水環(huán)真空泵的原理和常見故障分析

    真空泵在凝汽式汽輪機組中發(fā)揮著重要的作用。在啟動前，真空泵抽取凝汽器內(nèi)的氣體來建立真空；在啟動和運行過程中，真空泵把泄漏或工質(zhì)攜帶進凝汽器內(nèi)的不凝結(jié)氣體抽取出來，強化蒸汽的冷凝效果。在諸多形式的真空泵中，水環(huán)真空泵具有結(jié)構(gòu)簡單、運行經(jīng)濟、適用范圍廣等特點，在電廠中得到了廣泛的應(yīng)用。

一、水環(huán)真空泵的結(jié)構(gòu)和工作原理

    水環(huán)真空泵由葉輪、泵體、吸排氣口、輔助管道等組成，具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。其中，葉輪偏心地安裝在泵體中。當葉輪旋轉(zhuǎn)時，在離心力的作用下，水被拋向四周，形成一個與泵腔形狀相似的封閉水環(huán)。水環(huán)的外表面和泵腔接觸，內(nèi)表面與葉片接觸，葉輪輪轂與水環(huán)之間形成若干個月牙形小腔。當葉輪順時針旋轉(zhuǎn)時，由于偏心布置的影響，單個小腔的容積由小變大，腔室內(nèi)壓強不斷地降低，當壓強低于被抽容器內(nèi)的氣體壓強時，氣體就從吸入口進入小腔，這就是吸氣過程。隨著　葉輪的繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，小腔的容積逐漸減小，壓強不斷增　大，直到氣體的壓強大于排氣壓強時，被壓縮的氣體從排氣口被排出。這樣，在泵的連續(xù)運轉(zhuǎn)過程中，氣體沿著葉輪的軸向不斷被吸入、排出，從而達到連續(xù)抽氣的目的。

    由于凝汽器的真空要求較高，真空泵的吸氣壓力容易接近極限真空（工作液的飽和壓力），導(dǎo)致泵體內(nèi)的工作水氣化，發(fā)生汽蝕，影響泵的安全運行。專門設(shè)計的汽蝕保護管從排氣處引一路空氣至泵內(nèi)的高真空腔室，防止汽蝕的發(fā)生，同時還在葉輪表面形成一層氣體保護膜，防止汽蝕發(fā)生時葉輪遭到損壞。汽蝕保護管的尺寸經(jīng)過精確計算，不會影響真空泵的工作壓力。

    真空泵的工作水在運行中會有一定的消耗。補給水在葉輪旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的吸力下通過工作液接口進入泵體，及時補充用水。補給水一般會預(yù)先經(jīng)過冷卻器進行冷卻，從一定程度上也可以避免汽蝕的發(fā)生。

二、大氣噴射器的原理和應(yīng)用

    現(xiàn)代的大容量機組對凝汽器的真空提出了更高的要求，再加上負荷、天氣等條件的變化引起的真空波動，真空泵的工作壓力經(jīng)常接近甚至超過極限真空。即使排除氣蝕的影響，真空過高引起葉片承受的拉應(yīng)力過大從而導(dǎo)致葉片斷裂的事故也時常發(fā)生。大氣噴射器的加裝徹底解決了這個問題。

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