MW机组真空系统详解

真空系统介绍2013-08-13系统概述

汽轮机设备在启动和正常运行过程中，需要将设备（特别是凝汽器）和汽水管路中的不凝结气体及时抽出，以维持凝汽器的真空，改善传热效果，提高汽轮机设备的热经济性。因此，由抽气器、汽水管道和阀门等组成的抽气设备就成了凝汽设备中必不可少的一个重要组成部分。

用于汽轮机凝汽器的抽气器（也称空气泵或真空泵），其工作特点，一是抽吸的真空并不要求很高，为了维持凝汽器在多种

工况下正常工作，其抽吸压力一般在0.00267～0.0533MPa就可以了；二是抽气速率和抽气量都很大，且抽出的介质为汽气混合

物。

本系统设置有3台50%的水环式真空泵组，两台运行一台备用，用于在机组启动时抽出凝汽器汽侧、热井、低压缸及小汽机内的空气。在机组正常运行时，抽出漏入真空系统的空气及蒸汽中携带的不凝结气体，以保证凝汽器必需的真空度和减少其腐蚀。系统包括凝汽器抽真空管道、凝结水泵抽真空管道、凝汽器真空破坏门有关管道。绥中2*1000MW机组真空泵系统图真空泵图片水环式真空泵的原理鹤见250EVMA型真空泵系双级单作用的水环式真空泵。它利用泵壳和叶轮的不同心地安装的结构，在叶轮作旋转时，构成与叶轮成偏心水环，充满在叶片间的水，随着叶轮的旋转，在叶片之间不断地作周期性的往返运动，改变叶片中间的容积，在固定的吸气和排气口的相应配合下，完成吸气、压缩和排气作用。如下图中所示A处便形成一空洞状态，相邻两个叶片之间的空间形成气缸，而水就像活塞一样，沿着叶片上下移动，这种运行方式如同往复真空泵一样。换句话说，当叶轮旋转时，气体通过壳体的吸入口（INLET）处进入壳体，再从孔板的吸气口进入叶轮（如图中→箭头所示），并在移动过程中经膨胀和压缩后，从孔板排气口向壳体的排出口（OUTLET）排出。而双级的作用就是第一级排气口排出的气体被第二级吸气口吸入，然后经过第二级的压缩排出，第二级的作用是减少第一级排气压强，以提高第一级吸入极限真空度，做成同轴相串联的两级泵，两级之间的通气道由中间盘和连接管配成，因此结构比较紧凑，回转部分由一根轴和两级叶轮组成，固定部分由进出气机座，两个泵环和配气盘轴承支架组成。电动机和泵部分的传动用蛇型联轴器连接，泵和电动机安装在一个公共底座上。除了把液体作为活塞外，由于泵体结构简单，几乎没有机械摩擦产生，因此真空泵内部不需要润滑。水环式真空泵的原理

水环泵在排气时，工作水会排出一小部分。经过气水分离器后，

这一小部分水又送回

泵内，所以工作水的

损失较小。为保证稳

定的水环厚度，在运

行中需要向泵内补充

凝结水，但补水量量

很少。设备规范及泵组性能型式： 水环式级数：

2压缩比： 1:5（第一级）；1:6（第二级）生产厂家： 鹤见真空工程（上海）有限公司2水环式真空泵机组性能参数（1）水环式真空泵最低吸入压力：3.39

kPa(a)泵转速：叶轮名义直径：转速：最大轴功率：最小周功率：495

r/min80

cm20.72

m/s132

kW90

kW在背压5.1kPa时轴功率： 100

kW在背压11.8kPa时周功率：115

kW（9）

启动功率：

120kW1泵组规范真空泵组型号：EVMA250■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■（10）单台泵的抽吸能力：63

