凝结水系统汇编

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1、凝结水系统 2014-4 主凝结水系统 主凝结水系统指由凝汽器至除氧器之间与主凝结 水相关的管路与设备。凝结水系统的主要功能： 是将凝结水从凝汽器热井送到除氧器，作为超临 界机组，对锅炉给水的品质要求很高，为了保证 系统安全可靠运行和提高循环热效率，在输送过 程中，对凝结水系统进行流量控制及除盐、加热 、除氧等一系列必要的环节。此外，主凝结水系 统还对凝汽器热井水位和除氧器水箱水位进行必 要的控制调节，以保证整个系统安全可靠运行。 右图为凝汽设备的原则性系统。凝 汽设备主要由凝汽器、循环水泵、真 空泵和凝结水泵等组成。 1. 凝汽器的作用：利用低温的冷 却水，将汽轮机的排汽凝结成水， 为汽轮机

2、排汽口建立与维持一定的 真空度、对凝结水除氧、蓄水。 2.凝结水泵的作用：把凝结水送回 除氧器继续使用。 3.真空泵的作用：在凝汽器开始运 行时，抽出凝汽器壳体内的空气以 建立真空；在凝汽器运行过程中， 将汽轮机排汽中夹带的空气和从真 空系统不严密处漏入的空气不断抽 出，以维持凝汽器的真空。 4. 低压加热器的作用：利用在汽轮 机内做过部分功的蒸汽，抽至加热 器内加热给水，提高水的温度。 主设备介绍 凝结水泵 低压加热器 凝汽器 凝结水系统 真空泵 1.原理介绍 2.表面式凝汽器的结构与系统 3.凝汽器设备参数 4.凝汽器的试验 凝汽器 1、原理介绍 1.凝汽式汽轮机是现代火力发电厂和核电站中

3、广泛采用的典型汽轮机 ，凝汽设备则是凝汽式机组的一个重要组成部分。凝汽设备工作性 能的好坏直接影响着整个机组的热经济性和安全性。 2.工作原理 :凝汽设备在汽轮机热力循环中起着冷源的作用，用来降 低汽轮机排汽压力以提高循环的热效率。降低汽轮机排汽压力的最 有效方法是将汽轮机的排汽凝结成水。因为若蒸汽在密闭的容器(凝 汽器)中放热，将使容积很大的蒸汽被凝结成体积很小的凝结水而集 结于凝汽器底部(如在4.9kPa的压力下，干蒸汽的比容为饱和水比容 的28000多倍),从而在原来被蒸汽充满的凝汽器空间中形成高度真空 。这就是凝汽设备的简单工作原理。 3.凝汽设备的任务是： 在汽轮机排汽口建立并维持高

4、度真空，以提高循环热效率 ； 将汽轮机的排汽凝结成洁净的凝结水作为锅炉的给水，以回收工质 。 低压汽轮机排出的蒸汽已释放了绝大部分能量，但它来自 高纯度的除盐水，不能排放浪费，在凝汽器把这些蒸汽冷 却成凝结水，通过凝结水泵送往锅炉再利用。凝汽器就在 蒸汽轮机下方，外壳与低压汽轮机汽缸连为一体。 在凝汽器中排列着冷却水管，从一端到另一端，密集的冷 却水管称为管束。管束的左端连通进口水室，右端连通出 口水室。冷却水从进水管到进口水室，再进入管束，从管 束中出来后通过出口水室的出水管流出。按一定规律排列 的管束构成凝结区，低压汽轮机排出的蒸汽碰到管束凝结 成水，流到下方热井，由凝结水泵送往锅炉。 2

5、 、表面式凝汽器的结构与系统 按照冷却介质的不同，现在热力发电厂使用的凝 汽器可以分为以空气为冷却介质空气凝汽器和以水为 冷却介质的表面式凝汽器两类。然而，由于空气凝汽 器结构庞大、金属耗量多，而且建立的真空也相对较 低，故在一般的固定式电站中并不采用，只有在严重 缺水地区的电站或有些移动式发电机组上才采用。而 水的放热系数高，且表面式凝汽器又能回收洁净的凝 结水，因此水冷却表面式凝汽器能很好地完成凝汽设 备的两个任务，故而成为现代发电厂汽轮机装置中采 用的主要形式。我们只讨论水冷却表面式凝汽器。 本凝汽器是系双壳体、单流程、双背压表面式凝汽器。由 两个斜喉部、两个壳体（包括热井、水室，回热管

