【正文】 只有射水抽氣系統(tǒng)合理高效的工作，才能正常的維持機(jī)組的真空度，汽輪機(jī)組才能正常的工作。抽氣器的任務(wù)就是將漏人凝汽器內(nèi)的空氣和蒸汽中所含的不凝結(jié)氣體連續(xù)不段地抽出，保持凝汽器始終在高度真空下運(yùn)行，抽氣器運(yùn)行狀況的優(yōu)劣，影響著凝汽器內(nèi)絕對(duì)壓力的大小，對(duì)機(jī)組的安全，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起著重要的作用。抽氣器型式的選擇主要根據(jù)汽輪機(jī)設(shè)備的情況和抽氣設(shè)備的特點(diǎn)來(lái)考慮。歐美等國(guó)電站采用機(jī)械式抽氣器較多。最早使用的是瑞士勃郎一鮑浮利 （B、B、C）工廠生產(chǎn)的汽輪機(jī)組上 ,后來(lái)為其它國(guó)家所廣泛采用,在抽氣器發(fā)展史上沿用了四十多年其構(gòu)造無(wú)多大改變。壓縮效率低于25﹪,。由單噴嘴改為四噴嘴基于,當(dāng)時(shí)人們對(duì)抽氣器工作原理的認(rèn)識(shí)：工作水由噴嘴射人吸人室,由于水流束對(duì)氣體的粘滯作用,水束將氣體帶人喉管,使吸人室形成真空,而水束在吸人室中尚未來(lái)得及破碎成小滴,所以只有水束的外緣才能對(duì)氣體產(chǎn)生較強(qiáng)的粘滯作用。該型抽氣器未能得到普遍推廣。全蘇熱工研究所將抽氣器加以改進(jìn),將原有的扇形通道改成圓形,并以此作為母型進(jìn)行一系列的對(duì)比試驗(yàn)。 射水抽氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法本次設(shè)計(jì)是根據(jù)所選汽輪機(jī)凝汽器的型號(hào)為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)相應(yīng)的射水抽氣系統(tǒng)。同時(shí)對(duì)射水池進(jìn)行設(shè)計(jì)，確定射水池的大小容量，射水池要采用合理的結(jié)構(gòu)滿足系統(tǒng)需求，射水池要盡可能的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，方便維修，節(jié)約場(chǎng)地。2．射水抽氣器理論研究射水抽氣器是射水抽氣系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備。射水抽氣器的選擇對(duì)系統(tǒng)是至關(guān)重要的。(2) 短喉部射水抽氣器。 結(jié)構(gòu)我國(guó)設(shè)計(jì)制造的高壓凝氣式機(jī)組中，較多的是用射水抽氣器作抽氣設(shè)備。壓力水經(jīng)過(guò)水室進(jìn)入噴管，噴管將壓力水的壓力能變成速度能，以高速射出。汽混合物的入口裝有止回閥。研究成果表明，提高射水抽氣器經(jīng)濟(jì)性的關(guān)鍵在于其喉部獲得水、氣混合物的臨界流動(dòng)工況，而臨界流動(dòng)工況的實(shí)現(xiàn)又以在喉部水、氣混合物完全充滿，并在壓縮增壓前混合的均勻程度達(dá)到足夠高的條件為前提。短喉部射水抽氣器和長(zhǎng)喉部射水抽氣器的對(duì)比：①.無(wú)論是長(zhǎng)喉部還是短喉部射水抽氣器，隨著工作水壓力的增高，雖然工作水流量隨之減少，但是功耗卻隨之增加，因此高工作水壓射水抽氣器的經(jīng)濟(jì)性不如低工作水壓下的經(jīng)濟(jì)性好。因此，短喉部射水抽氣器已經(jīng)逐步被長(zhǎng)喉部射水抽氣器所代替。根據(jù)等截面喉管末端仍具有較高流速及整個(gè)喉管之間流速互不干涉原理，該型抽水器實(shí)現(xiàn)了喉管下段及出口的分段抽氣；所提供的后置式抽氣器也多為多通道，可供抽吸軸封加熱器之空氣。