第四节　真空系统

3-78　真空系统的作用及组成有哪些？

答：真空系统由抽真空系统和密封蒸汽系统两部分组成，其作用就是用来建立汽轮机组的低背压，也就是用来建立凝汽器的高真空，使蒸汽能够最大限度地把热焓转变为汽轮机的动能。在汽轮机组尚未投入运行时，凝汽器中的真空取决于抽真空系统所建立的真空；在汽轮机组投入运行后，抽真空系统只是把泄漏到汽轮机内部的空气和不凝结气体及时抽走，凝汽器内的真空主要取决于进入凝汽器内的蒸汽与循环冷却水的热交换情况，而蒸汽与循环冷却水的热交换情况主要取决于凝汽器的换热面积、循环冷却水温度（循环冷却水温度取决于当地的环境温度）和循环水量。

真空系统通常由凝汽器、凝结水泵、真空泵或抽气器、真空系统阀门、低加、轴加等设备及其配套管道系统组成。

3-79　真空泵的工作原理是什么？

答：在泵体中装有适量的水作为工作液。当叶轮旋转时，水被叶轮抛向四周，由于离心力的作用，水形成了一个决定于泵腔形状的近似于等厚度的封闭圆环。水环的下部分内表面恰好与叶轮轮毂相切，水环的上部内表面刚好与叶片顶端接触（实际上叶片在水环内有一定的插入深度）。此时叶轮轮毂与水环之间形成一个月牙形空间，而这一空间又被叶轮分成和叶片数目相等的若干个小腔。如果以叶轮的下部0°为起点，那么叶轮在旋转前180°时小腔的容积由小变大，且与端面上的吸气口相通，此时气体被吸入，当吸气终了时小腔则与吸气口隔绝；当叶轮继续旋转时，小腔由大变小，使气体被压缩；当小腔与排气口相通时，气体便被排出泵外。水环泵是靠泵腔容积的变化来实现吸气、压缩和排气的，因此它属于变容式真空泵。

3-80　水环泵和其他类型的机械真空泵相比有哪些优点？

答：水环真空泵的优点主要有：

（1）结构简单，制造精度要求不高，容易加工。

（2）结构紧凑，泵的转速较高，一般可与电动机直连，无需减速装置。故用小的结构尺寸，可以获得大的排气量，占地面积也小。

（3）压缩气体基本上是等温的，即压缩气体过程温度变化很小。

（4）由于泵腔内没有金属摩擦表面，无需对泵内进行润滑，而且磨损很小。转动件和固定件之间的密封可直接由水封来完成。

（5）吸气均匀，工作平稳可靠，操作简单，维修方便。

3-81　水环式真空泵汽水分离器的作用是什么？

答：分离器顾名思义就是汽水分离。由于水环式真空泵大多数都是自吸设计，就是说当真空泵内的水环形成时供水就没必要压力了，它可以自吸。但是在水环形成之前要给它供水让它形成水环。保持分离器内的水位是为了让真空泵有足够的水来维持它的运转（也就是能够形成水环），水位过高影响真空泵的抽气量。水位过低就形不成水环，也就不能产生真空。

3-82　真空泵的结构特点有哪些？

答：水环式真空泵通常由转子、泵壳体、轴承体、泵两侧端盖、通道板等构成。泵组还包括汽水分离器和工作液冷却器。从驱动端看，叶轮在圆柱体泵座内顺时针旋转，该座相对轴线偏心布置。在吸入侧，液体升离叶片毂而输入气体通过入口轴间进入扩大了的体积，在排出侧液体再次进入轮毂并通过排汽口轴向返出已压缩的气体。驱动端轴承起浮动支撑作用，非驱动端轴承作导向支撑，在泵顶部有压力接口的情况下，为保持启动前的工作液液面，吸入侧端盖上装有一个自动排放阀，端盖底部装有排放阀，用于泵的排放及冲洗杂物。

3-83　真空泵检修的专用工具有哪些？

答：真空泵检修的专用工具主要有磨光机、大锤、百分表、塞尺、磁性表座、手锤、块规、紫铜棒二件、轻型套筒扳手、撬杠、内六角扳手、管钳、活络扳手、外径千分尺、游标卡尺等工具。

