1.1. 概述
凝汽器抽气系统也称为真空系统，其作用就是用来建立和维持汽轮机机组的低背压和凝汽器的真空；正常运行时不断地抽出由不同途经漏入汽轮机及凝汽器的不凝结气体。 对于600MW汽轮机组，目前真空系统的设备主要采用水环式真空泵和汽水分离器相结合。 在高压和低压凝汽器汽室侧聚集的不凝结气体通过真空泵抽出排至大气。凝汽器壳体上还设至1只带有滤网和水封的真空破坏阀。凝汽器水室侧还设有水室真空泵，以便在循环水系统运行时在凝汽器内形成虹吸，以及在长时间运行后抽取水室顶部的空气，保证凝汽器的换热效果。
1.2. 系统特点
双背压凝汽器的抽气区按气体/蒸汽混合物的冷却要求进行设计的。在额定工况下，空气排气口的温度较凝汽器入口压力下的饱和蒸汽温度低4℃。抽气系统为串联抽出系统，即空气由高压凝汽器流向低压凝汽器，经抽气管道抽出。
我公司的汽室真空泵和水室真空泵均为平圆盘单级水环式真空泵，由纳西姆工业（中国）公司生产。汽室真空泵型号为2BW4 353-0MK4；水室真空泵型号为2BE1 253-0BY4。
机组正常运行时，保证两台汽侧真空泵运行就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。汽室真空泵部分运行参数如下：
序 号 | 名称 | 单位 | 数据 | 备注 |
1 | 凝汽器最低运行背压下抽吸压力 | kPa(a) | 4.4 | |
bbi-1422 | 最低背压下两台泵并列运行出力 | kg/h | 数码转移印花112 | 抽出的干空气量 |
3 | 两台泵并列运行极限抽吸背压 | kPa(a) | 3.0 | |
4 | 两台泵并列运行极限抽吸能力 | kg/h | 80 | 对应极限抽吸压力 |
5 | 真空泵转速 | r/min | 590 | |
6 | 噪音(离设备1米处) | dB(A) | ≤85 | |
7 | 热交换冷却水量 | kg/h | 50000 | 单泵 |
8 | 热交换器面积/形式 | m2 | 12/板式 | 辐照杀菌设备单泵 |
9 | 真空泵工作水量 | kg/h | 25000 | 单泵 |
10 | 启动抽真空时间（四泵运行） | min | ≤30 | |
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图13-1 汽室真空泵运行参数
机组启动时，三台真空泵并列运行就可以满足启动时间的要求。三台真空泵运行，可以在下述时间内达到规定的凝汽器压力：
启动抽气时间（分钟） 凝汽器压力Mpa(a)
15 0.034
30 0.01
45 0.0034
启动工况凝汽器背压-抽真空时间表如下（3泵运行）：
序号 | 对应凝汽器背压（kPa） | 该工作段抽真空所需时间（min） |
1 | 101.3—90 | 1.32 |
2 | 90—80 | 1.31 |
3 | 80—70 | 1.48 |
4 | 70—60 | 1.71 |
5 | 60—50 | 2.03 |
6 | 50—40 | 2.50 |
7 | 40—30 | 3.28 |
8 | 30—20 | 4.81 |
9 | 20—10 | 9.54 |
10 | 10—8 | 3.44 |
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图13-2 凝汽器背压-抽真空时间表
1.3. 水环式真空泵
1.3.1. 水环式真空泵结构
发糕机
水环式真空泵主要部件是叶轮和壳体，叶轮是由叶片和轮毂构成，叶片有径向平板式，也有向前（向叶轮旋转方向）弯式。壳体内部形成一个圆柱体空间，叶轮偏心地装在这个空间内，同时在壳体的适当位置上开设吸气口和排气口。吸气口和排气口开设在叶轮侧面壳体的气体分配器上，形成吸气和排气的轴向通道。
壳体不仅为叶轮提供工作空间，更重要的作用是直接影响泵内工作介质（水）的运动，从而影响泵内能量的转换过程。
水环泵工作之前，需要向泵内注入一定 图13-3 水环式真空泵原理图
