射水抽气器倒吸原因分析及处理 臧殿荣 （山东光明热电股份有限公司 山东泰安） 摘要射水抽气器是维持汽轮机凝汽器真空的主要设备，但由于其抽气逆止阀所处环境腐蚀性强，普遍存在关闭不严现象， 在夏季补水水温高机组负荷波动过大及停机时易造成凝汽器倒吸，导致凝结水水质超标。分析对比几种方案，采用倒Ｕ形管来防 止倒吸，理论计算确定倒Ｕ形管高度，对补水系统进行改造，降低系统工作水温，解决了凝汽器倒吸问题。 关键词射水抽气器ＴＨ１７ 倒吸倒ｕ形管 Ｂ 中图分类号文献标识码一、项目背景 ２．影响抽气器效果的因素 （１）工作水温的影响。夏季由于射水抽气器补水（凝汽器循 射水抽气系统结构简单、工作可靠、抽吸气体能力大、不需 另设启动抽气器、启动运行方便，广泛应用在小容量汽轮发电机 组中。机组运行时，用射水抽气系统抽出凝汽器及真空系统中漏 环水）温度高，在３０～３５℃，抽气系统工作时，抽出的不凝结气体 温度在４０～５０℃，射水箱散热较差，随着运行时间增加，抽出的 高温汽与空气混合物使工作水温不断升高（达到４０℃），远远超 出设计工作水温。根据水饱和温度同饱和压力的一一对应关系， 入的不凝结气体，同时维持凝汽器的真空，对机组的安全、经济 运行起着重要作用。 山东光明热电股份有限公司３ 汽轮发电机组为南汽生产 工作水温高，其能建立的真空度就低，抽吸能力就减小，反之亦 然。当工作水温＞３０℃时，每升高５ ｃＥ，吸人室的压力约提高 １．９７ ｋＰａ。由于射水温度高于射水抽气器喉部压力所对应的饱和 温度，使得部分水汽化，体积膨胀，工作水流量下降，抽气器吸入 的１２ ＭＷ抽凝式机组，采用射水抽气器来维持凝汽器真空。由 于使用矿井水作为冷却介质，水质为高碱高硬水。夏季运行时， 射水抽气器系统补水温度高，加之系统设计不合理，导致射水抽 气器抽吸能力下降，在机组负荷波动过大及停机时易造成凝汽 器倒吸，导致凝结水水质超标，影响机组运行。 二、倒吸原因及分析 室压力升高，抽吸能力下降，在机组负荷突变时会造成倒吸现 象。 （２）水质的影响。由于补水水质为高碱高硬水（碱度６．５ ｍｍｏｌ／Ｌ，硬度１５ ｍｍｏｌ／Ｌ），射水箱容积小，且射水系统与循环冷 却水运行条件的差异，水温高，水的滞留时间长，阻垢剂阻垢效 １．射水抽气器主要技术参数 射水抽气器型号ＣＳ１２—２，抽吸压力０．００４ ＭＰａ，工作水温 ２０ ，抽气量６ ｋｇ／ｈ，工作水量１４０ ｔ／ｈ，扬程３９ ｍ。 为复印件则应当经改造或者重大维修单位加盖公章或者检验合 格章。 四、使用资料Ｂ 果降低，导致系统结垢倾向大。容易造成抽气器逆止门、滤水器 （５）项按照规定配备的电梯安全管理人员的特种设备作业 人员证。根据ＴＳＧ Ｔ５００１—２００９第六条规定：使用单位应当设 置电梯的安全管理机构或者配备电梯安全管理人员，至少有１ （１）项使用登记资料，内容与实物相符。要求在使用单位登 记资料中表述的内容和现场检验看到的实物是相互一致的。 名取得《特种设备作业人员证》的电梯安全管理人员承担相应的 管理职责。２００２版检规无此项要求。 五、结束语 （２）项对于安全技术档案，本版按照《电梯使用管理与维护 保养规则》（ＴＳＧ Ｔ５００１—２００９）的规定提出了要求。需要注意的 是，本规则实施前已经完成安装、改造或重大维修，１．１、１．２、１．３ 项所述文件资料如有缺陷，应当由使用单位联系相关单位予 以完善。与２００２版检规相比，安全技术档案依据的要求更加 明确。 自动扶梯和自动人行道新检规与２００２版检规相比，在资料 上要求更为严格、具体，增加了许多新的东西，也是在新形势下， 要求检验机构由过去的检验为主向监督性验证、查证转化为主 转变，更加强调施工单位的自检工作，检验机构的检验应在施工 单位自检合格的基础上进行，既保证了设备运行的质量，又加强 了施工单位的责任意识，解决了当前特种设备检验中人机矛盾 突出的问题。自动扶梯和自动人行道检验、施工和使用单位，都 应该清楚地理解新检规中的资料要求与检验方法，对从事扶梯 或人行道的相关人员有重要的实际意义。 ［编辑利丈］ （３）项以岗位责任制为核心的自动扶梯与自动人行道运行 管理规章制度，包括事故与故障的应急措施和救援预案等。 （４）项与取得相应资格单位签订的日常维护保养合同。保 养合同内应明确有相应的资质条件能满足保养该自动扶梯或 自动人行道的能力，并且在合同有效期内。２００２版检规无此项 要求。 圃 设置管理与维修２０１４№５ 滤网、管道、射水泵叶轮等处结垢（图１）。