射水抽气系统在运行中存在的问题及改进措施

蔡延龙 胡静

摘 要：在热电厂经济运行过程中通过多种方法提高汽轮机的经济性，需要对凝汽器的真空度进行把控，而凝汽器的真空度的高低是由射水抽气器的工作水温高低来决定的，它的水温反应对汽轮机机组效率有着直接性的影响。针对我厂2号汽轮发电机组的TD-32型射水抽气器进行的一个实际情况的研究与探讨，总结影响真空发生变化的因素以及提高凝汽器真空度的具体措施。

关键词：射水抽气器 真空 机组效率

中图分类号：TK26 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）009-065-02

1 运行中存在的问题

我厂2号汽轮机为北京北重汽轮机有限责任公司生产的CC25-8.83/3.92/1.27型单缸冲动抽凝式汽轮机，于2006年4月投产。自投运以来，通过近几年的运行发现射水系统存在抽气器混合室及扩散管均有不同程度的腐蚀；机组真空系统漏气量为15.33Kg/h，而配套的射水抽气器抽气量为32Kg/h，射水泵电机功率75KW。现机组配套的射水抽气器抽气量明显偏大，不仅造成大量排汽被抽走，而且使射水箱水温升高，补水量增加，造成工业水和化学药品浪费。配套的射水泵电机功率偏大，使射水泵能耗增加，厂用电率升高。以我厂实际海拔计算，该型机组在额定工况下运行时，排汽真空应为-0.072MPa。实际机组在额定工况下运行时，排气真空只有-0.063MPa。由此可见，我厂#2机射水抽气器存在着能耗高、而抽气效率却相对较低的问题。

2 出现能耗高，臭气效率相对较低的原因

抽气设备对提高凝汽器的真空度具有关键性的影响，在凝汽器的真空运行中，存在着真空工作不到位而导致真空中注入空气的成分，影响凝汽器的真空度，出现这一情况就需要运用到抽风设备，将不慎进入凝汽器中的空气抽离出来，保证凝汽器中的真空度；另外，降低凝汽器真空度的原因还有一个，就是还没有凝结的蒸汽，它在一定程度上也影响了整个凝汽器的真空质量。

2.1 影响射水泵抽气能力的因素

（1）真空系统不严密或设计不合理会影响射水泵的抽气能力。

（2）抽气设备的抽气能力受工作蒸汽压力的影响，蒸汽压力低，抽气设备的抽气能力相对也会降低，反之则会加强，它们之间的变化是成正比的。当抽气设备的抽气能力降低时，可以选择打开大进气阀，如果还不能解决问题，就要对喷嘴的滤网进行全面的检查，看其是否被其他物质所堵塞。

（3）在实验过程中当出现排气管中存在蒸汽的情况，原因在于抽气器中冷却的水量不足，而导致进入到抽气冷却器中的蒸汽不能快速的凝结，这样一来就会排气管中有蒸汽的情况，蒸汽的不完全凝结会致使整个冷却器中的侧压力提升。造成无法全部抽出凝汽器内的不凝结气体，而引起不凝结气体累积，导致真空降低。

（4）抽气管由于长期使用，会出现出口处生锈或者存在污垢的情况，这一情况也使影响抽水器抽水能力的关键因素之一，因为抽气器的出口有污垢会影响蒸汽的流动，减缓蒸汽的流动速度，这样一来整个射水器的混合室内的压力就会迅速提升，影响整个射水泵的抽气能力。

（5）在进行凝汽器真空度的严密度进行检测实验时，如果显示没有空气漏出这种状况的发生，那么整个抽气系统就会出现异常，因为抽气设备本来就是针对多余的空气进行抽离的，没有的话就相当于抽气设备形同虚设，这样一来，当蒸汽出现在凝汽器中时，就不能快速凝结，增加凝汽器中的氧气含量。

2.2 工作介质的物理性质对抽气系统的影响

射水抽气器的工作水温在抽气器中的抽气量多少上发挥着关键性的作用。射水抽气器的工作水温越高，抽气器中的抽气量越高，反之则低。倘若将空气门完全打开，那么抽气器中所持有的最高真空也只能与冷却水的温度中的饱和压力相持衡。若要减小抽水器对抽水量的影响就要想方设法的降低整个射水抽气器的水温，因为它才是影响抽水量的关键点。

