赵石畔汽轮机培训教材-辅机分册定稿

陕西能源赵石畔煤电有限公司培训系列教材汽机分册PAGE2陕西能源赵石畔煤电有限公司1000MW机组培训教材汽机分册（辅机部分）2016年12月前言本册培训教材立足陕西能源赵石畔煤电有限公司雷龙湾项目设备实际，并尽可能拓展知识面，对汽轮机辅机进行系统介绍；本书编写主要依据各设备制造厂家的说明书和技术协议、西北电力设计院设计图及相应的电力行业的法规和标准，同时参照了各兄弟单位的培训教材，在此表示感谢。由于目前工程设计尚未完成，辅机设备也未完全确定，制造厂提供的资料尚不齐全，最终现场设备、系统可能会与本培训教材有所偏差，实际运行须以现场设备、集控运行规程为准。同时限于编者的水平，缺点和错误在所难免，敬请提出批评、指正。目录TOC\o"1-2"\h\z\u27348第一章凝结水系统 116652第一节凝结水系统组成及流程 130457第二节凝结水系统各组成部分概述 122244第三节凝结水泵 428601第四节凝结水系统中的换热器 7620第二章间接空冷系统 1424047第一节汽轮机排汽冷却方式 1420223第二节直接空冷和间接空冷优缺点 1530133第三节空冷机组阻塞背压 1817880第四节间冷系统简介 1813007第五节循环水泵及电机参数 195428第六节空冷系统的运行及维护 2228117第七节空冷塔喷淋装置 2512661第三章凝汽器及抽真空系统 2622328第一节凝汽器的作用及工作原理 2618551第二节凝汽器的参数控制 2828624第三节多压凝汽器 3224695第四节凝汽器抽真空系统 354769第四章辅机冷却水系统 371845第一节辅机冷却水系统的功能与作用 37498第二节辅机冷却水系统用户 3823361第三节膨胀水箱 3814829第四节辅机冷却水系统运行维护 3818578第五章除氧给水系统 397514第一节除氧器 4023245第二节高压加热器 4830015第三节高加三通 5823285第六章回热抽汽气及疏水排空系统 5816997第一节抽汽回热系统简介 5823375第二节加热器疏水系统简介 596159第三节加热器放气系统简介 6011206第四节加热器的疏水连接方式及其热经济性 6012650第七章辅助蒸汽系统 6116917第一节辅助蒸汽系统介绍 6116254第二节辅助蒸汽投运 6115478第八章定冷水系统 637080第一节定冷水系统简介 636834第二节定冷水系统的组成 6310982第三节定冷水巡检项目 66陕西能源赵石畔煤电有限公司培训系列教材汽机分册PAGE55第一章凝结水系统第一节凝结水系统组成及流程每台机组凝结水系统设置两100%容量的变频凝结水泵（一拖二）、一套凝结水精处理装置、一台轴封加热器、一台外置式疏水冷却器、五台低压加热器，一台低温省煤器。主凝结水的流程为：高低压凝汽器热水井→凝结水泵→凝结水精处理装置→轴封冷却器→疏水冷却器→#9低压加热器→#8低压加热器→#7低压加热器→#6低压加热器→#5低压加热器→除氧器；各装置串联布置，蒸汽冷却器、#9、8低压加热器设大旁路、其余装置分别单独设置旁路。在轴封加热器后设置凝结水泵再循环用于保证轴封加热器在启动及低负荷下有充足的冷却水。在精处理装置及轴封加热器之间设置专门的凝结水杂项母管，为各低压减温减压器、给水泵密封、低压缸喷水、水幕保护、多级水封筒注水、闭式水系统运行补水、定冷水系统补水、真空破坏阀密封水等提供水源；#5低加出口设置凝结水放水管，用于凝结水水质不合格或紧急情况下凝结水系统放水。第二节凝结水系统各组成部分概述一、凝汽器热水井热水井的作用就是聚集凝结水。热水井储存一定量的凝结水，保证甩负荷时不使凝结水泵马上断水。热水井的容积一般要求相当于满负荷时约0.5～1min内所聚集的凝结水流量。一般热水井应保持在1/3～2/3水位之间，如果水位过高，淹没部分管束，汽轮机排汽凝结的空间减小，换热空间减小，排汽温度升高，真空下降，同时循环水会带走部门凝结水热量，使凝结水过冷度增大，机组的经济性下降。