循环水系统讲稿

1、关于循环水系统第一张，PPT共三十八页，创作于2022年6月循环水系统的主要设备 冷却水塔或开式水源地(江、河、湖、海） 凝汽器将汽轮机排汽冷凝成水的一种表面式换热器。分为水冷凝汽器和空冷凝汽器两种。凝汽器能在汽轮机排汽处建立真空和维持真空并且汽轮机的排汽冷凝成水供锅炉重新使用 循环水泵是输送流体或使其增压的机械。其作用是向汽轮机凝汽器供给冷却水，用以冷却凝气轮机排汽。 第二张，PPT共三十八页，创作于2022年6月循环水系统的作用 循环水系统的功能是将冷却水（海水）送至凝气器去冷却汽轮机低压缸排汽使其凝结成水并且在汽轮机排汽口形成真空。另外，它还向各辅机供水（闭式水的冷却水，开式冷却水，锅炉

2、冲洗水等）。第三张，PPT共三十八页，创作于2022年6月循环水系统分类按照供水方式不同分为两类：（一）直流供水（开式供水）冷却水直接由自然水源引入，经过凝汽器冷却排气后，再排入水源，原则上是发电厂附近有河流、湖泊、水库和海洋等。（二）循环供水（闭式供水）它适用于无条件采取直流供水或水源不充足的地域。第四张，PPT共三十八页，创作于2022年6月闭式供水按照冷却设备的不同，可分为三种;1.冷却水池一般以湖泊、水库或河流通道上筑坝来作为冷却水池。水的冷却是靠部分水的散发和蒸发以及水与水面空气对流换热，将热量传给空气。2.喷水池经过凝汽器吸热后的冷却水，沿着压力管道进入喷水池的配水管，经喷嘴溅成伞

3、状水滴，水滴在喷射及降落过程中与周围的空气接触，利用部分水的表面蒸发而冷却。3.冷却塔a 自然通风冷却塔冷却水进入凝汽器吸热后，沿压力管道送至塔内配水槽中，水沿配水槽由塔中心流向四周，再由配水槽下边的滴水孔眼呈线状滴落到孔眼同心的溅水碟上，溅成细小的水滴落入淋水装置散热后，流入储水池。水流在飞溅下落时，冷空气依靠塔身所形成的自拔力由塔下部吸入并于水流呈逆向流动。第五张，PPT共三十八页，创作于2022年6月 b 机力通风塔采用强制通风的方式进行冷却。 缺水地区，补充水有困难的情况下；只能采用干式冷却塔（简称干塔或空冷塔）。干塔中空气与水（也有空气与乏汽）的热交换；是通过由金属管组成的散热器表面

4、传热，将管内的水或乏汽的热量传输给散热器外流动的空气。干塔的热交换效率比湿塔低，冷却的极限温度为空气的干球温度。 第六张，PPT共三十八页，创作于2022年6月闭式循环冷却重要设备冷却水塔冷水塔是电厂用来凉水用的构筑物，一般高度是根据电厂的机组大小而定，是电厂节约用水，循环用水的一种构筑物。 冷却塔中水和空气的热交换方式：其一传导散热：逆流过水表面的空气与水直接接触，通过接触传热。其二蒸发散热：一部分水在对流中蒸发，带走了相应的蒸发潜热（蒸发潜热是指在恒定温度下，使某物质由液相转变为气相所需要的热量） 。通过两种散热方式把循环水的热量传递给冷空气降低了水的温度。用这种冷却方式的冷却塔称为湿式冷

5、却塔（简称湿塔）。 湿塔的热交换效率高，水被冷却的极限温度为空气的湿球温度。但是，水因蒸发而造成损耗；蒸发又使循环的冷却水含盐度增加，为了稳定水质，必须排掉一部分含盐度较高的水；风吹也会造成水的损失。这些水的亏损必须有足够的新水持续补充，因此，湿塔需要有补给水的水源。第七张，PPT共三十八页，创作于2022年6月冷水塔 配水系统在平面上呈网状布置，分槽式布水、管式布水或槽管结合布水；然后通过喷溅设备，将水洒到填料上；经填料后成雨状落入蓄水池，冷却后的水抽走重新使用。塔筒底部为进风口，用人字柱或交叉柱支承。空气从进风口进入塔体，穿过填料下的雨区，和热水流动成相反方向流过填料（故称逆流式），通过收

