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1、凝汽器工作原理凝汽器：使驱动汽轮机做功后排出的蒸汽变成凝结水的热交换设备。 蒸汽在汽轮机内完成一个膨胀过程后，在凝结过程中，排汽 体积急剧缩小，原来被蒸汽充满的空间形成了高度真空。凝 结水那么通过凝结水泵经给水加热器、给水泵等输送进锅 炉，从而保证整个热力循环的连续进展。为防止凝结水中含 氧量增加而引起管道腐蚀，现代大容量汽轮机的凝汽器内还 设有真空除氧器。凝汽器的主要作用：1在汽轮机排汽口造成较高真空，使蒸汽在汽轮机中膨胀到最低压力，增大蒸汽在汽轮机中的可用焓降，提高循环热效率；2将汽轮机的低压缸排出的蒸汽凝结成水，重新送回锅炉进展循环；3聚集各种疏水，减少汽水损失。4凝汽器也用于增加除盐水
2、正常补水外表式凝汽器的工作原理：凝汽器中装有大量的铜管，并通以循环冷却水。当汽轮机的排汽与凝汽器铜管外外表接触时，因受到铜管内水流的冷却，放出汽化潜热变成凝结水，所放潜热通过铜管管壁不断的传给循环冷却水并被带走。这样排汽就通过凝汽器不断的被凝结下来。排汽被冷却时，其比容急剧缩小，因此，在汽轮 机排汽口下凝汽器内部造成较高的真空。凝汽器是火力发电厂的大型换热设备。图1为外表式凝汽器的 构造示意图。凝汽器运行时，冷却水从前水室的下半局部进来，通过冷却水管 换热管进入后水室，向上折转，再经上半局部冷却水管流向前水 室，最后排出。低温蒸汽那么由进汽口进来，经过冷却水管之间的缝 隙往下流动，向管壁放热后
3、凝结为水。真空度定义：从真空表所读得的数值称真空度。真空度数值是表示出系统压强实际数值低于大气压强的数值，即：真空度二大气压强一绝对压强凝汽器中真空的形成主要原因在启动过程中凝汽器真空是由主、辅抽汽器将汽轮机和凝汽器内 大量空气抽出而形成的。在正常运行中，凝汽器真空的形成是由于汽轮机排汽在凝汽器内 骤然凝结成水时其比容急剧缩小而形成的。如蒸汽在绝对压力4kpa 时蒸汽的体积比水的体积大3万倍，当排汽凝结成水后，体积就大为 缩小，使凝汽器内形成高度真空。凝结器的真空形成和维持必须具备三个条件：1凝汽器铜管必须通过一定的冷却水量；2凝结水泵必须不断地把凝结水抽走，防止水位升高，影响蒸汽的 凝结；3
4、抽汽器必须把漏入的空气和排汽中的其它气体抽走。真空降低的原因：1循环水量减少或中断： 循环水泵跳闸、循进阀门误关、循环水泵出口蝶阀阀芯落、循进滤 网堵：水量中断，进水压力下降，出水真空至零，循泵电流至零或 升高，须不破坏真空停机；假设未关死，立即减负荷恢复； 循出阀门误关、凝汽器水侧板管堵塞、收球大网板不在运行位置： 循环水压上升，温升增大； 进水不畅：循泵电流晃动，进水压力下降，出水真空降低，循环水 温升增大，水量缺乏；. |4 Q1 j- 3 u 虹吸破坏进水压力低、板管堵塞、出水侧漏空气虹吸作用减 小时，会使水量减少，却又提高了循环水母管压力，而压力高对维 持水量是有利的，所以虹吸破坏必
5、然是个过程。出水真空晃动且缓 慢下降，温升增大。操作：提高循环水压力关小出水门，对循 出放空气，重新建立出水真空。2轴封汽压力低：提高压力，关小轴加排汽风机进气门；冷空气 会使转子收缩，负差胀增大。3凝汽器水位高：排汽温度升高同时，凝水温度下降，过冷度增力口。端差增大；水位抽汽口高度、运行凝泵跳闸、管路堵、备用泵逆止门坏、系统主要气控调门失灵、钛管大漏：备用凝泵自启动， 出口压力至零或升高，凝泵电流晃动或升高或下降至空载值； 4真空系统漏空气：管道、法兰、焊口、人孔门、空气门、放水 门、水位计、小机排汽蝶阀、向空排气薄膜、u形管水封；5空气抽出设备故障：真空泵、泵入口空气逆止门阀芯落、阀门坏。
