汽輪機(jī)凝氣設(shè)備

汽輪機(jī)凝氣設(shè)備第五章汽輪機(jī)的凝汽設(shè)備教學(xué)目標(biāo)：

①理解真空的形成機(jī)理②知道凝氣系統(tǒng)的任務(wù)與結(jié)構(gòu)

③能回答影響凝汽器真空的因素及影響方式

④掌握不同工況下凝汽器的生產(chǎn)過(guò)程⑤熟悉運(yùn)行與檢修規(guī)程，能填寫(xiě)工作票第五章汽輪機(jī)的凝汽設(shè)備重點(diǎn)：

①汽輪機(jī)真空的形成機(jī)理

②汽輪機(jī)凝汽系統(tǒng)的任務(wù)與結(jié)構(gòu)

③凝汽器的生產(chǎn)過(guò)程④運(yùn)行與檢修規(guī)程，工作票第五章汽輪機(jī)的凝汽設(shè)備本節(jié)內(nèi)容：第一節(jié)凝汽設(shè)備的作用及工作過(guò)程第二節(jié)凝汽器的壓力與傳熱第三節(jié)抽氣設(shè)備第四節(jié)凝汽器的變工況及多壓凝汽器5.1凝汽設(shè)備的作用及工作過(guò)程一、凝汽設(shè)備的作用圖為最簡(jiǎn)單的凝氣設(shè)備示意圖：1——凝汽器2——循環(huán)水泵3——凝結(jié)水泵4——抽氣器凝汽設(shè)備的作用：1、在汽輪機(jī)排汽口建立并維持高度真空2、保證蒸汽凝結(jié)并供應(yīng)潔凈凝結(jié)水作為鍋爐給水5.1凝汽設(shè)備的作用及工作過(guò)程二、凝汽器的結(jié)構(gòu)類(lèi)型（一）表面式凝汽器的結(jié)構(gòu)及工作過(guò)程表面式凝汽器的結(jié)構(gòu)如下：冷卻水管2安裝在管板3上，冷卻水從進(jìn)水管4進(jìn)入凝汽器，先進(jìn)入下部冷卻水管內(nèi)，通過(guò)回流水室5流入上部冷卻水管內(nèi)，再由冷卻水出水管6排出。蒸汽進(jìn)入凝汽器后，在冷卻水管外汽側(cè)空間冷凝。凝結(jié)水匯集在下部熱井7中，由凝結(jié)水泵抽走5.1凝汽設(shè)備的作用及工作過(guò)程（二）表面式凝汽器的分類(lèi)1、根據(jù)冷卻介質(zhì)空氣冷卻式水冷卻式2、根據(jù)冷卻水流程單流程雙流程多流程3、根據(jù)空氣抽出口位置氣流向心式氣流向側(cè)式5.1凝汽設(shè)備的作用及工作過(guò)程凝汽器的結(jié)構(gòu)形式示意圖（a）氣流向心式（b）氣流向側(cè)式（c）多區(qū)域氣流向心式5.1凝汽設(shè)備的作用及工作過(guò)程三、機(jī)組運(yùn)行時(shí)對(duì)凝汽設(shè)備的要求１、傳熱性能要好２、減小過(guò)冷度３、減小汽阻和水阻5.1凝汽設(shè)備的作用及工作過(guò)程小結(jié)：了解表面式凝汽器的分類(lèi)與結(jié)構(gòu)

掌握凝汽設(shè)備的作用和原理知道凝汽設(shè)備的工作過(guò)程熟悉凝汽設(shè)備運(yùn)行與檢修規(guī)程能填寫(xiě)工作票5.2凝汽器的壓力與傳熱一、凝汽器壓力pc的確定凝汽器內(nèi)蒸汽和冷卻水溫度眼流程的變化規(guī)律如圖所示，由圖可知蒸汽的飽和溫度

為:—冷卻水的進(jìn)口溫度—冷卻水在凝汽器中的溫升—凝汽器的傳熱端差5.2凝汽器的壓力與傳熱冷卻水進(jìn)口溫度的大小取決于當(dāng)?shù)氐臍夂蚝凸┧绞?，其他條件不變時(shí)，冬季氣溫低，則冷卻水進(jìn)口溫度也低，凝汽器壓力低，真空高；夏季氣溫高，冷卻水進(jìn)口溫度也高，真空低。循環(huán)供水時(shí)，決定于冷水塔或噴水池的冷卻效果。