6、水器回收空气中的水滴后，再从塔筒出口排出。 塔外冷空气进入冷却塔后，吸收由热水蒸发和接触散失的热量，温度增加，湿度变大，密度变小。塔外空气温度低、湿度小、密度大,由于塔内、外空气密度差异，在进风口内外产生压差，致使塔外空气源源不断地流进塔内而无需通风机械提供动力故称为自然通风。第八张，PPT共三十八页，创作于2022年6月自然通风逆流湿式冷却塔在我国电力部门使用最多，如下图所示。这种塔型的通风筒常采均双曲线形，用钢筋混凝土浇制，其高度已达170多米。热水由管道通过竖管（竖井）送入热水分配系统。第九张，PPT共三十八页，创作于2022年6月凝汽器凝汽器工作原理 凝汽器：使蒸汽变成凝结水的设备。蒸

7、汽在汽轮 机内完成一个膨胀过程后，被铜管内的循环水冷却凝结成水，在凝结过程中，排汽体积急剧缩小（约减少到原来的三万分之一） ，原来被蒸汽充满的空间形成了高度真空。凝结水则通过凝结水泵经加热器、给水泵等输送进锅炉，从而保证整个热力循环的连续进行。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设备。 凝汽器的主要作用： 1）在汽轮机排汽口造成真空，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，重新送回锅炉进行循环； 3）汇集各种疏水，减少汽水损失。 4）凝汽器也用于增加除盐水（正常补水）

8、第十张，PPT共三十八页，创作于2022年6月凝汽器型式凝汽器型式：双背压，双壳体，单流程，表面式型号N-36000冷却面积m2 218000凝汽器A设计压力kPa（a）4.105凝汽器B设计压力kPa（a）5.146冷却水质：海水循环水进水温度18 循环水流量20.6295m3/s热水井容量120m3第十一张，PPT共三十八页，创作于2022年6月双背压凝汽器背压：其实叫汽轮机出口排汽压力,大家俗称背压。是指做完功以后的蒸汽还具有的一定压力 双背压凝汽器的概念： 双背压是指汽轮机有两个不同的排汽压力，这样的汽轮机，被称为双背压汽轮机，相对应的，这样的凝汽器被称为双背压凝汽器。双背压凝汽器的优

9、点： 1.根据传热学原理，双背压凝汽器的平均背压低于同等条件下单背压凝汽器的背压，因此汽机低压缸的焓降就增大了，从而提高了汽轮机的经济性。 2.双背压凝汽器的另一个优点就是低背压凝汽器中的低温凝结水可以进入高背压凝汽器中去进行加热，既提高了凝结水温度，又减少了高背压凝汽器被冷却水带走的的冷源损失。低背压凝汽器中的低温凝结水通过管道利用高度差进入高背压凝汽器管束下部的淋水盘，在淋水盘内，低温凝结水与高温凝结水混合在一起，再经盘上的小孔流下，凝结水从淋水盘孔中下落的过程中，凝结水被高背压低压缸的排汽加热到相应的饱和温度。 正因为双被压凝汽器能够提高机组的经济性，所以被广泛应用到600MW汽轮机中。

10、 第十二张，PPT共三十八页，创作于2022年6月双背压凝汽器工作过程 凝汽器正常工作时，冷却水由低压侧的两个进水室进入，经过凝汽器低压侧壳体内冷却水管，流入低压侧后部两个水室，经循环水连通管水平转向后进入高压侧两个水室，再通过凝汽器高压侧壳体内冷却水管流至高压侧两个出水室并排出凝汽器，蒸汽由汽轮机排汽口进入凝汽器，然后均匀地分布到冷却水管全长上，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，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。LP侧壳体凝结水经LP侧壳体部分蒸汽回热后被引入凝结水回热管系，通过淋水盘与HP侧壳体中凝结水汇合，同时被HP

11、侧壳体中部分蒸汽回热，以减小凝结水过冷度。被回热的凝结水汇集于热井内，由凝结水泵抽出，升压后输入主凝结水系统。HP侧壳体与LP侧壳体剩余的汽气混合物经空冷区再次进行热交换后，少量未凝结的蒸汽和空气混合物经抽气口由抽真空设备抽出。 第十三张，PPT共三十八页，创作于2022年6月 凝汽器真空真空：真空的含义是指在给定的空间内低于一个大气压力的气体状态，是一种物理现象。 真空度：是表示系统压强实际数值低于大气压强的数值，即： 真空=大气压强绝对压强 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、辅抽汽器或真空泵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

12、汽轮机排汽在凝汽器内骤然凝结成水时其比容（体积）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，避免水位升高，影响蒸汽的凝结； 3）抽汽器必须把漏入的空气和排汽中的其它气体抽走。第十四张，PPT共三十八页，创作于2022年6月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

