真空泵在凝汽式汽輪機(jī)組中發(fā)揮著重要的作用。在啟動(dòng)前，真空泵抽取凝汽器內(nèi)的氣體來(lái)建立真空。

在啟動(dòng)和運(yùn)行過(guò)程中，真空泵把泄漏或工質(zhì)攜帶進(jìn)凝汽器內(nèi)的不凝結(jié)氣體抽取出來(lái)，強(qiáng)化蒸汽的冷凝效果。

水環(huán)式真空泵具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)、使用范圍廣等特點(diǎn)。

一、工作原理及結(jié)構(gòu)?

水環(huán)式真空泵由葉輪、泵體、吸排氣口、輔助管道等組成，具體結(jié)構(gòu)如圖所示。

其中葉輪偏心的安裝在泵體中。當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，在離心力的作用下，水被拋向四周，形成一個(gè)與泵腔形狀相似的封閉水環(huán)。

水環(huán)的外表面和泵腔接觸，內(nèi)表面與葉片接觸，葉輪輪轂與水環(huán)之間形成若干個(gè)月牙形小腔。當(dāng)葉輪順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于偏心的布置影響，單個(gè)小腔容積由小變大，腔室內(nèi)壓強(qiáng)不斷降低，當(dāng)壓強(qiáng)低于被抽容器內(nèi)的氣體壓強(qiáng)時(shí)，氣體就從吸入口進(jìn)入小腔，這就是吸氣的過(guò)程。

隨著葉輪繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，小腔式內(nèi)的容積逐漸減小，壓強(qiáng)不斷增大，直到氣體的壓強(qiáng)大于排氣壓強(qiáng)，被壓縮的氣體從排氣口排出。

這樣，在泵的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，氣體沿著葉輪的軸向不斷吸入，排出，從而達(dá)到連續(xù)抽汽的目的。

二、改進(jìn)措施?

1.加裝大氣噴射器

水環(huán)式真空泵運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)運(yùn)行噪聲大、葉輪汽蝕等問(wèn)題，分析原因一般認(rèn)為真空泵入口壓力過(guò)低（低于工作液的飽和壓力），導(dǎo)致泵體內(nèi)的工作水氣化。

專門設(shè)計(jì)的汽蝕保護(hù)管從排氣處引一路空氣至泵內(nèi)的高真空腔室，防止汽蝕的發(fā)生，同時(shí)還在葉輪表面形成一層氣體保護(hù)膜，防止汽蝕發(fā)生時(shí)葉輪遭到損壞。

大氣噴射器是一個(gè)縮放形的噴嘴，設(shè)計(jì)工況為超音速-音速-亞音速。

在絕熱的條件下，流體壓力的變化與流速的變化成反比?？s放型噴嘴可以在出口壓力一定的條件下得到一個(gè)更低的進(jìn)口壓力。

三個(gè)氣動(dòng)閥門配合大氣噴射器運(yùn)行。在初始階段，閥1與閥2開(kāi)啟，閥3關(guān)閉，真空泵從凝汽器內(nèi)抽取氣體建立真空。

當(dāng)真空達(dá)到較高的定值時(shí)，閥2關(guān)閉，閥3開(kāi)啟，外來(lái)空氣在壓差的作用下高速流入大氣噴射器，與凝汽器來(lái)的高速氣流一起在入口形成超音速氣流，最后流經(jīng)縮放噴嘴進(jìn)入真空泵。

這樣真空泵的工作壓力（即大氣噴射器的出口壓力）可以維持在一個(gè)相對(duì)較低的安全值，而大氣噴射器的進(jìn)口則產(chǎn)生一個(gè)較高的真空。

2.工作液冷卻水系統(tǒng)改造

有些電廠真空泵工作液冷卻水設(shè)計(jì)由凝汽器循環(huán)水系統(tǒng)提供如圖所示。夏季溫度高，達(dá)不到冷卻的效果。

可將冷卻水改為由機(jī)組工業(yè)用水系統(tǒng)提供。工業(yè)用水為水源地來(lái)水，水溫低。

一方面可以提高真空泵的工作效率，也可以改善真空泵的工作條件，避免發(fā)生汽蝕。

3.羅茨-水環(huán)式真空泵組的應(yīng)用

某電廠采用羅茨水環(huán)泵二級(jí)泵組，連接在抽汽母管上，與原2臺(tái)真空泵并聯(lián)使用，改造后的真空泵系統(tǒng)如下圖所示。

羅茨泵作為主抽泵，將從凝汽器抽出的不凝結(jié)氣體及部分水蒸汽進(jìn)行壓縮后排進(jìn)冷卻器。

再用小功率的水環(huán)式真空泵抽出冷卻器內(nèi)的氣體排至汽水分離器中，羅茨泵進(jìn)口增加1路旁路管道及手動(dòng)門。

機(jī)組啟動(dòng)時(shí)，利用原來(lái)的真空泵快速建立機(jī)組真空，真空建立后切換為羅茨-水環(huán)泵組，維持機(jī)組真空。

三、 常見(jiàn)故障?

