水环真空泵的原理和常见故障分析

    真空泵在凝汽式汽轮机组中发挥着重要的作用。在启动前，真空泵抽取凝汽器内的气体来建立真空；在启动和运行过程中，真空泵把泄漏或工质携带进凝汽器内的不凝结气体抽取出来，强化蒸汽的冷凝效果。在诸多形式的真空泵中，水环真空泵具有结构简单、运行经济、适用范围广等特点，在电厂中得到了广泛的应用。

一、水环真空泵的结构和工作原理

    水环真空泵由叶轮、泵体、吸排气口、辅助管道等组成，具体结构如图1所示。其中，叶轮偏心地安装在泵体中。当叶轮旋转时，在离心力的作用下，水被抛向四周，形成一个与泵腔形状相似的封闭水环。水环的外表面和泵腔接触，内表面与叶片接触，叶轮轮毂与水环之间形成若干个月牙形小腔。当叶轮顺时针旋转时，由于偏心布置的影响，单个小腔的容积由小变大，腔室内压强不断地降低，当压强低于被抽容器内的气体压强时，气体就从吸入口进入小腔，这就是吸气过程。随着　叶轮的继续旋转，小腔的容积逐渐减小，压强不断增　大，直到气体的压强大于排气压强时，被压缩的气体从排气口被排出。这样，在泵的连续运转过程中，气体沿着叶轮的轴向不断被吸入、排出，从而达到连续抽气的目的。

    由于凝汽器的真空要求较高，真空泵的吸气压力容易接近极限真空（工作液的饱和压力），导致泵体内的工作水气化，发生汽蚀，影响泵的安全运行。专门设计的汽蚀保护管从排气处引一路空气至泵内的高真空腔室，防止汽蚀的发生，同时还在叶轮表面形成一层气体保护膜，防止汽蚀发生时叶轮遭到损坏。汽蚀保护管的尺寸经过精确计算，不会影响真空泵的工作压力。

    真空泵的工作水在运行中会有一定的消耗。补给水在叶轮旋转所产生的吸力下通过工作液接口进入泵体，及时补充用水。补给水一般会预先经过冷却器进行冷却，从一定程度上也可以避免汽蚀的发生。

二、大气喷射器的原理和应用

    现代的大容量机组对凝汽器的真空提出了更高的要求，再加上负荷、天气等条件的变化引起的真空波动，真空泵的工作压力经常接近甚至超过极限真空。即使排除气蚀的影响，真空过高引起叶片承受的拉应力过大从而导致叶片断裂的事故也时常发生。大气喷射器的加装彻底解决了这个问题。

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