一、真空系統(tǒng)作用

熱力發(fā)電廠汽輪機(jī)的啟動及正常運(yùn)行中，需要將凝汽器和相關(guān)管路中的不凝結(jié)氣體及時抽出，以維持凝汽器的真空，改善傳熱效果，使蒸汽的更多熱焓轉(zhuǎn)變成機(jī)械能，從而達(dá)到提高汽輪機(jī)設(shè)備的熱經(jīng)濟(jì)性。因此，由抽氣器、汽水管道和閥門等組成的抽氣設(shè)備就成了凝汽設(shè)備中必不可少的一個重要組成部分。

二、真空泵分類

按不同結(jié)構(gòu)可分成如下幾種類型

（1）、射水抽氣器

（2）、水環(huán)真空泵

（3）、羅茨泵：羅茨泵是一種無內(nèi)壓縮的真空泵，通常壓縮比很低。 

（4）、旋片式真空泵：旋片式真空泵(簡稱旋片泵)是一種油封式機(jī)械真空泵。其工作壓強(qiáng)范圍為101325~1.33×10-2(Pa)屬于低真空泵。它可以單獨(dú)使用，也可以作為其它高真空泵或超高真空泵的前級泵。它已廣泛地應(yīng)用于冶金、機(jī)械、軍工、電子、化工、輕工、石油及醫(yī)藥等生產(chǎn)和科研部門。 

電廠中采用的一般是射水抽氣器和水環(huán)真空泵。較早的機(jī)組上多采用射水抽氣器，但由于水環(huán)真空泵具有結(jié)構(gòu)簡單，制造精度要求不高，容易加工，操作簡單，維修方便等優(yōu)點(diǎn)，在300MW以上的大機(jī)組中，已經(jīng)被水環(huán)式真空泵所取代。

三、水環(huán)真空泵簡介

1、水環(huán)真空泵是液環(huán)式真空泵中常見的一種。液環(huán)式真空泵是帶有多葉片的轉(zhuǎn)子心裝在泵殼內(nèi)。當(dāng)它旋轉(zhuǎn)時，把液體拋向泵殼并形成與泵殼同心的液環(huán)，液環(huán)同轉(zhuǎn)子葉片形成了容積周期變化的旋轉(zhuǎn)變?nèi)菡婵毡?/span>。當(dāng)工作液體為水時，稱水環(huán)真空泵。

2、水環(huán)真空泵主要用于粗真空、抽氣量大的工藝過程中。在化工、石油、輕工、醫(yī)藥及食品工業(yè)中得到了廣泛地應(yīng)用，如真空過濾、真空送料、真空濃縮、真空脫氣等。 

四、水環(huán)真空泵的工作原理 

1、水環(huán)真空泵(簡稱水環(huán)泵)是一種粗真空泵，它所能獲得的限真空為2000～4000Pa，串聯(lián)大氣噴射器可達(dá)270~670Pa。水環(huán)泵也可用作壓縮機(jī)，稱為水環(huán)式壓縮機(jī)，是屬于低壓的壓縮機(jī)，其壓力范圍為1～2×105Pa表壓力。

2、水環(huán)泵初用作自吸水泵，而后逐漸用于石油、化工、機(jī)械、礦山、輕工、醫(yī)藥及食品等許多工業(yè)部門。在工業(yè)生產(chǎn)的許多工藝過程中，如真空過濾、真空引水、真空送料、真空蒸發(fā)、真空濃縮、真空回潮和真空脫氣等，水環(huán)泵得到廣泛的應(yīng)用。由于真空應(yīng)用技術(shù)的飛躍發(fā)展，水環(huán)泵在粗真空獲得方面一直被人們所重視。由于水環(huán)泵中氣體壓縮是等溫的，故可抽除易燃、易爆的氣體，此外還可抽除含塵、含水的氣體，因此，水環(huán)泵應(yīng)用日益增多。

