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1、第四章 汽轮机凝汽系统及设备 第一节凝汽系统的工作原理 1 凝汽系统的组成 凝汽器 抽气设备 凝结水泵 循环水泵及其连接管道 2 凝汽系统的任务 在汽轮机排气口建立并维持高度真空 将汽轮机排汽凝结成凝结水作为锅炉给水循环使用 3 凝汽系统的原理 第二节凝汽系统 一 水冷 湿冷 凝汽系统1 开式系统2 闭式系统 二 空冷凝汽系统1 直接空冷系统 2 间接空冷系统 第三节凝汽器 一 混合式凝汽器二 表面式凝汽器 1 表面式凝汽器类型 按流程分 单流程 双流程 按抽气口位置 汽流向侧式 汽流向心式 汽流向下式 汽流向上式 汽阻 疑汽器蒸汽入口处与空气抽出口处的压力之差称为凝汽器的汽阻 汽阻对运行影响
2、 汽阻越大 汽轮机运行经济性越低 汽阻将使凝结水的过冷度和含氧量增大 因此应减小凝汽器的汽阻值 水阻 冷却水在凝汽器内循环通道中所受到的阻力称为水阻 水阻对运行影响 水阻越大 循环水泵的耗功越大 因此应减小凝汽器的水阻值 凝汽器管束布置 基本排列方法有三种 三角形排列法 正方形排列法和辐向排列法 三 凝汽器内压力的确定 一 冷却水的进口温度 二 冷却水温升 影响凝汽器压力的主要因素 三 传热端差 1 冷却水温升增大将导致凝汽器真空下降 冷却水温升增大的原因是冷却水量不足 而水量不足的原因是泵出力不足或水阻大 水阻大的原因是泵出口阀或凝汽器进水阀开度不足 虹吸破坏及冷却管堵塞 2 凝汽器端差增大
3、将导致凝汽器真空下降 运行中凝汽器端差增大的原因 冷却管表面脏污或结垢 真空系统不严密或抽气器工作不正常 轴封供汽压力不足或中断 凝汽器水位高 淹没部分管束 堵管太多 3 凝结水过冷凝结水过冷的主要原因 水膜内外表面的平均温度低于所处压力下的饱和温度 冷却水管的排列不当 例如上排冷却水管产生的凝结水下滴时与下排冷却水管接触 凝结水再次被冷却 将使过冷增大 回热通道布置不当或管束布置过密 将产生凝结水的过冷 凝汽器的汽阻过大 凝汽器漏入空气增多或抽气设备工作不正常 凝汽器内积存有空气 凝结水水位过高 凝汽器铜管破裂 凝结水内漏入循环水 此时凝结水质严重恶化 如硬度超标等 凝汽器冷却水量过多或水温
4、过低 4 空气对凝汽器运行的影响空气来源 1 由新蒸汽带入汽轮机 2 处于真空状态下的低压各级与相应的回热系统 排汽缸 凝汽设备不严密处漏入的 空气的危害 1 空气漏进凝汽器的真空系统内要影响机组的经济性和安全性 漏泄严重时要被迫停机 2 当空气漏入凝汽器后 换热效果降低 凝汽器内的真空降低 3 凝结水中的含氧量增加 设备的腐蚀速度加快 4 蒸汽分压相对降低 其凝结水温度低于凝汽器内总压力所对应的饱和温度 过冷度增加 5 真空除氧凝结水含氧量大是导致铜管及凝结水系统管道阀门腐蚀 降低设备寿命的重要原因 故超高压以上机组的凝汽器一般都设有真空除氧装置 其形式多为淋水盘式 为了改善低负荷时的真空除
5、氧效果 设计先进的机组在凝汽器中增设了鼓泡除氧装置 热井中的凝结水被蒸汽鼓泡搅动而混合并加热至饱和温度 使非凝结气体从水中逸出 这种装置可以在机组启动 低负荷和其他非正常工况下投运 6 胶球清洗装置 主要设备有 胶球泵 装球室 分配器 收球网 差压计及专用阀门等 四 多压凝汽器多压凝汽器是指将来自两个以上的汽轮机排汽口的蒸汽引入汽侧分隔 水侧串连的真空不同的若干汽室中加以凝结的凝汽器 只要机组有两个以上的排汽口 就可以采用多压凝汽器 双压式 三压式 四压式 多压凝汽器的特点 1 在一定条件下 多压凝汽器的平均折合压力低于单压凝汽器的压力 提高机组的热经济性 在汽轮机功率相同时 可减少冷却面积和
6、冷却水量 2 多压凝汽器可将低压凝结水引入高压侧加热 以提高凝结水温 减小低压加热器的抽气量 减小发电热耗率 进行凝结水的回热方法有两种 一是将低压凝结水用泵打至高压汽室内特制喷嘴中 使水雾化 充分与高压汽室蒸汽接触而被加热 另一是将低压凝结水水位提高 依靠重力作用使低压凝结水自流到高压侧的底盘上 再由底盘下的许多小孔流出被蒸汽加热 图5 15采用多压凝汽器的热效率曲线1 4 六压 2 5 三压 3 双压 第四节抽气设备抽气器的任务 抽气器的任务是抽除凝汽器内不能凝结的气体 启动时建立真空 运行时维持真空 分类 按原理 分为喷射式抽气器和容积式抽气器 容积式抽气器分为水环式真空泵和机械离心式真空泵两种 喷射式抽气器按工作介质分为射汽抽气器和射水抽气器两种 1 射汽式抽气器工作原理 射汽抽气器 当抽气器的增压比太大时效率较低 因此 长期运行的主抽气器通常均做成两级或三级 如右图所示 采用多级抽气器后每级增压比都较小 效率较高 故可减少工作蒸汽消耗量 在多级抽气器中一般都设有中间冷却器 以减小压缩功 2 射水抽气器 射水抽气器不消耗蒸汽 运行费用较低 系统简单 结构紧凑 运行可靠 维护方便 但需设置专用水泵 投资较大 且不能回收被抽除的混合气体中的蒸汽 适合于滑参数启动和滑压运行的单元制再热机组 3 水环式真空泵特点 工作安全 可靠 经济 操作简单 不需润滑 噪声小