直接结果是射水泵出 力降低，表现在出口压力的降低，进而改变了整个系统的工作状 况。 （３）射水抽气器 逆止阀不严。为防止 射水泵事故状态供 水压力降低导致喷 嘴的工作水吸入凝 汽器中，在射水抽气 器的气汽混合物入 口装有逆止阀。逆止 阀处在潮湿和含氧 环境下，常因腐蚀发 生卡涩和脱落事故， 图１系统结垢图 很难起到作用。 以上原因的综合作用，使射水抽气器的抽吸能力大幅下降， 当机组负荷突降（如机组甩负荷、锅炉负荷突降、各种状态停机 等），进汽量大幅降低，凝汽量降低，循环水量不变，蒸汽过冷却， 会出现凝汽器内压力低于射水抽气器内压力，由于射水抽气器 逆止阀不严，导致倒吸，污染凝结水、给水，造成锅炉水质异常。 三、解决方案 １．处理方案 （１）从提高射水抽气器抽吸能力出发，对抽气系统进行酸 洗，从降低结垢及水温的角度出发，将其循环系统由闭式循环改 为开式循环，自循环泵出口接一管路至射水泵入口，抽气器出水 有两种选择。一是回至冷却塔，此种方式经现场调研不可行，原 因循环水池与射水抽气器距离远且冷却塔地势比射水箱处高， 无法自流到冷却塔。二是回至循环泵入口，此方法可行，但由于 抽气器出水为汽水混合物，回至循环泵入口会造成循环泵的严 重气蚀，亦不可取。 （２）从防止倒吸的角度出发，将空气管布置成具有一定高度 的倒Ｕ形弯，防止差质水和空气经射水抽气器倒流入凝汽器。 倒Ｕ形管高度的计算，射水抽气器后的气水混合物的密度即混 合室内射出的水流和其所卷吸携带的空气所组成的混合物密 度，一般为８００～８５０ ｋｇ／ｍ ，凝汽器内按绝对真空计，射水泵突停 不返水的水柱高度是１２．８６ ｍ。因此在抽气管上加装１３ ｍ长倒 Ｕ形管，能有效防止射水抽气器的气水混合物返回凝气器影响 凝结水质的问题。 ２．方案实施 在凝汽器抽气总管开口，用与抽气总管相同管径ＤＮ２００的 钢管焊接倒Ｕ形管，管道采用全部焊接，不采用法兰连接，以防 漏气。同时根据现场实际情况尽量减少弯头，降低系统阻力，系 统图见图２。 ３．辅助措施 （１）管道整体酸洗。由于水泵、水箱、管道的结垢，造成设备 出力下降，出水压力由原来的０．３９ ＭＰａ下降至０．３２ ＭＰａ。采用 ５％的缓蚀盐酸对系统进行酸洗，提高射水泵出力及抽气器抽吸 能力。 图２射水抽气器改造图 （２）改造补水口降水温。对于射水抽气器，因在工作时不断 消耗射水泵的功率，以及有蒸汽随同空气被抽入，且射水箱设 计容量偏小，水量置换慢，工作水温将不断升高。因而在实际 工作时，需要排去部分工作水，补充部分温度较低的补给水。 射水箱的设计是否合理关系到射水抽气器的效率。原系统补 水与排污虽在箱体两侧，但由于高度差低，只有２００ ｍｍ。补入 的低温水未完全扩散至泵的人口，既随排污流去，降温效果 差。通过在射水箱内加装隔墙使之成为两格，射水抽气器排水 和射水泵吸水管分别布置在射水箱两格中，使两者隔离间距 加大，防止射水抽气器排水直接流向射水泵人口，溢流管设在 隔墙以上，有利于水中的气体分离排放。补水口设在射水泵人 口管，有利于系统降温，从而降低系统的结垢倾向，提高了抽 吸能力。 （３）取消射水泵出口逆止阀。射水泵的出口设逆止阀，主要 防止停泵或故障时介质倒流使转子倒转造成损坏。但就射水抽 气系统而言，水由射水泵从射水箱中抽出升压送至射水抽气器 后返回射水箱，射水泵故障时水无倒流动力，设逆止阀无实际意 义。取消逆止阀后，降低了水循环的阻力，射水抽气器的压差增 大，提高了抽气器抽吸能力。 四、效果分析 凝汽器采用倒ｕ形管，并对管道进行酸洗和改造补水系 统，当机组负荷突降（如机组甩负荷、锅炉负荷突降、各种状态停 机等），保证不会出现倒吸问题。 采用倒Ｕ形管，可有效避免凝结水污染，每次开停机减少 外排凝结水量１００ ｔ，同时锅炉给水水质得到保证，锅炉排污量 每次降低１５０ ｔ，以每吨除盐水１０元计，每年机组启停３次，每 年可节省７５００元。 系统改造后减轻了系统结垢倾向，由于工作水温降低，射水 抽气器抽吸能力提高，凝汽器真空度提高２％。真空每提高１％， 汽耗降低１—１．５％，进汽量平均在８０ ｆ／｝ｌ，以每年夏季运行１００天 计，可节约蒸汽３８４０ｔ，以每吨蒸汽４０元利润计，每年夏季利润 增加１５．３６万元。 射水抽气器采用倒ｕ形管的改造简单易行，同时辅以防止 结垢的措施如酸洗和改造补水排污系统，能有效提高射水抽气 器的抽吸效果，进而提高凝汽器真空，可改善中小型供热机组射 水抽气系统的缺陷情况。 ［编辑利文］ 设备管理与维佶２０１４№５ 团
