提高火电厂水环式真空泵运行效率及降低其排气噪音的影响

提高火电厂水环式真空泵运行效率及降低其排气噪音的影响

引言:

当前国内发电厂大多利用汽轮机进行发电,如何在机组启动时尽快建立凝汽器真空,在机组正常运行时维持系统最佳真空是真空泵的主要任务。真空泵设备及运行的好坏优劣,影响了汽轮机整体的经济性,也关系着电厂的运转情况。水环真空泵在运行时在其排气口常发出低频的噪音,对周边环境有一定影响,如靠近居民区,在晚间的声响会更加明显,使居民受到影响。所以维持水环真空泵高效运行,消除水环真空泵的运行时对环境的影响,关系到汽轮机整体的经济运转,也影响着电厂的运作情况。

一、概述

利用获得真空的原理方法或用途,真空泵可分为多种形式,电厂比较常见包括:射汽/水抽气器、水环式真空泵(串联抽气器水环式真空泵、双级水环式真空泵)。在如今新建电厂较多的使用水环式真空泵。

水环式真空泵好处:具有结构简单,制造精度要求不高,容易加工,操作简单,维修方便等优点,300MW以上的机组目前基本使用水环式真空泵。射水抽气器比较便宜,设备加安装费大约为水环式真空泵一半,初期投资较低,但是水环式真空泵在运行中更具有安全可靠性,而且比较经济,运行维护费用较低,所消耗的厂用电比射水抽气器节省一半左右。

水环式真空泵的缺点:

1、效率低,一般在30%左右,较好的可达50%;

2、真空度低,这不仅是因为受到结构上的限制,更重要的是受工作液饱和蒸汽压所限。用水作工作液,极限压强只能达到2~4kPa。用油作工作液,可达130Pa。

二、电厂水环式真空泵介绍

水环式真空泵目前主要有两种结构设计(由美国Nash的技术):1、平面式:进气口和排气口设计在平面端面(即圆平盘)上;2、锥体式:进气口和排气口设计在锥体柱面上。

广州黄埔发电厂汽轮机真空系统配置两台100%容量的水环式真空泵。每台真空泵由一台真空泵体、一台电机、一台再循环泵、一台水水换热器、一个气水分离器、管道及阀门组成;

真空系统的作用是在机组启动前利用真空泵从凝汽器中抽出空气以及其他不凝结气体为凝汽器建立真空,而在机组正常运行时抽出凝汽器中渗入的空气和其他不凝结气体使凝汽器的真空保持在设计值。

三、真空泵调试介绍

真空泵系统调试要求凝结水系统调试完毕,从真空泵单体调试结束后的动态交接验收开始,包括联锁保护试验、系统冲洗、密封冷却水装置调试以及系统投运及动态调整等项目。

调试步骤分为:启动前的检查及准备工作、启动、停止。

对于真空泵调试的风险点预控有余下几个方面:真空泵入口蝶阀开关不到位、真空泵气液分离器水位异常、真空泵冷却器冷却效果差、设备或管道发生剧烈振动以及运行参数明显超标等几个主要方面的内容。出现异常情况应立即紧急停泵,中止调试,并分析原因,提出解决措施。

广州黄埔发电厂水环真空泵调试过程中出现的设备问题基本都能采取运行调节手段及缺陷排除等方法进行处理好,但有一项影响外部环境的异常情况未能得到处理,在启动真空泵后在汽水分离器排气口发现有较大异声,在晚上运行时更加明显,影响周边居民的环境。

调试时怀疑异声是由真空泵汽蚀原因造成,采用余下措施进行排除:1、降低冷却液温度,清洗水水换热器管;2、调整汽水分离器储水的合理水位(在满水位水位线下300MM),避免换热器堵塞,保证真空泵液面的适当高度,改善真空泵的工作条件。设备排气异声仍未能解决,后采取在排气管上加装消音器及改变排气口方向的方法处理后,居民区噪音降至正常以下。

四、提高真空泵运行效率,降低真空泵运行时对环境的影响

(一)、提高真空泵运行效率对提高汽轮机凝汽器真空,使机组运行经济性提高。

1、要保持真空泵高效运行需做好余下日常的点检和保养:

1)、真空泵电动机运行中主要对其电流、温度、声音、气味和振动等方面进行检查监视,掌握其电动机的运行工况,电机、泵体振动不能超过规定。

2)、真空泵分离水箱水位是否正常。(1/3至2/3处)、真空泵冷却水温是否正常。

3)、真空泵轴端是否吸气或漏水、真空泵阀门开关位置是否正确,备用泵是否备用正常、备用泵抽空气门关闭严密。

2、定期对真空泵进行维护、清洗:

1)、经常清洗泵体污垢以增大真空泵的内部容积量,利用10%草酸对泵体进行清洗。

2)、保持冷却器良好的冷却效果,降低真空泵里的工质温度,根据气温情况安排定期进行清洗。

3)、加强真空泵叶轮的检查,出现转子在运行过程中有异常,发生强烈振动或异音时,及时进行解体检查处理。

(二)、降低真空泵运行对周围环境的影响

1、真空泵本体噪音大。故障现象:真空泵振动过大、真空泵运行中有碰撞声。原因:1)轴承损坏;2)螺栓松动;3)叶轮偏磨;4)真空泵动静部分碰撞;5)泵在高真空下运行发生汽蚀。处理:设备维修处理、调整分离器水位。

2、真空泵分离水箱排气管出口噪声大,影响周边环境。故障现象:声音大约80分贝,低频,声音的穿透力较强,对人体影响比较大。原因:1)、真空泵设备工作原因,气流排出不畅;2)、排气引出管管径的设计原因,使气流排出受压缩;3)、真空泵设备与抽气量的匹配原因,抽吸力过大使气流速度过快造成。处理:加装消音器、将排气口不正对居民区改接对着空旷无人区。

五、总结

保证发电厂水环真空泵的高效运行,对保持凝汽器的真空,提高汽轮机组的经济性很重要的作用,我们要加强日常维护,安排好定期维护工作,保证真空系统工作在最佳状态。并且对于真空泵在运行中产生的如排气异声大等问题也应引起足够的重视,以免对周围环境造成影响,还居民一个安静的环境。

参考文献

[1]何川,郭立君.泵与风机[M].中国电力出版社,2016,8(5).

[2]焦树建.燃气-蒸汽联合循环[M].北京:机械工业出版社,2006.

[3]胡国良.M701F燃气轮机/汽轮机分册[M].重庆大学出版社,2014.

[4]王兴平.电厂水环式真空泵冷却系统的问题及其对机组出力的影响[J].《动力工程》,2004年04期.

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