660 MW机组凝汽器真空低原因分析及其处理*

陈红兵，何怀明

（华能国际电力股份有限公司 长兴电厂，浙江 长兴 313100）

0 引言

印度嘉佳电厂2＊660 MW机组凝汽器真空系统，采用美国纳氏二级真空泵，型号TC－11，正常运行两运一备.其工作原理：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.水环的下部分内表面恰好与叶轮轮毂相切，水环的上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.如果以叶轮的下部0°为起点，那么叶轮在旋转前180°时小腔的容积由小变大，且与锥轮上的吸气口相通，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.

2012年6月23日8：00接班时，＃1机组运行，负荷480 MW，真空为－86.4 k Pa，到10：59下降至－84.5 kPa，此时3台真空泵都已投入运行，真空明显低于正常值，严重影响机组经济安全运行.

1 原因分析

发现机组真空下降后，对真空系统进行了全面检查，特别是影响凝汽器真空的设备和管道，发现3台真空泵工作状态有差别.根据就地温度表显示，A真空泵工作液入口和出口温度为48℃和56℃，B真空泵工作液入口和出口温度为50℃和59℃，C真空泵工作液入口和出口温度为37℃和56℃.A、B冷却器入口和出口温差为8℃和9℃，C泵冷却器有19℃的温差，且A、B真空泵入口空气管道发烫，温度明显高于C真空泵入口空气管道温度，B真空泵尤其明显.同时根据经验和资料显示，工作液温度应低于凝汽器热井水温6℃以上，否则影响真空，

表计显示凝结水温度为53℃.经综合分析判断，原因是工作液冷却器脏堵厉害，冷却水流量低，致使冷却器冷却效果差，引起工作液温度过高，达到饱和汽化，造成真空泵抽吸效率严重下降，导致空气在凝汽器中积聚，凝汽器的真空下降，严重影响机组的经济性.

2 处理后效果

联系检修人员对A、B真空泵工作液冷却器分别进行停泵清洗.清洗前先对运行泵加装临时淋水装置对工作液降温.12：30停运B真空泵清洗，15：46清洗结束投入运行，真空有－87.5 kPa上升至－89 kPa，工作液出口温度为38℃.18：00 A真空泵清洗完毕投入运行，真空上升至－90.4 kPa，工作液出口温度36℃.

3 水环式真空泵工作液温度过高对凝汽器真空的影响

3.1 水环式真空泵的运行特性

水环式真空泵的运行特性如图1所示（图1a中的进气量为干燥大气加饱和蒸汽的进气量，从上到下3条斜线依次表示抽吸压力下饱和温度与冷却水入口温度之差分别为16.7，13.9，10.6 e时的特性线）.由图1不难看出，当冷却水温度降低时，真空泵抽吸能力会有所提高，真空泵的出力也会随之提高.

在实际运行中，因为冷却水对工作液的冷却达不到设计效果，尤其在夏季室外气温较高，水环式真空泵的工作液温度升高而汽化，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，减少了对凝汽器内的不凝结气体的抽吸量使水环式真空泵的出力下降.同时，泵内的运行工况变得极其恶劣，造成真空泵叶轮气蚀，严重时造成设备损坏，对机组的安全运行将构成严重威胁.

图1 水环式真空泵的运行特性

3.2 水环式真空泵工作液温度的影响

水环式真空泵的性能与被抽吸气体的状态、工作液的温度及性质有关，通常只给出规定条件下的特性曲线.当实际工作条件与规定条件不同时，必须对其特性曲线进行修正.工作液的温度对吸气量的影响很大，水温升高，抽气量减少.定量的变化可按下式进行换算：

式中：ps（15）、ps（t）分别为工作液温为15℃和t时饱和蒸汽压力，k Pa；Ga（15）、Gat分别为工作液温为15 ℃和t时吸气量，m3／min.

在其它条件不变的情况下，对于水环式真空泵，工作液温度的升高，对应饱和蒸汽压力升高，抽汽量减少，使得水环式真空泵抽吸空气量减少，空气污染在凝汽器内积聚，影响凝汽器的换热效果；抽气口的气气混合物中的空气分压力增加，总压力也随之增加，使得凝汽器的背压升高，真空度下降，还将使凝结水中含氧量增加，对低压设备产生腐蚀，严重时影响凝汽器的性能.由此可看出，水环式真空泵的工作液温度对凝汽器真空度、抽气量均有很大的影响，因此必须要保证工作液温度的正常.

4 结论和建议

4.1 结论

真空泵冷却水温度直接决定了真空泵工作液温度，对真空泵的抽气能力有决定的影响因素.一般真空泵冷却水取自凝汽器循环水或闭式水，夏季，在循环水温度较高的情况下，工作液的温度裕量较小，故而在保证冷却水流量的情况下降低真空泵冷却水温度，对降低机组真空，提高机组经济性有着极其重要的意义.同时，也能有效地防止真空泵转子气蚀，提高机组的稳定性.

4.2 建议

在夏季工况下，真空泵采用循环水或闭式水冷却工作液，常因循环水温度或闭式水温度过高导致真空泵的抽吸能力下降，效率降低，因此可采用电厂中央空调冷冻水（其温度可在7～20℃范围内调整）冷却真空泵的工作液，也可采用在循环水中掺用深井水（常年温度为4℃）冷却真空泵的工作液，以提高凝汽器的真空，经济效果可观.

［1］章建叶.凝汽器水环式真空泵的原理和运行［J］.浙江电力，2000，19（3）：52－54.

［2］罗思球.水环真空泵机组在凝汽器抽真空的应用及介绍［J］.通用机械，2004（2）：28－31.

［3］李 勇，孟芳群.凝汽器最佳真空确定方法的改进［J］.汽轮机技术，2005，47（2）：84－86.