淺談羅茨水環(huán)真空機組在我廠節(jié)能改造中的應用

劉博寰

摘要：本文通過介紹羅茨水環(huán)真空機組的系統(tǒng)介紹，在與射水泵的數(shù)據(jù)對比中論述了羅茨水環(huán)真空機組的經(jīng)濟效益和性能優(yōu)點。下花園發(fā)電廠在真空抽氣系統(tǒng)一直沿用兩臺射水泵抽真空，曾經(jīng)的這種耗能大，效果差的抽真空系統(tǒng)較難迎合當下實際條件，故而加裝高效真空維持系統(tǒng)，即羅茨水環(huán)真空機組作為其有效補充，達到了很好的節(jié)能增效的目的。

一、引言：

羅茨水環(huán)真空機組選用水環(huán)泵作為前級泵比其它真空泵更為有利，它克服了單臺水環(huán)泵使用時極限壓力差（機組的極限壓力比水環(huán)泵有很大的提高），在一定壓力下抽氣速率低的缺點，同時保留了羅茨泵能迅速工作，有較大抽氣速率的優(yōu)點，尤其能夠適應抽除大量的可凝性蒸汽。我廠此次加裝此系統(tǒng)正是應用其效率高，能耗低的特點。

二、真空抽氣系統(tǒng)簡介

真空抽氣系統(tǒng)的作用是在汽輪機排氣口建立并保持高度真空。真空系統(tǒng)的工作性能直接影響機組的熱經(jīng)濟性和運行可靠性。在熱力系統(tǒng)中，需要真空系統(tǒng)抽出的空氣由兩部分組成：一部分是蒸汽中含有的少量空氣，這部分空氣的含量取決于機組的除氧效果，另一部分是從機組負壓部分的不嚴密處漏入時，空氣量漏入的多少取決于機組的真空嚴密性。該系統(tǒng)中，水環(huán)真空泵或射水抽氣器是其核心部件。

三、射流泵和水環(huán)泵的性能比較

射流泵的優(yōu)缺點：射流泵內(nèi)沒有運動部件，所以它具有結構簡單，工作可靠.無泄漏，有自吸能力，加工容易和便于綜合利用等優(yōu)點。但射流泵的效率較低，特別是在小型或輸送高黏度液體時效率更低，一般情況下射流泵的效率為25%～30%。射流泵通常運用于水噴射真空泵機組配套使用。

水環(huán)式真空泵是一種容積式泵，泵體中裝有適量水作為工作液，同時也屬于變?nèi)菔秸婵毡谩Ｋ腥缦聝?yōu)點：結構簡單，制造精度要求不高，易加工，吸氣均勻、工作平穩(wěn)可靠，操作簡單，維修方便。但水環(huán)真空泵也有它的缺點，即效率依然較低，在30%左右，較好的也可達到50%。

四、羅茨水環(huán)真空機組的引入

羅茨水環(huán)真空機組是以羅茨泵為主泵，以水環(huán)泵為前級泵串聯(lián)而成的。

羅茨水環(huán)真空機組選用水環(huán)泵作為前級泵比單臺水環(huán)真空泵更為有利，它克服了單臺水環(huán)泵使用時極限壓力差（機組的極限壓力比水環(huán)泵有很大的提高），在一定壓力下抽氣速率低的缺點，同時保留了羅茨泵能迅速工作，有較大抽氣速率的優(yōu)點，尤其能夠適應抽除大量的可凝性蒸汽。一般情況，單級水環(huán)泵極限真空度不高，而目前我國生產(chǎn)的羅茨泵要求的預真空又較高，故實際上不用單級水環(huán)泵作為羅茨泵的前級泵，而用能提高極限真空度的雙級水環(huán)泵作為前級泵使用，采用雙級水環(huán)泵，還可以提高機組的極限真空度。與一般的水環(huán)式真空泵相比，具有真空度高以及在高真空度工況下抽速大的特點。

我廠此次針對抽真空系統(tǒng)加裝的高效真空維持系統(tǒng)主要是應用了羅茨水環(huán)真空機組效率高，耗能低的特點。

五、我廠節(jié)能改造前的使用情況

我廠200MW汽輪發(fā)電機真空維持系統(tǒng)配置有2臺射水泵及兩臺射水抽氣器，一般情況下為一運一備運行方式。該系統(tǒng)存在以下幾個問題：

（1）選型偏大。

我廠的抽真空設備主要是射水抽氣器和射水泵。80年代制造單位在設計選型時，主要以快速起機的響應速度（30分鐘內(nèi)能達到啟機要求真空值）和最大的允許漏氣量作為選型原則，造成抽真空系統(tǒng)在機組正常運行時維持系統(tǒng)真空有較大余量，使廠用電增加，能耗增大。因此，把建立真空的抽真空設備用作維持真空的抽真空設備顯然是浪費能耗的。

（2）效率低：

射水抽氣器自身特性決定了它的效率較低，一般只有10%-15%。

六、我廠加裝高效真空維持（即羅茨水環(huán)真空機組）后的效果分析

系統(tǒng)流程具體是：兩臺射水泵均作為高效真空維持系統(tǒng)的備用泵，并聯(lián)布置。當水環(huán)泵和羅茨泵的任一出現(xiàn)故障，即按甲號射水泵、乙號射水泵的順序依次聯(lián)啟以維持高度真空。

高效真空維持裝置運行時羅茨泵、水環(huán)泵電機電流在不同工況下有較大變化，下表統(tǒng)計了較為典型的3個工況點：

七、結論

通過數(shù)據(jù)分析，我廠在應用高效真空維持系統(tǒng)后的節(jié)能效率大大提高，最高可達到88.45%，達到了抽真空系統(tǒng)節(jié)能改造的預期目的。可見羅茨水環(huán)真空機組在抽真空系統(tǒng)中的作用非常明顯，具有相當好的應用前景！

參考文獻

[1]李秀江.高效真空維持裝置在火電廠的應用

[2]下花園發(fā)電廠技術改造項目可行性研究報告，2015.3