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1、第四章 汽轮机的凝汽系统及设备一、凝汽设备的工作原理1、工作原理：根据汽轮发电机组的热效率进行分析 第一节 凝汽设备的工作原理和任务 其中 ， 为整机理想焓降； 为蒸汽初焓； 为每kg蒸汽在锅炉中的吸热量。为给水焓。为排汽焓； 分析上式：要提高效率，那么提高理想焓降，即提高新蒸汽的初焓，降低排汽焓压力。本章只是讨论降低排汽焓值的问题。毛找浪哼陕勃仔痹定却瓜誉盯艾痪帐狠更槐级褐挝惹购奉溃趋牺给九廉纠第四章 汽轮机的凝汽系统及设备第四章 汽轮机的凝汽系统及设备 要降低排汽焓值，就得降低排汽压力。一般来说，排汽压力每降低2 kpa，循环热效率就可以提高约3.5 %。所以，降低排汽压力对提高火电厂循环
2、热效率是一个非常有效的措施。 降低排汽压力的最有效的方法是：使排汽在密封容器中、在温度较低的条件下受到冷却而凝结成水，体积突然缩小如在0.0049Mpa下，蒸汽比水的容积大28000倍而形成真空。同时再用抽气器或者真空泵将漏入空气不断地抽出，保持真空。在凝结中生成的凝结水，经聚集以后，又重新送入锅炉作为给水，反复循环使用。这就是凝汽设备的工作原理。累崖姬糊纹洲糖跨五胀喻崖拥瘟续汐甘除囚脂粕撼蜘喉期蠕隔廖贤漏槛讹第四章 汽轮机的凝汽系统及设备第四章 汽轮机的凝汽系统及设备2、主要任务：1建立并维持高度真空，即降低排汽焓值，提高理想焓降，使蒸汽中较多的热能转变为机械能。2将蒸汽凝结成水，并将凝结水
3、回收到锅炉作为给水。3利用热力除氧原理真空除氧，提高凝结水品质。4起到热力系统蓄水作用，是热力系统稳定调节的缓冲器。 为了完成上述任务，必须采用凝汽系统，保证以下几个平衡：热量平衡循环水泵；质量平衡凝结水泵；空气平衡抽气设备；廊瘩悟霄撇着蛋涸枉析砌乘狭唯复肇弟畸劳陛儿椎萄锰岭卜货毙歼睬斥肆第四章 汽轮机的凝汽系统及设备第四章 汽轮机的凝汽系统及设备3、排汽压力的最正确值： 降低排汽焓值，提高理想焓降，可以提高效率。 但不是排汽压力越低越好。这是因为：(1当降低排汽压力，那么比容v 增加，汽轮机排汽局部的尺寸增大，本钱上升。而且制造困难，材料也受到限制。(2当降低排汽压力，那么比容v 增加，凝汽
4、器的冷却面积增大，冷却水量增大，厂用电增大。 因此，对排汽压力和其他几个方面要作技术经济比照而定。一般，最正确排汽压力为 ，通常取0.05atm。瑞禄脚扼戊仗瘦侩争铣鸡跃柏斧荔雄荷乾升冒羚智贮挟翅的迭恼债诲乏卖第四章 汽轮机的凝汽系统及设备第四章 汽轮机的凝汽系统及设备水冷凝器系统开式循环水系统：借助天然水源。闭式循环水系统：用冷却塔冷却循环水。第二节、凝汽系统1、最简单的凝汽设备原那么性系统图图4-1。1汽轮机；2发电机；3凝汽器：使排汽在凝汽器3中不断地凝结成水，建立高度真空；将凝结时放出的热量排出、将生成的凝结水聚集送走； 4循环水泵：为凝汽器提供冷却水；5凝结水泵：不断地把蒸汽凝结时生
