水环式真空泵是火电厂汽轮机组普遍采用的 抽气设备，其抽气能力直接关系到凝汽器真空度， 而工作液温度是影响水环式真空泵抽气能力的主 要因素。目前，电厂普遍采用外置式板式换热器对 工作液进行冷却（冷却介质为循环水），工作液温度 很难达到设计值。尤其在夏季运行时，因循环水温 度很高，工作液温度也随之升高，大大降低了真空 泵的抽气能力^[1]。某电厂通过技术改造，真空泵工 作液加装了外置式溴化锂机组制冷系统，可保证工 作液温度达到设计值，提高机组真空度，实现机组 的节能降耗。 1 汽轮机组概况

某电厂600 MW汽轮机是由哈尔滨汽轮机厂有 限责任公司制造的N600-16.67/538/538型亚临界、1 次中间再热、单轴、3缸4排汽、冷凝式机组。配套哈 尔滨汽轮机厂有限公司生产的N-38000-4型双壳 体、双背压、双进双出、单流程、横向布置表面式凝 汽器。凝汽器冷却水系统采用冷却塔循环供水冷却方式，配套使用长沙水泵厂制造的88LKXA-26.8 型立式斜流循环水泵。

凝汽器抽空气系统配套3台水环真空泵，机组 正常运行时，2台运行、1台备用。水环真空泵及电 动机主要技术参数分别见表 1、表 2。

表 1(Table 1)

表 1 水环真空泵主要技术参数

表 1 水环真空泵主要技术参数

表 2(Table 2)

表 2 电动机主要技术参数

表 2 电动机主要技术参数

随着运行时间的增长，该电厂600 MW汽轮机 组水环真空泵系统的出力逐渐降低，抽真空能力逐 渐下降。 2.1 机组真空低

机组正常运行时，水环式真空泵需不断地抽除 凝汽器内的不凝性气体，保证和维持凝汽器真空。 水环真空泵的特性曲线见图 1所示。从图 1中可以 看出，水环式真空泵的工作液温度对其抽吸性能有 很大影响，尤其是在抽气（吸入口）压力较低的情况 下影响更大。

图 1(Figure 1)

图 1 不同工作水温度下真空泵特性曲线

随着真空泵工作液循环次数的增加，由于吸收 了自身做功散热及被抽吸出水蒸气释放的气化潜 热，造成工作液温度逐渐升高；而工作液温度升高 后（尤其在夏季）会明显降低真空泵的抽气能力，凝 汽器内不凝结气体比例增加，压力逐渐升高，机组 真空下降，严重影响机组的经济性。 2.2 真空泵汽蚀

真空泵工作液温度升高后，工作液的汽化压力 也随之升高，吸入腔的汽泡会因迅速冷凝而产生爆 裂，对叶轮表面造成损伤，引起真空泵汽蚀，影响设 备的安全稳定运行^[2]。 3 改造方法

发电厂中水环式真空泵的抽气压力基本在较 低区间运行，因此采用降低真空泵工作液温度来提 高真空泵抽吸性能的办法切实可行^[3]。 3.1 改造方案

增设1套水环真空泵工作液外接冷却系统，用 于冷却水环真空泵工作液。冷却系统中主设备采 用技术成熟的溴化锂吸收式制冷机组，并配置1套 可靠的电气自动控制柜，自动控制系统运行，保证 真空泵工作液温度达到设计温度。 3.2 制冷机组

溴化锂吸收式制冷机组采用双效三筒式，工质 为由“溴化锂+水”组成的二元溶液。其中溴化锂溶 液为吸收剂，水为制冷剂。机组制冷过程中采用的 驱动工质为蒸汽^[4]。本次改造工程制冷机正常出力 ≥2.72142×10⁶ kJ/h，制冷机冷水出水量为130 m³/h。 3.3 外接系统

外接系统主要由电气自动操作装置、制冷机装 置、冷冻水泵（功率18.5 kW，扬程27.5 m，1用1备共 2台）、冷却水泵（功率22 kW，扬程20 m，共1台）、阀 门执行器等组成，外接系统工作流程见图 2。真空 泵工作水经冷冻水泵升压后进入制冷机装置，冷却 后再次进入真空泵工作腔室，以达到对真空泵工作 水的闭式循环冷却。冷却水泵将开式水升压后为 制冷机装置提供冷却水，以带走制冷机装置本身产 生的热量。系统驱动蒸汽来自除氧器连续排汽管 道，冷凝后经凝结水加热器回收，最终排至主机扩 容器。

图 2(Figure 2)

图 2 真空泵外接系统工作流程

整套装置由就地电气自动操作系统控制运 行。装置报警信号及真空泵工作液温度信号引入 DCS，便于运行人员监视。控制装置在设计时充分 考虑了真空泵工作液的供、回水阀开关顺序及时 间，并能在制冷机故障时可靠隔离，保证制冷机有 足够的稀释时间。正常投入、退出时，操作人员只 需点击自动操作装置中“投入”或“退出”按钮即可，操作简单、方便。电气自动操作装置自动启动、停 止流程分别见图 3、图 4。

图 3(Figure 3)

图 3 电气自动操作装置启动流程

图 4(Figure 4)

图 4 电气自动操作装置停止流程

（1） 真空泵工作液为闭式循环，通过制冷机系 统冷却后能够保证真空泵具有较高的抽吸能力，不 但提高了机组的效益，也延长了设备使用寿命。

（2） 新装置为外接系统，设计简单、紧凑，占地 面积较小，易于现场施工。电厂自行改造时，可自 由选择适合本电厂机组容量的制冷机型号。

（3） 新装置与真空泵原有冷却器并列运行，新 系统故障时不会中断真空泵工作水，能够保证系统 运行的安全可靠性。

（4） 制冷机驱动工质采用除氧器的连续排汽， 而且能够回收，不存在能源浪费问题。

（5） 溴化锂制冷技术目前已十分成熟，装置运 行安全可靠^[5]。 4 改造效果

真空泵工作液强制冷却装置安装、调试完毕后 进行了运行效果比较试验。装置未投运时，因真空 泵的抽吸能力不足，各负荷工况下均有大量不凝结 气体聚集在凝汽器壳侧；投运后，凝汽器壳侧的大 部分不凝结气体能及时被抽出，换热效果增强，排 汽压力相应降低^[6]。例如，机组负荷为596 MW，真 空泵工作液供给温度11.4 ℃，凝汽器循环水进口温 度31.6 ℃、2台循环水泵同时开启、2台真空泵运行条件下，真空泵工作液强制冷却装置投运后比投运 前凝汽器压力降低约0.67 kPa，折算后机组煤耗下 降约1.9 g/kWh。

若装置在夏季高温季节运行2160 h（3个月）， 机组平均负荷500 MW，则年可节约标煤约2052 t； 标煤价格以350元/t计算，每年可节约资金71.82万 元^[7]，经济效益显著。 5 结语

水环真空泵采用外接吸收式制冷机装置后，可 使真空泵工作液温度保持在较低范围，提高真空泵 的抽吸能力和工作效率，有效降低机组背压，改善 机组运行经济性。改造经验可推广应用于电厂其 他节能改造项目中。