3、水環(huán)泵是靠泵腔容積的變化來實(shí)現(xiàn)吸氣、壓縮和排氣的，因此它屬于變?nèi)菔秸婵毡谩?/span>

如上圖所示，葉輪 1，偏心地裝在泵體 2 內(nèi)，起動前，向泵內(nèi)注入一定高度的水，因此當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)時，水受離心力的作用而在泵體壁上形成一旋轉(zhuǎn)水環(huán) 3，水環(huán)上部內(nèi)表面與輪轂相切，沿箭頭方向旋轉(zhuǎn)，在前半轉(zhuǎn)的過程中，水環(huán)內(nèi)表面逐漸與輪轂脫離，因此在葉輪葉片間形成真空狀態(tài)的空間并逐漸擴(kuò)大，這樣就在吸氣口吸入空氣，在后半轉(zhuǎn)的過程中，水環(huán)的內(nèi)表面逐漸與輪轂靠近，葉片間的空間容積逐漸縮小，葉片間的空氣因此被壓縮而排出。如此，葉輪每轉(zhuǎn)動一周，葉片間的空間容積改變一次，每個葉片間的水好像活塞一樣往復(fù)一次，泵就連續(xù)不斷地抽吸和排出氣體。

4、水環(huán)泵和其它類型的機(jī)械真空泵相比有如下優(yōu)點(diǎn)：

（1）、結(jié)構(gòu)簡單，制造精度要求不高，容易加工。 

（2）、結(jié)構(gòu)緊湊，泵的轉(zhuǎn)數(shù)較高，一般可與電動機(jī)直聯(lián)，無須減速裝置。故用小的結(jié)構(gòu)尺寸，可以獲得大的排氣量，占地面積也小。 

（3）、壓縮氣體基本上是等溫的，即壓縮氣體過程溫度變化很小。 

（4）、由于泵腔內(nèi)沒有金屬磨擦表面，無須對泵內(nèi)進(jìn)行潤滑，而且磨損很小。轉(zhuǎn)動件和固定件之間的密封可直接由水封來完成。 

（5）、吸氣均勻，工作平穩(wěn)可靠，操作簡單，維修方便。 

5、水環(huán)泵也有其缺點(diǎn)：

（1）、效率低，一般在30%左右，較好的可達(dá)50%。

（2）、真空度低，這不僅是因?yàn)槭艿浇Y(jié)構(gòu)上的限制，更重要的是受工作液飽和蒸氣壓的限制。用水作工作液，限壓強(qiáng)只能達(dá)到2000~4000Pa。用油作工作液，可達(dá)130Pa。 

6、由于水環(huán)泵中氣體壓縮是等溫的，故可以抽除易燃、易爆的氣體。由于沒有排氣閥及摩擦表面，故可以抽除帶塵埃的氣體、可凝性氣體和氣水混合物。有了這些突出的特點(diǎn)，盡管它效率低，仍然得到了廣泛的應(yīng)用。下圖為真空抽氣系統(tǒng)的連接示意圖。 

根據(jù)上圖 ，汽輪機(jī)凝汽器的抽汽總管從圖示N1接入系統(tǒng)，經(jīng)閥門2和射氣抽氣器3及止回閥4進(jìn)入真空泵5。氣體在水環(huán)真空泵內(nèi)經(jīng)一級和二級壓縮、升高壓力，與部分密封水一起進(jìn)入氣水分離器11。在分離器噴嘴中，水與氣體分離，大部分氣體經(jīng)上部的排氣管排至大氣，小部分進(jìn)入射氣抽氣器的噴嘴，并被壓送至真空泵入口；有分離器分離出來的水從下部管道引出，送至冷卻器14，冷卻后又回到真空泵循環(huán)使用。

7、真空泵冷卻水：冷卻水源一路閉冷水，一路凝補(bǔ)水。

真空泵的工作水用閉冷水作冷卻水，經(jīng)過冷卻后的工作水溫度小于 40 度，如果工作水溫度太高會引起真空泵內(nèi)工作水的汽化從而導(dǎo)致真空泵產(chǎn)生汽蝕。

8、真空泵補(bǔ)充水：凝結(jié)雜用水，壓力2.0～3.5MPa。

當(dāng)汽水分離器內(nèi)水位下降到一定高度，補(bǔ)水閥自動打開。當(dāng)分離器內(nèi)水位上升到一定高度補(bǔ)水閥自動關(guān)閉。當(dāng)分離器水位超過限制水位時，溢流管開始工作，放掉多余的水。