④ 抽氣器喉部?jī)?nèi)側(cè)設(shè)有擾流螺旋，消除邊界層和氣體析出上飄，加強(qiáng)氣、水混合。抽氣器在維持機(jī)組真空和機(jī)組的安全正常運(yùn)行有著十分重要的作用。其數(shù)量每種機(jī)組都有經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，加上一定的富裕量后即為制造廠確定抽氣器單臺(tái)容量的依據(jù)。汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組在啟動(dòng)初期建立凝汽器真空以及運(yùn)行過(guò)程中保持凝汽器真空都需要抽真空系統(tǒng)完成。也就是說(shuō)漏人的空氣量不單與排氣量大小有關(guān)，而其與排氣口數(shù)目、凝汽器殼體數(shù)目有關(guān)。當(dāng)采用多背壓?jiǎn)螝んw或多殼體時(shí)，可按每一壓力凝汽器殼體或每一殼體的一個(gè)壓力確定抽氣器裝置的總設(shè)計(jì)容量。應(yīng)注意的定義：(1) 每個(gè)主排汽口的有效蒸汽流量。(3) 混合物狀態(tài)參數(shù)。(3) 核電機(jī)組按表確定容量時(shí)，還應(yīng)考慮在循環(huán)中排入凝汽器的附加非凝結(jié)氣體。~。抽氣器從凝汽器中抽出的氣體是氣、汽混合物，通常情況下混合氣體按質(zhì)量分，空氣占1／3，水蒸氣占2／，從而使工作水溫升高。被抽吸的汽氣混合物溫度應(yīng)為吸入室壓力下，飽和蒸汽溫度減去下列兩個(gè)溫度值中較高的一者。由圖可知當(dāng)工作水溫超過(guò)30℃時(shí)，每升高5℃。根據(jù)演馬電廠的當(dāng)?shù)貧庀蠛蜋C(jī)組要求，工作水溫設(shè)計(jì)為20℃比較合適。通過(guò)查照演馬電廠三號(hào)機(jī)組運(yùn)行規(guī)程確定射水抽氣器計(jì)算所需的參數(shù)，以下是演馬電廠機(jī)組的具體參數(shù)：(1) 汽輪機(jī)型號(hào)。 射水抽氣器選型計(jì)算 工作水壓工作水壓力就是射水抽氣器水室內(nèi)噴嘴前的絕對(duì)靜壓力。由焦煤集團(tuán)演馬電廠的《運(yùn)行規(guī)程》查得工作水溫度： =20℃ （32） 抽出空氣量抽出空氣量即抽氣器容量，是指在設(shè)計(jì)工況下，單位時(shí)間內(nèi)抽氣器所能抽吸干空氣的質(zhì)量。由《機(jī)械工程手冊(cè)》查得，其值一般為800~850，此處取為：ρ=830 Kg/ m （36） 抽出空氣容積流量抽出空氣容積流量由《機(jī)械工程手冊(cè)》查得，可按下式公式（37）計(jì)算 =29310D1 （37）式中 D1——抽出空氣量，D1= Kg/h。 φ——速度系數(shù), φ=。例如，對(duì)于高中壓母管制額定參數(shù)啟動(dòng)的機(jī)組，工作蒸汽來(lái)源方便，多采用射汽式抽氣器。目前，在我國(guó)生產(chǎn)設(shè)計(jì)的非再熱機(jī)組、中小型機(jī)組用射汽抽氣器，單元制一般用射水抽氣器。TD型射水抽氣器雖然效率高，耗能低，但由于不同類型的機(jī)組真空系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不同，其真空嚴(yán)密性也有一定差別，所以為維持正常真空并降低能耗，選用適當(dāng)?shù)某槲康某闅馄鳎_的選用工作水耗用量及進(jìn)水壓力參數(shù)都至關(guān)重要。(4) 能制止初始段的氣相返流（這是單靠加長(zhǎng)喉管難以實(shí)現(xiàn)的）。吸入室的幾何結(jié)構(gòu)，喉口形狀，喉勁噴嘴面積比，喉長(zhǎng)喉管徑比等都根據(jù)兩相流的最新研究成果、用新的計(jì)算方法、并經(jīng)試驗(yàn)確定。