[实用新型]一种可提高凝汽式汽轮机效率的水环真空泵

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种改进的真空泵系统，特别是用于汽轮机的水环真空泵，属流体泵技术领域。

背景技术

从热力学观点看，火力发电机组凝汽器真空度每下降1％，发电热耗就上升1％，发电效率降低1％。以200MW机组为例，新蒸汽压力降低0.49MPa，仅使发电热耗上升21kJ/kW·h，而真空下降0.98kPa，热耗则增大50kJ/kW·h～63kJ/kW·h。一般来说，在进汽温度不变的情况下，若排汽温度下降10℃，机组的装置效率可提高3.5％，由此可见，凝汽器真空度对机组性能影响非常显著。

为了保证凝汽器真空，火力发电机组凝汽器一般都装有抽真空装置用来除去系统运行过程中由于各种原因进入凝汽器的不凝性气体。目前应用比较多的是水环真空泵，其叶轮偏心地安装在泵体内，起动时向泵内注入一定高度的水作为工作液，当叶轮旋转时，水受离心力的作用在泵体内壁形成一旋转的封闭水环，水环上部内表面与轮毂相切，水环的下部内表面刚好与叶片顶端接触。此时叶轮轮毂与水环之间形成一个月牙形空间，而这一空间又被叶轮分成与叶片数目相等的若干个小腔。在叶轮选装过程中，各个小腔分别进行吸气、压缩和排气等过程。叶轮每旋转一周，叶片间空间(小腔)吸、排气一次，若干小腔不停地工作，如此往复，泵就连续不断地抽吸或压送气体。在工作过程中，必须不断地给泵供水，以冷却和补充泵内消耗的水，满足泵的工作要求。泵排气口一端接有汽水分离器，废气和所带的部分水排入汽水分离器后，气体由排气管排出，水由于重力作用留在分离器内并经回水管供至泵内循环使用。由于在工作过程中，做功产生热量，会使工作水环发热，另外从凝汽器抽气中约2/3是水蒸气，水蒸气凝结时也会放出潜热，因此，随着工作时间的延长，工作液温度会不断地升高，而工作液温度升高会造成真空泵中的水汽化，真空泵因抽吸自身工质汽化产生的气体，挤占真空泵抽气量，造成真空泵出力严重不足。因此需要对工作液进行冷却，保证泵能达到所要求的技术要求和性能指标。目前工作液一般采用凝汽器循环冷却水冷却，但循环冷却水温度受气候影响，夏天因冷却水温度升高，水环真空泵工作液温度也升高，使真空泵出力下降，凝汽器真空度下降，机组热耗增加。

为了保证水环真空泵工作液在理想的温度范围内，可设法冷却工作液，中国专利ZL200620052506.8号(名称为：“一种水循环式真空泵的冷却装置”)对此技术进行了公开，但该技术存有下述问题：1.水环真空泵的进气部位缺乏有效冷却措施，导致吸气容积中不凝性气体的比例较低，水环真空泵单位抽气容积中水蒸气占多数，因此保证同样真空度需要选择抽气量比较大的水环真空泵，耗电量较大；2.水环真空泵工作液直接进入制冷装置与制冷装置的工质进行换热，这种制冷工质与工作液直接换热的方式容易引发制冷设备损坏，其原因如下：电厂为防止锅炉炉前系统腐蚀，要求将给水pH值调节在8.8～9.3之间。作为理想碱性调节剂，常用的是氨水或液氨，另外锅炉给水化学除氧经常用联氨，联氨遇热会分解成氨和氮气。氨水对铜表面产生腐蚀氧化生成铜氨络离子，氨水中的溶解氧也会对铜进行腐蚀。腐蚀严重时会导致铜管穿孔、折断与泄漏，严重影响系统的安全运行，因此目前很多火力发电站已经将原来低压加热器或凝汽器中的铜管改造成为钛管或不锈钢管，从而减少氨对铜管的腐蚀以及对系统安全的威胁。从水环真空泵吸入口吸入的是空气、水蒸气和氨的混合物，因此水环真空泵工作液也因为氨的存在呈碱性。而在制冷系统中，管道的连接和换热设备等用的最多的就是铜管，因此如果制冷工质与工作液直接换热会引起铜管腐蚀，影响设备安全运行。

发明内容

本实用新型用于克服现有技术之缺陷而提供一种可以不受气候条件限制保证凝汽器真空度的可提高凝汽式汽轮机效率的水环真空泵。

本实用新型所述问题是由以下技术方案解决的：

一种可提高凝汽式汽轮机效率的水环真空泵，构成中包括水环真空泵、制冷设备、汽水分离器和相应的连接管路，所述水环真空泵的抽气端经气体吸入管连通汽轮机的凝汽器，排气端与汽水分离器连通，水环真空泵的密封端与工作液供给管连通，其特别之处是：所述工作液供给管和气体吸入管处分别设置工作液换热器和气体换热器进行冷却，所述工作液换热器和气体换热器内流动由制冷设备提供的冷冻水。

上述可提高凝汽式汽轮机效率的水环真空泵，所述制冷设备、冷冻水循环管路、工作液换热器、气体换热器形成闭式循环，所述冷冻水循环管路内设有冷冻水泵，冷冻水循环管路的两个分支管路分别通过工作液换热器和气体换热器。