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1、汽机培训教材 C版第1章 凝结水系统1.1. 概述1.1.1. 系统功能凝结水系统的主要功能是由凝结水泵将凝结水升压后，流经化学精除盐装置、轴封冷却器、低压加热器、输送至除氧器；同时为低压缸排汽、三级减温减压器、辅汽、低旁等提供减温水和提供给水泵密封水、闭式水补水等杂项用水。为了保证系统安全可靠运行、提高循环热效率和保证水质，在输送过程中，对凝结水系统进行流量控制及除盐、加热、加药等一系列处理。1.1.2. 系统组成及流程我公司凝结水系统为单元制中压供水系统，每台机组设置一台300m凝结水储水箱、两台凝结水输送泵、两台100容量凝结水泵、一台轴封冷却器、四台低压加热器。（见图9-1）图9-1凝
2、结水系统流程示意图凝汽器为双壳体、双背压、对分单流程、表面式凝汽器，凝汽器热井水位通过凝汽器补水调阀进行调节。正常运行时，借助凝汽器真空抽吸作用，给热井补水。当热井水位高到一定值时补水阀关，若水位继续上升就通过凝结水再循环阀把水排到凝结水储水箱。两台100容量的凝结水泵布置在机房零米，正常运行期间，一用一备。凝泵密封水采用自密封系统，正常运行时，密封水取自凝泵出口，经减压后供至两台凝泵轴端。启动时密封水来自凝结水补水系统。为防止泵发生汽蚀，在轴封冷却器后引一路最小流量管到凝汽器，在启动和低负荷时投运。凝结水的最小流量应大于凝泵和轴封冷却器所要求的安全流量500t/h，冷却机组启动及低负荷时轴封
3、溢流汽和门杆漏汽，并保证凝结水泵不汽蚀。在凝结水泵入口管路上设有规格为40目的T型滤网，以滤去凝结水中的机械杂质。 为了确保凝结水水质合格，每台机配一套凝结水精处理装置，布置在机房零米层。凝结水精处理装置设有进出口闸阀及旁路闸阀，机组起动或精处理故障时由旁路向系统供水。系统亦设有氧、氨和联胺加药点，经过除盐和氨氧联合处理的凝结水水质得以改善。 轴封冷却器位于机房6.9米，其汽侧靠轴封风机维持微负压状态，利于轴封乏汽的回收，防止蒸汽外漏。轴封冷却器按100额定流量设计，不设旁路管道，利用其出口最小流量管保证低负荷时亦有足够冷却水。其疏水经水封自流至凝汽器，为了保证水封管的连续运行，水封管内不通过
4、蒸汽，一般水封管高大于两侧压差的两倍。 凝结水系统设有四台低压加热器，即5、6、7、8号低压加热器。7、8号低压加热器合体布置，安装在两个凝汽器的喉部，5、6号低压加热器安装在机房6.9米层。7、8号低加采用大旁路系统，5、6号低加采用小旁路。当加热器需切除时，凝结水可经旁路运行。低压加热器采用疏水逐级自流方式回收至凝汽器，并设有事故疏水直排凝汽器。 除氧器布置在除氧间24米层。除氧器采用滑压运行，正常运行时由汽机四段抽汽供汽，起动和备用汽源来自辅汽系统。除氧器的水位由主凝结水调节阀控制。除氧器凝结水进水管上装有一个逆止阀，以防止除氧器内蒸汽倒流进入凝结水系统。 在凝结水精处理后设有凝结水支管
5、，为系统用户提供水源，包括低压缸喷水、凝汽器水幕保护喷水、轴封减温器喷水、给水泵密封水、辅汽减温水、本体扩容器减温水、闭式水系统补水、低旁减温水及真空破坏阀密封水等。为提高系统运行灵活性，在除氧器入口凝结水管道上引入一路凝补水，机组起动时可给除氧器上水。另外，5号低加出口接出一路排水引至开式水回水管，起动冲洗或事故排水时可投入运行。为保证系统用水，每台机组设置一套凝结水补充水系统。凝补水系统主要在机组起动时为凝汽器和除氧器注水及正常运行时系统的补水，也可回收凝汽器的高位溢流水。此系统包括一台300m凝结水储水箱、两台凝结水输送泵及相关管道阀门。机组正常运行时储水箱水位由除盐水进水调阀控制，三台
6、机组的储水箱之间设一根联络管，以增加运行灵活性。1.1.3. 凝结水水质要求总硬度： 0mol/l溶解氧 ： 20g/l 铁： 10g/l铜： 5g/l 二氧化硅： 15g/l油： 0mg/lPH值： 89导电率25： 0.2S钠： 10g/l1.2. 系统设备介绍1.2.1. 凝汽器1） 概述凝汽器的主要功能是在汽轮机的排汽部分建立一个较低的背压，使蒸汽能最大限度地做功，然后冷却成凝结水，并回收至热井内。凝汽器的这种功能需借助于真空抽气系统和循环水系统的配合才能实现。真空抽气系统将不凝结气体抽出；循环水系统把蒸汽凝结热及时带走，保证蒸汽不断凝结，既回收了工质，又保证排汽部分的高真空。凝汽器除
