水环式机械真空泵选型计算

水环式机械真空泵选型计

算

（业务培训教材）

（4）

苏州和顺泵业有限公司

2007年1月15日

一. 前言

多年以来，关于电站凝汽器真空泵的选型一直是各方争执的焦点：真空泵如何选才经济合理？用哪一

个标准来判定真空泵选型满足电厂设计与运行要求。

现综述国内、外相关真空泵选型资料，并参照国内电厂多年的运行经验，在广泛征求设计人员意见的同时结合国内运行实际，对真空泵的选型做一个简要的说明。从中找出一种适合中国国情的真空泵选型计算方法。

此选型方法仅适用于燃煤机组（不包含空冷机组）、燃机电厂、核电站及射水抽吸气改造------别成册。

二. 电厂凝汽器真空泵的选型计算

真空泵的作用就是从凝汽器内抽出不凝结的气体，以及随不凝结气带出来的来不及冷却的水蒸汽，维

持凝汽器的真空。具体来说就汽轮机凝汽器排汽压力的高低直接影响到汽轮的效率，火电机组靠凝汽器在汽轮机排汽口建立并维持一定的真空（由真空泵来完成），以增加汽轮机蒸汽的可用焓降，提高汽轮机的热效率。

据统计，300MW机组凝汽器压力每降低1KPa，汽轮机的汽耗将减少1.5%-2.5%。发电量约增加1%，

由此可见维持凝汽器真空作用的重要性。

选型计算的目的，是为了选取适当的真空泵与电厂汽轮机发电机组及使用条件相匹配。

水环式机械真空泵选型需要满足汽轮机凝汽器起动和正常运行两种工况。

1.启动工况：

众所周知，汽轮机在启动前，凝汽器两侧容积均被空气所占有，水环真空泵需抽吸、排除凝汽器汽侧

汽缸内及抽吸管道内等部位的空气，使凝汽器在规定的时间内达到一定的真空度。在西欧国家一般要求30分钟内使凝汽器压力达到200mbar～400mbar，以便启动汽轮机。我国要求启动真空压力为300mmHg相当于上限400mbar(1mmHg=1.33mbar)。

水环式机械真空泵抽吸时间计算公式：

T=（60V

k /ns）Ln(P

2

/P

1

)

t-----真空泵需抽吸凝汽器真空时间 min

V

k

----真空泵需抽吸空间容积 m3 n----启动时，真空泵运行数量

S----真空泵在抽吸压力P

1

条件下真空泵下抽气量 m3/h

P

2

---真空泵排出口压力 mbar

P

1

---真空泵需要抽吸的真空度 mbar 2.运行工况

当汽轮机投入运行后，水环式机械真空泵还需要不断地抽吸漏入真空系统的泄漏空气，随蒸汽带入

的不凝结气体和来不及冷却的蒸汽混合物，以确保凝汽器良好的热交换，维持机组排汽真空度。

（1）确定泄露空气量

A.汽轮机机凝汽器真空系统泄漏量与该机组真空系统主、辅设备制造质量和安装密封

程度有关，但一般可用单位时间内的凝汽器真空下降大小来衡量——密封性，德国VDEW标准提供的由凝汽率来查该系统泄漏空气量。

B.如机组容量增大，额定负荷下排汽量达到1400T/h后，达到的最大泄漏量是40Kg/h。

C.美国HEI和英国BEAMA也是根据它们的经验制定的汽机凝汽器系统泄漏量。

D.据德国火电工程师介绍：对于新投产的汽轮发电机组，其泄漏空气量远低于VDEM特

性曲线上所表示的数值，只有机组运行数年后，机组趋向老化后，其泄漏空气量才达到样本特性曲线上的值。

E.美国和英国泄漏空气量之所以比德国大，是在于美国和英国汽机低压缸与凝汽器连

接部份至颈部采用橡胶波形补偿器连接，密封性较差的缘故，而德国，大机组均采用钢性连接，密封性能良好。

中国

20

50

100

200

500

1000

t/h 5000

2

3510

20

3050kg/h 图1 凝汽器运行中泄漏空气流量

在额定负荷排入凝汽器汽量

凝汽器蒸汽量

图1 美.英.西德,中凝汽器泄漏空气量比较图

20013010080605040302520151310865432

t/h 2000

1000

700

500

400

300

200

150

100

60

50

40

30

20

15泄漏干空气流量

VDEW

泄漏干空气量

英（BEAMA）

西德（VDEM）

美国（HEI）

泄漏空气和气—汽混合物流量的计算

一、泄漏空气量

徜泄漏空气量暂时按德国VDEM特性曲线上查得，以安徽平圩电厂为例，该工程汽轮机低压缸排入凝汽器蒸汽总量为1250T/h，从VDEM特性曲线查得泄漏空气量M

G

=35Kg/h.

泄漏空气体积流量可按下列公式计算：

V

G =（m

g

×R

G

×T

min

）/(P

min

×100) m3/h

V

G

——泄漏空气体积流量 m3/h

M

G

——泄漏空气质量流量 Kg/h

R

G

——空气常数，为287.05J/Kgk (焦耳/公斤0F)

T

min

——混合物绝对温度0K，若凝汽器压力0.055atm,即55.76mbar（毫巴），

在此温度下水蒸汽的饱和温度为34.83℃，凝汽器气体排出区域设计考虑

过冷度4.17℃。

混合物温度：t

min

=34.83℃-4.17℃=30.66℃

混合物绝对温度：t

min

=273.15+30.66=303.780K

假定凝汽器真空为：P

min

=55.76mbar(毫巴)

V

G

=（35×287.05×303.78）/（55.76×100）=547 m3/h

此时水蒸汽的饱和分压力：P

DX

=44.06mbar(在混合物温度：X=30.66下，水的饱和蒸汽压)

二、混合物体积流量

V min =(M

G

×R

G

×T

min

)/(P

G

×100) m3/h