600MW机组轴封、真空系统.doc

600MW机组轴封、真空系统 施 晶 一、真空系统 在火电厂蒸汽动力循环中，降低汽轮机排汽终参数（排汽压力、排汽温度）是提高机组循环热效率的措施之一，最常用和最有效的方法是设置凝汽器，让汽轮机的排汽排入凝汽器中，并用循环水来冷却，使其凝结成水。蒸汽在凝结时，体积急剧减小，因而凝汽器内会形成高度真空。为使凝汽器能正常工作，用真空泵不断地将漏入凝汽器中的空气抽走。以免漏入的空气积聚，使凝汽器的压力升高，同时避免漏入的空气影响传热效果。（凝汽器实际能达到的排汽温度tc=twi+Δt+δt=进入凝汽器的冷却水温度+循环水温升+凝汽器的端差）故汽轮机启动冲转前，需要在汽轮机的汽缸内和凝汽器中建立一定的真空度。在正常运行时也需要不停地将通过不同途径漏入汽轮机真空系统中的不凝结气体连续不断的抽出。以便维持凝汽器中的真空度，使机组一直保持高效率运行。 真空系统的作用： 1)、在机组启动初期建立凝汽器真空； 2)、在机组正常运行中保持凝汽器真空，确保机组安全经济运行。 真空系统的流程： 凝汽器中真空的形成主要原因是汽轮机的排汽被冷却凝结成水，其比容急剧减少。如蒸汽在绝对压力4Kpa时蒸汽体积比水大3万多倍，当排汽凝结成水，体积大为缩小，就在凝汽器中形成了高度真空。凝汽器内真空的形成和维持必须具备三个条件： 1）、凝汽器钛管必须通过一定冷却水量； 2）、凝结水泵必须不断地把凝结水抽走，避免凝汽器热井水位升高，影响蒸汽的凝结； 3）、真空泵必须不断地把漏入的空气和排汽中的其它不凝结气体抽走。 凝汽设备在运行中必须从各方面采取措施以获得良好的真空。但是真空的提高并非越高越好，而是有一个极限。这个真空的极限由汽轮机最后一级叶片出口截面的膨胀极限所决定。当通过汽轮机最后一级叶片的蒸汽已达膨胀极限时，如果继续提高真空不仅不能获得经济效益反而会降低经济效益。 凝汽器的极限真空和最佳真空 极限真空：当凝汽器真空提高时，汽轮机的可用焓将受到汽轮机末级叶片蒸汽膨胀能力的限制。当蒸汽在末级叶片中膨胀达到最大值时，与之相对应的真空叫极限真空。 最佳真空是指超过该真空值再提高真空所消耗的电力大于提高真空后汽轮机多做功所获得的经济效益时的真空。 汽轮机真空下降的原因大概有： 1)、真空系统不严密有泄漏； 2)、凝汽器水位过高； 3)、循环水量少或中断； 4)、真空泵故障效率降低； 5)、轴封供汽压力低或中断。 汽轮机真空下降的危害： 1）、汽轮机排汽压力升高，可用焓降减小，不经济，同时使机组出力降低； 2）、汽轮机排汽温度上升，排汽缸及轴承座受热膨胀，可能引起中心变化，产生振动； 3）、汽轮机排汽温度过高可能引起凝汽器钛管松弛，影响真空系统的严密性； 4）、可能使纯冲动式汽轮机轴向推力增大； 5）、真空下降使排汽的容积流量减小，对末几级叶片工作不利，末级要产生脱流及旋流，同时还会在叶片的某一部位产生较大的激振力，有可能损坏叶片，造成事故。 二、水环真空泵 我厂所采用的抽汽设备是水环式真空泵，这种泵主要用来抽真空及输送气体介质，它既可作为压缩机又可作为真空泵。水环泵工作之前需要在泵内灌注一定量的水，这一定量的水是水环泵正常工作不可缺少的。它起着传递能量的媒介作用，被称为工作介质或工作液体，工作介质通常用水，所以称之为水环泵。 其工作原理如下：由于叶轮偏心装在壳体中，随着叶轮的旋转，工作介质在壳体内形成液环，它的容积也是不断由小变大，再由大变小。当在壳体的适当位置上开设吸气口和排气口，在小空间的容积由小变大的过程中，使之与吸气管相通，就会不断地吸入气体。当这个空间由大变小时，使它密封，这样吸进来的气体随着空间容积的缩小而被压缩。气体被压缩到一定程度，亦即小空间的容积减小到一定程度，使它和排气管相通，即可排出已被压缩了的气体。水环泵也就完成吸气、压缩和排气这三个连续过程。在吸气区，工作介质在叶轮推动下获得圆周速度，并从叶轮中流出，同时从吸气口吸入气体；在压缩区，工作介质速度下降，同时进入叶轮中，压力上升，气体被压缩。由此可见，在整个工作过程中，工作介质起着传递能量的作用。随着气体的排出，同时也夹带一部分液体被排出，所以必须在吸气口补充一定量的水，使水环保持恒定的体积。并借以带走热量，起冷却作用。水环泵工作时，叶片搅动液体而产生很大的能量损失，称为水力损失，损失的能量几乎等于压缩气体所耗之功。因此，水环泵效率很低（30—40%）。这种真空泵的特点是：结构简单，不需要吸、排气阀，工作平稳可靠，气量均匀，缺点是效率低。真空泵工作时，必须不断地供应冷却水，以便充灌液环，并带走由于气体压缩而产生的热量。由于一部分水与气体一起离开真空泵，这部分水在气水分离器分离后，可以继续使用。 三、 真空破坏门及真空严密性试验 真空破坏门A、B位于汽机运转层，真空破坏门A在汽机中压缸与低压缸