6、4 r# A%一、真空急剧下降的原因和处理 1循环水中断：循环水中断的故障可以从循环泵的工作情况判断。假设循环泵电机电流和水泵出口压力到零，即可确认为循环泵跳 闸，此时应立即启动备用循环泵。假设强合跳闸泵，应检查泵是 否倒转；假设倒转，严禁强合，以免电机过载和断轴。如无备用 泵，那么应迅速将负荷降到零，打闸停机。循环水泵出口压力、 电机电流摆动，通常是循环水泵吸入口水位过低、网滤堵塞等所 致，此时应尽快采取措施，提高水位或清降杂物。如果循环水泵 出口压力、电机电流大幅度降低，那么可能是循环水泵本身故障 引起。如果循环泵在运行中出口误关，或备用泵出口门误门，造 成循环水倒流，也会造成真空急剧下降
7、。2射水抽气器工作失常：如果发现射水泵出口压力，电机电流同时 到零，说明射水泵跳闸；如射水泵压力电流下降，说明泵本身 故障或水池水位过低。发生以上情况时，均应启动备用射水磁和 射水抽气器，水位过低时应补水至正常水位。3凝汽器满水：凝汽器在短时间内满水，一般是凝汽器铜管泄漏严 重，大量循环水进入汽侧或凝结水泵故障所致。处理方法是立即 开大水位调节阀并启动备用凝结水泵。必要时可将凝结水排入地 沟，直到水位恢复正常。铜管泄漏还表现为凝结水硬度增力。这 时应停顿泄漏的凝汽器，严重时那么要停机。如果凝结水泵故障， 可以从出口压力和电流来判断。4轴封供汽中断：如果轴封供汽压力到零或出现微负压，说明轴封 供
8、汽中断，其原因可能是轴封压力调整节器失灵，调节阀阀芯脱 落或汽封系统进水。此时应开启轴封调节器的旁路阀门，检查除 氧器是否满水(轴封供汽来自除氧器时)。如果满水，迅速降低其 水位，倒换轴封的备用汽源。二、真空缓慢下降的原因和处理 因为真空系统庞大，影响真空的因素较多，所以真空缓慢下降时， 寻找原因比拟困难，重点可以检查以下各项，并进展处理。 1循环水量缺乏：循环水量缺乏表现在同一负荷下，凝汽器循环水 进出口温差增大，其原因可能是凝汽器进入杂物而堵塞。对于装 有胶球清洗装置的一机组，应进展反冲洗。对于凝汽器出口管有 虹吸的机组，应检查虹吸是否破坏，其现象是：凝汽器出口侧真 空到零，同时凝汽器入口
9、压力增加。出现上述情况时，应使用循 环水系统的辅助抽气器，恢复出口处的真空，必要时可增加进入 凝汽器的循环水量。凝汽器出人口温差增加，还可能是由于循环 水出口管积存空气或者是铜管结垢严重。此时应开启出口管放空 气阀，排除空气或投入胶球清洗装置进展清洗，必要时在停机后 用高压水进展冲洗。2凝汽器水位升高：导致凝汽器水位升高可能是凝结水泵入口汽化 或者凝汽器铜管破裂漏入循环水等。凝结水泵入口汽化可以通过 凝结水泵电流的减小来判断，当确认是由于此原因造成凝汽器水 位升高时，应检查水泵入口侧兰盘根是否不严，漏入空气。凝汽 器铜管破裂可通过检验凝结水硬度加以判断。3射水抽气器工作水温升高：工作水温升高，
10、使抽气室压力升高， 降低了抽气器的效率。当发现水温升高时，应开启工业水补水， 降低工作水温度。4真空系统漏人空气：真空系统是否漏入空气，可通过严密性试验 来检查。此外，空气漏入真空系统，还表现为凝结水过冷度增加 并且凝汽器端差增大。凝汽器真空下降的危害：(1) 使排汽压力升高，可用焓降减小,不经济，同时机组出力有所降低；(2) 排汽温度升高,可能使凝汽器铜管松弛,破坏严密性；(3) 排汽温度升高,使排汽缸及轴承座受热膨胀,引起中心变化,产生 振动；(4) 汽轮机轴向位移增加,造成推力轴承过载而磨损；(5) 真空下降使排汽的容积流量减小,对末级叶片的某一部位产生较 大的激振力,有可能损坏叶片,造