（一）冷卻水的進(jìn)口溫度（二）冷卻水溫升降低冷卻水溫升△t，可降低ts,由凝汽器熱力平衡方程式求得：5.2凝汽器的壓力與傳熱可得m稱(chēng)為凝汽器的冷卻倍率為1Kg排汽凝結(jié)時(shí)放出的汽化潛熱，在凝汽器排汽壓力下，只有2140到2220KJ/Kg左右，一般取平均值約為2180KJ/Kg，于是有：（三）傳熱端差由凝汽器的傳熱方程式可知，蒸汽凝結(jié)時(shí)傳給冷卻水的熱量Q為:Q=KAc?tm5.2凝汽器的壓力與傳熱二、凝汽器的極限真空和最佳真空最佳真空：提高真空后所增加的汽輪機(jī)功率與為提高真空使循環(huán)水泵多消耗的廠用電之差達(dá)到最大，此時(shí)的真空稱(chēng)為最佳真空。極限真空：指使汽輪機(jī)做功達(dá)到最大值的排氣壓力所對(duì)應(yīng)的真空?；靖拍睿?.2凝汽器的壓力與傳熱三、凝汽器內(nèi)空氣的影響1、進(jìn)入凝汽器的空氣來(lái)源(1)由新蒸汽帶入汽輪機(jī)(2)通過(guò)汽輪機(jī)設(shè)備中小于真空狀態(tài)下的低壓各級(jí)與相應(yīng)的回?zé)嵯到y(tǒng)、排汽缸、汽設(shè)備等不嚴(yán)密處漏入5.2凝汽器的壓力與傳熱２、危害：⑴空氣使凝汽器真空下降。⑵空氣使凝結(jié)水過(guò)冷度增加。⑶空氣使機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性下降。⑷空氣使凝結(jié)水含氧量增加。除此之外，引起凝結(jié)水過(guò)冷的不正常原因有：⑴冷卻水管排列不合理，使汽阻增大。⑵系統(tǒng)嚴(yán)密性不好或抽氣器工作不正常，使空氣分壓力增大。⑶凝結(jié)水水位過(guò)高，淹沒(méi)部分管束，使凝結(jié)水進(jìn)一步冷卻。5.2凝汽器的壓力與傳熱四、真空除氧為了減少凝結(jié)水中的含氧量，一般在大型機(jī)組的凝汽器內(nèi)還專(zhuān)門(mén)設(shè)置了凝結(jié)水的除氧裝置水封淋水式凝結(jié)水真空除氧裝置1——淋水盤(pán)；2——長(zhǎng)水槽；3——濺水角鐵5.2凝汽器的壓力與傳熱五、凝汽器的真空嚴(yán)密性1、凝汽器嚴(yán)密性對(duì)機(jī)組運(yùn)行的影響

真空系統(tǒng)嚴(yán)密性下降，使漏入或積聚在凝汽器內(nèi)的空氣量增加，凝汽器的真空降低，傳熱效果降低，凝結(jié)水的含氧量增加，設(shè)備的腐蝕速度加快，蒸汽分壓相對(duì)降低，其凝結(jié)水溫度低于凝汽器內(nèi)總壓力所對(duì)應(yīng)的飽和溫度，過(guò)冷度增加。5.2凝汽器的壓力與傳熱查找凝汽器漏氣地點(diǎn)的主要方法有：⑴在運(yùn)行中檢查真空系統(tǒng)嚴(yán)密性的儀器是氦氣檢漏儀。⑵通過(guò)測(cè)量凝結(jié)水的含氧量也可確定泄漏點(diǎn)是在熱井水面上的汽空間還是熱井水面以下的水空間；含氧量高，而抽氣量又大于許可值，泄漏點(diǎn)在熱井水面上的汽空間。⑶在停機(jī)時(shí)，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行水壓試驗(yàn)。2、真空系統(tǒng)嚴(yán)密性的檢查5.2凝汽器的壓力與傳熱小結(jié)：了解凝汽器壓力如何確定的

熟悉極限真空最佳真空的概念

掌握調(diào)整凝汽器真空的生產(chǎn)過(guò)程

5.3抽氣設(shè)備

抽氣設(shè)備的作用:

1、啟動(dòng)時(shí)抽出相關(guān)設(shè)備中所集結(jié)的空氣，以

便加快啟動(dòng)速度。

2、正常運(yùn)行時(shí)，維持凝汽器規(guī)定的真空。

3、及時(shí)抽出加熱器中的非凝結(jié)氣體，保證其較高的

換熱效率。

4、抽出低壓端軸封的蒸汽、空氣并送至軸封冷卻器，以確保軸封正常工作。5.3抽氣設(shè)備一、射流式抽氣器根據(jù)工作介質(zhì)不同，射流式抽氣器射汽式和射水式。1、射汽抽氣器射汽抽氣器的原理示意圖如下：抽氣器形式的選擇主要根據(jù)汽輪機(jī)設(shè)備的運(yùn)行情況和抽氣器的特點(diǎn)來(lái)考慮。對(duì)于高、中壓母管制額定參數(shù)啟動(dòng)的機(jī)組，工作蒸汽的來(lái)源有保證，多采用射汽式抽氣器。對(duì)于高參數(shù)大容量機(jī)組為簡(jiǎn)化系統(tǒng)多采用射水式抽氣器。5.3抽氣設(shè)備2、射水抽氣器射水式抽氣器結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示：優(yōu)點(diǎn)：射水式抽氣器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，啟動(dòng)運(yùn)行方便。不需考慮蒸汽來(lái)源。缺點(diǎn)：通常需要專(zhuān)設(shè)工作水泵，工作水量較大，被抽出的混合氣體中蒸汽含量較大，不能回收，工質(zhì)損失較多。適用于滑參數(shù)啟動(dòng)和滑壓運(yùn)行的單元制再熱機(jī)組。5.3抽氣設(shè)備二、容積式抽氣器容積式抽氣器分為水環(huán)式真空泵和機(jī)械離心式真空泵兩種。1、水環(huán)式真空泵

水環(huán)真空泵的優(yōu)點(diǎn)（1）功耗低（2）運(yùn)行維修方便（3）工作可靠（4）啟動(dòng)性能好（5）利于環(huán)保5.3抽氣設(shè)備2、機(jī)械離心式真空泵機(jī)械離心式真空泵也需要定期補(bǔ)充冷水，以防工作水的流失和水溫聲高較廣泛地應(yīng)用在100～300MW機(jī)組上5.3抽氣設(shè)備小結(jié)：了解抽氣設(shè)備的作用和分類(lèi)知道射汽式抽氣器和射水式抽氣器的工作過(guò)程與適用范圍熟悉抽氣設(shè)備的檢修規(guī)程，能填寫(xiě)工作票5.4凝汽器的變工況及多壓凝汽器凝汽器的變工況運(yùn)行：凝汽器真空偏離設(shè)計(jì)工況，在非設(shè)計(jì)工況下運(yùn)行稱(chēng)為凝汽器的變工況運(yùn)行基本概念：一、主要因素改變對(duì)凝汽器壓力影響在凝汽器的變工況運(yùn)行中，影響凝汽器真空的因素很多，其中Dc、Dw、twl是決定凝汽器壓力的主要因素，這些因素的改變，導(dǎo)致了△t和的變化。從而使ts和凝汽器壓力pc改變

5.4凝汽器的變工況及多壓凝汽器1、變工況下△t的變化規(guī)律變工況下△t表達(dá)式為：當(dāng)Dw不變時(shí)，由于變化很小，可近似看作常數(shù)，故為常數(shù)，此時(shí)，△t正比于Dc。當(dāng)Dw改變后，算出新的重新確定△t和Dc的關(guān)系5.4凝汽器的變工況及多壓凝汽器2、變工況下的變化規(guī)律當(dāng)Dw不變時(shí)，為常數(shù)，的變化規(guī)律表達(dá)式為:凝汽器已制造好，Ac不變。故K也不變，則與Dc成正比，也就是dc（dc=Dc/Ac稱(chēng)為比蒸汽負(fù)荷）成正比。3、變工凝汽器壓力pc的確定在Dw一定時(shí)，根據(jù)不同的Dc和twl，可求出相應(yīng)的△t和，由求得ts,查表得對(duì)應(yīng)的飽和壓力ps5.4凝汽器的變工況及多壓凝汽器二、凝汽器的特征曲線凝汽器壓力pc是隨著twl、Dw和Dc的變化而變化的。我們把pc隨twl、Dw和Dc的變化規(guī)律稱(chēng)為凝汽器熱力特征。它們之間的關(guān)系曲線稱(chēng)為凝汽器的特征曲線。凝汽器的特征曲線可以知道運(yùn)行人員監(jiān)視凝汽器的運(yùn)行，確定汽輪機(jī)的最安全最合理的運(yùn)行方式。5.4凝汽器的變工況及多壓凝汽器三、多壓凝汽器1、多壓凝汽器平均壓力的計(jì)算單壓凝汽器、雙壓凝汽器低、高壓汽室的蒸汽凝結(jié)溫度分別為ts、ts1、ts2，可得雙壓凝汽器高、低壓汽室的傳