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河北科技大学成人高等教育河北科技大学成人高等教育 毕业论文毕业论文 学生姓名 学生姓名 闫向明闫向明 学学 号 号 1211099 院院 站 站 河北科技大学张家口函授站河北科技大学张家口函授站 学习形式 学习形式 成人函授成人函授 层层 次 次 高起专高起专 专专 业 业 热能动力设备与应用热能动力设备与应用 题题 目 目 宣化热电厂水环式真空泵冷却系统宣化热电厂水环式真空泵冷却系统 存在问题及应对措施存在问题及应对措施 指导教师 指导教师 徐徐 峰峰 评阅教师 评阅教师 2016 年 6 月 30 日 河北科技大学成人高等教育学生河北科技大学成人高等教育学生 毕业设计毕业设计 论文论文 成绩评定表成绩评定表 学院 函授站名称 张家口函授站 专业 自己填 学生姓名闫向明学 号1211099成绩等级 设计 论文 题目 宣化热电厂水环式真空泵冷却系统存在问题及应对措施 毕 业 设 计 论 文 得 分 情 况 指导教 师评语 及成绩 教师签名 年 月 日 成绩合计 百分制 答辩委员会审 查意见 院站答辩委员会主任签名 年 月 日 毕毕业业论论文文中中文文摘摘要要 河北建投宣化热电汽机真空系统采用水环式真空泵 作为机组启动建立真空 及正常运行抽出不凝结或泄漏的气体 保持机组高度真空从而安全 经济运行 但在运行中常常因为真空泵冷却水系统问题 导致各个真空泵密封水温度升高 达到对应压力的饱和温度 都不同程度的出现汽蚀 损坏真空泵转子 叶片的事 故发生 严重影响汽机主辅设备的安全及经济运行 通过对宣化热电真空泵冷却 水系统运行情况的分析研究 指出其实际运行中存在但常被忽视的问题 由于真 空泵冷却水温升高而导致的抽气能力严重降低 使机组背压升高 出力下降 文 章提出了真空泵冷却系统的影响后果 讨论研究了几种解决方案 最后确定并实 施安装大气喷射器的解决方案 关键词 真空泵 密封水 汽蚀 大气喷射器 毕毕 业业 论论 文文 第 1 页 共 9 页 1 目 录 1 引言引言 2 2 宣化热电机组概况宣化热电机组概况 3 2 1 锅炉概况 3 2 2 汽轮机概况 5 3 真空泵原理 技术要求及规范真空泵原理 技术要求及规范 11 3 1 性能要求 11 3 2 规范 11 3 3 水环式真空的结构及工作原理 12 4 技术分析技术分析 14 4 1 刚投运时的运行情况 14 4 2 投运一年后的运行情况 14 4 3 汽蚀原因分析 15 4 4 影响后果 16 5 改进措施改进措施 18 5 1 大气喷射泵的应用及原理 19 5 2 改造后效果 21 结 论 22 致 谢 23 参 考 文 献 24 毕毕 业业 论论 文文 第 2 页 共 9 页 2 1 引言引言 宣化热电 1 2 机组分别于 2010 年 1 月和 5 月投产商业运营 同国内多数大型发 电企业一样 真空系统的抽真空设备采用偏心水环式真空泵 其优点是其抽吸单位干 空气量的能耗较低 但在实际运行中 常会发生抽气能力严重下降而导致的排汽压力 偏高现象 人们通常都把机组排汽压力偏高归咎于冷凝器本身的问题 如夏季水温偏 高 铜管结垢 垃圾堵塞 循环水流量偏小等 而不会怀疑真空泵有什么问题 我公 司每台机组真空系统配套两台水环式真空泵 其中一台备用 在启动及凝汽器性能恶 化时也可两台同时投入运行 两台机组在投产一段时间后 排汽压力均出现明显升高 在对冷凝器进行清洗后 其真空值也达不到刚投运时的指标 由于背压上升 机组出 力明显下降 严重时机组出力不足 对运行经济性产生很大影响 经现场实际测试和 真空泵检查分析 确认主要原因并不是循环水温或冷凝器本身的问题 而是真空泵冷 却系统的原因 由于真空泵密封水的温度过高 达到饱和汽化 严重影响真空泵的抽 真空能力 造成凝汽器内空气聚集 背压升高 在大修中对真空泵进行解体检查 发 现其叶轮汽蚀损坏严重 进一步证明了其密封水汽化的事实 我公司真空泵由开式冷却水进行冷却 虽然在设计上真空泵密封用水不会达到饱 和值 但在实际运行中 