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摘要：电厂的真空水平是衡量机组健康程度、节能降耗水平的重要参数，也是汽机技术监督的重要指标。通过机组真空严密性试验判断真空是否良好，通过凝器灌水查漏检查漏点是电厂真空查漏的常规手段，目前有氦气查漏仪等新技术应用使真空查漏更为准确和方便。本文探讨使用水环式真空泵的机组，在凝器真空查漏基础上，对真空泵系统及设备的检查的必要，以及其对凝器真空的影响及处理分析。
关键词：真空泵;凝器;进气滤芯;进气蝶阀;冷却水泵进水滤网
0 引言
大型发电机组的真空系统目前多采用偏心水环式真空泵，其优点是抽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降低而导致的排汽压力升高现象。人们通常把真空度低、机组排汽压力偏高归咎于凝汽器本身的问题，如夏季水温偏高、铜管结垢、垃圾堵塞、循环水流量偏小等，而忽略真空泵问题。经验表明，抽真空系统中的真空泵及其设备附件异常，也是造成真空低的主要原因。
1 水环式真空泵设备影响真空原因查找及消除
1.1 某F级蒸汽-燃气联合循环机组真空泵系统简介
该机组配置NASH真空泵TC-11E型两台，用以在凝汽器使用前的抽空操作（双泵启用）及运行中的维持操作（一用一备）都必须将泄漏空气抽除。各设备部件功能见图1。压力开关（470）启停真空泵;压差开关（471）是在预先规定的压差下打开进气蝶阀;抽汽管路上配有冷却喷嘴，经过换热器冷却的工作液通过喷嘴进入泵口，与吸入泵内的饱和气混合，使饱和气的水蒸气迅速冷凝，并一起进入泵内。真空泵运行中，来自凝器的空气通过管线（160），进气蝶阀（161）以及逆止阀（163）被吸入NASH泵（010）。逆止阀用于防止泵突然停止时，空气返流回系统。空气携带部分工作液，从泵通过排气管线（170）排至分离器（080）。在分离器内，空气与水分离。
汽水分离器配带磁浮子液位计（230）、液位开关（231）、溢流管线（248）、电磁阀（221）、旁通阀（242），通过法兰接口N3.3和电磁阀，新鲜水补充至分离器和泵内，新鲜水来自凝结水。溢流管线用于溢流多余的水保证系统正常的水位。分离器的排空阀用于彻底排尽分离器的水。平衡管路（269）用于保证系统的液位保持一致，从而防止泵内液位过高而造成对叶轮的损害。
工作液用于形成泵的水环。工作液通过管线（260），自分离器经循环泵进水滤网（266）、循环泵（090）进入换热器（130），冷却后通过管线（280）返回泵。在此过程中，压缩产生的热及随被抽吸气体带入的热被释放掉。工作液温度及压力分别由管线上的温度计（420、440）和压力表（480）监视。冷却器冷却水使用开式水。
1.2 真空泵进气逆止阀故障影响
该机组进气逆止阀使用旋启式止回阀型式，阀瓣通过一铰链机构自由在阀座上启闭，密闭性受铰链的弹簧、阀瓣在铰链窜动量以及结合面严密性影响。当铰链材质不合格而断裂时，机组启动前抽空操作中双泵运行无明显异常，但当运行中单泵运行时，阀瓣会由于不回座导致真空异常;而当阀瓣在铰链上的窜动量过大时，会发生结合面泄漏导致真空异常。当异常发生时，运行泵通过备用泵进气管路（160）自汽水分离器吸入空气，进而影响系统真空水平。此进口逆止阀异常当进气蝶阀（161）在备用泵停用时关闭且阀线严密时不会影响机组运行。
1.3 真空泵进气蝶阀故障影响
