真空泵组的工作原理

真空泵组在凝汽式汽轮机组中起着重要的作用。启动前，真空泵组抽取冷凝器中的气体以建立真空。在启动和运行过程中，真空泵组将工作介质泄漏或携带的不凝气体抽入冷凝器，以增强蒸汽的冷凝效果。水环真空泵组具有结构简单、运行经济、适用范围广的特点。

一、工作原理和结构

水环真空泵组由叶轮、泵体、吸排气口、辅助管道等组成。其中叶轮偏心地安装在泵体内。叶轮旋转时，在离心力的作用下，水被甩向四周，形成一个与泵室形状相似的封闭水环。水环的外表面与泵腔接触，内表面与叶片接触。叶轮轮毂和水环之间形成若干月牙形空腔。当叶轮顺时针旋转时，由于偏心布置，单个小腔体的体积由小变大，腔体中的压力不断减小。当压力低于泵送容器内气体的压力时，气体从吸入口进入小腔体，这就是吸入的过程。

随着叶轮继续旋转，小腔体内的体积逐渐减小，压力不断增大，直至气体压力大于排气压力，压缩气体从排气口排出。这样，在泵的连续运行过程中，气体沿着叶轮的轴向不断被吸入和排出，从而达到连续抽汽的目的。

二、改进措施

水环真空泵组运行时，存在运行噪音、叶轮汽蚀等问题。一般认为真空泵组入口压力过低（低于工作流体的饱和压力），导致泵体内工作水气化。特别设计的气蚀保护管将所有的空气从排气口引至泵内的高真空室，防止气蚀，同时在叶轮表面形成气体保护膜，防止气蚀发生时损坏叶轮。大气喷射器是一种缩比喷管，其设计条件是超音速-音速-亚音速。在绝热条件下，流体压力的变化与流量的变化成反比。在出口压力恒定的情况下，缩放喷嘴可以获得较低的入口压力。三个气动阀与大气喷射器配合。在初始阶段，阀1和阀2打开，阀3关闭，真空泵组从冷凝器中抽取气体以建立真空。当真空度达到高值时，阀门2关闭，阀门3打开，外界空气在压差的作用下高速流入大气喷射器，在入口处与来自冷凝器的高速气流一起形成超音速气流，最后流经变焦喷嘴，进入真空泵组。