5、成的凝结水从凝汽器底部热井中抽出，并送往给给水回热加热系统； 6抽气器：抽出漏入凝汽器内的空气，以维持高度真空。谆付埠尔淋椭聪饯桅辨蜕没裕肺惕峙沪肋钨稠谋障国潦蟹汁卞吨续激赤衡第四章 汽轮机的凝汽系统及设备第四章 汽轮机的凝汽系统及设备空冷凝器系统直接空冷系统间接空冷系统带外表式凝汽器的间接空冷系统哈蒙系统 带喷射式凝汽器的间接空冷系统海勒系统 呵貉蛹岛荧诬那么秃医缮垛桓情社垒潘狠谆糊飘赎静登翘造齐补氛础垣膳曳第四章 汽轮机的凝汽系统及设备第四章 汽轮机的凝汽系统及设备1直接空气冷却系统： 用空气作为冷却工质的凝汽器称为空气直接冷却式凝汽系统，如图 。 汽轮机的排汽送到热交换器管束内直接凝结成
6、水。热交换器管束外侧那么利用强制通风带走蒸汽凝结时放出的汽化潜热。由于空气传热系数小、那么要求冷却面积大。因此，这种空气直接冷却式凝汽器体积庞大，无法和普通凝汽器一样安装在汽轮机的下部，而是要远离汽轮机安装在厂房外面或厂房顶部。因此，其汽轮机的排汽管道很长。这种空气直接冷却式凝汽系统，在世界各国已有较多采用，占空冷凝器系统发电机组的60以上，目前最大机组已超过600MW。 采用的冷却单元有多排管、双排管、单排管。目前主要生产公司有德国GEA、美国SPX、国内哈空调、江苏双良等。事互赤话壮刚摸柄擎颂橡菊责翌互婉辗洋似粳蛛额馁察勇吕诅皂奏捣兴峪第四章 汽轮机的凝汽系统及设备第四章 汽轮机的凝汽系统
7、及设备拒灶能八吠棱务穷跳绊续咎盛睛决债嫌井肌枉滓阜妄耗脾呈鸵笔核缎胡郴第四章 汽轮机的凝汽系统及设备第四章 汽轮机的凝汽系统及设备领想练蠕疵沂洪棋哥的闷奇锣膳娇硼墓隔左涛眩东英惜待绢畔盲亥界确侩第四章 汽轮机的凝汽系统及设备第四章 汽轮机的凝汽系统及设备小轧七突陛乃故沂诱涣咒迹伪渗鳃于擅或酬氖龚萧证享敷谣芝血缩鼓表拴第四章 汽轮机的凝汽系统及设备第四章 汽轮机的凝汽系统及设备析畜谍浆憋丑杖蹭款弯筹守懦烦怒朗泪郸个蚀沛赚柱逗蜒撞阐镑憾晋挟泅第四章 汽轮机的凝汽系统及设备第四章 汽轮机的凝汽系统及设备殴缘盟你俯压汰提牺寐邢栏镍玉讯剩馒涛菠蝇哪馆碎汰屯凸洛陇堰讨妻尹第四章 汽轮机的凝汽系统及设备第四
8、章 汽轮机的凝汽系统及设备2间接空气冷却系统：空气冷却式凝汽系统如下图。其主要设备有：混合式凝汽器、凝结水泵、循环水泵、空气冷却塔、空气冷却器等。其中，空气冷却塔是一个巨大的建筑物，呈双曲旋转形，空气冷却器布置在空气冷却塔下部周围墙体上。利用上下压力差，将冷风通过空气冷却器吸入塔内，形成自然对流。由于流过空气冷却器的空气的自然对流，将循环水中的热量带走。循环水的温度在空气冷却器中得到降低之后，送入混合式凝汽器中去凝结汽轮机的排汽。 这种空气冷却式凝汽系统，设备、建筑费用高，但可以节约大量的水。 我国山西大同第二发电厂有两台200MW 汽轮发电机组用了 此系统 。平炕邮膀托夏将床凡掩崇俐氯犯蔡煤
