凝汽器真空設(shè)備的作用是在機(jī)組啟動期間, 使凝汽器能在較短時間內(nèi)建立起真空, 在正常運(yùn)行條件下, 維持凝汽器的真空。水環(huán)式真空泵組是一種性能優(yōu)越的凝汽器抽真空設(shè)備, 具有使用安全、操作簡便、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)、工作可靠等特點(diǎn), 所以在國內(nèi)300、600MW 火電機(jī)組上得到了廣泛地應(yīng)用。水環(huán)式真空泵組一般由水環(huán)式真空泵、密封水循環(huán)泵、密封水冷卻用的熱交換器以及汽水分離罐等設(shè)備組成。大氣噴射器裝置是在抽氣器需要高度真空的情況下投入運(yùn)行, 制造廠家往往作為選配件。電廠設(shè)備選型招標(biāo)時, 有些電廠出于簡化系統(tǒng)、便于運(yùn)行控制等方面的考慮, 往往不考慮選配該大氣噴射器裝置。北侖發(fā)電廠600MW 機(jī)組凝汽器為雙背壓型式, 高、低壓凝汽器分別配備兩套100%容量的水環(huán)式真空泵組。在抽空氣裝置構(gòu)成方面不同的是:一期機(jī)組的水環(huán)式真空泵進(jìn)口管道上接有一個前置大氣噴射器旁路,而二期機(jī)組沒有選配前置大氣噴射抽氣器。在對一、二期機(jī)組凝汽器夏季真空測試的過程中, 發(fā)現(xiàn)沒有配置大氣噴射器的二期機(jī)組水環(huán)式真空泵存在著極限真空抽吸能力不足的問題, 影響了低負(fù)荷運(yùn)行階段凝汽器真空的改善。這使筆者對凝汽器與水環(huán)式真空泵之間的匹配運(yùn)行要求有了新的認(rèn)識。

  北侖發(fā)電廠一、二期機(jī)組的凝汽器中作為循環(huán)冷卻水的海水首先流過低壓凝汽器, 再進(jìn)入高壓凝汽器, 由于流經(jīng)兩只凝汽器的海水溫度不同, 所以兩只凝汽器的真空也有差異。在海水進(jìn)水溫度不變的情況下, 隨著機(jī)組負(fù)荷的降低, 凝汽器熱負(fù)荷減小, 高、低壓凝汽器的真空是逐步改善的。在各個負(fù)荷階段, 高、低壓凝汽器之間將形成平均約1kPa 的壓力差。當(dāng)然, 雙背壓凝汽器的這一正常工作規(guī)律是以良好的傳熱性能為基礎(chǔ)的, 而凝汽器內(nèi)積聚的空氣能否被及時抽出則是保證凝汽器能正常工作的先決條件。

   從真空泵的實(shí)際運(yùn)行情況來看, 沒有配置大氣噴射器的真空泵運(yùn)行噪聲較大, 葉輪容易出現(xiàn)汽蝕損壞。而配置大氣噴射器的一期真空泵的運(yùn)行噪聲卻很小, 從未發(fā)現(xiàn)有葉輪汽蝕的問題。分析其原因, 主要是因?yàn)槎谡婵毡玫?/span>吸入?yún)^(qū)處于極限真空狀態(tài), 局部汽化后的水隨著葉輪旋轉(zhuǎn), 壓力升高而氣泡破裂, 在葉輪表面發(fā)生局部的水錘作用, 運(yùn)行噪聲很大。在長期水錘作用下, 真空泵葉輪也容易損壞。而真空泵投運(yùn)大氣噴射器之后, 泵抽吸的空氣流量大大增加, 真空泵吸入?yún)^(qū)的壓力遠(yuǎn)高于密封水溫度所對應(yīng)的“極限抽吸壓力” , 不會出現(xiàn)“汽蝕”現(xiàn)象, 真空泵的運(yùn)行狀況也就較為平穩(wěn)。當(dāng)真空泵內(nèi)的密封水溫度能始終低于凝汽器循環(huán)水出水溫度加上正常端差所得出的“理想排汽溫度” 時, 就算沒有配置大氣噴射式抽氣器, 真空泵的“極限抽吸壓力” 也不致于對凝汽器壓力的下降形成制約。例如, 對300MW 機(jī)組單壓凝汽器或600MW 機(jī)組的高壓凝汽器來說, 凝汽器本身的壓力水平較高, 只要真空泵的密封水冷卻器效果符合要求, 一般還不致于出現(xiàn)抽吸壓力的限制, 在這種情況下,大氣噴射器確實(shí)可以認(rèn)為是真空泵組可有可無的“選配件” 。對雙背壓凝汽器中的低壓凝汽器來說, 低壓凝汽器出口的循環(huán)水溫度較低, 其“理想排汽溫度” 所對應(yīng)的凝汽器壓力也就較低。在機(jī)組低負(fù)荷運(yùn)行階段, 容易出現(xiàn)真空泵的“極限抽吸壓力” 高于凝汽器壓力應(yīng)達(dá)值的情況, 建議在機(jī)組設(shè)備選型時, 最好為低壓凝汽器真空泵配置大氣噴射器, 以徹底消除真空泵密封水溫度升高對低壓凝汽器真空改善的限制作用。對運(yùn)行機(jī)組, 有必要經(jīng)常檢查真空泵的運(yùn)行情況, 發(fā)現(xiàn)密封水溫度偏高之類情況后, 應(yīng)采取有效措施予以消除。在浙江金華燃機(jī)電廠的一臺聯(lián)合循環(huán)機(jī)組汽輪機(jī)上, 筆者發(fā)現(xiàn)了因水環(huán)式真空泵的密封水溫度偏高而致使“極限抽吸壓力” 對凝汽器真空形成制約的情況。在往真空泵汽水分離罐中不斷補(bǔ)充溫度較低的補(bǔ)充水后, 降低了泵內(nèi)密封水溫度, 立刻產(chǎn)生了良好的效果, 在同樣的額定負(fù)荷正常運(yùn)行條件下, 可使凝汽器壓力降低約1kPa 。

   綜上所述, 水環(huán)式真空泵是否需選配大氣噴射器要根據(jù)其與凝汽器等設(shè)備的運(yùn)行匹配要求來決定。對基建選型階段的600MW等級以上機(jī)組的雙背壓凝汽器低壓凝汽器, 建議在真空泵組選型時配置大氣噴射器。對已投運(yùn)的機(jī)組,首先應(yīng)從提高冷卻器冷卻效果等方面著手, 努力降低密封水溫度, 消除因真空泵抽吸能力不足而對凝汽器真空改善的制約。若采取常規(guī)措施后仍無法徹底消除問題, 則在水環(huán)式真空泵入口加裝大氣噴射器也是較為可取的方案, 還可以解決真空泵的運(yùn)行噪聲和汽蝕問題。