五、設(shè)備性能

1、真空泵為水環(huán)式旋轉(zhuǎn)泵，該泵在前述的設(shè)備運(yùn)行條件下，能連續(xù)自動運(yùn)行，無人值班，正常運(yùn)行二臺泵就能維持凝汽器真空，另一臺處于備用狀態(tài)。起動時，三臺泵并聯(lián)運(yùn)行，且凝汽器抽真空至4.0KPa(a)（壓力）時的時間不超過45分鐘。

2、二臺真空泵運(yùn)行時，能滿足汽輪機(jī)在各種運(yùn)行工況下抽出凝汽器內(nèi)的空氣及不凝結(jié)氣體的需要。

3 、真空泵在考核工況下運(yùn)行時，應(yīng)使其運(yùn)行效率處于率點(diǎn)，且抽吸性能（空氣量、真空度、效率等）均予以保證。

4 、設(shè)備具有抵抗水擊而不產(chǎn)生有害影響的能力。

5  、真空泵在設(shè)計(jì)時已充分考慮到了真空泵在各種條件下的抽氣能力，能完全滿足機(jī)組要求的各種工況，真空泵入口不需設(shè)置冷卻噴嘴。

6 、真空泵入口口設(shè)置逆止閥，防止設(shè)備停運(yùn)或故障時大氣倒入凝汽器而破壞真空。 

六、真空泵的運(yùn)行

1、系統(tǒng)的聯(lián)鎖及保護(hù)

（1）、當(dāng)運(yùn)行泵進(jìn)氣控制閥前真空壓力開關(guān)動作（>？KPa，規(guī)程規(guī)定），備用真空泵自啟；

（2）、當(dāng)運(yùn)行泵進(jìn)氣控制閥前真空壓力開關(guān)動作（<？KPa，規(guī)程規(guī)定），備用真空泵自停；

（3）、汽水分離器水位達(dá)低限時，自動開啟補(bǔ)水電磁閥；

（4）、汽水分離器水位達(dá)高限時，自動關(guān)閉補(bǔ)水電磁閥。

2、系統(tǒng)啟動前檢查

（1）、確認(rèn)開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)、凝結(jié)水系統(tǒng)、（軸封系統(tǒng)投入正常）；

（2）、影響建立真空的所有系統(tǒng)檢查正常；

（3）、確認(rèn)真空泵電機(jī)絕緣合格后送電，送上就地柜控制電源；

（4）、確認(rèn)真空泵氣水分離器液位正常，干擾信號已復(fù)歸，就地盤遙控/就地控制開關(guān)切“遙控”位置；

（5）、確認(rèn)系統(tǒng)各手動閥均處于啟動前的狀態(tài)；

（6）、確認(rèn)凝汽器真空泵入口電動隔離閥已開啟；

（7）、確認(rèn)系統(tǒng)各熱工表計(jì)均已投入正常；

（8）、確認(rèn)真空泵熱交換器已投入，真空泵氣水分離器水位自動控制正常。

3、系統(tǒng)啟動

（1）、確認(rèn)真空泵表計(jì)、凝汽器真空變送器投入正常；

（2）、啟動一臺真空泵，真空泵進(jìn)口氣動閥應(yīng)自動開啟；

（3）、現(xiàn)場檢查真空泵的聲音、振動、溫度等正常，并記錄其電流；

（4）、檢查真空泵氣水分離器水位正常；

（5）、檢查其它真空泵正常后投“自動”備用，運(yùn)行泵投手動。

4、系統(tǒng)停止

（1）、真空系統(tǒng)停運(yùn)應(yīng)具備以下條件：

（a）、汽機(jī)轉(zhuǎn)速到零；

（b）、凝結(jié)水泵小循環(huán)，凝結(jié)水精處理已退出運(yùn)行；

（c）、汽機(jī)排汽溫度<47℃。

（2）、破壞真空：

（a）、停止真空泵運(yùn)行，開啟真空破壞閥破壞真空；

（b）、在機(jī)組緊急停運(yùn)時，應(yīng)迅速破壞真空縮短停機(jī)惰走時間。

（c）、機(jī)組運(yùn)行中，停止運(yùn)行真空泵應(yīng)檢查并確認(rèn)真空泵進(jìn)口氣動閥關(guān)閉、凝汽器真空正常，若停運(yùn)真空泵需檢修，做好相應(yīng)的隔離措施。