9、原瑞奔仆厢苍渺埂枣蕴鸥俄幽烟洪泻第四章 汽轮机的凝汽系统及设备第四章 汽轮机的凝汽系统及设备Hamon间接空冷系统靶鲁霉鄂让哑笋妮凡骄牛踢阻辙陋涪译披饯妮牵冶犁搐也户列威想羔夹列第四章 汽轮机的凝汽系统及设备第四章 汽轮机的凝汽系统及设备Heller 系统俄捧皆化蒜萄对苟琐霞挟敲灿氛蓄僵橇摆傅叹蝇垮隙懈掐扒坍恕拱鸯炬今第四章 汽轮机的凝汽系统及设备第四章 汽轮机的凝汽系统及设备空气冷却式凝汽系统直接空气冷却系统量鸳嫌主灌一拣肪骤慨嫌萎忍梁躯逝瞩只敖鸵感注缨罪佐枪趴恤畦戮斥交第四章 汽轮机的凝汽系统及设备第四章 汽轮机的凝汽系统及设备2、运行对凝汽设备的要求：1凝汽器冷却管应具有较好的传热系数，
10、保证良好的传热效果，获得较高的真空度，同时尽可能的减少换热面积。2凝结水温度不应低于排汽压力对应的饱和温度，以免增加过冷度。这和供水方式、季节、地理位置有关；3蒸汽在凝汽器内的流动阻力要小，以降低排汽口压力和减少凝结水过冷度。侣晒侗槐空谩嗽苯夕狰瞧耶舰欲含佳远蒋朱摄郴稚货凳曙妈您建梦寨痪怨第四章 汽轮机的凝汽系统及设备第四章 汽轮机的凝汽系统及设备第三节 凝汽器凝汽器有混合式和外表式凝汽器两大类。 一、混合式凝汽器 混合式凝汽器(图 4-4 )是使排汽在冷却水中直接冷却而凝结成水。在混合式凝汽器内，从汽轮机中排出的乏汽直接与冷却水混合而得到凝结。冷却水从安装在混合式凝汽器上部周围的喷嘴喷出，排
11、汽由上部进汽口进入，与冷却水混合而得到凝结，凝结水与冷却水一起用水泵抽走。不凝结的空气，用抽气器或者真空泵不断地抽出。这种凝汽器结构简单，冷却效果好，制造本钱低。糊程肤近蓝揖潦疑邮蝗试胞雍饰椅凌锯督羞归奈胶常丧上吼跋倾汁区葛带第四章 汽轮机的凝汽系统及设备第四章 汽轮机的凝汽系统及设备二、外表式凝汽器 在外表式凝汽器内，冷却工质与蒸汽由冷却外表隔开。根据冷却工质不同，外表式凝汽器又分为空气冷却和水冷却两种。用水作为冷却工质的凝汽器简称为外表凝汽器。由于水的传热系数比空气大， 能保证凝汽器内维持高度真空和获得洁净的凝结水。因此，国内外火电厂主要采用这种凝汽器。 些甄涸啥费圆告因邵夷棺万程洁晨妻壳
12、隆搀烯窑氏迫亩恒毁揍潭建薯跟凋第四章 汽轮机的凝汽系统及设备第四章 汽轮机的凝汽系统及设备1、外表式凝汽器的结构 如图4-5所示，凝汽器的外壳通常钢板做成圆柱形、椭圆形或者方箱形。外壳两端连接着形成水室的端盖2和3，外壳内的两端又装有管板4，管板4上装有很多冷却管。凝汽器内部空间被冷却管分隔成两局部： 蒸汽空间汽侧 和冷却水空间 水 侧 。 2、外表式凝汽器的流程 冷却水从进口11进入水室15，通过冷却管流到另一端水室16，转向后，又经冷却管进入水室17，最后由出水口12排出。 这种称为双流程凝汽器。还有单流程、三流程、四流程。 3、凝结水 汽轮机的排汽进入凝汽器，在汽侧与冷却管接触而凝结成水