也有廠家配置3臺(tái)50％容量的抽氣器。目前我國(guó)火力發(fā)電廠中小型汽輪機(jī)組常用射水抽氣器的型號(hào)如下表：表33 射水抽氣器型號(hào)汽輪機(jī)型號(hào)射水抽氣器型號(hào)抽吸能力kg/h配用水泵電機(jī)，水溫20℃型號(hào)流量M3/h揚(yáng)程米N6MW以下TD12IS1008016010032160M22（15KW）N12MWTDA12IS100806010032180M2（22KW）N25MWTD25IS125100200B17237180M2(30KW)N50MW（Ⅰ）TD18218SH13A28041Y200L2(37KW)N50MW(Ⅱ)TD3232250S39A43235Y250M4（55KW）N100MWTD4250S3948639Y280S4（75KW）N125MWTD4040250S3948639Y280S4（90KW）N200MWTD908914SH13A112036JA1164（155KW）本次射水抽氣器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是參照河南煤化集團(tuán)演馬電廠的汽輪機(jī)組為參數(shù)設(shè)計(jì)的。4．射水泵的選型 選型泵的要求泵是將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成流體的壓力能和動(dòng)能從而實(shí)現(xiàn)流體定向輸送的動(dòng)力設(shè)備。離心泵屬于葉片泵，離心泵應(yīng)用非常廣泛，其特點(diǎn)是：轉(zhuǎn)速高，體積小，重量輕，效率高，流量大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能平穩(wěn)，容易操作和維修；其不足是：起動(dòng)前泵內(nèi)要灌滿液體。例如：立式泵有DL立式離心泵，DL立式多級(jí)泵，潛水電泵。流量Q在12020000 m2/h，揚(yáng)程H在10110米，流量大，揚(yáng)程低。單級(jí)雙吸式離心泵主要適用于自來(lái)水廠、空調(diào)循環(huán)用水、建筑供水、灌溉、排水泵站、電站、工業(yè)供水系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、船舶工業(yè)等輸送液體的場(chǎng)合。單級(jí)雙吸式離心泵結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：(1) 結(jié)構(gòu)緊湊 外形美觀，穩(wěn)定性好，便于安裝。能保證8000小時(shí)運(yùn)行無(wú)泄漏。 泵結(jié)構(gòu)型式及標(biāo)號(hào)意義泵的根據(jù)結(jié)構(gòu)型式分為：（1）單級(jí)雙吸臥式，殼體為水平中開(kāi)。吸口直徑為500 mm，揚(yáng)程為22 mm，立式、正常葉輪直徑的單級(jí)離心式泵，其標(biāo)記為：500SL22。為此配用合適參數(shù)的水泵尤為重要。如按噴嘴前的工作水壓分類，我國(guó)自行設(shè)計(jì)的射水抽氣器常用的有如下四種類型。其效率極低，它在我國(guó)早期的N100型，N200型機(jī)組上均采用過(guò)，不僅效率低，而且難以獲得大抽吸量，比耗功在2．5～2．8KW我國(guó)在8O年代初采用。（4）中等水壓、小流量型以多通遭， 長(zhǎng)喉型為特點(diǎn)。當(dāng)實(shí)際水壓偏低 ，面積比適當(dāng)增大以作部份補(bǔ)償； 反之， 則適當(dāng)減小面積比。因此選定0．35MPa為TD型抽氣器的經(jīng)濟(jì)水壓。5．