水環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揮著重要的作用。在啟動前，真空泵抽取凝汽器內的氣體來建立真空；在啟動和運行過程中，真空泵把泄漏或工質攜帶進凝汽器內的不凝結氣體抽取出來，強化蒸汽的冷凝效果。在諸多形式的真空泵中，水環真空泵具有結構簡單、運行經濟、適用范圍廣等特點，在電廠中得到了廣泛的應用。

一、水環真空泵的結構和工作原理

    水環真空泵由葉輪、泵體、吸排氣口、輔助管道等組成，具體結構如圖1所示。其中，葉輪偏心地安裝在泵體中。當葉輪旋轉時，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。水環的外表面和泵腔接觸，內表面與葉片接觸，葉輪輪轂與水環之間形成若干個月牙形小腔。當葉輪順時針旋轉時，由于偏心布置的影響，單個小腔的容積由小變大，腔室內壓強不斷地降低，當壓強低于被抽容器內的氣體壓強時，氣體就從吸入口進入小腔，這就是吸氣過程。隨著　葉輪的繼續旋轉，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，在泵的連續運轉過程中，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），導致泵體內的工作水氣化，發生汽蝕，影響泵的安全運行。專門設計的汽蝕保護管從排氣處引一路空氣至泵內的高真空腔室，防止汽蝕的發生，同時還在葉輪表面形成一層氣體保護膜，防止汽蝕發生時葉輪遭到損壞。汽蝕保護管的尺寸經過精確計算，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。補給水在葉輪旋轉所產生的吸力下通過工作液接口進入泵體，及時補充用水。補給水一般會預先經過冷卻器進行冷卻，從一定程度上也可以避免汽蝕的發生。

二、大氣噴射器的原理和應用

    現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力過大從而導致葉片斷裂的事故也時常發生。大氣噴射器的加裝徹底解決了這個問題。

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