5、運(yùn)行監(jiān)視與維護(hù):

（1）、檢查真空泵振動正常，無磨擦、無異音、電機(jī)電流正常；

（2）、監(jiān)視真空泵汽水分離器水位正常，冷卻器工作正常；

（3）、監(jiān)視凝汽器真空正常，檢查凝汽器真空破壞閥水封水位正常。

6、系統(tǒng)故障處理：凝汽器真空下降

（1）、現(xiàn)象：

（a）、CRT、就地各凝汽器真空指示下降；

（a）、排汽溫度升高，凝結(jié)水溫度升高；

（a）、機(jī)組在同一負(fù)荷下，蒸汽流量增加，調(diào)節(jié)級壓力升高；

（a）、真空降至－84.5KPa，報(bào)警發(fā)出。

（2）、可能原因：

（a）、循環(huán)水泵工作失?；蛱l，循泵出口碟閥開度減小或全關(guān)，凝汽器循環(huán)水進(jìn)、出水閥被誤關(guān)等致使循環(huán)水量減少或中斷；

（b）、凝汽器不銹鋼管臟污；

（c）、機(jī)械真空泵工作不正常或跳閘；

（d）、真空破壞閥誤開或未關(guān)嚴(yán)，真空系統(tǒng)管道和其它設(shè)備系統(tǒng)損壞或泄漏，真空系統(tǒng)閥門外漏故障；

（e）、軸封供汽壓力明顯降低，軸加水位及負(fù)壓異常；

（f）、凝汽器熱井水位過高；

（g）、小機(jī)真空系統(tǒng)泄漏；

（h）、大小機(jī)低壓缸防爆門破裂。

（3）、事故處理:

（a）、發(fā)現(xiàn)凝汽器真空下降，應(yīng)迅速核對各真空表指示，對比排汽溫度上升情況，確準(zhǔn)真空下降。

（b）、對循環(huán)水系統(tǒng)進(jìn)行下列檢查：

（b1）、循環(huán)水壓力是否正常，若壓力低檢查循環(huán)水系統(tǒng)是否泄漏和堵塞；

（b2）、檢查循泵入口水位是否正常，若水位低應(yīng)及時啟動旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)；

（b3）、檢查循環(huán)水溫度是否升高；

（b4）、若凝汽器進(jìn)水壓力增大，出口水溫升高，則管系臟污，此時應(yīng)對凝器進(jìn)行反沖洗；

（b5）、檢查循環(huán)水泵運(yùn)行是否正常，否則啟動備用泵。

（b6）、對真空系統(tǒng)進(jìn)行下列檢查并做相應(yīng)的隔離處理：

（c）、真空泵工作是否正常；

（c1）、真空系統(tǒng)是否有泄漏點(diǎn)；

（c2）、檢查真空系統(tǒng)管道及低加連續(xù)放氣管道是否損壞；

（c3）、真空破壞門是否嚴(yán)密關(guān)閉，密封水是否正常。

（d）、軸封供汽壓力是否正常；檢查軸封進(jìn)汽閥、分流閥、泄載閥是否正常，軸加水封是否正常，軸加風(fēng)機(jī)故障或軸加負(fù)壓低，可啟動備用風(fēng)機(jī)；

（e）、檢查小機(jī)排汽系統(tǒng)是否正常，必要時可啟動電泵，停小機(jī)，關(guān)閉排汽蝶閥。

（f）、檢查凝泵密封水是否正常，凝泵是否漏空；凝汽器水位是否過高。

（h）、凝器真空下降至-84.5KPa，備用真空泵自啟，否則手動投入，真空如繼續(xù)下降，應(yīng)開始減負(fù)荷；真空下降至-84KPa，減負(fù)荷至零；若真空降至-79.7KPa，跳機(jī)保護(hù)應(yīng)動作，否則，手動打閘停機(jī)。

（i）、真空下降過程中，應(yīng)密切注意低壓缸排汽溫度，當(dāng)排汽溫度升高到？？℃時，低缸噴水開始投入；到？？℃，噴水閥全開，繼續(xù)上升到？？℃時，跳機(jī)保護(hù)動作停機(jī)(按規(guī)程規(guī)定的溫度處置）。

 （j）、真空降到-30KPa，小機(jī)跳閘，否則手動停機(jī)。