kg/h（入口压力3.4kPa，冷却水温15℃时）71

kg/h（在THA工况下，入口压力4.5kPa（a），冷却水温21.5℃时）75

kg/h（入口压力5.1kPa，冷却水温21.5℃时）120

kg/h（在TRL工况下，入口压力11.3kPa（a），冷却水温36℃时）126

kg/h（入口压力11.8kPa，冷却水温36℃时）（11）两台泵同时运行的抽气能力142

kg/h（凝汽器压力4.5kPa（a），冷却水温21.5℃时）240

kg/h（凝汽器压力11.3kPa（a），冷却水温36℃时）（12）真空泵电动机型号：Y400M-12；额定功率：160

kW；电压：380V，电机防护等级：IP54，电机绝缘等级：F级（13）泵热交换器的冷却水量：45

m3/h；水温小于39℃（14）分离器补充水流量：<1

m3/h温度＜50℃（15）热交换器：板式（16）真空泵在泵入口处不设置喷咀，进泵的气体经过泵内部的水帘进行预冷却后，再进入泵的腔体内。真空泵的运行

1启动：启动前，特别是长期停运的泵，必须用手转动联轴器数转（可转动电机风扇）确认转子能自由转动才行，方可起动。2打开密封液调节阀，将密封液补充到真空泵壳体内。如果在真空泵中无密封液体时起动真空泵，真空泵将不能正常运行，并且因滑动部件的内部接触而造成卡滞。因此，确定真空泵中密封液补充到中心线以上时再启动真空泵。3应当使在密封液入口端的阀门处于完全打开状态。4噪声，振动。始终关注噪声、振动、真空度以及安培数，如果有反常现象出现，必须立即停止真空泵，然后再调查原因并且予以更正。由于自身结构的问题，液环式真空泵发出的噪音、振动通常是由未对准而造成的，但也有密封水过量或真空泵入口关闭的情况下引起振动。当真空泵吸入端达到稳定时，电流的安培数也基本上是不变的，当电流表显示数值变化不定或者值突然变得很大时，真空泵或者其它地方可能出现问题，此时停止真空泵进行检查。当真空度值超过-96.0kPa(g)或-97.3kPa(g)时,由于汽蚀现象可能产生噪音。虽然这不是机组本身的问题，但也不允许维持这一状态太久，否则会引起故障。5检查轴承的温度。当轴承温度超过周围环境温度+40℃时，可能某些地方存在问题，此时应当停止真空泵并且进行详细检查。鹤见/粟村真空泵与其他真空泵相比较主要有以下特点1双级泵设计、不锈钢叶轮。降低汽蚀强度，提高抗汽蚀能力

鹤见用于电厂凝汽器抽气的真空泵采用两级设计，每一级压缩比较小。由于压缩比小，故真空泵产生汽蚀的强度减弱。但就因为两级设计而

忽视了叶轮的材质，也可能导致严重的后果。事实已证明，若叶轮采

用铸铁材质，不少电厂的真空泵也发生了严重的汽蚀，如岳阳电厂

2X300MW、上海吴泾电厂八期2X600MW、上海石化电厂1X135MW、贵州安顺电厂2X300MW等机组中虽然也使用的两级真空泵，但就是由于采用铸铁材质的叶轮，在工况条件稍一恶劣的情况下，汽蚀就相当严重（以上用户用的是NASH公司的产品，有的仅运行一年不到的时间，叶轮就受汽蚀的影响而被打穿）。鹤见/粟村真空泵针对电力行业要求高真空、高可靠性等的特点，在结构和选材上进行了改革，采用双级压缩技术的同时，叶轮还采用不锈钢材质，抗汽蚀能力比两级泵叶轮采用铸铁材质至少强4～5倍，也就是在同样工况条件下，用铸铁材质如果2年时间受汽蚀影响而将叶轮打穿的话，那么不锈钢材质至少可延长寿命至8～10年。鹤见不同意在电厂中使用的真空泵，由于使用了双级泵好的技术而降低叶轮材质的档次，以达到降低成本的目的。