如果水位过低，虽然凝结水泵耗电较少，但是容易使水泵产生汽蚀，对叶轮损坏严重，运行时使水泵产生一定的振动及出口压力摆动的现象。本机组设置高低压凝汽器，高低压凝汽器热水井通过凝结水泵进口母管连接，自动平衡两凝汽器水位及水温，凝汽器水位通过凝汽器补水阀调整，水源来化水车间正常补水系统。化水车间正常补水系统还提供正常运行时定冷水系统补水。凝结水泵布置汽轮机零米以下，正常运行期间，一用一备。凝结水正常运行时密封水取自凝泵出口，经减压后供至凝泵轴端。启动密封水来自化水车间来的启动上水系统。启动上水系统除提供凝结水泵的密封水外还提供闭式系统启动补水、凝汽器启动补水及凝结水系统启动前的管道充水。二、凝结水泵凝结水系统配置2台100％容量的凝结水泵，采用变频调速，一拖二运行，有效降低厂用电率。凝结水泵采用立式离心泵，进出口管道水平布置，成180°凝结水泵的轴向推力由泵本身的推力轴承承受。三、凝结水精处理装置直流锅炉由于没有汽包，因而不能像汽包锅炉那样进行排污及进行炉内水处理。在直流锅炉中，随给水进入炉内的各种杂质，或者被蒸汽带往汽轮机，或者沉积在锅炉炉管内。杂质沉积在直流锅炉炉管内，其危害性非常大。除了会促进锅炉的腐蚀以及严重时引起超温爆管事故的危险外，还会引起直流锅炉炉水总阻力的增加（直流锅炉水冷壁的流动阻力全部要靠给水泵来克服，这部分阻力占全部阻力的25％—30％，当流动阻力增大时不仅会增大给水泵的电耗量。甚至当流动阻力增大数值超过给水泵的富裕压头时，还会使锅炉降负荷运行。因此直流锅炉对给水品质提出更高的要求，为了满足这一要求通常在凝结水系统上设置精处理装置。凝结水精处理通常由前置过滤器和高速混床组成，机组启动初期，凝结水含铁量超过1000μg/L时，不进入凝结水精处理混床系统，仅投入前置过滤器迅速降低系统中的铁悬浮物含量，使机组尽早转入运行阶段。当前置过滤器发生压降过高时，表明截留了大量固体，该前置过滤器退出运行，用反洗水和压缩空气进行反洗。前置过滤器设有旁路。混床为两台运行一台备用，当某一台混床出水不合格或者压差过大时，将启动另外一台混床并进行再循环运行直至出水合格并入系统。此时，将失效的混床解列备用，并将失效的树脂输送至再生系统进行再生，然后将再生好的备用树脂输送至混床，混床系统设置旁路，当凝结水温度超过55℃或者压差大约0.35MPa时自动打开，并关闭混床系统进出水母管总阀门。整个精处理系统设有旁路及隔离阀。设一套体外再生装置，并满足两台机组共用的要求。再生装置主要功能满足树脂分离、清洗、再生的全部要求，且不对树脂造成不必要的损害。四、轴封加热器轴封加热器是回收轴封及门杆漏汽并利用其热量来加热凝结水的装置，从而减少能源损失，提高机组热效率。轴封加热器的水侧采用了双流程结构，其冷却水首先从轴封加热器的进水口进入进口水室，然后流入壳体中的管束，当冷却水在换热管内流动时，与进入壳体(汽侧)内的蒸汽进行了热交换，冷却水吸收蒸汽凝结放出的汽化潜热，水温升高，最后进入出口水室，并通过冷却水出口流出轴封加热器。来自汽轮机轴封的漏汽，通过漏汽管道，进入汽封冷器汽侧。蒸汽流经壳体内中间隔板的导流，不断在管束的换热管之间流动，并进行热交换，大部分蒸汽在经过换热管外壁时，释放大量的热量而凝结成水，凝结水从疏水口排出，通过U型水封进入凝汽器，U型水封可根据轴封加热器汽侧与凝汽器汽侧压力差自动调整轴封加热器内的水位，为保证U型水封正常工作，凝结水系统启动后需要对其进行注水操作，正常运行时还应定期对进行检查。为使漏气中的不可凝结的空气及时排出，轴封加热器上配置两台轴加风机，正常时一运一备。轴加风机在轴封加热器内形成负压，有利于保持轴封回汽畅通，避免轴端蒸汽外漏，减少工质损失、影响环境美观及恶化润滑油油质。五、疏水冷却器由于#8、9低加疏水温度明显高于凝汽器对应压力下的饱和温度，如果不经过回收处理而是直接自流进入凝汽器，则这部分疏水在进入凝汽器后将汽化成蒸汽并在循环冷却水的作用下凝结成凝结水，在此过程中将被循环水带着一部分热量，造成热量的浪费，降低循环效率。