11、成事故.凝汽器严密性差的主要原因汽侧1、汽轮机排气缸和凝汽器喉部连接法兰或焊缝处漏气。如采用 套筒水封连接方式，喉部变形使填料移动，填料压得不紧，或封水量 缺乏。2、汽轮机端部轴封存在问题或工作不正常。3、汽轮机低压缸接合面、表计接头等不严密。4、有关阀门不严密或水封阀水量缺乏。5、凝结水泵轴向密封不严密。6、低压给水加热器汽侧空间不严密。7、设备、管道破损或焊缝存在问题。水侧1、胀管管端泄漏。采用垫装法连接收子和管板时，填料局部密 封性不好。2、在管子进口端部发生冲蚀。3、冷却管破损。凝汽器端差：凝汽器压力下的饱和温度与凝汽器冷却水出口温度之 差。对一定的凝汽器，端差的大小与凝汽器冷却水入口
12、温度、凝汽器 单位面积蒸汽负荷、凝汽器铜管的外表干净度，凝汽器内的漏入空气 量以及冷却水在管内的流速有关。一个清洁的凝汽器，在一定的循环 水温度和循环水量及单位蒸汽负荷下就有一定的端差值指标，一般端 差值指标是当循环水量增加，冷却水出口温度愈低，端差愈大，反之 亦然；单位蒸汽负荷愈大，端差愈大，反之亦然。实际运行中，假设 端差值比端差指标值高得太多，那么说明凝汽器冷却外表铜管污脏， 致使导热条件恶化。凝汽器端差增加的原因 凝器铜管水侧或汽侧结垢； 凝汽器汽侧漏入空气； 冷却水管堵塞； 冷却水量减少等凝汽器过冷度液体温度到达理论结晶温度时并不能进展结晶，而必须在它温度 以下的某一温度称为实际开场
13、结晶温度才开场结晶。在实际结晶 过程中，实际结晶温度总是低于理论结晶温度，这种现象成为过冷现 象，两者的温度差值被称为过冷度。凝汽器过冷度产生的原因： 由于冷却水管管子外外表蒸汽分压力低于管束之间的蒸汽平均分压力，使蒸汽的凝结温度低于管束之间混合汽流的温度，从而产生过冷。 由于凝结器内存在汽阻，蒸汽从排汽口向下部流动时遇到阻力，造成下部蒸汽压力低于上部压力，下部凝结水温度较上部低，从而产生过冷。 蒸汽被冷却成液滴时，在凝结器冷却水管间流动，受管内循环 水冷却，因液滴的温度比冷却水管管壁温度高，凝结水降温从而低于 其饱和温度，产生过冷。 由于凝结器汽侧积有空气，空气分压力增大，蒸汽分压力相对降低
14、，蒸汽仍在自己的分压力下凝结，使凝结水温度低于排汽温度，产生过冷。 凝结器构造上存在缺陷，冷却水管束排列不合理，使凝结水在冷却水管外形成一层水膜，当水膜变厚下垂成水滴时，水滴的温度即水膜内、外层平均温度低于水膜外外表的饱和温度，从而产生过冷却。 凝结器漏入空气多或抽气器工作不正常，空气不能及时被抽出，空气分压力增大，使过冷度增加。 热水井水位高于正常范围，凝结器局部铜管被淹没，使被淹没铜管中循环水带走一局部凝结水的热量而产生过冷却。 循环水温度过低和循环水量过大，使凝结水被过度的冷却，过 冷度增加。 凝结器铜管破裂，循环水漏入凝结水内，使凝结水温度降低， 过冷度增加。凝结水过冷度是衡量凝结器运
15、行经济性的重要指标，过冷度小， 表示循环水带走的热量少，机组经济性好，反之过冷度大，循环水带 走的热量多，机组经济性差。据资料介绍，过冷度每增加1C,机组 热耗率就上升0.02%凝汽器水位升高的危害1凝汽器水位升高，会使凝结水过冷却；2影响凝汽器的经济运行；3如果水位太高，将铜管底部淹没，将使整个凝汽器冷却面 积减少，严重时淹没空气管，使抽气器抽水，凝汽器真空严重 下降。凝汽器运行状况好坏的标志1能否到达最有利真空；2能否保证凝结水的品质合格；3凝结水的过冷度能否保持最低。凝汽器真空的形成：在启动过程中凝汽器真空是由主、辅抽汽器将汽轮机和凝汽器内大量空气抽出而形成的。在正常运行中，凝汽器真空的形成是由于汽轮机排汽在凝汽器内 骤然凝结成水时其比容急剧缩小而形成的。凝汽器循环水出水温度升高的原因进水温度升高，出水温度相应升高。汽轮机负荷增加。凝汽器管板及铜管脏污堵塞。循环水量减少。 循环水二次滤水网脏污、堵塞。排汽量增加。真空下降。凝汽器循环水出水压力变化的原因有： 循环水量变化或中断。出水管漏空气。虹吸井水位变化。 循环
