射水抽氣器（多通道）舉例分析產(chǎn)品技術(shù)改造原因和必要性？
射水抽氣器（多通道）舉例分析產(chǎn)品技術(shù)改造原因和必要性？某廠現(xiàn)有兩臺(tái)300MW純凝式汽輪機(jī)，#4、5汽輪機(jī)組，分別于2017年、2018年投產(chǎn)。其維持汽輪機(jī)真空運(yùn)行的現(xiàn)使用的射水抽氣器為高效節(jié)能改進(jìn)型多通道射水抽氣器，其使用的工質(zhì)為水塔來(lái)的循環(huán)水（但受到夏季溫度的影響），效果較為理想，為某廠機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供了可靠的保證。
1 多通道射水抽氣器結(jié)構(gòu)及工作原理介紹
該種射水抽氣器近年來(lái)作為原長(zhǎng)徑噴嘴射水抽氣器的更新?lián)Q代產(chǎn)品，在同等抽空氣量的條件下要比長(zhǎng)徑噴嘴單通道抽氣器的電耗降低30～45％，維持汽輪機(jī)真空度要優(yōu)于單通道射水抽氣器1～2％。其主要技術(shù)要點(diǎn)：
①把原來(lái)單通道水柱外圓裹挾空氣方式變?yōu)槎嗤ǖ浪鈭A裹挾方式，增加了水柱外圓接觸空氣的面積，也就是增加了裹挾空氣量；其余速利用也是采用此方式。
②增加了工作水壓，從而增加了抽空氣能力，把水柱裹挾的空氣順利排出。
③由于增加了工作水壓，從而提供了汽輪機(jī)的真空值。
④由于提高了工作水壓和降低射水流量，從而降低了射水泵組的電耗，節(jié)約了能源。
2 多通道射水抽氣器升級(jí)改造的起因
某廠于2019年－2020年期間，在#4、5汽輪機(jī)的主射水抽氣器（其抽吸空氣能力為25kg/h，為長(zhǎng)徑噴嘴單通道射水抽氣器，配套射水泵電機(jī)功率為95kW）旁邊各購(gòu)置安裝了一臺(tái)高效節(jié)能多通道射水抽氣器（其抽吸空氣能力為32kg/h，配套射水泵電機(jī)功率為75kW），欲替代主射水抽氣器，其目的是為了汽輪機(jī)的真空值和降低電耗。另一個(gè)原因?yàn)樵瓉?lái)兩臺(tái)95kW立式射水泵組經(jīng)常出現(xiàn)振動(dòng)大以及設(shè)備老化，欲用雙吸臥式循環(huán)水泵替代原來(lái)立式射水泵，以提高設(shè)備的安全可靠性。
因當(dāng)時(shí)對(duì)多通道射水抽氣器在工作原理、射水抽氣器噴嘴前改造水壓和安裝技術(shù)要求認(rèn)識(shí)上不夠充分，以及生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地的限制（多通道射水抽氣器的排水出口管與主射水抽氣器的出口管相連接，射水自出抽氣器的擴(kuò)壓管后經(jīng)過兩個(gè)彎頭和十幾米長(zhǎng)的管道方排到機(jī)房外面的循環(huán)水溝中，即其排水口扎到2米深的循環(huán)水里），以致排水管中水所裹挾的空氣排不出去。經(jīng)試幾次試驗(yàn)失敗后到99年一直閑置不用。
于提出了改進(jìn)這兩套設(shè)備的技術(shù)措施。主要有以下三個(gè)辦法：
①利用空氣阻力比較小的原理，把多通道射水抽氣器移到室外，直接安放到循環(huán)水來(lái)水溝的上部，把射水抽氣器的排水管口直接插到水里350～500mm深處，以便于空氣排出，又把凝結(jié)器的抽空氣管到接到室外。
②把進(jìn)入射水抽氣器噴嘴室前面的進(jìn)水豎管的直管段加長(zhǎng)到1.5米，盡量保證進(jìn)入射水抽氣器噴嘴室前面的水是層流狀態(tài)，并保證噴嘴射水流的垂直度，盡量不發(fā)生偏斜角。
③增加了多通道射水抽氣器距離循環(huán)水溝水面地高度，增加落水的高度以增加其吸空氣的能力和余速利用效果。多通道射水抽氣器經(jīng)按以上三項(xiàng)技術(shù)措施安裝后，投入運(yùn)行并一次取得了成功，每年節(jié)約電能30萬(wàn)度。