3-84　真空泵解体检修的步骤有哪些？

答：真空泵解体检修的步骤主要有：

（1）拆卸电机与泵联轴器螺栓，在对轮上做好对应位置标记。测量泵与电机中心，做好记录后，将电机吊开。

（2）拆除真空泵进、排气管，拆除分离器供、排水管，拆除换热器与分离器及泵体相连接的管道。

（3）拆除泵两端的检查盖板，拆除两端排气阀片。用塞尺测量两端侧板与叶轮端面的间隙，并做好记录。

（4）用拉马将泵对轮卸下，注意不要锤击轮缘，以防变形。

（5）拆卸填料压盖、填料、填料套和水封环。拆除两端轴承端盖，用顶丝将轴承套顶出并取下，拆除离心盘。拆除两端滚柱轴承内环，拆除滚珠轴承，取出内轴承盖及轴封环。

（6）松开泵地脚螺栓，将泵整体吊开，放到指定地点的枕木上。

（7）将泵转子推向一端（比如后侧盖一端），将泵整体翻转，使泵轴向与地面垂直地放置在枕木上（后侧盖向下）。拆除前侧盖与泵筒体的紧固螺钉，连同前侧板一起吊出前侧盖，放到指定地点的枕木上，并使侧板向上放置。

（8）松开前侧板与侧盖连接的内六角螺钉，拆下前侧板，并将侧板直立靠墙放置，以防侧板变形。

（9）将转子从泵筒体中抽出，放到指定地点的“V”形枕木上。

（10）将泵筒体翻转180°后放回原地，使后侧盖向上放置，拆除后侧盖与泵筒体的紧固螺钉，连同后侧板一起吊出后侧盖，放到指定地点的枕木上，并使侧板向上放置。

（11）松开后侧板与侧盖连接的内六角螺钉，拆下后侧板，并将侧板直立靠墙放置，以防侧板变形。

3-85　真空泵解体后检查注意事项有哪些？

答：真空泵解体检查注意事项主要有：

（1）用砂纸除去泵轴的锈垢，泵轴表面应光洁、无毛刺、无裂纹，若有裂纹，则应更换。

（2）用砂纸除去叶轮锈垢，叶轮表面应光洁，无毛刺、无裂纹或腐蚀等缺陷。

（3）如果叶轮缺陷严重，无法修复，则应更换。

（4）检查叶轮两端面有无磨损，测量叶轮长度，测量泵筒体两端密封面距离，两者之差应有0.50～0.80mm间隙，否则，车削泵筒体两端密封面或叶轮两端面，使之满足要求。

（5）用砂纸除去前、后侧板锈垢，侧板表面应光洁、无毛刺、无裂纹、无蚀坑。

（6）排气阀片应无破损和变形，否则应更换。

（7）用刀口尺（或钢板尺）与塞尺检查两侧板密封面的不平度，应小于0.15mm，否则应磨削处理。

（8）检查填料轴套有无磨损，磨损严重者应予更换。

（9）清理检查前后侧盖上的水封供应通道，应清洁畅通。

（10）将换热器抽芯清理后回装、查漏。

3-86　影响系统真空降低的因素有哪些？

答：影响系统真空降低的因素主要有：

（1）循环水泵工作失常或跳闸，循泵出口碟阀开度减小或全关，凝汽器循环水进、出水阀被误关等致使循环水量减少或中断。

（2）凝汽器换热管脏污、堵塞。

（3）机械真空泵工作不正常或跳闸。

（4）真空破坏阀误开或未关严，真空系统管道和其他设备系统损坏或泄漏，真空系统阀门外漏故障。

（5）轴封供汽压力明显降低，轴加水位及负压异常。

（6）凝汽器热井水位过高。

（7）给水泵汽轮机真空系统泄漏。

（8）汽轮机低压缸防爆门破裂。

3-87　真空系统检漏方法有哪些？

答：真空系统检漏的方法主要有：

（1）灌水查漏。

（2）打压法。

（3）氦质谱检漏检漏。

（4）超声波检漏。

3-88　如何用灌水查漏的方法对真空系统检漏？

答：停机后在条件允许的情况下，向凝汽器灌水，然后查找泄漏的地方，发现漏点及时修补处理，处理之后需要再次灌水找漏。灌水找漏的缺点是必须在停机，而且是在冷态时检漏。另一个缺点是，查漏不完全。那些只有膨胀压力下才有的泄漏，灌水办法找不到漏点。

3-89　如何用打压法对真空系统检漏？

答：充压法原理基本与灌水法一样，往凝汽器系统注入大气正压，用涂抹肥皂水的办法，检查所有的可疑漏点。缺点是费时费力，主观性强，检漏效果受气候温度适度影响，必须停机才能实施。

