1、河北科技大学成人高等教育毕业论文学生姓名： 闫向明 学 号： 1211099 院 站： 河北科技大学张家口函授站 学习形式： 成人函授 层 次： 高起专 专 业： 热能动力设备与应用 题 目：宣化热电厂水环式真空泵冷却系统 存在问题及应对措施 指导教师： 徐 峰 评阅教师： 2016 年 6 月 30 日河北科技大学成人高等教育学生毕业设计( 论文)成绩评定表学院、函授站名称 张家口函授站 专业 ( 自己填) 学生姓名 闫向明 学 号 1211099 成绩等级设计(论文)题目 宣化热电厂水环式真空泵冷却系统存在问题及应对措施毕业设计（论文）得分情况指导教师评语及成绩教师签名： 年 月 日成绩合
2、计（百分制）答辩委员会审查意见院站答辩委员会主任签名： 年 月 日毕 业 论 文 中 文 摘 要河北建投宣化热电汽机真空系统采用水环式真空泵，作为机组启动建立真空及正常运行抽出不凝结或泄漏的气体，保持机组高度真空从而安全、经济运行。但在运行中常常因为真空泵冷却水系统问题，导致各个真空泵密封水温度升高，达到对应压力的饱和温度，都不同程度的出现汽蚀，损坏真空泵转子、叶片的事故发生，严重影响汽机主辅设备的安全及经济运行，通过对宣化热电真空泵冷却水系统运行情况的分析研究，指出其实际运行中存在但常被忽视的问题：由于真空泵冷却水温升高而导致的抽气能力严重降低，使机组背压升高，出力下降。文章提出了真空泵冷却
3、系统的影响后果，讨论研究了几种解决方案，最后确定并实施安装大气喷射器的解决方案。关键词 真空泵 密封水 汽蚀 大气喷射器毕 业 论 文 第 1 页 共 9 页1目 录1 引言.22 宣化热电机组概况.32.1 锅炉概况 .32.2 汽轮机概况 .53 真空泵原理、技术要求及规范.113.1 性能要求 .113.2 规范 .113.3 水环式真空的结构及工作原理 .124 技术分析.144.1 刚投运时的运行情况 .144.2 投运一年后的运行情况 .144.3 汽蚀原因分析 .154.4 影响后果 .165 改进措施.185.1 大气喷射泵的应用及原理 .195.2 改造后效果 .21结 论.
4、22致 谢.23参 考 文 献.24毕 业 论 文第 2 页 共 9 页21 引言宣化热电#1、#2 机组分别于 2010年 1月和 5月投产商业运营。同国内多数大型发电企业一样，真空系统的抽真空设备采用偏心水环式真空泵，其优点是其抽吸单位干空气量的能耗较低。但在实际运行中，常会发生抽气能力严重下降而导致的排汽压力偏高现象。人们通常都把机组排汽压力偏高归咎于冷凝器本身的问题，如夏季水温偏高铜管结垢垃圾堵塞循环水流量偏小等，而不会怀疑真空泵有什么问题。我公司每台机组真空系统配套两台水环式真空泵，其中一台备用，在启动及凝汽器性能恶化时也可两台同时投入运行。两台机组在投产一段时间后，排汽压力均出现明
5、显升高。在对冷凝器进行清洗后，其真空值也达不到刚投运时的指标。由于背压上升，机组出力明显下降，严重时机组出力不足，对运行经济性产生很大影响。经现场实际测试和真空泵检查分析，确认主要原因并不是循环水温或冷凝器本身的问题，而是真空泵冷却系统的原因，由于真空泵密封水的温度过高，达到饱和汽化，严重影响真空泵的抽真空能力，造成凝汽器内空气聚集，背压升高。在大修中对真空泵进行解体检查，发现其叶轮汽蚀损坏严重，进一步证明了其密封水汽化的事实。我公司真空泵由开式冷却水进行冷却，虽然在设计上真空泵密封用水不会达到饱和值，但在实际运行中，由于开式循环冷却水系统及真空泵本身的板式换热器因结垢而端差增大，加上设计中密