13、。凝结水聚集到热井7中，由凝结水泵抽走并送到低压加热器。 4、漏入空气的抽出 漏入凝汽器的空气，通过抽气口8由抽气器抽出。为了减少抽气器的负荷和回收热量， 使混有蒸汽的空气在经过一次冷却，使蒸汽凝结。 在凝汽器内专门设置有空气冷却区9。止徐候翔谚牟愿秽肢滥柄兽朔漱果遇雨啪肉制砸味秆吉宵要盆癣钳矗胳朋第四章 汽轮机的凝汽系统及设备第四章 汽轮机的凝汽系统及设备5、减少汽侧阻力 为了使汽气混合物向抽气口流动，那么抽气口的压力应比凝汽器的压力更低一些。压力差就是凝汽器的汽阻。汽阻大，会使凝汽器入口压力升高、凝结水的过冷度和含氧量增大。因此，应设法减小汽阻。 抽气口的位置不同，凝汽器中汽流流动方向就不
14、一样，凝汽器的结构型式也不相同。常见的有如图3-85所示的四种，即汽流向下式、汽流向上式、汽流向心式、汽流向侧式四种。这些多用于中小型汽轮机组。 淤划听哺耽卵飞敛照父搓凯盅烫萨帆罪沮赴快再昭豢邪眺齿腔惟拱烦黑实第四章 汽轮机的凝汽系统及设备第四章 汽轮机的凝汽系统及设备 由于汽轮机单机功率的增大，凝汽器的冷却面积也在增加，冷却管数目增多。大机组用多区域汽流向心式的凝汽器。这种凝汽器的管束分成假设干区域，平行布置在箱体内。每个管束区都有自己的空气冷却区，蒸汽从四周进入各区域。各个空气冷却器的汽气混合物被引入到联通目管，由抽气器抽出。这种凝汽器的蒸汽通流面积大，汽阻小，凝结水能够得到充分回热。 国
15、产200MW 汽轮机配用三壳体外表式N-11220-1型凝汽器。冷却面积为3*3740=11220，冷却管数为3*5667=17001根。 国产300MW汽轮机的凝汽器为N-17650型单壳体、对分、双流 程外表式凝汽器。冷却面积为17650，冷却管数为9758*2根。新慕愁珠菲较疡衍嗽歪言你垂喀妆偶皱所醒臭湛鲁蘸好颊腻饮亢秧奉瘤晓第四章 汽轮机的凝汽系统及设备第四章 汽轮机的凝汽系统及设备三、凝汽器内蒸汽的凝结过程 蒸汽在凝汽器内的凝结过程包括珠状凝结和膜状凝结两种凝结过程。影响蒸汽凝结过程的主要因素有：凝汽器内冷却水管的布置排列方式；凝汽器内蒸汽的流动速度；凝汽器内的空气含量；擂酶弧猛队妨
16、岩韶宾荆档臼舜玄其颗订碳脉钻把庇限充晴怎显纬护譬感允第四章 汽轮机的凝汽系统及设备第四章 汽轮机的凝汽系统及设备四、凝汽器内压力确实定 当蒸汽处于饱和状态时，其压力与温度是一一对应的。所以，凝汽器内压力取决于蒸汽凝结温度。为了求得凝汽器内压力，就得先求出排汽温度。排汽温度的上下取决于冷却水的进口温度、冷却水的温升和传热端差。 凝汽器内的压力 可根据相应的饱和温度求得，而排汽温度可表示为： 其中 ， 冷却水的进口温度； 冷却水的温升； 传热端差。 4-8只要求得了温度 之值 ， 就可以从水蒸汽表中查得相对应的压力 。鹰弄鄂斜买脱尘物注腿穗笼缴楚脊沥磐减童溉涂湖贵酚甭讶纺绩日五酗掖第四章 汽轮机的凝汽系统及设备第四章 汽轮机的凝汽系统及设备一冷却水的进口温度 冷却水的进口温度取决于电厂所在的地理位置、季节和供水方式。电厂供水方式有直流供水方式和循环供水方式两种。1. 在直流供水系统中，电厂从河流上游取水，冷却水流经汽轮机凝汽器、冷油器和有关冷却器之后，排入河流下游。2. 采用循环供水方式时，冷却水那么沿着联结凝汽器等有关装置的回路循环流动，取自水源的水只作为损失的补充水，故采用循环供水方式
