水环式真空泵冷却蒸汽的能力主要取决于冷却密封水温度及密封水流量,这两个参数的变化决定了水环式真空泵系统的工作效率,而冷却密封水温度又取决于冷却器(热交换器)循环冷却水的温度与流量。
从热力学角度可知,当水的温度达到其对应压力下的饱和温度时就会汽化。运行中的真空泵吸气腔的真空比凝汽器真空要高些,而形成水环的密封水受到真空泵叶轮做功,其温度要升高4℃左右,所以在真空泵冷却器效果变差的情况下,密封水就会产生汽化,真空泵的出力就会下降。同样真空泵密封水的汽化和机组负荷有着密切关系。机组负荷降低,凝汽器真空升高,真空泵吸气腔的真空也随之升高,对应饱和温度降低,若低于真空泵密封水温度,也会导致真空泵密封水汽化。
运行中的水环式真空泵的密封水温度普遍都较高,尤其在我国南方的夏季。当真空泵密封水温度达到35.5℃时,从“水与水蒸气特性参数表”可以查知,这一密封水温度对应的汽化压力为5.8kPa,这就是真空泵在运行条件下的“极限抽吸压力”,我国南方地区600MW机组闭式循环冷却与开放式直流冷却机组设计背压为5.9kPa-6.1kPa,比标准的4.9kPa高出1kPa,高干“极限抽吸压力”运行,如果真空泵密封水温度达到35.5℃时,机组的经济性会明显降低。
一般情况下水环式真空泵密封冰设计为除盐水或闭冷水,密封水的冷却水都设计为循环水(没有经过处理的海水或淡水),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,由于循环水的水质变差、夏季水温大幅升高、冷却器结垢、赃物等堵塞造成冷却器的冷却水流量不足等原因,冷却器的换热效率下降,造成冷却器端差增大。它不仅严重地影响机组的出力,使机组运行经济性下降,而且由于密封水汽化,还会导致真空泵叶轮汽蚀损坏。特别是在春夏秋三个季节,由于真空泵出力不足,汽轮机凝汽器真空下降,导致供电煤耗上升,严重影响汽轮机的安全经济运行。
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