13、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,造成事故第十五张，PPT共三十八页，创作于2022年6月凝汽器端差凝汽器端差：凝汽器排气压力对应的饱和温度（饱和温度是指液体和蒸气处于动态平衡状态即饱和状态时所具有的温度，饱和状态时，液体和蒸气的温度相等。）与凝汽器冷却水出口温度之差。 一般不超4-6度 对一定的凝汽器，端差的大小与凝汽器冷却水入口温度、凝汽器单位面积蒸汽负荷、凝汽器铜管的表面洁净度，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

14、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，若端差值比端差指标值高得太多，则表明凝汽器冷却表面铜管污脏，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 第十六张，PPT共三十八页，创作于2022年6月过冷度过冷度：排汽压力下的饱和水温度与凝结水实际温度的差值。一般不超过2度凝结水过冷度是衡量凝结器运行经济性的重要指标，过冷度大，循环水带走的热量多,使加热凝结水的热量增

15、加，耗煤增加，机组经济性差。据资料介绍，过冷度每增加1，机组热耗率就上升0.02% ，并且过冷度过大会使凝结水含氧量增加，增加设备的腐蚀程度。凝汽器过冷度产生的原因： 1、凝汽器结构上的缺陷。2、凝汽器水位高。部分铜管被凝结水淹灭产生过冷却3、凝汽器汽侧漏空气或抽气设备运行不良，造成凝汽器内蒸汽分压 力下降而引起过冷却。4、凝汽器铜管破裂，大量循环水漏入。5、凝汽器冷却水量过多，或水温过低。第十七张，PPT共三十八页，创作于2022年6月凝汽器水位过高（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

16、重时淹没空气管，使抽气器抽水，凝汽器真空严重下降。第十八张，PPT共三十八页，创作于2022年6月循环水泵的作用无论是热力发电厂还是船用汽轮机以及其他使用汽轮机的场合，每一台汽轮机都配有相应的循环水泵。其作用是向汽轮机凝汽器供给冷却水，用以冷却凝气轮机排汽，此外，循环水泵还要向冷油器，冷风器，锅炉冲灰水等设备提供水源。每台泵对应有两台旋转滤网和一个外围水闸对泵吸入口处的水源进行垃圾清理。在这种使用情况下，循环泵通常不需要提供太大压力，主要是提供大流量的冷却介质，以满足冷凝器的冷却需要。在循环泵的运行中要定期检查水泵电机的温度、电流、冷却介质的温度、水泵入口滤网两侧液面差等。第十九张，PPT共三

17、十八页，创作于2022年6月循环泵的分类1、离心泵离心泵夹 离心泵的工作原理: 离心泵是利用叶轮旋转而使水产生的离心力来工作的。离心泵在启动前，必须使泵壳和吸水管内充满水，然后启动电机，使泵轴带动叶轮和水做高速旋转运动，水在离心力的作用下，被甩向叶轮外缘，经蜗形泵壳的流道流入水泵的压水管路。水泵叶轮中心处，由于水在离心力的作用下被甩出后形成真空，吸水池中的水便在大气压力的作用下被压进泵壳内，叶轮通过不停地转动，使得水在叶轮的作用下不断流入与流出，达到了输送水的目的。2、轴流泵轴流泵 轴流泵的工作原理： 立式轴流泵是以空气动力学中，机翼的升力理论为基础 。依靠旋转叶轮的翼形叶栅对绕流液体产生的升

18、力来传递能量。 3、混流泵混流泵 混流泵是介于离心泵和轴流泵之间的一种泵。混流泵的比转速高于离心泵，低于轴流泵，比转数一般在300-500之间。它的扬程比轴流泵高，但流量比轴流泵小，比离心泵大。 第二十张，PPT共三十八页，创作于2022年6月循环水泵一.循环泵 扬程：单位重量液体流经泵后获得的有效能 量。是泵的重要工作能参数，又称压头。可表示为流体的压力能头、动能头和位能头的增加。单位：米。 流量：流量是泵在单位时间内输送出去的液体的量（体积或重量）。体积流量用Q表示，单位是：m3/s（立方米每秒） 流量用质量（重量） Qm表示，单位是t/h威海循环水泵主要参数：型式：立式湿坑斜流泵型号92