由于开式循环冷却水系统及真空泵本身的板式换热器因结垢 而端差增大 加上设计中密封水过冷度本来就没有安全余量 因此在运行一段时间后 就会出现问题 如不加以注意 不但严重影响机组的出力 使机组运行经济性严重下 降 而且由于密封水汽化 还会导致真空泵叶轮汽蚀损坏 这里对机组真空系统的运 行情况进行了分析论证 并提出了一些预防和改进方案 确定安装大气喷射器予以解 决 毕毕 业业 论论 文文 第 3 页 共 9 页 3 2 宣化热电机组概况宣化热电机组概况 2 1 锅炉概况锅炉概况 河北建投宣化热电有限责任公司 I 期工程两台锅炉型号为 B WB 1100 17 5 M 为 北京巴布科克 威尔科克斯有限公司制造的亚临界参数 自然循环 前后墙对冲燃烧 方式 一次中间再热 单炉膛平衡通风 固态排渣 紧身封闭 全钢构架的 型汽包 炉 锅炉设计煤种采用 67 大同煤和 33 宣东煤的混煤 校核煤种为 50 的张家口长城 煤和 50 蔚县煤的混煤 每台锅炉配置了一台东方汽轮发电机厂生产的双缸双排汽 330MW 汽轮发电机组 2 1 1 锅炉参数 名称单位 BMCR 额定负荷 锅炉型号B WB 1100 17 5 M 型 燃烧方式对冲燃烧 制造厂家北京巴布科克 威尔科克斯有限公司 过热蒸汽流量 T h1100987 8 过热蒸汽压力 Mpa 17 517 32 过热蒸汽温度 540540 给水温度 279272 再热蒸汽压力 入口 出口 Mpa3 8Mpa 3 623 433Mpa 3 272 再热蒸汽温度 入口 出口 328 540317 540 NOx 排放保证值 400 mg m 400 mg m 2 1 2 总体布置 锅炉构架为耐震性全钢结构的独立构架 紧身封闭 炉顶全密封结构 2 1 3 汽水系统 2 2 汽轮机概况汽轮机概况 毕毕 业业 论论 文文 第 4 页 共 9 页 4 3 真空泵原理 技术要求及规范真空泵原理 技术要求及规范 3 1 性能要求性能要求 1 真空泵运行时 能满足汽轮机在各种负荷工况下 抽出凝汽器内的空气及不凝 结气体的需要 启动时 2 台真空泵并列运行 并满足启动时间的要求 毕毕 业业 论论 文文 第 5 页 共 9 页 5 4 技术分析技术分析 4 1 刚投运时的运行情况刚投运时的运行情况 图一为真空泵冷却系统在刚投运时的运行情况 4 2 投运一年后的运行情况投运一年后的运行情况 毕毕 业业 论论 文文 第 6 页 共 9 页 6 5 改进措施改进措施 该真空泵的冷却系统存在先天不足 即过冷度不够 几乎没什么安全余量 而真 空泵的工作压力与冷凝器的压力是一个动态平衡过程 不管循环水温度的高低 真空 泵的抽吸压力必须低于冷凝器的压力 才能把冷凝器内的不凝结气体抽走 因此 真 空泵密封水温度必须低于排汽压力对应的饱和温度 否则就会真空恶化 还会导致真 空泵叶轮的汽蚀损坏 虽然理论上经过工业水 水热交换器冷却的闭式冷却水应很干 净 真空泵密封水用的也是用清洁的化补水 设计的换热器应该能基本满足真空泵的 冷却要求 但实际上在运行一段时间后 这些换热器都产生了明显的水垢 造成端差 加大 使密封水温度逐渐饱和 为解决这个问题初步确定以下几种方案进行讨论 5 1 大气喷射泵的应用及原理大气喷射泵的应用及原理 大气喷射器作为一种很成熟的产品 在各个行业已广泛应用 同样作为抽凝汽器 真空的设备也得到广泛的应用 与水环式真空泵配合的喷射器成套装置 是针对所配 套的真空泵性能进行设计 可以使效率达到最佳状态 相对比单一真空泵 凝汽器真 空有可能达到更高 大气喷射器又叫大气喷射真空泵 可以直接利用常压大气作介质 可以按一有 二级 三级串联工作 5 2 改造后效果改造后效果 5 2 1 安全效益 5 2 2 经济效益 毕毕 业业 论论 文文 第 7 页 共 9 页 7 结 论 在当今紧张的市场竞争中 需要我们加大挖掘企业内部潜力的力度 增强企业实 力 水环式真空泵增设大气喷射器 不仅节余了大量的检修费用 而且还节余了检修 劳动力 同时技改操作简单 设备到货后 仅须一周时间即可完成所有工作 是一项 既能提高设备可靠性又能产