量的水，它起着传递能量的媒介和密封作用。当叶轮在电动机驱动下转动时，水在叶片推动下获得圆周速度，由于离心力的作用，水向外运动，即水有离开叶轮轮毂流向壳体内表面的趋势，从而就在贴近壳体内表面处形成一个运动着的水环。由于叶轮与壳体是偏心的，水环内表面也与叶轮偏心。由水环内表面、叶片表面、轮毂表面和壳体的两个侧盖表面围成许多互不相通的小腔室。由于水环与叶轮偏心，因此处于不同位置的小腔室的容积是不相同的。小腔室随着叶轮的旋转，它的容积是不断变化的。如果能在小腔室的容积由小变大的过程中，使之与吸入的气体相通，就会不断地吸入气体。当这个腔室的容积由大变小时，使之封闭，这样已经吸入的气体就会随着空间容积的减小而被压缩。气体被压缩到一定程度后，使该空间与排气口相通，即可以排出已经被压缩的气体。
1.3.2. 水环式真空泵的工作原理
水环式真空泵的工作原理可以归纳如下：在泵体中装有适量的水作为工作液。当叶轮按图中顺时针方向旋转时，水被叶轮抛向四周，由于离心力的作用，水形成了一个决定于泵腔形状的近似于等厚度的封闭圆环。水环的下部分内表面恰好与叶轮轮毂相切，水环的上部内表面刚好与叶片顶端接触（实际上叶片在水环内有一定的插入深度）。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和叶片数目相等的若干个小腔。如果以叶轮的下部0°为起点，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，此时气体被吸入，当吸气终了时小腔则与吸气口隔绝；当叶轮继续旋转时，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。
综上所述，水环泵是靠泵腔容积的变化来实现吸气、压缩和排气的，因此它属于变容式真空泵。
1.3.3. 水环式真空泵的特点
水环泵和其它类型的机械真空泵相比有如下优点：
热流道模具
1） 结构简单，制造精度要求不高，容易加工。
2） 结构紧凑，泵的转数较高，一般可与电动机直联，无须减速装置。故用小的结构尺寸，可以获得大的排气量，占地面积也小。
3） 压缩气体基本上是等温的，即压缩气体过程温度变化很小。
4） 由于泵腔内没有金属磨擦表面，无须对泵内进行润滑，而且磨损很小。转动件和固定件之间的密封可直接由水封来完成。
5） 吸气均匀，工作平稳可靠，操作简单，维修方便。
水环泵也有其缺点：
1） 烟卷引流效率低，一般在30%左右，较好的可达50%。
2） 真空度低，这不仅是因为受到结构上的限制，更重要的是受工作液饱和蒸气压的限制。用水作工作液，极限压强只能达到2000~4000Pa。用油作工作液，可达130Pa。
总之，由于水环泵中气体压缩是等温的，故可以抽除易燃、易爆的气体。由于没有排气阀及摩擦表面，故可以抽除带尘埃的气体、可凝性气体和气水混合物。有了这些突出的特点，
尽管它效率低，仍然得到了广泛的应用。
1.4. 真空系统运行
1.4.1. 真空系统运行
真空泵组启动前要进行注水，通过自动补水阀或其旁路阀向汽水分离器注水，系统通过工作水管使泵与汽水分离器实现水位平衡。汽水分离器的水位通过自动补水阀和溢流管维持在正常的范围内，同时正常的水位使真空泵水环运行在最佳工况，保证真空泵出力和效率。水室真空泵的系统流程如图13-4。
图13-4 水环式真空泵流程
真空泵启动后，当真空泵入口压力开关动作后，联锁开启进气控制阀，开始抽吸真空系统空气。
工作水在离心力的作用下通过冷却器、汽水分离器闭式循环，在闭式冷却水的冷却下带走泵工作中产生的热量，保持工作水的温度正常。
1.4.2. 真空系统联锁
1） 备用真空泵投入联锁，当凝汽器压力高开关报警时（凝汽器压力≥0.0183MPa），备用真空泵自动启动。
2） 当凝汽器压力高高开关动作时（凝汽器压力≥0.0253MPa），机组跳闸并发出报警。
3） 汽室真空泵汽水分离器液位开关动作时，动作值为高/低＝933/1008mm，联锁开启/关闭汽水分离器补水阀，并发出报警。
4） 真空泵启动时，真空泵入口气动阀后压力开关动作，联锁开启真空泵进气控制阀。
