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水環(huán)式真空泵增加前置噴射裝置的改造(1)
點(diǎn)擊量:發(fā)布時(shí)間:2017/4/11 14:19:13

 

水環(huán)式真空泵增加前置噴射裝置的改造(1)

 

引言

  內蒙古大唐國際托克托發(fā)電有限責任公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)托電)一期工程建設2 ×600 MW亞臨界水冷燃煤機組, 1、2號機組分別于2003年6月9日、7月29日投產(chǎn)發(fā)電。每臺機組配備2 臺100%容量真空泵,型式為2BW4403-0BK-Z水環(huán)式,機組正常運行時(shí)一臺運行、一臺備用。一期真空泵自投產(chǎn)以來(lái),在高真空狀態(tài)下泵的軸承振動(dòng)值超標,造成軸承和葉輪的使用壽命縮短,并且發(fā)生過(guò)軸承損壞和葉輪葉片產(chǎn)生裂紋等故障。

  針對上述情況,托電決定對一期真空泵的問(wèn)題進(jìn)行綜合分析治理,使真空泵的缺陷徹底消除。

1、真空泵振動(dòng)及原因分析

  托電一期水環(huán)真空泵系統流程圖見(jiàn)圖1。一期真空泵自投產(chǎn)以來(lái),出現了運行中軸承振動(dòng)速度超標而振動(dòng)幅度正常的情況,特別是高真空運行狀態(tài)下泵的軸承振速達到了8.0mm/s,大大超過(guò)了允許值4.5mm/s。表1為2號機A真空泵軸承振動(dòng)的數值。

水環(huán)真空泵系統流程圖

圖1 水環(huán)真空泵系統流程圖

  真空泵振動(dòng)大的原因有以下幾種:

  (1) 軸承安裝、檢修質(zhì)量不良;

  (2) 轉子不平衡;

  (3) 軸承質(zhì)量不合格;

  (4) 泵內發(fā)生汽蝕。

  分析認為,真空泵經(jīng)過(guò)幾次檢修,安裝、檢修質(zhì)量不存在問(wèn)題;軸承經(jīng)過(guò)解體檢查,質(zhì)量合格;轉子在出廠(chǎng)時(shí)已做過(guò)動(dòng)平衡試驗,也沒(méi)有問(wèn)題。最終分析認為是高真空運行時(shí)真空泵內發(fā)生汽蝕所致。經(jīng)過(guò)調查,國內其它廠(chǎng)水環(huán)真空泵也曾經(jīng)發(fā)生類(lèi)似情況。

真空泵改造后的設備流程圖

表1 2A真空泵改造前軸承振動(dòng)數值

  水環(huán)真空泵的工作原理是利用容積變化來(lái)實(shí)現抽真空,轉子在泵內偏心安裝,它的轉動(dòng)會(huì )迫使工作液沿泵殼內壁形成一個(gè)與其同向旋轉的液環(huán),此時(shí)會(huì )在兩相鄰葉片、葉輪輪轂和液環(huán)內表面之間形成氣腔,隨轉子的轉動(dòng)此氣腔在泵的吸氣區體積逐漸增大,其內部壓力下降,從而將氣體吸入泵內,相反氣腔在排氣區體積逐漸縮小,內部壓力上升,從而將氣體排出。

  在整個(gè)運行過(guò)程中,從最大吸氣區到排氣區階段,泵一直處于高真空狀態(tài)下運行,真空泵一般的設計極限絕對壓力為3.3kPa,壓力低時(shí)泵內汽蝕相當嚴重,從而造成泵體振動(dòng)。隨著(zhù)真空的上升(即壓力降低) ,汽蝕和振動(dòng)都將加劇,水環(huán)也在增大,因而葉片負荷也急劇增加,高真空所形成的巨大拉應力作用在葉片上,容易導致葉片疲勞斷裂,該現象往往出現在葉輪鑄造缺陷的位置。真空泵長(cháng)時(shí)間在汽蝕的惡劣工況下運行,不僅由于振動(dòng)使軸承的壽命縮短,而且葉輪的使用壽命也將大大縮短。

2、改造情況

  為解決真空泵汽蝕的情況,需提高真空泵入口壓力,為此提出為真空泵增加前置噴射裝置。

2.1、前置噴射裝置的工作原理

  前置噴射裝置為一個(gè)噴嘴和擴壓管組合裝置,動(dòng)力氣源采用真空泵出口氣流。通過(guò)從排氣側(氣水分離器)引入接近大氣壓力的氣流,通過(guò)噴嘴加速形成高速氣流,來(lái)帶動(dòng)吸入口內的氣體一起從吸氣支管進(jìn)入泵內。在泵初始運行入口力高時(shí),噴射器不投入,絕對壓力達到15kPa左右時(shí),噴射器投入工作。真空泵增加前置噴射置改造后,可將泵入口絕對壓力由原先的4~8kPa提升至9~15kPa,從而大大減輕泵內的汽蝕現象,達到穩定運行的目的。同時(shí)增加噴射器后可提高凝汽器在低真空狀態(tài)下的抽氣量,提高系統真空度。

2.2、改造施工方案

  改造安裝的系統方案如圖2,具體方案為:

  (1) 將真空泵入口氣動(dòng)閥去掉,保留入口逆止閥,在泵入口與逆止閥之間加裝兩個(gè)氣動(dòng)閥(16a、16b) 。

  (2) 在噴射器至分離器管段加裝第三道氣動(dòng)閥(19a) 。

  (3) 在汽水分離器靠排氣側的頂部開(kāi)孔,用以連接噴射器吸入直管。

  (4) 在泵進(jìn)氣管靠分離器側頂部開(kāi)孔,連接前置噴射器噴管及連接部件。

  (5) 16a、16b兩閥門(mén)中間短管開(kāi)孔,用來(lái)接噴射管部件。

  (6) 就地選取壓力氣源口并接管至氣源配氣箱,以供氣動(dòng)門(mén)用氣。

  (7) 頂部4個(gè)熱工壓力測點(diǎn)及1個(gè)就地壓力表測點(diǎn)口如圖2所示。

  (8) 系統的程序控制做入DCS中。

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