射水池的設(shè)計(jì)和研究 射水池的作用和設(shè)計(jì) 射水池的作用 射水池是射水抽氣系統(tǒng)中不可缺少的一部分，射水池的設(shè)計(jì)是否合理關(guān)系到射水泵和射水抽氣器的效率和能力問(wèn)題，即關(guān)系到機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題。 1—水室 2—噴嘴 3—吸入室 4—汽氣混合物入口管 5—收縮管6—喉管 7—輔助接管 8—射水泵 9—射水箱 H—布置標(biāo)高圖51 射水抽氣系統(tǒng)示意圖 射水池的設(shè)計(jì)（1）射水池容量大小的確定以南京汽輪電機(jī)廠機(jī)組為例，該廠C1N12 機(jī)組推薦射水泵出力為140m3／h， m3 ，射水箱容量?jī)?chǔ)存時(shí)間3．0／140—0．021h。射水泵出口閥門為閘閥或截止閥時(shí)，時(shí)間應(yīng)大于0．0333h；射水泵出口閥門為蝶閥時(shí)。所以射水箱的結(jié)構(gòu)是否合理直接或間接的影響了射水抽氣器系統(tǒng)的工作效率，因而射水箱的結(jié)構(gòu)建議采取下列做法：① 射水抽氣器的射水箱做成兩格，射水箱的兩格之間設(shè)一隔墻，隔墻高度應(yīng)低于溢流口底部50～1OOmm。③ 射水箱鋼制或混凝土都可以，地上式或地下布置也都均可，采用鋼制的水箱，地上布置較好，這是為了方便維修，如果采用鋼筋混凝土的水箱，地下布置較好，這樣布置的話可以節(jié)約更多的場(chǎng)地，同時(shí)也方便通行。 h1箱底至出水管（管底）高度（m）。 水箱的水位控制水箱的高低自控水位應(yīng)考慮保持一定的安全容積，高水位應(yīng)低于溢水管接口不少于100mm，低水位應(yīng)高于設(shè)計(jì)最低水位不少于200mm。本次設(shè)計(jì)的所選壓演馬電廠汽輪機(jī)組是25MW，射水泵前進(jìn)水閥門使用的截止閥。所以本次射水系統(tǒng)的射水箱應(yīng)不小于：280=。水位為水箱設(shè)計(jì)容量的3/4，,。為著在工作水溫升高時(shí)能抽吸處相同的漏人空氣量，則必然將會(huì)使抽吸壓力提高，以補(bǔ)償因溫度升高所增大的容積，以維持容積出力不變，亦即是隨著工作水溫的升高抽吸壓力亦將升高。若能有較多的補(bǔ)水，排水量較多，則射水抽氣器的工作水溫將較低，真空將較好，機(jī)組經(jīng)濟(jì)性較高，是有利的。從理論上說(shuō)，該水箱水溫只能接近而會(huì)超過(guò)凝汽溫度，進(jìn)水溫度2O℃時(shí)，該系統(tǒng)假設(shè)既不泄漏也不補(bǔ)水，則水溫接近32℃需經(jīng)過(guò)(3220)／=363．6h。由上述本次設(shè)計(jì)的射水抽氣系統(tǒng)射水箱的補(bǔ)水率為3％即可。表61 按管道介質(zhì)的工作壓力劃分的管道類別序號(hào)介質(zhì)工作壓力（MPa）類 別序號(hào)介質(zhì)工作壓力（MPa）類 別1﹥超臨界4～高 壓2～亞臨界5～中 壓3～超高壓6﹤低 壓鋼管按制造方法不同，可分為有縫鋼管和無(wú)縫鋼管。發(fā)電廠管材的選擇主要依據(jù)管內(nèi)介質(zhì)的最高工作溫度，表給出了常用管材的剛好及推薦使用溫度。通常使用在管徑大于300mm的大口徑管道上。對(duì)于碳素鋼，這一溫度為200℃，耐熱鋼為350℃。在同一公稱壓力下，隨著介質(zhì)工作溫度的升高，管道的最大允許工作壓力降低。P40140：表示管道工作溫度為400℃(140kgf/cm2)。在進(jìn)行管道設(shè)計(jì)、制造及管件連接時(shí)，都采用公稱直徑作為管道的基本尺寸。如果管道的布置和支吊架的選擇配置不當(dāng)，則會(huì)由于熱脹冷縮使管道產(chǎn)生很大的熱應(yīng)力，致使管道和與管道相連的熱力設(shè)備等的安全受到嚴(yán)重威脅，甚至遭到破壞。