至于单级泵由于压缩比1：30（入口3.39KpaA排口101.3KpaA）太高，在高真空工况下运行，即使泵的叶轮采用不锈钢，汽蚀照样严重。因

此，鹤见不提倡单级泵在电厂中使用。2装有汽蚀保护装置

鹤见真空泵在电厂中除采用双级泵不锈钢叶轮外，还在泵的第一级上加载了防汽蚀装置，即将外界少量的空气引到泵的排气区，在叶轮表面形成一层气体保护垫，有效减少了汽蚀的发生。3采用可靠的材质

鹤见/粟村真空泵除叶轮采用不锈钢材质外，真空泵组中的关键部件，如真空开关、差压开关、气动蝶阀等均选用进口产品；真空泵的整体结构坚固稳定，与其他供应商的同等级真空泵相比，鹤见真空泵要重，能确保设备的长期可靠运行。4

结构可靠的辅助排气装置

鹤见真空泵的进排气口均为圆盘式。为防止气体的过压缩而造成能量的消耗，在排气口处设置了辅助排气装置以达到最佳的运行效果。鹤见真空泵采用的是球型辅助排气装置，即将多个TEFLON球固定在轴向轨道上，随着入口压力的变化TEFLON球向外移动，留出空

隙使得介质在达到出口压力时即可排出泵外。由于TEFLON球固定

在一个轴向轨道上，只能前后移动，且前后都有限位装置，真空泵长期运行也不会掉落，安全可靠。而其他供应商的真空泵采用柔性阀片直接覆盖在辅助排气口的孔上，由于阀片的经常弯曲以及老化，极易脱落而造成事故，其使用寿命一般为8000小时左右，阀片一般

作为易损件，而鹤见/粟村真空泵采用的阀球，使用寿命至少可达

40000小时以上，一般不作易损件考虑。启动前的准备1机械方面准备

1）真空系统所有检修工作完毕，工作票已终结，设备完整良好，现场清洁。

2）按《真空系统阀门检查卡》将系统阀门恢复完毕，具备投入条件。3）对真空泵进行全面检查，确认符合投运条件。2电气方面准备

1）三台真空泵电机、密封水循环泵电机测绝缘合格，待机械方面准备好后送电。2）真空系统电动门送电。3热工方面准备

1）各热工测量元件完好，压力表、压力变送器、压力开关、液位开关一次门开启。2）控制电源、信号电源投入正常。3）真空系统各项试验合格，联锁保护具备投入条件。真空系统投入1确认真空系统各放气门、放水门关闭。2确认凝汽器至各真空泵入口电动隔离门开启。3确认真空泵入口气动门关闭。4确认闭式水系统投入正常运行。

5开启闭式水至真空泵汽水分离器手动隔离门和补水电磁阀对分离器注水至正常水位。

6投入真空泵冷却器冷却水，并通过排空气手动门排净管道内空气。7关闭凝汽器真空破坏门。

8开启真空破坏门密封水门，维持一定的密封水位且不外溢。真空系统投入

9

启动一台真空泵，检查密封水循环泵联启，真空泵组运行正常，当真空泵入口气动门前后差压达3kPa时，真空泵入口气动门自动打开。

10

检查真空泵入口真空指示及汽水分离器排气正常，真空泵冷却器冷却水回水温度正常。

11

抽真空初期，可通过调整冷却器后密封水手动门开度调整真空泵电流，防止真空泵电机过载。12

根据实际需要，启动第二台真空泵。

13

当凝汽器压力降至12.5kPa以下，确认真空系统运行正常后投入备用联锁。真空系统运行监视与维护

.1

检查泵组运行正常,电机外壳温度、轴承温度、振动正常。2

检查真空泵汽水分离器水位、水温正常。3

检查凝汽器真空破坏门水封水位正常。

4

检查真空泵冷却器及冷却水循环泵工作正常。真空泵的切换

1）确认系统运行稳定