工作水进口温度对水环式真空泵及凝汽器性能影响的试验

　　从机组真空(负压)系统不严密处漏入的空气以及随新蒸汽带入的少量不凝结气体最终汇集在凝汽器汽侧,通过抽气设备抽出凝汽器。因此,抽气设备的抽气能力直接影响凝汽器汽侧空气的聚集程度,而抽气设备的抽气能力主要受其工作水进口温度(对于射汽抽气器而言是冷却水温度简称工作水温度)的影响。为了解决工作水温度变化对抽气设备抽气能力的影响,以国产300 MW机组的水环泵为对象,对工作水温度与水环泵抽气能力、凝汽器压力(真空)的定量和定性关系进行试验,结果可为提高水环泵抽气能力、降低凝汽器压力提供技术措施。

　　1　水环泵试验

　　1.1　空气分压力

　　水环泵等抽气设备通过凝汽器抽空气管道抽出凝汽器汽侧聚集的空气。根据流体力学的连续流动理论,在忽略蒸汽、汽气混合物在管道中的凝结、流动损失以及管道与外界环境处于绝热的情况下,抽空气管道中任何一个截面的汽气混合物的性能(压力、温度、混合物成分和流量)相同。由于抽空气管道与凝汽器空冷区相连,抽空气管道中汽气混合物的性能与空冷区末端相同。通过监测抽空气管道汽气混合物中空气的相对含量变化就能够知道凝汽器空冷区末端空气相对含量变化情况,进而得出空气在凝汽器中的相对含量变化[1]。

　　假设凝汽器抽空气管道中汽气混合物中的蒸汽处于饱和状态(实际状态基本是饱和的),则根据监测的汽气混合物温度查出对应的饱和蒸汽压力,该饱和蒸汽压力基本等于混合物中蒸汽的分压力。测得的混合物总压力减去蒸汽分压力得到混合物中空气的分压力。根据道尔顿分压定律,混合物中空气分压力与总压力之比(空气分压力百分比)等于混合物中空气体积与总体积之比,反映出混合物中空气相对含量[2]。通过上述分析,可以近似认为空气分压力的变化基本反映了凝汽器(主要是空冷区)中空气相对含量的变化。

　　1.2　试验结果

　　针对某台国产300 MW机组水环泵和凝汽器的结构形式,构建了漏入空气流量测量系统,以测量漏入的空气流量[1]。在2种漏入空气流量的条件下,分别改变水环泵工作水温度,实测凝汽器空气分压力的变化、水环泵和凝汽器性能变化情况。工作水温度对某300 MW机组水环泵性能的影响试验结果见表1。

　　2　水环泵工作水温度的影响分析

　　2.1　水环泵性能

　　表1中工况1和工况2数据显示,机组负荷和漏入空气流量(26.01 kg/h)相同情况下,工作水温度从20℃(工况1)升高到41℃(工况2),水环泵抽吸汽气混合物流量减少89.37%,水环泵吸入压力分别从8.55 kPa升高到9.45 kPa,水环泵吸入混合物温度从41.94℃降低到35.95℃。表1中工况3和工况4数据显示,机组负荷和漏入空气流量(51.92 kg/h)相同情况下,工作水温度从21℃(工况3)升高到41℃(工况4),水环泵抽吸汽气混合物流量减少74.63%,水环泵吸入压力分别从