由于我厂所在地区夏季7-9月环境温度平均在35℃以上，2号机组在相同的抽吸压力下射水箱散热效果不好。需要靠加大补水量来降低工作水温。因为工作水是循环水，所以工作水温升高至35℃，抽气器的抽吸能力降至8.5 Kg/h。当机组的负荷相对来说比较稳定的情况下，设备中的漏气量也会随着凝汽器中真空度的变化而减少，所以可以说，当漏气的数据不改变，在设计中的漏气量应该以32Kg/h为准

因此在相同漏气量下，凝汽器真空由于工作水温升高15℃，需要同时启动两台抽气器同时运行。而真空仍然降低至-0.063MPa以下，汽耗率增加至7.2左右。由2号机组排气的修正曲线查得，由于工作水温升高15℃影响机组出力2兆瓦左右。同时多一台射泵运行多耗能75Kw。

我厂2号机组采用的是两台TD-32型射水抽气器，工作水温20℃，工作水量420吨，正常抽气量32Kg/h，吸入室抽吸压力0.0035MPa。射水抽气器的工作供水采用闭式循环供水方式，机组真空系统漏气量为15.33Kg/h，而配套的射水抽气器抽气量为32Kg/h。由于抽气量过大，造成大量排气被抽气器所抽出。根据抽气器设备运行时间的不断增加，从抽气器中所产生的混合物也会使整个射水箱的工作水温急剧增加，这样的情况会造成我厂2号机组射水箱的工作水温持续偏离设计时的数值，据试验统计显示，水温最高可达35℃以上，抽气器的抽吸能力下降，即使同时启动两台抽气器并联运行而真空仍降低至63KPa以下，汽耗率增加至7.2左右，需要大量补水来降低水温。此外由于配套的射水泵电机功率偏大，使射水泵能耗增加，厂用电率升高。

因此当汽、电负荷不匹配，机组真空低无法使机组在额定工况下运行时，不仅补水量增加，而且造成工业水和化学药品浪费。在实际的设备实验运行中，一些工厂会采取两台设备并用，因为这样会大大提高凝汽器中的真空度，但是往往一种革新都伴随着一种弊端，两台设备并用对工厂虽有一定的好处，但是也在一定程度上提升了射水箱内的整体水温。需要不间断的给射水箱补水，长此以往造成了恶性循环，经济性下降。因此令射水系统与实际运行相匹配才是解决问题的关键。

3 改进措施

针对上述问题，具体改造方案为：将#2机现有的TD-32型低耗高效轻型系列水-汽喷射抽气器，每台抽气器抽气量32 Kg/h，改造为JN-18型蜗旋缓冲式射水抽气器，抽气量为18 Kg/h。配套的两台射水泵由10SH-9型更换为6SH-9型，射水泵配套的电机功率由75kw降低到45kw。

多通道式的混吸室采用蜗旋斜切空气喷咀，它的配置和传统的水汽喷射器相比，在结构上有着本质性的区别，传统的水汽喷射器都是水汽总是垂直的交错流动，而多通道式的混吸室却是经过旋斜切空气喷咀，让束缚在水外的空气均匀的分布在其中，使整个混吸室的接触面积变大，提高其混合能力，从而形成一股同向的流动气体。多通道式的混吸室的使用大大提高了水束裹携的气体排出量，提高了设备的抽吸工作效率，避免了水束中因不均匀而导致的倾斜。

4 经济效益分析

真空每提高0.002 MPa～0.005 MPa，可节约原煤3～7g/KW·h。

通过改造，机组排气真空将由-0.063MPa提高到-0.070MPa以上，真空最少提高-0.007MPa，可节约原煤10.5g/KW·h，机组每年运行7000小时，每年节约原煤：

7000h？5000 KW·h？0.5g/KW·h=1837.5（吨）

射水泵配套的电机功率由75 KW降低到45 KW，可节约厂用电：

7000h？0 KW =210000 KW·h

5 结论

通过对#2机组射水抽气器的改造，消除了#2机射水抽气器能耗高、抽气效率低等缺陷，提高机组排气真空，降低厂用电率，使机组在最佳地工况下经济、平稳运行。