该机组进气蝶阀采用气动执行机构，日常巡检中需注意进气压力是否在执行机构要求范围内，进气压力低易造成阀门开度不足，影响真空泵运行时的抽气量，且进气压力低一般情况下是由于初始设定压力低或是进气管路泄漏造成，后者可能导致阀门开度进一步降低而严重影响真空泵出力。进气压力高则容易造成蝶阀阀杆磨损、销子断裂、阀门不关等异常情况，当进气逆止阀工作正常时无体现，当逆止阀异常时则严重影响机组真空。
1.4 进气滤网故障影响
进气滤网分为临时滤网和运行滤网两种，临时滤网用于机组安装后初期运行时过滤系统管道内杂质，要注意及时清理防止杂质堆积后通过滤网进入泵内，对泵内各部件造成磨损，亦防止杂质堆积后造成通流减小降低泵的出力。运行滤网用于机组正常运行时防止异物进入泵体，一般来说，采用圆周密封型式的真空泵，相对于端面密封型式的真空泵，其进口滤网的要求较低，一般为10目（2.0mm筛孔尺寸）。对于不同密封型式的真空泵，对于滤网的要求有所不同，比如上述NASH真空泵，廠家规定在临时滤网使用过后，检查无杂质出现时，需取出滤网，避免通流面积减小影响真空泵出力。
1.5 真空泵冷却水故障影响
真空泵冷却器冷却的是泵体内凝结水的，泵体内凝结水的温度就是该真空所对应的饱和温度。冷却水温度高，会导致泵工作液温度升高，过高会发生汽蚀现象，导致真空泵出力降低。水环式真空泵在运行时，为保持抽吸能力，其冷却密封用水必须保持一定的过冷度，设计过冷度应不小于4.2℃。不管循环水温度的高低，真空泵的抽吸压力必须低于凝汽器的压力才能把凝器内不饱和气体吸走，因此，真空泵密封水温必须低于排汽压力对应的饱和温度。如在设计点工作时，真空泵的压力应比凝器低4.2kPa，以保证空气正常流动，4.2kPa对应的饱和压力是30℃，考虑过冷度，即真空泵密封水应低于25.8℃才能正常工作。注意运行一段时间后换热器的水垢，造成端差减小，使得冷却水温度逐渐饱和。解决方案有改造冷却水系统、增加换热器换热面积以及密切关注真空泵冷却水出水温度，一旦恶化必须及时清洗。
另外，冷却水泵进水滤网的通畅程度对冷却水温有较大影响，机组在运行一阶段后需及时清理该滤网，根据统计表明，滤网堵塞和畅通两种情况相比较，对冷却水温影响在2℃以上，对真空泵出力影响在3～4kPa。图2以三次对同一台真空泵各滤网清洗前后凝器真空效果比对，可以看出进气滤网及冷却水进水滤网的清洗对真空度的影响程度。
1.6 其他真空泵部件故障影响
真空泵的盘根处的泄漏也是影响真空度的因素之一，在日常维护时，需注意盘根处漏水速度和水量是否正常，水量不足，容易引起盘根磨损，水量过大，则可能导致空气吸入。真空泵水位监测也是重要观察记录之一，补水电磁阀的可靠性及水位的正常是影响真空泵正常工作的重要因素。另外，冷却水效率的降低可能是换热器内壁结垢甚至堵塞导致，需重视在机组检修期对换热器开式水侧管壁的清理。
2 结论
为保障水环式真空泵出力，避免凝器真空低引起报警及排气温度升高引起机组效率降低，在排除真空泵外围系统影响后，对真空泵系统及设备进行故障分析，对真空泵进口逆止阀、进口蝶阀、进口滤网、真空泵盘根及冷却水泵进口滤网等部件检查，判定异常原因和处理措施，解决抽真空系统异常导致的真空低的问题，使真空泵处理和系统真空度保持在合理范围内。
参考文献：
[1]俞健，杨建明.水环式真空泵对凝汽器经济性的影响[J].热力发电，2009，38（10）：29-32.