为回收这边部分热量提高循环效率，在#9低加进口设置了疏水冷却器用来回收#8、9低加疏水热量用于加热凝结水。六、低压加热器低压加热器的作用是利用在汽轮机内做过部分功的蒸汽，加热凝结水，提高凝结水的温度，减少汽轮机排往凝汽器中的蒸汽量，降低冷源损失，提高热力系统的循环热效率。本机组共配置5台低压加热器，全部采用卧式结构，其中#5低加布置在16.5m运转平台上，#6、7低加布置在8.2m中间层，#8低加布置在低压凝汽器内，#9低加布置在高压凝汽器内。第三节凝结水泵一、凝结水泵结构二、凝结水泵参数及技术参数本电厂的凝结水泵采用上海凯仕比公司提供的NLT500-600型凝结水泵，属于该公司成熟产品，已广泛应用与国内、外各大电厂，输送介质维度不超过100℃。凝结水泵技术参数泵型号NLT500-600X3S泵使用工况点正常运行点（保证效率点）设计点最小流量点项目单位扬程m332337效率％84.984.5必须汽蚀余量m3.84.7转速r/min14331480出水压力MPa(a)3.223.26轴功率kW2273.92582.9接口法兰公称压力进口MPa0.6出口MPa5接口管子规格(φ×S)进口mmDN1000出口mmDN500接口方位进口水平出口与入口成180°旋转方向逆时针（从电机向泵看）凝结水泵入口滤网型式T型凝结水泵入口滤网材质滤芯304，筒体Q235B凝结水泵入口滤网孔径mm40目凝结水泵入口滤网通流面积m2/凝结水泵入口滤网阻力（无杂质时）MPa0.005凝结水泵入口滤网最大阻力（报警值）MPa0.03凝结水泵电机技术参数项目单位数据型号YLKS2800KW4P额定功率kW2800额定电压kV10同步转速r/min1500频率Hz50主要特性效率％/功率因数/堵转转矩（倍）堵转电流（倍）6最大转矩（倍）绝缘等级F重量kg16冷却方式空水冷冷却器型式/台数水冷/1冷却器材质紫铜管冷却器换热面积m2/冷却器换热余量（不低于10%）%/冷却水量t/h38旋转方向顺时针（从电机向泵看）各运行工况下单台变频泵组运行参数汇总表项目名称单位VWO工况TMCR工况TRL工况THA工况75%THA工况50%THA工况40%THA工况凝汽器运行压力MPa(a)0.0100.0100.0280.0100.0100.0100.010凝结水泵进口水温℃45.8345.8367.5545.8345.8345.8345.83凝结水泵进口压力MPa(a)0.0040.0030.0220.0030.0040.0040.004凝结水泵进口比容m3/kg0.0010040.0010020.0010180.0010020.0010040.0010040.001005单台凝结水泵进口流量t/h2372.672130.032125.912086.511562.491057.49852.05凝结水泵出口总压力MPa(a)3.2763.2253.1793.2282.9702.6612.541凝结水泵扬程m337.4332330.9332.4305.8274261.6凝结水泵轴功率kW2580.222742272.42258.71785.61072.9923.4凝结水泵效率％84.584.984.88581.574.566.8凝结水泵转速r/min1480143314311434137612071179各运行工况下单台定速泵组运行参数汇总表项目名称单位VWO工况TMCR工况TRL工况THA工况75%THA工况50%THA工况40%THA工况凝汽器运行压力MPa(a)0.010.010.0280.010.010.010.01凝结水泵进口水温℃45.8345.8367.5545.8345.8345.8345.83凝结水泵进口压力MPa(a)0.0040.0030.0220.0030.0040.0040.004凝结水泵进口比容m3/kg0.0010040.0010020.0010180.0010020.0010040