1.管道積水

由于真空泵和凝汽器直接相連，進(jìn)氣管道中不可避免的存在部分蒸汽。

當(dāng)真空泵停運(yùn)時(shí)，蒸汽在管道內(nèi)凝結(jié)成水，堆積在進(jìn)口閥前。當(dāng)再次啟動(dòng)真空泵時(shí)，水進(jìn)入真空泵，容易引起電流過(guò)大。

如果水量過(guò)大，將會(huì)危及電機(jī)的安全運(yùn)行。為了避免上述危害，啟動(dòng)前應(yīng)手動(dòng)打開(kāi)進(jìn)口閥進(jìn)行排水。

對(duì)于兩臺(tái)真空泵一用一備的情況，應(yīng)合理的設(shè)計(jì)啟動(dòng)順序，防止類似情況發(fā)生。

2. 補(bǔ)水不足

水環(huán)式真空泵的工作水來(lái)自汽水分離器，泵體和汽水分離器的壓差保證了運(yùn)行中損耗的工作水能夠及時(shí)得到補(bǔ)充，從而維持水環(huán)的正常厚度。

一旦補(bǔ)水量不足或補(bǔ)水管路出現(xiàn)堵塞，水環(huán)將會(huì)遭到破壞，泵的葉輪輪轂和水環(huán)之間將不能形成有效的工作腔室，泵的出力將會(huì)降低，從而影響機(jī)組的真空。

為了保證運(yùn)行安全，汽水分離器設(shè)置了來(lái)自不同水源的兩個(gè)補(bǔ)水回路，在一路故障的情況下可以手動(dòng)切至另一回路。

同時(shí)設(shè)置了汽水分離器的高、低液位報(bào)警，故障時(shí)可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理。

真空泵應(yīng)定期檢修，采用恰當(dāng)?shù)姆椒ù祾邇?nèi)部管道，保證整個(gè)補(bǔ)水回路的順暢。

3. 大氣噴射器故障

為了防止雜質(zhì)進(jìn)入真空泵損壞葉輪，大氣噴射器的進(jìn)口設(shè)置了進(jìn)氣濾網(wǎng)。當(dāng)濾網(wǎng)堵塞時(shí)，進(jìn)入大氣噴射器的空氣量不足，設(shè)計(jì)流動(dòng)特性被破壞，真空泵的安全和凝汽器的真空都會(huì)受到影響。

為此大氣噴射器的進(jìn)氣端設(shè)置了一個(gè)三通閥，一端通過(guò)濾網(wǎng)和大氣相連，另一端直接和汽水分離器上部相連，當(dāng)濾網(wǎng)堵塞時(shí)可以把三通閥切至汽水分離器，從真空泵的排氣口直接提取氣體來(lái)運(yùn)行，提升了真空泵的安全性能。

在真空建立階段，閥 1、閥 2 開(kāi)啟，閥 3 關(guān)閉; 正常運(yùn)行時(shí)，閥 1、閥 3 開(kāi)啟，閥 2 關(guān)閉。

如果閥門狀態(tài)不正確或者閥門內(nèi)漏嚴(yán)重導(dǎo)致閥 2、閥 3回路同時(shí)運(yùn)行，大氣噴射器將被旁路，凝汽器的真空將會(huì)下降至真空泵的設(shè)計(jì)壓力。

泄漏嚴(yán)重時(shí)，超過(guò)真空泵出力范圍的空氣倒流至凝汽器，將會(huì)引起更大的事故。

4,運(yùn)用羅茨水環(huán)泵組時(shí)需注意，環(huán)境溫度高或冷卻水溫度高時(shí)容易出現(xiàn)摩擦振動(dòng)現(xiàn)象。

如果出現(xiàn)羅茨泵單獨(dú)跳閘，會(huì)導(dǎo)致水環(huán)泵入口壓力降低，水環(huán)泵振動(dòng)增大的情況。

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