时间：2022-04-26 01:19:08
摘要：分析了包头第一热电厂水环真空泵效率低的原因，论述了解决的方法和具体的改进过程，以及提高效率后带来的经济效益。
关键词：水环真空泵效率低改进效益
0 引言
抽真空系统在火电机组中是必不可少的，其主要作用是：
①在机组启动初期建立凝汽器真空。当汽轮机进汽暖机时，蒸汽会进入凝汽器，如果凝汽器没有建立一定的真空，进入凝汽器的蒸汽就会使凝汽器内部形成正压，影响机组的热效率。
②在机组运行过程中保持凝汽器真空，确保机组的安全经济运行。因凝汽器在运行过程中其内部应该是处于真空状态，但由于管道及壳体不严密，空气会漏入，从而破坏凝汽器真空，对汽轮机安全经济运行不利。同时，空气含量大时，将使凝结水的含氧量增加而加剧对设备腐蚀，也会增大传热热阻，影响冷却效果。所以电厂中必须要有抽真空系统，用水环真空泵来保证凝汽器的真空度。
1 水环真空泵的工作原理
如上图：是真空泵轴侧剖面图，叶轮偏心地装在接近圆形的泵体内，当叶轮按图示箭头方向旋转时，因离心力作用，注入泵体内的水沿泵壳形成旋流的水环，因此叫水环真空泵(又叫液环真空泵，可以采用其他液体做工作液)。在泵体中装有适量的水作为工作液。当叶轮按图中所示的方向顺时针旋转时，水被叶轮抛向四周，由于离心力的作用，水形成了一个由泵腔形状决定的近似于等厚度的封闭圆环。水环的上部分内表面恰好与叶轮轮毂相切，水环的下部内表面恰好与叶片顶端接触（实际上叶片在水环内有一定的深度）。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叶片数目相等的若干个小腔。假如以叶轮的上部0°为始点，那么叶轮在旋转前180°时小腔的容积由小变大，且与端面上的吸气口相通，此时气体被吸进，当吸气终了时小腔则与吸气口隔绝；当叶轮持续旋转时，小腔由大变小，使气体被压缩；当小腔与排气口相通时，气体便被排出泵外。水环泵是靠泵腔容积的变更来实现吸气、压缩和排气的，它属于变容式真空泵。
2 水环真空泵运行时存在的问题，以及改进的必要性
2.1 存在的问题
包头一电厂#8机组的水环真空泵是由纳西姆工业(中国)有限公司制造，型号为2BE1303-OMY4，于2005年4月投产。正常运行时，两台泵一用一备，单转甲真空泵真空度平均值
2.2 改造的必要性
在2009年1月―2009年5月，甲水环真空泵运行时，对机组真空度状况进行调查如下表
由图可以看出#8机甲真空泵真空度值均低于正常值85%。并且，#8机甲真空泵效率39%，一直低于正常值46%。对真空泵进行改进从而提高真空泵的效率就能够提高机组的真空度，将会大大提高机组运行的经济性。
3 真空泵效率低的原因分析及改进措施
3．1 真空泵轴套磨损严重
解体发现该泵的轴套，抗磨性差，表面出现沟痕，不仅降低密封严密性，还导致了真空严密性差。针对这一状况，把原两侧轴套材料：1Cr18Ni9Ti改为轴套常用的38CrMoAl。使轴套硬度大大加强，轴套表面再经过渗氮处理，表面硬度进一步提高。保证了它的抗磨性。
3.2 盘根经常破损须更换
解体发现泵的密封用填料弹性差，易磨损轴套，须经常更换盘根。我们就将原石棉带铜丝的盘根改为新型密封填料高水基盘根。从改进前的每年对该设备进行加盘根七次，到更换后每年加盘根一次，大大减轻了劳动强度，保证了设备长周期的安全稳定运行。既节省了材料费用，又减轻了劳动强度。
3.3 叶轮拉筋开裂
进一步检查发现真空泵叶轮的拉筋开裂8处。使转子在运行中产生不平衡，引起振动及异音。我们根据叶轮材料的特点经研究决定进行补焊处理。并把焊口修整到与其它未开裂的焊口外形接近，最后找动平衡，使叶轮符合要求。
3．4 水环泵的滑片不合适
滑片在水环真空泵上是起密封作用的。如水环泵的结构图所示，每台水环泵有四个滑片，分别安装在泵的两侧。水环泵就是靠滑片的来回运动，并且随着叶轮稳定转动，保证其吸、排气过程连续不断地完成的。滑片的材质为聚四氟乙烯（PTFE）俗称塑料王。该泵解体后，发现真空泵滑片变形严重，部分地方破损。测量滑片厚度2mm，滑片螺孔直径23mm，螺杆直径16mm，配合间隙偏大，密封性能差。这次检修中，经过认真测量后，在保证滑片正常运行的前提下，对原滑片尺寸进行加工改进。将原滑片螺孔直径改为20mm，螺杆直径没变。这样配合间隙减少3mm。滑片厚度改为3 mm，重新组装后，经过一段时间运行效果良好。下面是滑片的改进前后示意图：
4 改进后的效果和经济效益
真空泵改进完成投入运行后，我们对甲水环真空泵运行情况进行了跟踪调查，该泵经过上述改进后，真空度由原-77KPa提高到-86KPa。改进后真空度高于乙真空泵真空度85%。泵的效率也由以前的39%，提高到46%。自机组启动后6个月内我们对各项指标统计后进行了计算，真空每提高1KPa煤耗降低成本1-2克，故1克/KW・h×24小时×300元/吨×10-6×125×103=900(元)。改进后真空提高9KPa，计6个月共节约煤耗：900元×9KPa×180=145.8万元，经济效益相当可观。而且迄今为止，水环真空泵只进行过简单的一次加盘根的工作，大大减少了维护工作量，节省了检修、维护及材料费用，有效的保证了机组的真空度，提高了机组的热效率。