水环真空泵影响凝汽器真空的原理分析

邹治平

1．引言

火电厂的凝汽器一般使用水环泵作为抽真空设备，而凝汽器的真空值在冬季和夏季相差很大，-99~-90KPA之间。真空值为什么会相差那么大呢？又是如何造成的呢？

我们知道：凝汽器的真空值在相同工况下受制于两个方面因素的制约。一方面是循环水温度及流量的影响，当流量不变时，主要受制于循环水温度；另一方面受真空泵极限真空值的影响；综合而言，凝汽器的真空值决定于上述两个因素的低值者。以德胜电厂#2机组为例分析之。

2．循环水温度对凝汽器真空的影响

德胜电厂2台300MW燃煤机组的凝汽器设计参数：背压7000pa，即真空为-94.3kpa，设计循环水温度为25度。因此，当循环水温度高于25度时，凝汽器在额定出力下处于过负荷状况，真空值要低于设计真空-94.3kpa，反之，当循环水温度低于25度时，真空值要高于设计真空，这就是为什么冬季比夏季真空高，或者真空值相差较大的原因所在。但从目前循环水温27度时，凝汽器真空值达到-95kpa，其高于设计真空值，说明德胜电厂的循环水流量大于设计流量，有微小的盈余量。

10月16日#2机组300MW工况下，循环水温为27.8度，排汽温度40.9度，真空值为-93.5kpa，（CRT指示为93.9kpa，偏大）。那么，当循环水温度升高到31度，凝汽器的排汽温度将升高到（40.9+3+端差增值），这里设端差增值为0.5度，则排汽温度为40.9+3+0.5=44.4度，其对应的排汽压力（真空值）为-92kpa，这是没有考虑真空泵性能变化引起的真空变化情况，即是循环水温度由27.8升高到31度，真空将由-93.5kpa降至-92kpa。

3．水环真空泵性能对凝汽器真空值的影响

我们知道：工作水温度对水环真空泵的性能影响很大，有多大？用数据来说明。

10月16日测取现场A真空泵泵体外壳温度为36度，其内部工作液温度应高于36.5度，那么其对应的极限真空约为-95kpa，设凝汽器的汽阻为500pa，则凝汽器的理论真空值应为-94.5kpa，这与-93.5kpa的实际真空有1kpa的误差。

当循环水温度升高到31度时，工作液的温度亦将升至40度，这时的极限真空值为-93.9kpa，即是说，真空泵的极限真空值将由-95kpa降到-93.9kpa，但实际上真空泵的极限真空值还要低于-93.9kpa！这是因为，根据实验数据，当工作液温度升高至40度，在吸入压力仍为-93.9kpa时，真空泵吸气能力将降至0（见附表），这时，空气不能及时地被真空泵抽出真空系统外而积聚在凝汽器内部，导致凝汽器的传热热阻增加，致使凝汽器的真空进一步下降，直到凝汽器压力升高到真空泵恢复抽吸能力时进入一个新的压力平衡状态，从附表查得，这时的吸气压力应在9000pa以上，即极限真空为-91.97kpa左右，考虑气阻500pa，凝汽器的真空将降到-91.47kpa，低于“二”分析的循环水温导致凝汽器真空值-92kpa，因此，最终凝汽器的真空值决定于水环真空泵的极限真空值，凝汽器的真空就维持在-91.47kpa。

因此，水环真空泵当其工作水温度升高时，将影响水环泵的性能下降，导致其极限真空值下降，当它的极限真空值（-91.47kpa）低于凝汽器在当时循环水温度下的应达真空值（-92kpa）时，凝汽器的真空值就由水环真空泵决定。

这时，如果用制冷方式来冷却工作水，可以提高水环泵的性能，从而可以提高凝汽器的真空，但空间是有限的，即使水环泵的极限真空值远高于凝汽器应达真空值，也不会使凝汽器的真空值超过它在当时循环水温度下的应达真空值（-92kpa）。充其量也只能够将凝汽器的真空提高到-92kpa这个值上。绝对提高值为-91470-（-92000）=530pa。

那种通过制冷水可使真空提高3000pa的说法是没有科学依据的，因3000pa的压力变化相当于排汽温度从30度升高到40度，这种状况可能出现在其中一台循环水泵跳闸的情况。

4．循环水温度对罗茨泵组的影响

循环水温度对罗茨泵组的影响是微小的，并不会明显的影响其性能下降，与纯水环真空泵相比具有优越性。因此，罗茨泵组的吸入压力永远低于凝汽器的应达真空值，也就是说凝汽器的真空值只决定于循环水温度。

附表