按閥門的結(jié)構(gòu)分為截止閥、閘閥、旋塞閥、旋啟閥和蝶閥等；按用途分為關(guān)斷用閥門、調(diào)節(jié)用閥門和保護(hù)用閥門；按驅(qū)動(dòng)方式分為手動(dòng)閥、電動(dòng)閥、液動(dòng)閥和氣動(dòng)閥。發(fā)電廠中應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的要求，按公稱壓力、公稱直徑、設(shè)計(jì)參數(shù)、介質(zhì)種類、泄露等級(jí)、啟閉時(shí)間來(lái)選擇閥門，以滿足汽水系統(tǒng)關(guān)閉、調(diào)節(jié)、保護(hù)等不同的要求和布置設(shè)計(jì)的需要。閘閥和截止閥只作為關(guān)斷用，不作為流量或壓力調(diào)節(jié)閥，否則閥門會(huì)迅速磨損導(dǎo)致泄露，失去嚴(yán)密性。運(yùn)行時(shí)，閘閥、截止閥要全開(kāi)，停運(yùn)時(shí)要全關(guān)?？焖訇P(guān)斷閥是用以瞬間關(guān)斷或接通管內(nèi)介質(zhì)的閥門。當(dāng)調(diào)節(jié)幅度小且不需要經(jīng)常調(diào)節(jié)時(shí)，可用截止閥或閘閥兼做關(guān)斷或調(diào)節(jié)用。 管道設(shè)計(jì)應(yīng)符合國(guó)家和部頒有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范。當(dāng)需要采用新鋼種時(shí)，應(yīng)經(jīng)有關(guān)部門鑒定后，方可采用。 管徑的選擇（1）管子的內(nèi)徑：對(duì)于單相流體的管道，按選定的允許介質(zhì)流速計(jì)算管徑時(shí)應(yīng)按下式計(jì)算： （61）式中Dn—管道的內(nèi)徑 代入數(shù)值 Dn==96mm（2）管壁最小厚度 （62）式中S1—管子的理論計(jì)算最小壁厚（mm） η取1，代入數(shù)值S1=（35）247。運(yùn)行時(shí)，閘閥、截止閥要全開(kāi)，停運(yùn)時(shí)要全關(guān)。(3) 管道的防腐管道停止運(yùn)行后，外界的空氣必然會(huì)進(jìn)入管道系統(tǒng)。在管道停運(yùn)后，立即放水，如果汽水管道介質(zhì)溫度較高，可以帶壓放水，利用管道的余熱將金屬表面烘干，然后再管道內(nèi)充以純度在99％以上的氮?dú)?，以阻止空氣滲入。一般常用的藥劑為氨或聯(lián)氨。干燥劑法是采用吸濕能力很強(qiáng)的干燥劑吸收管內(nèi)水分，保持管內(nèi)干燥，從而防止腐蝕。關(guān)斷用閥門不能作為調(diào)節(jié)閥使用，應(yīng)處于全開(kāi)位置，否則將損壞封面。如果壓縮應(yīng)力過(guò)大，會(huì)使閥桿彎曲，并產(chǎn)生永久變形。在機(jī)組啟動(dòng)時(shí)，需要用它把汽、水管道和一些設(shè)備中的空氣、疏水抽走，并在凝汽器氣側(cè)建立一定真空，以加快啟動(dòng)速度，避免汽水沖擊；正常運(yùn)行中，需要用抽氣器及時(shí)地抽出凝汽器及真空系統(tǒng)中漏入的不凝結(jié)氣體，維持凝汽器的真空。開(kāi)式系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是: 4～8℃,將可提高真空 7～15mm汞柱；。低耗高效抽氣器,由于出口余速相對(duì)小一些,故出口埋入水的深度不宜過(guò)深,否則會(huì)導(dǎo)致在水壓偏低或夏季水溫升高時(shí),影響抽吸能力,其出口管入水深度以 250300mm為宜。管道插入循環(huán)水出水管內(nèi)應(yīng)接有向出水方向中的彎頭一只,以利氣水混合物的排出。（5）,五分鐘不漏。在管道上,除閥門及設(shè)備接口外,均不采用法蘭連接,以減少空氣