水环真空泵在汽轮机真空系统的成功应用

水环真空泵在汽轮机真空系统的成功应用

刘涛

一、前言

热机车间4＃汽轮机组现有抽真空设备为两台CS4－12.5－1型抽汽器和一台IS200－150－400射水泵，两台IS125－100－200B射水泵，投入运行以来，由于真空系统缺陷较多，导致机组真空偏低，在两台抽汽器并列运行时，冬季真空平均值为－90Kpa，夏季真空平均值为－86KPa，不能达到设计要求，虽经过几次停机查漏消缺，仍不能解决根本问题，同时由于备用泵不匹配，且系统置换耗水较大，不能满足系统安全优化运行需要。为此，车间提出真空系统改造方案，方案总体要求是：真空达到设计要求，系统可靠性高，操作灵活，检修方便，节能效果好。

二、水环真空泵原理

如图：在泵体中装有适量的水作为工作液。当叶轮按图中指示的方向顺时针旋转时，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。水环的上部分内表面恰好与叶轮轮毂相切，水环的下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）。此时叶轮轮毂与水环之间形成一个月牙形空间，而这一空间又被叶轮分成叶片数目相等的若干个小腔。如果以叶轮的上部0°为起点，那么叶轮在旋转前180°时小腔的容积由小变大，且与端面上的吸气口相通，此时气体被吸入，当吸气终了时小腔则与吸气口隔绝；当叶轮继续旋转时，小腔由大变

小，使气体被压缩；当小腔与排气口相通时，气体便被排出泵外。 综上所述，水环泵是靠泵腔容积的变化来实现吸气、压缩和排气的，因此它属于变容式真空泵。

水环泵和其它类型的机械真空泵相比有如下优点：

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结构简单，制造精度要求不高，容易加工。

结构紧凑，泵的转数较高，一般可与电动机直联，无须减速装置。故用小的结构尺寸，可以获得大的排气量，占地面积也小。

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压缩气体基本上是等温的，即压缩气体过程温度变化很小。 由于泵腔内没有金属磨擦表面，无须对泵内进行润滑，而且磨损很小。转动件和固定件之间的密封可直接由水封来完成。 吸气均匀，工作平稳可靠，操作简单，维修方便。

三、主要改造内容 用真空泵代替射水泵和射水抽气器。原射水抽气系统需要运行2台37kw电动机驱动的射水泵或1台90kw电动机驱动的射水泵和2台射水抽气器抽真空。2台射水抽气器抽真空抽气速率为25m3/min，射水抽气器不但没有备用设备，而且效率低，耗电量60kwh/h，为了降低射水箱的水温，需要不断置换射水箱的水，耗水量大。我们用水环式真空泵代替射水泵和射水抽气器。将其中2台37kw电动机驱动的射水泵拆除，留下1台90kw电动机驱动的射水泵和2台射水抽气器作为抽真空的备用设备。现在采用2BE 253-0水环式真空泵抽气速率为40.7m3/min，远大于原2台射水抽气器的抽气速率。耗电量50kwh/h，耗电量小于用射水抽气器，不需要向射水箱置换水，减少了水的消耗。

在原有位置将小流量射水泵拆除，改用一台水环式真空泵（配用电机75KW），采用真空泵与大流量射水泵并列互为备用方案，在运行成熟后，再行改进。

四、效益测算： a、改造费用

增设一台真空泵系统（附热交换器，电控设备） 25万元 b、运行费用：工作水闭式循环使用,基本无消耗。 c、投资回收期测算：

年减少水耗创效 16万元

年减少电耗创效 （90－75）×8000×0.5＝6万元 年多发电创效 96.3万元 投资回收期 25／（96＋6＋16）＝0.21年 即投用2个半月可收回投资。

真空泵因其抽真空效率高，速度快，抽气速率大，电耗小，且真空泵工作水闭式循环使用，可彻底消除置换水耗，长期运行更经济，加之真空泵运行可靠，目前已被许多电厂广泛采用，

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