[2]耿宁刚.真空泵转子加工工艺及工装改进设计的研究[J].内燃机与配件，2019（04）：104-105.
[3]鲍旭东.核电凝汽器抽真空设备的选型与配置[J].发电设备，2016，30（06）：407-411.
关键词：真空泵;凝器;进气滤芯;进气蝶阀;冷却水泵进水滤网
0 引言
大型发电机组的真空系统目前多采用偏心水环式真空泵，其优点是抽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降低而导致的排汽压力升高现象。人们通常把真空度低、机组排汽压力偏高归咎于凝汽器本身的问题，如夏季水温偏高、铜管结垢、垃圾堵塞、循环水流量偏小等，而忽略真空泵问题。经验表明，抽真空系统中的真空泵及其设备附件异常，也是造成真空低的主要原因。
1 水环式真空泵设备影响真空原因查找及消除
1.1 某F级蒸汽-燃气联合循环机组真空泵系统简介
该机组配置NASH真空泵TC-11E型两台，用以在凝汽器使用前的抽空操作（双泵启用）及运行中的维持操作（一用一备）都必须将泄漏空气抽除。各设备部件功能见图1。压力开关（470）启停真空泵;压差开关（471）是在预先规定的压差下打开进气蝶阀;抽汽管路上配有冷却喷嘴，经过换热器冷却的工作液通过喷嘴进入泵口，与吸入泵内的饱和气混合，使饱和气的水蒸气迅速冷凝，并一起进入泵内。真空泵运行中，来自凝器的空气通过管线（160），进气蝶阀（161）以及逆止阀（163）被吸入NASH泵（010）。逆止阀用于防止泵突然停止时，空气返流回系统。空气携带部分工作液，从泵通过排气管线（170）排至分离器（080）。在分离器内，空气与水分离。
汽水分离器配带磁浮子液位计（230）、液位开关（231）、溢流管线（248）、电磁阀（221）、旁通阀（242），通过法兰接口N3.3和电磁阀，新鲜水补充至分离器和泵内，新鲜水来自凝结水。溢流管线用于溢流多余的水保证系统正常的水位。分离器的排空阀用于彻底排尽分离器的水。平衡管路（269）用于保证系统的液位保持一致，从而防止泵内液位过高而造成对叶轮的损害。
工作液用于形成泵的水环。工作液通过管线（260），自分离器经循环泵进水滤网（266）、循环泵（090）进入换热器（130），冷却后通过管线（280）返回泵。在此过程中，压缩产生的热及随被抽吸气体带入的热被释放掉。工作液温度及压力分别由管线上的温度计（420、440）和压力表（480）监视。冷却器冷却水使用开式水。
1.2 真空泵进气逆止阀故障影响
该机组进气逆止阀使用旋启式止回阀型式，阀瓣通过一铰链机构自由在阀座上启闭，密闭性受铰链的弹簧、阀瓣在铰链窜动量以及结合面严密性影响。当铰链材质不合格而断裂时，机组启动前抽空操作中双泵运行无明显异常，但当运行中单泵运行时，阀瓣会由于不回座导致真空异常;而当阀瓣在铰链上的窜动量过大时，会发生结合面泄漏导致真空异常。当异常发生时，运行泵通过备用泵进气管路（160）自汽水分离器吸入空气，进而影响系统真空水平。此进口逆止阀异常当进气蝶阀（161）在备用泵停用时关闭且阀线严密时不会影响机组运行。
1.3 真空泵进气蝶阀故障影响
该机组进气蝶阀采用气动执行机构，日常巡检中需注意进气压力是否在执行机构要求范围内，进气压力低易造成阀门开度不足，影响真空泵运行时的抽气量，且进气压力低一般情况下是由于初始设定压力低或是进气管路泄漏造成，后者可能导致阀门开度进一步降低而严重影响真空泵出力。进气压力高则容易造成蝶阀阀杆磨损、销子断裂、阀门不关等异常情况，当进气逆止阀工作正常时无体现，当逆止阀异常时则严重影响机组真空。