#5汽輪機(jī)真空突然由0.086MPa降低至0.066MPa，排汽溫度由45℃升高至67℃，機(jī)組負(fù)荷由270MW降低至220MW。經(jīng)過查找分析原因是多通道射水抽氣器工作異常造成。因在該時(shí)間段循環(huán)水溫度是*高的，達(dá)到了37～38℃。根據(jù)多通道射水抽氣器工作原理，當(dāng)工作水溫度高到一定程度時(shí)，在其混合室內(nèi)要發(fā)生汽化現(xiàn)象，此時(shí)抽氣器將出現(xiàn)短暫的不工作現(xiàn)象，當(dāng)真空降到一定值后其又開始工作，在這期間真空會(huì)急劇下降，而影響機(jī)組的真空和帶負(fù)荷出力。通過對(duì)比發(fā)現(xiàn)#4汽輪機(jī)當(dāng)時(shí)并沒有發(fā)生該現(xiàn)象，原因何在？由于場(chǎng)地所限，#5汽輪機(jī)多通道射水抽氣器的進(jìn)水管和出水管段均比#4汽輪機(jī)的要長(zhǎng)。因而，雖然兩機(jī)的多通道射水抽氣器和射水泵型號(hào)一樣，但是#5汽輪機(jī)射水抽氣器噴嘴室的工作壓力比#4汽輪機(jī)的低。另外，軸封加熱器的抽空氣門開度得比較大也是容易引起多通道射水抽氣器工作異常的原因（即增加射水抽氣器的負(fù)荷）。當(dāng)時(shí)電網(wǎng)周波低，致使射水泵出口壓力偏低也是造成射水抽氣器工作異常的原因之一。
以上幾個(gè)方面的因素是造成這次真空降低的主要原因。
3 處理方法
經(jīng)過研究和做試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)某廠使用的這兩臺(tái)多通道（6個(gè)通道）射水抽氣器抽吸能力過剩（即抽吸空氣32kg/h，在汽輪機(jī)嚴(yán)密性試驗(yàn)合格的情況下，即小于667Pa/分，實(shí)際產(chǎn)生的不凝結(jié)空氣量為23.6～25kg/h），只是由于射水泵的工作水壓達(dá)不到其多通道射水抽氣器的設(shè)計(jì)壓力值（0.33～0.39MPa），實(shí)際壓力只有0.316MPa。
運(yùn)用流體力學(xué)中的伯努利原理和方程，使用特制做的空氣流量試驗(yàn)孔板，通過堵塞1個(gè)、2個(gè)及3個(gè)通道（即同時(shí)堵塞噴嘴、主通道和余速利用通道），求出多通道射水抽氣器在各個(gè)工作水壓下的真空值的臨界點(diǎn)（即*佳工作點(diǎn)）。各種狀態(tài)試驗(yàn)數(shù)據(jù)見附件。
4 處理技術(shù)方案
同時(shí)堵塞多通道射水抽氣器其中2個(gè)通道的噴嘴、主通道和余速利用通道；由于其工質(zhì)使用的是循環(huán)水，水中雜物比較多，在射水泵與射水抽氣器之間加裝了濾網(wǎng)裝置；為防止射水抽氣器的排水管口露出循環(huán)水面，加裝了循環(huán)水水溝水面水位監(jiān)測(cè)標(biāo)尺；把#3、4、5射水泵并為母管運(yùn)行，互為備用，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)，增加了經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和可靠性。
經(jīng)過把6通道改為4通道，射水泵電機(jī)電流由139A降至98～102A，使該套設(shè)備效率又得到了進(jìn)一步提高，節(jié)能降耗效果顯著。
提高射水抽氣器的工作水壓，也就是提高了射水抽氣器工作循環(huán)水的水壓力值，相對(duì)于抽氣器因循環(huán)水溫度升高后發(fā)生汽化時(shí)對(duì)應(yīng)水的飽和壓力有一個(gè)余量，以避免射水抽氣器因夏季循環(huán)水溫度升高再發(fā)生汽化的可能。
#5汽輪機(jī)多通道射水抽氣器也利用小修的機(jī)會(huì)進(jìn)行同樣的改造。兩臺(tái)射水抽氣器運(yùn)行至今再也沒有發(fā)生過汽化現(xiàn)象。 |
