转换为自身的动能，然后液体动能再转换为液体的压力能，并对

10、气体进行压缩做功，从而将液1体能量转换为气体的能量。某电厂汽轮机凝汽器水环真空泵是根据电厂发电机组的设计运行工况选型确定的，当水环真空泵在夏季冷却水温度较高或板式换热器脏污导致水环真空泵换热器冷却效果变差时，水环真空泵则水温越高，泵内的水接近沸腾会在高真空下运行，并会产生大量的气泡，气泡的产生与破裂过程会对叶轮造成汽蚀损坏，破坏叶轮的动平衡，引起泵体振坏真空泵的附属设备（压力真空表、的强烈振动，压力开关、入口气动门的反馈装置等），而且会发出非常大的汽蚀噪声，这些状况严重影响了水环真空泵组的安全运行和汽轮发电机组的安全运行。结合水环真空泵工作水的冷却水系统运行的特点及安全性、经济性，水环真空泵工

11、作水的冷却水系统的改造方案如下：原水环真空泵工作水的冷却水由开式循环冷却水系统提供，其水源为凝汽器的循环水，故冷却水温度较高。经过分析后，将水环真空泵工作水的冷却水系统在原来循环冷却水回水应回到开式水回进口处接1根深井泵来水管，水管。当夏季循环水温度较高时，用深井水代替循环水冷却真空泵的冷却器；当冬季循环水温度较低时，用循环水冷却真空泵的冷却器，使水环真空泵在夏季能达到较好的真空。在保证水环真空泵工作水的冷却水系统管道外形尺寸不变的情况下，在水环真空泵工作水的冷却水出入口加装深井水供水阀门，在夏季用深井水代替开式循环冷却水来冷却水环真空泵工作水的冷却水。2水环真空泵夏季运行特点水环真空泵冷却器

12、的冷却水原设计水源为冷经开式循环水泵升压后称为开却水塔来的循环水，式循环冷却水。当工作液体的水进入冷却器时，冷由另一侧却水由冷却器的一侧水室进入冷却器后，水室流出，这样工作液体的水就被冷却了。当冷却水温度降低时，真空泵抽吸能力增强，真空泵的出力会随之提高。当真空泵在夏季室外高温下运行冷却水温度较高，一方面冷却水对工作液的冷时，却达不到设计效果，另一方面水环真空泵的工作液温度也会升高而汽化，使密闭的月牙形空腔内有部分气体来自工作液汽化的气体，减少了对凝汽器内使水环式真空泵的出力下的不凝结气体的抽吸量，降。同时，水环真空泵内的运行工况变得极其恶劣，造成水环真空泵叶轮气蚀，严重时造成设备损坏，对机组

13、的安全运行构成严重威胁。水环真空泵的抽吸能力直接影响到凝汽器内空气的聚集程度，3104冷却水系统改造实施的效果某电厂根据厂内实际情况，在考虑最小投资的情况下，采用深井水冷却工作水，于2010年8月在水环真空工作水的冷却水出入口处增加了1根深井水至水环真空泵工作水冷却水的入口管道，深井3水泵的扬程是38. 8m ，流量为480m /h，脱硫及其3它用约80m /h，解决了夏季运行真空降低且影响第34卷第4期表1/MW空/MPa黑龙江电力冷却水系统改造实施前后对比数据冷却水水环真空水环真空入口温度出口温度/2. 36. 233. 222. 3/40. 130. 52012年8月机组负荷凝汽器真循环

14、水入低压缸排水环真空水环真空水环真空项目口温度/2782790. 09050. 091630. 030. 2汽温度/40. 640. 9泵电流/A256257冷却水入冷却水出口温度/口温度/试验前试验后27. 312. 329. 618. 5工作液改造后的真空提高值/MPa泵冷却器泵冷却器温升/泵工作液泵工作液温升/6. 97. 80. 0011机组经济性的问题。夏季深井水平均温度为12 ，工作水经深井水冷却后水温为21 ，汽水分离器内部工作水温度为27 ，水环真空泵理想的抽真空能力为97. 8kPa ，按照理想状态，凝汽器真空能够提高4. 7kPa ，由于在实际运行中受机组负荷、板式换热器结

15、垢、脏污的影响，凝汽器真空平均提高3. 5kPa ，提高率为3. 45%。水环真空工作水的冷却水系统经改造后，将深井水引至水环真空泵工作水的冷却器，降低了水环从而提高了水环真空泵的抽真空泵的工作水温度，吸能力及工作效率。实践证明，凝汽器的真空随着水环真空泵工作水的冷却水温度的升高而下降，且差值越来越小，水环真空泵工作水的冷却水温度越高，凝汽器的真空越低。水环真空泵的工作水的冷却水温度越低对凝汽器的真空影响越小，水环真空泵工作水的冷却水温度越高对凝汽器的真空影响在夏季运行的工况下，采用温度较高越大。因此，的开式循环冷却水来冷却水环真空泵工作水，将严所以降低水环真空泵工作水重影响凝汽器的真空，的冷

16、却水温度是必要的。冷却水系统改造实施前（上接第308页）了带电现场测试。所用试验仪器的测试数据准确，抗干扰能力强，能够适合各种场合，非常便利。另外，该试验车参加了事故抢修和应急演练6次，显示了移动数字化、集成化、式智能高压综合测试系统的智能化、机动化优势。试验数据如表1、表2所示。表1相别A 相B 相C 相后对比数据如表1所示。以某电厂所在地区的气候为例，每年夏季开式循环水水温达到33 左右的时间约为53d ，以此计算，采用深井水后，每年夏季节约标煤为289. 6965kg 24h 53d =368. 494t 。若每吨标煤价格按800元计算，则每年夏季可节约资金为294795元。5结论上述分

17、析结果表明，改造后的冷却水系统解决了真空泵汽蚀的问题，延长了真空泵的使用寿命，解决了夏季真空不高限制机组带负荷的问题，提高了机组的带负荷能力。同时，也改善了水环真空泵提高了凝汽器的真空，保证了机组内的工作环境，安全运行。参考文献：1孙淑红制冷装置在提高凝汽器真空中的应用J 华电技术，2008（责任编辑侯世春）从表1和表2中的试验数据可以看出，移动式高压智能综合测试系统所测得结果与单独仪器所测试的结果相同，带电测试与停电试验数据比较接近，具有可比性，试验数据真实、可信。3结论220kV 鹤东甲线CT 带电与停电试验数据对比泄漏电流/A 515517512测试电容量/pF127411281912537停电试验数据独立仪器试验/pF125041261712483数据/pF125031260412467表2相别A 相B 相C 相110kV 母线避雷器带电与停电试验数据表I X /mAI r /mA005900580058I Xp /mA079007890787I r