3-90　如何用氦质谱仪器对真空系统检漏？

答：连接氦质谱仪器的分析器在凝汽器的真空泵一端，之后拿氦气喷枪，喷遍所有的可疑漏点，同时保持和分析仪器端点的人员联系，如果端点接收到氦气，说明喷枪附近有漏点，再反复查找，争取确定吸空的泄漏点。缺点是，由于氦气易挥发，特别是迅速上漂到一大片面积，难以定为漏点，对于死角难以攀登喷气。类似的方法还有卤素法等。

3-91　如何用超声波的方法对真空系统检漏？

答：用超声波的方法对真空系统检漏的原理是，对于泄漏产生的超声波，进行波长的倍减，使得泄漏超声波的频率，经过几次倍减，达到人耳能听到的频率，以达到识别泄漏点的目的。优点是简便方便。缺点是在倍减超声波的同时，也倍减了其他噪声的频率，解决不了噪声干扰的难题。由于周边的噪声，使得泄漏超声波被周边噪声淹没，很多漏点有误判。检漏不完整，遗漏和误判多。

3-92　真空严密性试验具体实施方法有哪些？

答：真空严密性试验具体实施方法有：

（1）将汽轮发电机组负荷稳定在额定负荷的80％左右，保证蒸汽温度、压力稳定。

（2）整个试验过程保持真空泵处于正常运行工作状态。

（3）试验期间严禁一切调整操作，同时观察轴向位移、振动等安全性监测。

（4）关闭真空泵入口处的抽空气隔离阀门。

（5）每分钟记录凝汽器真空、排汽温度一次，试验5min后，再重新打开抽空气隔离阀。

（6）为保证精度，取5次中的3次平均值作为考核，对比标准。真空每分钟下降400Pa合格（真空每分钟下降100Pa相当于漏入空气4.5kg/h）。试验时，真空不得低于87kPa。

3-93　真空系统灌水检漏范围有哪些？

答：真空泵灌水检漏范围主要有：

（1）凝汽器、低加、轴封冷却器汽侧；凝汽器补水部分管段。

（2）凝结水管凝泵进口部分（含凝泵轴封）；

（3）本体抽汽管道（七、八段抽汽）；除氧器疏放水到凝汽器部分管段。

（4）低加疏放水（包括低加空气管）。

（5）凝汽器抽真空管道；凝汽器疏水集管及其连接管道。

（6）汽机轴封及门杆漏汽管道（回汽部分）。

（7）轴封冷却器疏水管道。

（8）汽机本体疏水管。

（9）本体疏水扩容器及连接管道。

（10）水位计、真空（压力）表、热工测点及其连接管、附件（真空部分）。

（11）抽汽管疏水。

（12）给水泵驱动用小汽轮机排汽缸及其排汽管道、疏水管道、轴封回汽管道。

（13）三级减温减压器及低旁减温器与凝汽器间连接管道、减温水部分管段。

（14）高加事故疏水扩容器及连接管道。

3-94　真空系统灌水前应具备哪些条件？

答：真空系统灌水前应具备的条件有：

（1）真空系统中设备（包括热控系统测点等），阀门，管道、支吊架均已安装验收完毕。

（2）管道临时加固已安装完成。凝汽器自身下部支承已经安装齐全并灌浆强度达要求。

（3）系统周围已清理干净，除盐水及凝补水系统已投用。

（4）与本真空系统无关的系统已经进行隔离并挂牌。

（5）凝汽器集水井底部放水系统可以投用。

（6）厂房及厂区排水系统及设施能正常使用。

（7）安装临时水位计，高度超过汽机平台，底部应加阀门，顶部排气正常，水位计应透明便于观察，可用透明橡胶软管从凝汽器底部拉到汽机平台以上作水位计用。

（8）将潜水泵安装在循环水坑，并接好临时排放管。

（9）灌水范围内蒸汽管道支吊架、弹簧、销钉不得拆除。

（10）灌水水位以下的真空表计全部关闭隔离。

3-95　真空系统采用注水法查漏的步骤有哪些？

答：真空系统注水查漏步骤有：

（1）对于采用弹簧支撑的凝汽器，先将凝汽器用千斤顶或临时支架撑起，防止压坏弹簧。

（2）向凝汽器内注入除盐水，并打开与凝汽器相连的真空系统管路上的阀门，将水位注到凝汽器与低压缸排汽连接大法兰以上30～40cm处，保证真空系统管路充满水。

（3）在充水状态下保持24h，检查系统是否有漏水之处，判断系统的严密性。

（4）试验结束后放掉系统内的水。

（5）试验时注意确保系统管道内都充满水，防止漏检；应注意凝汽器水位的监视与控制，严禁有水进入汽轮机；试验完毕应确保放尽管道内的注水。