射水抽氣器（多通道）舉例分析產品技術改造原因和必要性？
射水抽氣器（多通道）舉例分析產品技術改造原因和必要性？某廠現有兩臺300MW純凝式汽輪機，#4、5汽輪機組，分別于2017年、2018年投產。其維持汽輪機真空運行的現使用的射水抽氣器為高效節能改進型多通道射水抽氣器，其使用的工質為水塔來的循環水（但受到夏季溫度的影響），效果較為理想，為某廠機組的安全經濟運行提供了可靠的保證。
1 多通道射水抽氣器結構及工作原理介紹
該種射水抽氣器近年來作為原長徑噴嘴射水抽氣器的更新換代產品，在同等抽空氣量的條件下要比長徑噴嘴單通道抽氣器的電耗降低30～45％，維持汽輪機真空度要優于單通道射水抽氣器1～2％。其主要技術要點：
①把原來單通道水柱外圓裹挾空氣方式變為多通道水柱外圓裹挾方式，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，節約了能源。
2 多通道射水抽氣器升級改造的起因
某廠于2019年－2020年期間，在#4、5汽輪機的主射水抽氣器（其抽吸空氣能力為25kg/h，為長徑噴嘴單通道射水抽氣器，配套射水泵電機功率為95kW）旁邊各購置安裝了一臺高效節能多通道射水抽氣器（其抽吸空氣能力為32kg/h，配套射水泵電機功率為75kW），欲替代主射水抽氣器，其目的是為了汽輪機的真空值和降低電耗。另一個原因為原來兩臺95kW立式射水泵組經常出現振動大以及設備老化，欲用雙吸臥式循環水泵替代原來立式射水泵，以提高設備的安全可靠性。
因當時對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要求認識上不夠充分，以及生產現場場地的限制（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壓管后經過兩個彎頭和十幾米長的管道方排到機房外面的循環水溝中，即其排水口扎到2米深的循環水里），以致排水管中水所裹挾的空氣排不出去。經試幾次試驗失敗后到99年一直閑置不用。
于提出了改進這兩套設備的技術措施。主要有以下三個辦法：
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，直接安放到循環水來水溝的上部，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，又把凝結器的抽空氣管到接到室外。
②把進入射水抽氣器噴嘴室前面的進水豎管的直管段加長到1.5米，盡量保證進入射水抽氣器噴嘴室前面的水是層流狀態，并保證噴嘴射水流的垂直度，盡量不發生偏斜角。
③增加了多通道射水抽氣器距離循環水溝水面地高度，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按以上三項技術措施安裝后，投入運行并一次取得了成功，每年節約電能30萬度。
#5汽輪機真空突然由0.086MPa降低至0.066MPa，排汽溫度由45℃升高至67℃，機組負荷由270MW降低至220MW。經過查找分析原因是多通道射水抽氣器工作異常造成。因在該時間段循環水溫度是*高的，達到了37～38℃。根據多通道射水抽氣器工作原理，當工作水溫度高到一定程度時，在其混合室內要發生汽化現象，此時抽氣器將出現短暫的不工作現象，當真空降到一定值后其又開始工作，在這期間真空會急劇下降，而影響機組的真空和帶負荷出力。通過對比發現#4汽輪機當時并沒有發生該現象，原因何在？由于場地所限，#5汽輪機多通道射水抽氣器的進水管和出水管段均比#4汽輪機的要長。因而，雖然兩機的多通道射水抽氣器和射水泵型號一樣，但是#5汽輪機射水抽氣器噴嘴室的工作壓力比#4汽輪機的低。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荷）。當時電網周波低，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
經過研究和做試驗，發現某廠使用的這兩臺多通道（6個通道）射水抽氣器抽吸能力過剩（即抽吸空氣32kg/h，在汽輪機嚴密性試驗合格的情況下，即小于667Pa/分，實際產生的不凝結空氣量為23.6～25kg/h），只是由于射水泵的工作水壓達不到其多通道射水抽氣器的設計壓力值（0.33～0.39MPa），實際壓力只有0.316MPa。
運用流體力學中的伯努利原理和方程，使用特制做的空氣流量試驗孔板，通過堵塞1個、2個及3個通道（即同時堵塞噴嘴、主通道和余速利用通道），求出多通道射水抽氣器在各個工作水壓下的真空值的臨界點（即*佳工作點）。各種狀態試驗數據見附件。
4 處理技術方案
同時堵塞多通道射水抽氣器其中2個通道的噴嘴、主通道和余速利用通道；由于其工質使用的是循環水，水中雜物比較多，在射水泵與射水抽氣器之間加裝了濾網裝置；為防止射水抽氣器的排水管口露出循環水面，加裝了循環水水溝水面水位監測標尺；把#3、4、5射水泵并為母管運行，互為備用，簡化了系統，增加了經濟運行和可靠性。
經過把6通道改為4通道，射水泵電機電流由139A降至98～102A，使該套設備效率又得到了進一步提高，節能降耗效果顯著。
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水的水壓力值，相對于抽氣器因循環水溫度升高后發生汽化時對應水的飽和壓力有一個余量，以避免射水抽氣器因夏季循環水溫度升高再發生汽化的可能。
#5汽輪機多通道射水抽氣器也利用小修的機會進行同樣的改造。兩臺射水抽氣器運行至今再也沒有發生過汽化現象。 |
