水环式真空泵运行特性分析及工况调节

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1、20东北电力技术2006年第5期水环式真空泵运行特性分析及工况调节AnAnalysisonOperatingCharacteristicsofWaterRingVacuumPumpandItsConditionAdjustment123于国强,高会林,林湖(1.保定电力职业技术学院,河北保定071051;2.河北电力职工大学,河北保定071051;3.华北电力大学,河北保定071000)摘要:针对目前国内大型水电机组大部分采用水环式真空泵作为主抽气设备的现状,分析了水环式真空泵的工作原理、运行特性、工作水温度对抽气能力的影响,提出水环式

2、真空泵工况点的确定方法和运行工况点的调节。关键词:水环泵;特性曲线;工况点[中图分类号]TK264.1[文献标识码]B[文章编号]1004-7913(2006)05-0020-02由于凝汽器真空变化对机组功率及运行经济性有很大的影响,提高凝汽器真空成为提高机组运行经济性的重要环节之一。目前国内运行的水电机组中,单机容量为200MW以上的机组的抽气设备大都采用水环式真空泵。1凝汽器真空对机组功率的影响凝汽器真空变化对机组功率的影响通常是根据汽轮机运行通用曲线来确定。汽轮机通用曲线是描p2图1200MW机组背压变化对机组功率影响曲线述单位蒸

3、汽流量的背压与机组单位蒸汽流量的功GΔP2水环式真空泵的工作原理率变化之间关系的一组曲线。由通用曲线上的G各坐标值乘以汽轮机末级通流量G,即可得背压变水环式真空泵的工作原理如图2所示。当径向化对机组功率影响的变化曲线。如图1所示,在很式叶轮在部分充水的壳体中运行时,由于受离心力宽的压力范围内,背压与功率变化量之间呈直线关的作用,水被甩向四周,如图2(b)所示,形成系(AB段)。由该直线可以看出,背压对功率变化同心水环。该水环被6片叶片等分成6个小水室,的影响是比较大的。若不计排汽缸至凝汽器喉部的水室中的气体不会被压缩或扩展。当叶轮装成图

4、2阻力损失,则认为凝汽器压力等于汽轮机的背压,(c)时,形成偏心叶轮,气体在1～3小室时容积因而降低背压也就能提高凝汽器的真空。不断扩大,从C到S形成吸气过程,4～6小室中,图2水环式真空泵工作原理2006年第5期东北电力技术21气体被压缩,构成气体通过压出段D的排气过程。必须使泵在某一流量下所产生的能量与抽真空装置水环式真空泵的工作包括吸气、压缩、排气3个过在通过同一流量时所需要的能量相等。将水环式真程。空泵的特性曲线与系统的装置曲线(pm=pa-pc+KDs,K为压力损失系数)画在同一坐标图上,见3水环式真空泵的运行特性图5,如果有

5、交点,交点M即为所求的工况点,水环泵的性能与所抽吸气体的状态、工作水温如果曲线没有交点,说明该泵不能满足系统要求,有关。图3为水环泵特性曲线(在一定条件下的吸必须另选水环泵。气量Ds、泵轴功率Pp、等温总效率ηs、空气量Da与抽气压力pm之间的关系曲线即为水环泵的特性线)。其条件是大气压力为0.10MPa、气温为20℃、空气相对湿度为70%和工作水温为15℃。由于气体状态改变而引起性能变化,可按气体状态方程进行换算。图4工作水温对水环泵吸气量的修正图3水环泵特性曲线抽气器的主要功能是将从真空系统不严密处漏入的空气抽出,维持凝汽器真空。在

6、凝汽器中抽出的气、汽混合物中,水蒸气占质量流量的2/3,它放出的汽化潜热是真空泵工作水温升高的主要原因。工作水温过高将造成吸入室的压力升高,从而图5水环泵运行工况点降低了抽吸能力。工作水温对吸气量的影响可按下M不仅是水环泵的运行工况点,还是稳定工式换算:况点,若泵在比M点流量大的A点运行,这时泵Da=λDa(15)在该流量下所能提供单位气体体积的能量小于系统其中:在该流量下单位气体体积所需要的能量,气体因能pm-ps(t)ntλ=·量不足而减速,流量减小,A点向M点靠近,直pm-ps(15)ng式中:ps(t)、ps(15)为工作水出口

7、温度为t和15℃到M点;相反,泵在比M点流量小的B点下运时的饱和压力,Pa;Da、Da(15)分别为工作水出口行,单位体积气体从泵所获得的能量大于所需要的3温度t和15℃时的吸气量,m/min;nt和ng分别能量,多余的能量会用来加速气体的流速使得B为泵实际转速和额定转速,r/min。点向M点移动,直到达到M点,可见M点是水环修正系数λ可由图4查得,在工作水温高于式真空泵运行的稳定工况点。15℃时,λ<1,Da

8、点要想改变泵的运行工况点(改变装置曲线与泵性能曲线的交点),泵的特性曲线无法改变,只能要使水环式真空泵能适应抽真空系统的工作,(下转第28页)28东北电力技术2006年第5期6结论a.许多电厂的转子不平衡问