19、LKXA-17.6定速泵流量10.63m3/s双速泵流量（高速/低速）10.63/9.48m3/s定速泵扬程21.6m双速泵扬程（高速/低速）21.6/17.1m效率（高速/低速） 87/86.5 %轴功率2454.6kW水泵旋转方向从电机端看为顺时针第二十一张，PPT共三十八页，创作于2022年6月立式斜流泵 立式斜流泵即导叶式式混流泵，工作原理：当原动机带动叶轮旋转后，对液体的作用既有离心力又有轴向推力，是离心泵和轴流泵的综合，液体斜向流出叶轮。因此它是介于离心泵和轴流泵之间的一种泵。混流泵的比转速高于离心泵，低于轴流泵，一般在300-500之间。它的扬程比轴流泵高，但流量比轴流泵小，比离

20、心泵大。主要结构：垂直向下的喇叭口吸水，水平吐出；泵的下部浸没在水中，采用水润滑导轴承，并有轴保护管将清洁的润滑水与泵输送水隔开；大多数泵做成转子可抽出式，即泵维修拆卸时不必拆动外筒体、外部管路和安装基础，将需要维修的转子部件从泵壳中向上抽出；第二十二张，PPT共三十八页，创作于2022年6月1.吸入部件：吸入喇叭口2.叶轮转子叶轮、叶轮室、叶轮密封环、叶轮锁环、主轴3.导出部件 导叶体、外筒体、吐出弯管、导流片、导流片接管、泵盖板4.支承部件 径向支承:导轴承、轴承支架 轴向支承：推力轴承（在电机上部）5.轴封部件 填料函体、填料、填料压盖6.辅助部件 导轴承润滑水系统：流量开关、压力表、过

21、滤器及接管 、排气阀 基础支撑：垫板、支撑板、电机支座第二十三张，PPT共三十八页，创作于2022年6月第二十四张，PPT共三十八页，创作于2022年6月循环泵运行方式机组容量机组配置流量（m3/s）扬程（m）配套功率（KW）泵出口口径（mm）300MW夏季一机两泵、春秋二机三泵、冬季一机一泵4.58.515301250250015001800600MW8.514153016003700200024001000MW142015302500500024003000第二十五张，PPT共三十八页，创作于2022年6月循环水泵出口门为什么要采用液控缓闭止回蝶阀？水锤又称水击。水（或其他液体）输送过程中

22、，由于阀门突然开启或关闭、水泵突然停止、骤然启闭导叶等原因，使流速发生突然变化，同时压强产生大幅度波动的现象。由水锤产生的瞬时压强可达管道中正常工作压强的几十倍甚至于数百倍。这种大幅度压强波动，可导致管道系统强烈振动，噪声，并可能破坏阀门接头。对管道系统有很大的破坏作用。为防止水锤需正确设计管道系统，防止流速过高，一般设计管子流速应小于3m/s，并需控制阀开、闭速度。第二十六张，PPT共三十八页，创作于2022年6月1、能按程序启闭、在正常供电和突然断电情况下均能自动按预定的时间和角度分快、慢二阶段关闭；调节范围大、适应性强。2、可消除破坏性水锤、防止水泵和水轮机组发生飞逸事故，有效地降低了管

23、网系统的压力波动、保障设备的安全可靠运行。蝶阀液压站油泵油压低于16.5MPa自启，高于19.5MPa自停第二十七张，PPT共三十八页，创作于2022年6月第二十八张，PPT共三十八页，创作于2022年6月循环泵与出口蝶阀启停连锁循环泵首次启动应选”注水启动”，出口液控碟阀先开启15度后电机启动，排除管道空气10分钟后蝶阀全开。正常启动,循环泵启动时出口液控碟阀随泵连锁启动全开。停泵时按下停泵按钮出口液控碟阀先迅速快关75度后电机停止再缓慢关闭剩余15度，防止水锤冲击。第二十九张，PPT共三十八页，创作于2022年6月循环水泵起动前为什么要放空气？循环水泵起动前为什么要放空气？ 循环水泵进口积

24、聚了大量的空气，这些空气如进入叶轮，将引起水泵汽蚀，在凝汽器内的空气占有一定的空间，使循环水通流面积减少，减少冷却面积，影响冷却效果，同时空气在管道内也会产生冲击，严重时会使凝汽器水室端盖变形。第三十张，PPT共三十八页，创作于2022年6月为什么循环水长时间中断要等到凝汽器外壳温度降至50以下才能启动循环水泵？事故后，循环水中断，如果由于设备问题循环水泵不能马上恢复起来，排汽将很高，凝汽器的拉筋、低压缸、铜管均作横向膨胀，此时若通入循环水，铜管首先受到冷却，与低压缸、凝汽器的拉筋却得不到冷却，这样铜管收缩，而拉筋不收缩，铜管有很大的拉应力，这个拉应力能够将铜管的端部胀口拉松，造成凝汽器铜管泄