6、封水过冷度本来就没有安全余量，因此在运行一段时间后就会出现问题。如不加以注意，不但严重影响机组的出力，使机组运行经济性严重下降，而且由于密封水汽化，还会导致真空泵叶轮汽蚀损坏。这里对机组真空系统的运行情况进行了分析论证，并提出了一些预防和改进方案，确定安装大气喷射器予以解决。毕 业 论 文第 3 页 共 9 页32 宣化热电机组概况2.1 锅炉概况河北建投宣化热电有限责任公司 I期工程两台锅炉型号为 B&WB-1100/17.5-M，为北京巴布科克威尔科克斯有限公司制造的亚临界参数、自然循环、前后墙对冲燃烧方式、一次中间再热、单炉膛平衡通风、固态排渣、紧身封闭、全钢构架的型汽包炉。锅炉设计煤种
7、采用 67%大同煤和 33%宣东煤的混煤，校核煤种为 50%的张家口长城煤和 50%蔚县煤的混煤。每台锅炉配置了一台东方汽轮发电机厂生产的双缸双排汽330MW汽轮发电机组。2.1.1 锅炉参数名称 单位 BMCR 额定负荷锅炉型号 BWB-110017.5-M 型燃烧方式 对冲燃烧制造厂家 北京巴布科克 威尔科克斯有限公司过热蒸汽流量 T/h 1100 987.8过热蒸汽压力 Mpa 175 1732过热蒸汽温度 540 540给水温度 279 272再热蒸汽压力(入口/出口) Mpa 3.8Mpa/3.62 3.433Mpa/3.272再热蒸汽温度 (入口 /出口 ) 328/540 317
8、/540NOx排放保证值 400 mg/m 400 mg/m2.1.2 总体布置锅炉构架为耐震性全钢结构的独立构架，紧身封闭，炉顶全密封结构。2.1.3 汽水系统2.2 汽轮机概况毕 业 论 文第 4 页 共 9 页43 真空泵原理、技术要求及规范3.1 性能要求1真空泵运行时，能满足汽轮机在各种负荷工况下，抽出凝汽器内的空气及不凝结气体的需要。启动时，2 台真空泵并列运行，并满足启动时间的要求。毕 业 论 文第 5 页 共 9 页54 技术分析4.1 刚投运时的运行情况图一为真空泵冷却系统在刚投运时的运行情况。4.2 投运一年后的运行情况毕 业 论 文第 6 页 共 9 页65 改进措施该真
9、空泵的冷却系统存在先天不足，即过冷度不够，几乎没什么安全余量。而真空泵的工作压力与冷凝器的压力是一个动态平衡过程，不管循环水温度的高低，真空泵的抽吸压力必须低于冷凝器的压力，才能把冷凝器内的不凝结气体抽走。因此，真空泵密封水温度必须低于排汽压力对应的饱和温度，否则就会真空恶化，还会导致真空泵叶轮的汽蚀损坏。虽然理论上经过工业水水热交换器冷却的闭式冷却水应很干净，真空泵密封水用的也是用清洁的化补水，设计的换热器应该能基本满足真空泵的冷却要求，但实际上在运行一段时间后，这些换热器都产生了明显的水垢，造成端差加大，使密封水温度逐渐饱和。为解决这个问题初步确定以下几种方案进行讨论：5.1 大气喷射泵的
10、应用及原理大气喷射器作为一种很成熟的产品，在各个行业已广泛应用，同样作为抽凝汽器真空的设备也得到广泛的应用。与水环式真空泵配合的喷射器成套装置，是针对所配套的真空泵性能进行设计，可以使效率达到最佳状态。相对比单一真空泵，凝汽器真空有可能达到更高。大气喷射器又叫大气喷射真空泵，可以直接利用常压大气作介质，可以按一有、二级、三级串联工作。5.2 改造后效果5.2.1 安全效益5.2.2 经济效益毕 业 论 文第 7 页 共 9 页7结 论在当今紧张的市场竞争中，需要我们加大挖掘企业内部潜力的力度，增强企业实力。水环式真空泵增设大气喷射器，不仅节余了大量的检修费用，而且还节余了检修劳动力，同时技改操作简单，设备到货后，仅须一周时间即可完成所有工作，是一项既能提高设备可靠性又能产生经济效益的技改项目。