6、系）， 循环水连通管及底部的滑动、固定支座等组成的全焊结构 （见图1及图2）。本凝汽器采用了模块设计，在制造厂内 组装成几个大块（见图3）及喉部内抽汽管组等零部件， 这样可以大大地减少电厂装焊量。 图1图2图3 3 、凝汽器设备参数 凝汽器型号 N34000 凝汽器平均背压 5.88KPa(a) 凝汽器的型式： 双背压、单壳体 、双流程、表面 式、横向布置 离开热井的凝结水的 含氧量： 少于20ppb 高压侧背压 6.575kPa(a) 低压侧背压： 5.25 kPa(a) 冷却面积： 34，000m2 管的有效长度： 20,862mm 凝汽器A冷却面积 17000m2 设计冷却水量 19.1

7、m3/s 凝汽器B冷却面积 17000m2 冷却水管内设计流速 2.17m/s 冷却介质 海水 管的数量： 39,636pcs 循环进口温度： 24C 管板材料： 钛管 凝汽器水阻： 65KPa 壳体材料： 碳素钢 通道的数量： 2 水室材料： 碳钢 管材： 钛管 汽侧设计压力： 全真空至 0.098MPa 管外径及管厚： 25 0.5mm 水侧设计压力： 0.3Mpa 过冷度 0.5 端差： 5.4 / 5.16 凝汽器热井运行水位： 正常-1.09m ，最小-1.653m（相对主厂房零米） 4、凝汽器的试验 水侧的水压试验：本凝汽器水压试验压力为0.375MPa（g），用于水压试验 的水温

8、应不低于15，在试验过程中必须注意水室法兰、人孔及各连接焊缝 等处有无漏水、渗水及整个水室有无变形等情况发生。发现问题应立即停止 试验，并采取补救措施。若在规定时间内不能做完全部检查工作，则应延长 持压时间。 汽侧的灌水试验：为了检验壳体及冷却管的安装情况，灌水试验在凝汽器运 行前是不可少的，但不能与水侧水压试验同时进行。汽轮机检修后再次启动 前也要做灌水试验。在试验过程中如发现冷却管及与端管板连接处、壳体各 连接焊缝等处有漏水、渗水及整个壳体外壁变形等情况应立即停止试验，放 尽清洁水进行检查，发现问题的原因并采取处理措施。 真空系统的气密性试验：为了检测机组的安装水平，保证整个真空系统的严

9、密性，应进行真空系统严密性试验。检测方法是停主抽气器或关闭抽气设备 入口电动门（要求该电动门不得有泄漏）。测量真空度下降的速度，试验时 必须遵照本机组汽轮机启动、运行说明有关气密性试验的规定、要求。 为了确保机组的运行性能，凝汽器在正式投入运行前，其水侧必须进行 水压试验、汽侧进行灌水试验及真空系统进行严密性试验。 凝汽器半侧清洗 凝结水泵 1.凝泵结构 2.设备参数 3.#4机凝结水泵变频器 4.凝结水泵逻辑 5.凝结水的用户 1、凝泵结构 1.凝结水泵是将凝汽器底部热井中的凝结水吸出，升压后流经低压加 热器等设备输送到除氧器的水箱。 2.凝结水泵抽吸的是处于高度真空状态下的饱和凝结水，吸入

10、侧是在 真空状态下工作，很容易吸入空气和产生汽蚀。凝结水泵的运行条 件要求泵的抗汽蚀性能和轴密封装置的性能良好。大机组的凝结水 泵通常采用固定水位运行，设置自动调节凝汽器热井水位装置。 3.根据其结构特点可以有以下几种分类： 按叶轮数目分，有单级泵和多级泵。单级泵轴上只装有1个叶轮；多 级泵轴上装有2个或2个以上的叶轮； 按泵轴位置分，有卧式泵和立式泵。卧式泵的泵轴位于水平位置； 立式泵的泵轴位于垂直位置。 金湾电厂的凝结水泵 每台机组配2台100容量凝结水泵，1台 运行，1台备用。 凝结水泵能满足机组各 种运行工况。当运行泵事故跳闸时，备用 泵自动投入运行。泵的最小流量不超过额 定流量的25