1.4 进气滤网故障影响
进气滤网分为临时滤网和运行滤网两种，临时滤网用于机组安装后初期运行时过滤系统管道内杂质，要注意及时清理防止杂质堆积后通过滤网进入泵内，对泵内各部件造成磨损，亦防止杂质堆积后造成通流减小降低泵的出力。运行滤网用于机组正常运行时防止异物进入泵体，一般来说，采用圆周密封型式的真空泵，相对于端面密封型式的真空泵，其进口滤网的要求较低，一般为10目（2.0mm筛孔尺寸）。对于不同密封型式的真空泵，对于滤网的要求有所不同，比如上述NASH真空泵，廠家规定在临时滤网使用过后，检查无杂质出现时，需取出滤网，避免通流面积减小影响真空泵出力。
1.5 真空泵冷却水故障影响
真空泵冷却器冷却的是泵体内凝结水的，泵体内凝结水的温度就是该真空所对应的饱和温度。冷却水温度高，会导致泵工作液温度升高，过高会发生汽蚀现象，导致真空泵出力降低。水环式真空泵在运行时，为保持抽吸能力，其冷却密封用水必须保持一定的过冷度，设计过冷度应不小于4.2℃。不管循环水温度的高低，真空泵的抽吸压力必须低于凝汽器的压力才能把凝器内不饱和气体吸走，因此，真空泵密封水温必须低于排汽压力对应的饱和温度。如在设计点工作时，真空泵的压力应比凝器低4.2kPa，以保证空气正常流动，4.2kPa对应的饱和压力是30℃，考虑过冷度，即真空泵密封水应低于25.8℃才能正常工作。注意运行一段时间后换热器的水垢，造成端差减小，使得冷却水温度逐渐饱和。解决方案有改造冷却水系统、增加换热器换热面积以及密切关注真空泵冷却水出水温度，一旦恶化必须及时清洗。
另外，冷却水泵进水滤网的通畅程度对冷却水温有较大影响，机组在运行一阶段后需及时清理该滤网，根据统计表明，滤网堵塞和畅通两种情况相比较，对冷却水温影响在2℃以上，对真空泵出力影响在3～4kPa。图2以三次对同一台真空泵各滤网清洗前后凝器真空效果比对，可以看出进气滤网及冷却水进水滤网的清洗对真空度的影响程度。
1.6 其他真空泵部件故障影响
真空泵的盘根处的泄漏也是影响真空度的因素之一，在日常维护时，需注意盘根处漏水速度和水量是否正常，水量不足，容易引起盘根磨损，水量过大，则可能导致空气吸入。真空泵水位监测也是重要观察记录之一，补水电磁阀的可靠性及水位的正常是影响真空泵正常工作的重要因素。另外，冷却水效率的降低可能是换热器内壁结垢甚至堵塞导致，需重视在机组检修期对换热器开式水侧管壁的清理。
2 结论
为保障水环式真空泵出力，避免凝器真空低引起报警及排气温度升高引起机组效率降低，在排除真空泵外围系统影响后，对真空泵系统及设备进行故障分析，对真空泵进口逆止阀、进口蝶阀、进口滤网、真空泵盘根及冷却水泵进口滤网等部件检查，判定异常原因和处理措施，解决抽真空系统异常导致的真空低的问题，使真空泵处理和系统真空度保持在合理范围内。
参考文献：
[1]俞健，杨建明.水环式真空泵对凝汽器经济性的影响[J].热力发电，2009，38（10）：29-32.
[2]耿宁刚.真空泵转子加工工艺及工装改进设计的研究[J].内燃机与配件，2019（04）：104-105.
[3]鲍旭东.核电凝汽器抽真空设备的选型与配置[J].发电设备，2016，30（06）：407-411.