汽轮机多通道射水抽气器的技术改造

张赞李亮齐河亮

张赞李亮齐河亮（大唐鲁北发电有限责任公司）

摘要：本文分析了某厂#4汽轮机多通道射水抽气器技术改造原因和必要性，对如何提高#4汽轮机原高效节能多通道射水抽气器的安全、经济、可靠运行的技术处理方式方法进行了叙述，为处理同类型设备提供了办法和借鉴。

关键词：多通道抽气器电耗处理

0引言

某厂现有两台300MW纯凝式汽轮机，#4、5汽轮机组，分别于1997年、1998年投产。其维持汽轮机真空运行的现使用的射水抽气器为高效节能改进型多通道射水抽气器，其使用的工质为水塔来的循环水（但受到夏季温度的影响），效果较为理想，为某厂机组的安全经济运行提供了可靠的保证。

1多通道射水抽气器结构及工作原理介绍

该种射水抽气器为近年来作为原长径喷嘴射水抽气器的更新换代产品，在同等抽空气量的条件下要比长径喷嘴单通道抽气器的电耗降低30～45％，维持汽轮机真空度要优于单通道射水抽气器1～2％。其主要技术要点：①把原来单通道水柱外圆裹挟空气方式变为多通道水柱外圆裹挟方式，增加了水柱外圆接触空气的面积，也就是增加了裹挟空气量；其余速利用也是采用此方式。②增加了工作水压，从而增加了抽空气能力，把水柱裹挟的空气顺利排出。③由于增加了工作水压，从而提供了汽轮机的真空值。④由于提高了工作水压和降低射水流量，从而降低了射水泵组的电耗，节约了能源。

2多通道射水抽气器升级改造的起因

某厂于2003年－2004年期间，在#4、5汽轮机的主射水抽气器（其抽吸空气能力为25kg/h，为长径喷嘴单通道射水抽气器，配套射水泵电机功率为95kW）旁边各购置安装了一台高效节能多通道射水抽气器（其抽吸空气能力为32kg/h，配套射水泵电机功率为75kW），欲替代主射水抽气器，其目的是为了汽轮机的真空值和降低电耗。另一个原因为原来两台95kW立式射水泵组经常出现振动大以及设备老化，欲用双吸卧式循环水泵替代原来立式射水泵，以提高设备的安全可靠性。

因当时对多通道射水抽气器在工作原理、射水抽气器喷嘴前改造水压和安装技术要求认识上不够充分，以及生产现场场地的限制（多通道射水抽气器的排水出口管与主射水抽气器的出口管相连接，射水自出抽气器的扩压管后经过两个弯头和十几米长的管道方排到机房外面的循环水沟中，即其排水口扎到2米深的循环水里），以致排水管中水所裹挟的空气排不出去。经试几次试验失败后到99年一直闲置不用。

于2007年提出了改进这两套设备的技术措施。主要有以下三个办法：①利用空气阻力比较小的原理，把多通道射水抽气器移到室外，直接安放到循环水来水沟的上部，把射水抽气器的排水管口直接插到水里350～500mm深处，以便于空气排出，又把凝结器的抽空气管到接到室外。②把进入射水抽气器喷嘴室前面的进水竖管的直管段加长到1.5米，尽量保证进入射水抽气器喷嘴室前面的水是层流状态，并保证喷嘴射水流的垂直度，尽量不发生偏斜角。③增加了多通道射水抽气器距离循环水沟水面地高度，增加落水的高度以增加其吸空气的能力和余速利用效果。多通道射水抽气器经按以上三项技术措施安装后，投入运行并一次取得了成功，每年节约电能30万度。

2008年7月12日16时35分，#5汽轮机真空突然由0.086MPa降低至0.066MPa，排汽温度由45℃升高至67℃，机组负荷由270MW降低至220MW。经过查找分析原因是多通道射水抽气器工作异常造成。因在该时间段循环水温度是最高的，达到了37～38℃。根据多通道射水抽气器工作原理，当工作水温度高到一定程度时，在其混合室内要发生汽化现象，此时抽气器将出现短暂的不工作现象，当真空降到一定值后其又开始工作，在这期间真空会急剧下降，而影响机组的真空和带负荷出力。通过对比发现#4汽轮机当时并没有发生该现象，原因何在？由于场地所限，#5汽轮机多通道射水抽气器的进水管和出水管段均比#4汽轮机的要长。因而，虽然两机的多通道射水抽气器和射水泵型号一样，但是#5汽轮机射水抽气器喷嘴室的工作压力比#4汽轮机的低。另外，轴封加热器的抽空气门开度得比较大也是容易引起多通道射水抽气器工作异常的原因（即增加射水抽气器的负荷）。当时电网周波低，致使射水泵出口压力偏低也是造成射水抽气器工作异常的原因之一。

以上几个方面的因素是造成这次真空降低的主要原因。

3处理方法

经过研究和做试验，发现某厂使用的这两台多通道（6个通道）射水抽气器抽吸能力过剩（即抽吸空气32kg/h，在汽轮机严密性试验合格的情况下，即小于667Pa/分，实际产生的不凝结空气量为23.6～25kg/h），只是由于射水泵的工作水压达不到其多通道射水抽气器的设计压力值（0.33～0.39MPa），实际压力只有0.316MPa。

运用流体力学中的伯努利原理和方程，使用特制做的空气流量试验孔板，通过堵塞1个、2个及3个通道（即同时堵塞喷嘴、主通道和余速利用通道），求出多通道射水抽气器在各个工作水压下的真空值的临界点（即最佳工作点）。各种状态试验数据见附件。

4处理技术方案

同时堵塞多通道射水抽气器其中2个通道的喷嘴、主通道和余速利用通道；由于其工质使用的是循环水，水中杂物比较多，在射水泵与射水抽气器之间加装了滤网装置；为防止射水抽气器的排水管口露出循环水面，加装了循环水水沟水面水位监测标尺；把#3、4、5射水泵并为母管运行，互为备用，简化了系统，增加了经济运行和可靠性。

经过把6通道改为4通道，射水泵电机电流由139A降至98～102A，使该套设备效率又得到了进一步提高，节能降耗效果显著。

提高射水抽气器的工作水压，也就是提高了射水抽气器工作循环水的水压力值，相对于抽气器因循环水温度升高后发生汽化时对应水的饱和压力有一个余量，以避免射水抽气器因夏季循环水温度升高再发生汽化的可能。

#5汽轮机多通道射水抽气器也利用小修的机会进行同样的改造。两台射水抽气器运行至今再也没有发生过汽化现象。

参考文献：

[1]沈鸿等.机械工程手册.机械工业出版社.1982.

[2]王培基等.汽轮机设备及运行.水利电力出版社.1979.

[3]朱新华等.电厂汽轮机.水利电力出版社.1991.

[4]郝开国等.汽轮机设备检修技术.水利电力出版社.1984.

[5]赵永民等.汽轮机设备及运行.水利电力出版社.1982.