11、。 凝结水泵#3机位工频控制，#4为变频控制 ，用一台变频器控制两台凝结水泵。当运 行泵事故跳闸时，备用泵自动投入运行。 凝结水泵型式采用立式筒袋型泵，泵筒体 按全真空设计。 2、设备参数 序号参数名称单位设计工况(110%VWO工况) 1形式 上海凯士比泵筒袋型立式多级离心泵 2型号NLT5005704S 3数量台2台/机组 4压头M329 5转速 r/min1490 6流量t/h1638 7效率%84.5 8最小流量M3/h409 9泵体设计压力MPa5.0 凝结水泵的设备参数 凝结水泵电机的设备参数 序号项目6kV电动机 1制造商 上海电机厂 3型号 YLKS630-4 4转向 从电机方

12、向看逆时针 5数量 2台/机组 6转速 1493rpm 7功率 2000KW 8电压 6KV 9电流 218.5A 10功率因数 0.915 11效率 95% 12防护等级 IP54 13结构 防潮全封闭配有加热器 14绝缘等级 F 15冷却方式 空水冷 16凝泵机械密封型号 021-M43K/125-00 3、#4机凝结水泵变频器 变频器的接线方式 变频器采用“一拖二”接线方式，变频器仅考虑带其 中的一台凝结水泵调速运行。6kV电源经输入开关 接到高压变频装置，变频装置输出经出线隔离开 关送至电动机。 正常运行方式 正常运行时，一台变频模式凝结水泵运行可带满 负荷，第二台凝泵工频模式投入连锁

13、备用 当A泵需要定期切换至备用B泵运行时，需进行下列顺 序的操作： 合“B凝泵工频开关”，工频开启B泵。 跳“A凝泵变频开关”，停变频A泵，合“A凝泵工频 开关” 开启工频A泵。 跳“B凝泵工频开关”，停工频B泵，合“B凝泵变频 开关”将B泵接入变频器，开启变频B泵。 待B泵运行正常后，跳“A凝泵工频开关”，停工频A 泵，切换完成。 B泵切换到A泵，顺序相同；切换过程中的同步问 题由变频系统飞车启动功能自动实现。 4、凝结水泵逻辑 1、启动允许条件：（以下条件为“与”的 关系） a，凝汽器 A/B 水位均150mm 。 b，凝泵入口阀开。 c，凝泵轴承冷却水压力 0.3MPa。 d，电机线圈和

14、各轴承温度正常 （电机推力轴承温度70，电 机下轴承温度85，凝泵推力 轴承75，电机线圈温度 130）。 e，出水阀关或另一台凝泵运行 。 f，再循环阀开或另一台凝泵运行 。 2、联锁启动条件：（以下条件为“或”的 关系） a，备用凝泵联锁投入运行凝 泵跳闸。 b，备用凝泵联锁投入凝结水 母管出压力1.7MPa； 3、保护跳闸条件：（以下条件为“ 或”的关系） a，凝泵进口电动阀关（延时 3 秒）； b，凝泵马达电气保护； c，凝泵出口电动阀关延时 2 分 钟； d，凝泵电机推力轴承温度 80（4 取 1，判断*）； e ，凝泵电机下轴承温度90 （判断*）； f ，凝泵推力轴承温度80（2

15、 取 1，判断*）； g ，凝泵电机 A/B/C 相线圈温度 140（任一相的 2 个点，判 断*）； h ，凝汽器 A、B 水位均 565mm； “判断*”为温度和温升率200/min 的与； 5、凝结水的用户 凝结水系统的杂用水总管及若干支管还向各有关用户提供水源: 1.定冷水补水 2.低旁减温水 3.给水泵密封水 4.闭冷水缓冲水箱补水 5.化学加药用水 6.真空泵补水 7.真空破坏门补水 8.凝汽器疏扩喷水 9.水幕喷水 10.给水泵排汽喷水 11.辅汽减温水 12.轴封主汽减温水 13.低缸喷水 14.凝汽器二级减温水 真空泵 1.真空泵设备参数 2.原理介绍 3.真空系统图 1、真

16、空泵设备参数 凝汽器真空泵 真空泵所配马达 制造商 佛山水泵厂 制造商 长沙电机厂 型号 改进型2BW4353-OEK4 水环真空泵 数量 4台/机组 抽吸能力 36.589 电压 380V 供水量 413m3/h 电流 321A 转速 590r/min 型号 Y355L2-10 数量 4台/机组 绝缘等级 F 换热器面积 29.5m3 功率 160KW 如图：在泵体中装有适量的水作为工作液。当叶轮按图中指示的方向顺时针 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。水环的上部分内表面恰好与叶轮轮毂相切 ，水环的下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 叶轮分成叶片数目相等的若干个小腔。如果以叶轮的上部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