汽轮机原理第四章1 冷端设备及其系统(凝汽器)

1、冷端设备及其运行凝汽设备的任务n建立和维持真空n回收工质n真空除氧真空对汽轮机效率的影响最佳真空n提高真空所增加的汽轮机功率与循环水泵所多消耗的厂用电之差达到最大时的真空n通过试验来确定最佳真空极限真空n使汽轮机做功能力达到最大值的排气压力所对应的真空凝汽器的结构n汽阻：抽气口和凝汽器喉部之间的压差n水阻：凝汽器中冷却水的流动阻力管束排列形式组装中的凝汽器外壳凝汽器隔板在安装中，可见挡汽板，形成空冷区组装中的隔板水室装配，下部为冷却水进口，上部为出口喉部安装在喉部的低加凝汽器的检修录像影响真空的因素n冷却水进口温度n冷却水温升n端差冷却水的进口温度n受到天气的影响n季节n风向n湿度冷却水温升2

2、11000()4.1875204.1874.187/4.187mcccmwwwmwmcccccccmwmwmcqhhqhhqtqhhhhhhtqqqmm 端差12124.187()()ln ()/()ln/1mcmswswmswswAKqKA tttttttttttttttte 空气来源n新蒸汽带入n低压部分漏气凝汽器排汽压力与蒸汽分压的关系/1/1000011 0.62210.62211 0.622accsacDDcsaccaacppDx DppDpx DpDx D 蒸汽分压空气分压漏入空气的影响n1、真空降低n2、阻碍蒸汽凝结（如图），致使端差增大n3、过冷度增加：凝汽器入口压力对应的饱和

3、温度和凝结水温度之差过冷度n1、空气的存在n2、水位升高，淹没部分水管n3、管子排列不合理n4、一般采用回热式凝汽器凝汽器的传热11114650aswwtzdK =K 传热学公式全苏热工研究所管束布置凝汽器冷却水管在管板上的连接方式（a）管环法；（b）密封圈法；（c）胀管法n三角形排列：密集，管板面积最小，布置在希望流速增加的地方n菱形排列：对传热和凝结水过冷影响较小，管板面积最大，凝汽器体积大n辐向排列：流速和热负荷比较均匀，阻力变化不大，传热效果较好评价指标n真空n过冷度n凝结水含氧量n水阻n空冷区过冷度管束布置的一般原则n1、为了减小汽阻，流速应尽量均匀，不大于50m/s；n2、为避免内

4、层过低的热负荷，应该有深入内层的蒸汽通道；n3、采用回热式凝汽器n4、设置空气冷却区和挡板n5、为减小过冷度，凝结水和汽气混合物引出点距离应远些n6、为减小凝结水被下方水管冷却，增加凝结水收集板。教堂窗式布置卵式布置带状布置将军帽布置山形布置真空除氧n亨利定律：当水和气体之间处于平衡状态时，水中溶解的该气体的量与水面上该气体得分压力成正比。n道尔顿定律：混合气体的总压力等于各种成分气体的分压力之和。所以水面上的气体混合物的全压力就等于水蒸汽的分压力和水中溶解的各种气体的分压力之和。真空除氧n1) 除氧给水必须加热到一定压力下的饱和温度，n2) 除氧给水应有足够的与加热蒸汽接触的表面积，以保证良

5、好的加热效果。n3 ) 要迅速排出从给水中分离出的气体，以降低除氧器内气体的分压力。氧气在水中的溶解量与温度和压力的关系 水中残余氧量与加热温度不足的关系 国产引进型300MW机组凝汽器单壳体、对分、单流程、表面式喉部n足够的强度来承载大气压力n为了减少汽轮机房的建筑面积，减少大管径低压管道，使系统紧凑，最低压力的低压加热器布置在喉部n各种蒸汽和水的汇集点：疏水，旁路，小机排气等冷却水管n确保管子和隔板紧密接触，改善管子的震动特性n减小热应力，适应壳体和管子的胀差管材n铜管：传热系数高n钢管：n抗高速湿蒸汽引起的腐蚀n湍流漏汽以及管子进口段的腐蚀n抗空冷区的氨腐蚀n导热系数低，胀管困难，薄壁管

6、n钛管：适用于任何水质和抗腐蚀抽气器真空泵水环式真空泵的系统抽吸能力的影响因素n转速n转速升高，抽吸能力上升n真空泵的功耗增加速度与抽吸能力增加速度的平方成正比n增加转速来提高抽吸能力得不偿失n冷却水温度n冷却水温度下降，抽吸能力上升真空系统严密性评定n严密性评定n质：切除抽气设备、真空下降速度0.130.26kpa/min为良好n量：真空严密性检查凝汽器的变工况n真空随负荷、冷却水进口温度和循环水量的变化n负荷增加，真空下降n对于已经投运的机组，如果面积和传热系数一定，端差和负荷成正比14.1874.187/mwccmcmwmcmcAKqhhtqqqtqe 端差和负荷的关系凝汽器的变工况多压

7、式凝汽器n单背压凝汽器动画n双压式凝汽器的传热面积和热负荷各为单压式的一半，流量相等，冷却水温升各为一半。n传热系数近似相等11111122122111112210.50.5/2/2lnln/211swmswmmmmswmmmttttQKA tttttQKA ttttttttQKA ttttttRtttttttttttttttR 1212111112121212121111222111110.5()42111sssstRttttRtttRttRttttttR Dirt in cooling towercorrosionManual cleaningCtcs modelSi

8、ngel passstrainer凝汽设备运行n运行和监视n真空n进口蒸汽温度n出口凝结水温度n冷却水的进出口水温n循环水泵的功耗n冷却水在凝汽器前后的压力n过冷的原因分析n水质监视冷却塔冷却塔结构冷却塔传热机理n接触传热n蒸发传热布水系统上喷布水系统上喷上喷特点下喷特点分层多，布水均匀。调节方便。结构合理、安装可靠、不会脱落。耐腐蚀、耐老化，材料为碳纤维玻璃钢。填料收水器冷却塔冷却效果n侧风n湿度运行n防冻n循环倍率先进的发电厂烟塔合一技术烟塔合一技术简介n1. 经湿法脱硫设备后，烟气的温度降低了，如要排入烟囱，则必须对烟气进行再加热，如采用水塔排烟，烟气再热器可以取消，可以利用水蒸气气流显

9、著的提升力把烟气送入较高的气流层中。尽管气流温度很低，但是体积流量较大由此总热流量较大在多数天气情况下都能够达到比同等烟气从烟囱排出的提升高度高。这不但节省了一次性投资，同时省去了烟气再热器的运行成本，由此节约了附加的能源消耗，不会由于此部分能源消耗造成附加的环境污染。n2. 通常冷却塔的高度要比烟囱低，但扩散效果要比烟囱好，原因在于冷却塔中的热空气产生很大的浮力将烟气抬升后扩散到大气中。并且烟气在扩散前得到了有效的稀释，对环境产生较小的影响。n3. 燃烧中形成的空气有害物，并且在烟气净化后仍然存在的，通过冷却塔排放时地面浓度多数情况下是较小的，最大就像通过烟囱排放时计算的那么大。因此建造烟塔对环保非常有利。 烟塔合一技术的典范德国2x800M