7、接受主机排汽、小汽机排汽、本体疏水以外，还接受低压旁路排汽、高、低加事故疏水及除氧器溢流水。我公司的凝汽器为双壳体、单流程、双背压表面式凝汽器，并列横向布置。由两个斜喉部、两个壳体（包括热井、水室、回热管系）、循环水连通管及底部的滑动、固定支座等组成的全焊接钢结构。（见图9-2）图9-2 凝汽器外形图凝汽器喉部上布置组合式7、8号低压加热器、给水泵汽轮机排汽管、汽轮机旁路系统的三级减温器等。喉部内在三级减温减压器上方布置有水幕保护装置，防止三级减温减压器失灵而使喉部温度过高，HP、LP凝汽器喉部分别布置了22只喷嘴，当低压缸排汽温度高于80时保护动作。汽轮机的5、6、7、8段抽汽管道及轴封回汽
8、、送汽管道从喉部顶部引入，5、6段抽汽管道分别通过喉部壳壁引出，7、8段抽汽管接入布置在喉部内的组合式低压加热器。壳体采用焊接钢结构，分为LP、HP壳体，内有管板、冷却管束、中间隔板和支撑杆等加强件。管板与端盖连接，将凝汽器壳体分为蒸汽凝结区和循环水进出口水室；中间隔板用于管束的支持和固定。管束采用不锈钢管，布置方式为“教堂窗式”布置（图9-3）。这种方式的特点式换热效果好，汽流在管束中的稳定性好。由于布置合理，凝结水下落时可破坏下层管束的层流层，改善传热效果。 凝汽器壳体下部为收集凝结水的热井，凝结水出口设置在低压侧壳体热井底部，凝结水出口处设置了滤网和消涡装置。循环水室内表面整体衬天然橡胶
9、并整体硫化。凝汽器循环水采用双进双出形式，前水室分为四个独立腔室，LP侧两个水室为进水室，HP两个水室为出水室；后水室为四个独立腔室，均为转向水室。凝结水回热系统的作用在于消除凝结水的过冷和减小含氧量，提高机组的循环热效率。LP侧壳体下部设一与LP侧壳体分隔的出水水室，出水水室通过回热管道与HP凝汽器热井连通，其回热过程是，LP侧凝结水在重位差作用下经回热管回流HP凝汽器，与HP侧热井中回热管系相接。回流的LP凝结水通过淋水盘与HP凝结水相遇，经过加热混合后聚集在高压凝汽器热井内。高压凝汽器热井内的凝结水通过连通管流至LP侧出水水室，最后由凝结水泵打出（图9-5）。 图9-3 教堂窗式管束布置
10、 图9-4凝汽器与汽轮机的连接 图9-5 凝汽器回热系统凝汽器与汽轮机排汽口采用不锈钢膨胀节挠性连接(图9-4)，凝汽器下部支座采用PTFE滑动支座，并设有膨胀死点及防上浮装置.补偿运行中凝汽器及低压缸的膨胀差，并避免凝结水和循环水的载荷对汽轮机低压缸的影响。循环水双进双出结构，先进入LP侧凝汽器前水室，斜向上流经LP管束由LP凝汽器后水室，经换向管引入HP侧凝汽器后水室，再斜向上流经HP凝汽器管束经前水室排出。由此而形成背压不同的两个凝汽器，其折算压力总是低于结构相同的单背压凝汽器，提高循环热经济性；而且低压凝结水经过回热加热，可减少在热力系统中的吸热量。抽气系统采用串联抽出系统，即空气由高
11、压凝汽器流向低压凝汽器，经抽气管道抽出。蒸汽由汽机排汽口进入凝汽器，然后均匀分布到管子全长上，经过管束中央通道及两侧通道使蒸汽能够全面地进入主管束区，通过冷却水管的管壁与冷却水进行热交换后被凝结；部分蒸汽由中间通道和两侧通道进入热井对凝结水进行回热。剩余的汽气混合物经空气冷却区再次进行热交换，少量未凝结的蒸汽和空气混合物经抽气口由汽侧真空泵抽出。2）N38000型凝汽器的技术性能凝汽器在VWO工况下，循环倍率设计为63，循环水温升不超过10，设计水温20。凝汽器能在VWO工况及循环水温33下连续运行，并保证除氧效果。循环水系统设有反冲洗管路，运行中可通过反冲洗管进行半侧冲洗。当循环水半侧运行时
12、汽轮机能达到75的铭牌功率。最大保证工况下凝汽器的出口凝结水过冷度不大于0.5，凝汽器在正常运行负荷范围内出口凝结水含氧量不超过20PPb。热井容量不小于TMCR工况下3分钟凝结水量，其正常运行水位在高低报警之间，但不小于300mm。当低旁投入时低压缸排汽温度不超过限定值。凝汽器管束材料为TP317L的不锈钢管，总有效冷却面积不小于38000m2。凝汽器冷却管总数量36976根，具有5以上的堵管冗余量，而不影响机组带负荷能力。凝汽器技术参数见下表表91 凝汽器技术参数表序号项 目单位数据1凝汽器的总有效面积m2380002抽空气区的有效面积m222803流程数/壳体数2/24VWO工况循环水带走的净热kJ/s7286835传热系数W/m2.33116设计循环水流量m3/h660247管束内循环水最高流速m/s2.28冷却管内设计流速m/s2.29清洁系数0.8510VWO工况循环水温升9.4911凝结水过冷度0.512凝汽器设计端差4.7813水室设计压力MPa.g0.414壳侧设计压力MPa.g0.1vac15凝汽器出口凝结水保证氧含量mg/l20ppb16管子总水阻kPa7117凝汽器汽阻kPa0.118循环倍率(设计工况)5519水室重量（每个）kg1200020凝汽器净重kg86500021凝汽器重量（运行时）kg
