凝汽器水室真空泵选型计算

2016-08-04吴海泉

大科技 2016年20期

关键词：水室空气量真空泵

吴海泉郭浩

（中国能源建设集团安徽省电力设计院有限公司安徽合肥 230601）

凝汽器水室真空泵选型计算

吴海泉郭浩

（中国能源建设集团安徽省电力设计院有限公司安徽合肥 230601）

通过对我院设计的印尼塔卡拉项目一次直流循环冷却系统凝汽器水室真空的选型计算，提出了水室真空泵的设置原则及水室真空泵的计算方法。

一次循环；水室真空泵

火力发电厂中凝汽器的循环冷却水系统可以分为一次直流供水及二次循环供水两大类。对于一次直流循环凝汽器冷却水系统常通过虹吸井的设置来降低循环水泵扬程，减少厂用电率。由于采用虹吸井后凝汽器顶部部分管束为负压，随着循环水压力降低、温度升高而析出的气体无法排除，需增加水室真空泵。

本文通过对我院设计的印尼塔卡拉项目一次直流循环冷却系统凝汽器水室真空的选型计算，提出了水室真空泵的设置原则及水室真空泵的计算方法。

1 水室真空泵的功能

（1）机组启动前，由于循环水泵无法将循环水送至凝汽器顶部换热管，通过水室真空泵使凝汽器水室形成负压，保证循环水完全充满凝汽器。

（2）机组正常运行时，随着循环水压力降低、温度升高，循环水会析出部分溶解气体聚集在水室顶部的几排管束内，阻碍循环水流动，减少了凝汽器换热面积，需要设置水室真空泵将部分此部分气体排出。

2 凝汽器水室真空泵的选型计算

根据水室真空泵两个功能，塔卡拉项目真空泵选型应满足启动及正常运行工况的要求，具体计算如下：

2.1 机组启动工况

塔卡拉项目凝汽器参数为：

冷却面积：6600m2；

冷却水温升：7℃；

冷却水量：22000t/h。

凝汽器的水室内部容积约140m3和换热管内部容积约30m3，总抽吸容积约170m3，一般按运行2h建立虹吸高度要求，则水室真空泵的流量为：

2.2 机组运行工况

循环冷却水中含有的饱和空气量分别与水的温度和压力有关，循环水析出气体的理论依据有以下两点：

（1）道尔顿分压定律：混合气体的总压等于各组分气体的分压之和；

（2）亨利定律：在给定的温度下，溶解于水中的某种气体的溶解度与该种气体在水面所接触的气体中的分压力成正比。

由此根据空气在各种绝对压力及相应温度下水中空气溶解度曲线，可以确定冷却水中的析出空气量。塔卡拉项目凝汽器设计循环水温度为30℃，全年最低海水温度20℃，循环水温升约7℃，由于应采用对应含有饱和空气量差值最大的条件作为析出空气量的计算依据，故计算的循环水温差应为20～27℃。本工程循环水量22000t/h，查表得知20℃水中空气溶解度18.68ml/L，27℃水中空气溶解度16.5ml/L，则析出空气量为：

表1 不同温度下1L水中溶解空气量

2.3 吸入压力

《火力发电厂水工设计规范》（DL/T 5339-2006），“当采用虹吸井时，虹吸利用高度应根据当地最低气压、凝汽器换热后最高水温和凝汽器出口至虹吸井溢流堰之间的水流阻力，通过计算确定。但凝汽器出口最高点的绝对压力不宜低于20kPa，一般可采用20～30kPa。”根据规范，一般虹吸高度利用范围应为7～8m。EBASCO公司设计导则《表面式凝汽器》（MNE-32）中规定：“对淡水冷却的电厂最大虹吸高度一般不大于8.5m；对于海水冷却电厂最大虹吸高度不大于7.9m”。

根据以上两规范及当地气象情况，本工程凝汽器顶排管道标高约为9.1m，虹吸井堰上水位约2.3m，高度差约6.8m就是本工程机组正常运行时的虹吸高度。则水室真空泵的吸入压力：

P≈6.8mH2O

根据以上分析计算结果，并考虑设备老化及计算误差等需对计算结果取10%裕量，得出最终的水室真空参数：7.6mH2O，100m3/h。