.0010040.001005kg/m3989.87998.00982.32998.00996.02996.02995.02单台凝结水泵进口流量t/h2372.672130.032125.912086.511562.491057.49852.05凝结水泵出口总压力MPa(a)3.2763.603.533.643.954.114.14凝结水泵扬程m337.4368367372405421425凝结水泵轴功率kW2580.22526.242514.502516.412138.131809.591643.61凝结水泵效率％84.584.484.38480.66760凝结水泵转速r/min1480148014801480148014801480三、凝结水泵的运行及维护运行、启动前的准备检查热水井水位不低于启动水位。检查相关热工仪表正常工作。检查轴承油位正常，在油位计1/2～2/3处。首次启动或电机进线有拆卸后的启动，应脱开联轴器，检查电机转向是否正确（从电机端向泵看为逆时针），然后装上联轴器。水泵及进出口管路充水，检查泵进口管路上的滤网是否畅通，并注意及时清理。打开外供密封水冷却水阀门，仔细检查密封水冷却水管路是否畅通，然后调节外供水压力，保持0.2～0.6MPa，外供水水量：0.36m3/h，水温<36.5℃；开启轴承冷却水阀门，仔细检查轴承冷却水管路是否畅通，轴承冷却水水量为2.1～3.0m3/h，水压为0.2～0.6MPa，水温<36.5℃。手动盘车：用手握住泵端联轴器，转动泵转子检查有无转动异常现象。手动盘车转动不得少于3圈。检查泵出水管路闸阀在关闭状态。启动调节变频器至启动频率。启动电机并逐渐增加变频器频率。打开泵出水管路闸阀，并检查各仪表读数及密封水泄漏情况。一般以保持密封水微漏为原则。在出口闸阀关闭的工况条件下，运转时间不得超过1分钟。运行检查泵出口管路上的阀门是否正常工作。凝结水泵的出口压力正常。检查泵系统是否运行平稳、振动是否达到要求。检查电机及轴承的各参数是否正常。定速运行时，泵在小于0.3Qopt流量下运行累计时间不大于250小时/年。注意：（1）运行中凝汽器热井的实际水位应保证不低于最低水位。（2）定速运行时，泵尽量避免在最低流量以下运行，泵启动后应快速通过此区域，以免产生振动、噪音及可能的汽蚀。备用泵应定期投入运行，执行定期切换制度，并保持备用泵经常处于正常状态。停运逐渐降低变频器频率至略高于泵的最低流量。关闭凝泵出口门停运，检查停运正常。停泵后的工作热水井应处在最低水位以上。密封及轴承冷却水压应正常。电动机应防潮。（以上启动、运行、停运、停运后的工作为厂家说明书要求，后续我们会依据厂家要求，结合电厂实际情况及相关安全规定编写相关操作卡，规范操作）第四节凝结水系统中的换热器一、换热器一般分类1、混合式换热器：这类换热器的主要工作原理是两种介质直接接触而相互传递热量，实现传热，接触面积直接影响到传热量。2、蓄能式换热器（简称蓄能器）：这种换热器的原理是热介质先通过加热固体物质达到一定温度后，冷介质再通过固体物质被加热，冷热交替使之到达传热量的目的。主要用于回收和利用高温废气的热量。3、间壁式换热器（又称表面式换热器）：这类换热器原理是冷、热两种介质被固体间壁隔开，并通过间壁进行热量交换的，这类换热器的用量非常大，占总量的99%。根据结构不同可分为管式、板式、其他型式。轴封加热器、疏水冷却器、低压加热器按照换热形式来分均属于间壁式换热器（表面式换热器）二、典型的卧式低压加热器结构U型管束固定在管板上，并用管束固定支架支撑，管板与端部形成的空腔中间用隔板隔开，下部形成冷却水进水室，上部形成冷却水出水室，管束与换热器的壳体形成蒸汽流动空间，为延长蒸汽流程，管束与壳体空间里安装有一定量的隔板，正常运行时冷却水从进口流入，经过管束后从出口流出，在此过程中带走蒸汽的热量使蒸汽凝结。蒸汽从上部蒸汽入口进入，在流过经隔板形成的通道过程中经冷却水换热变成饱和水。（该通道通常分为：蒸汽凝结段、疏水冷却段），最后从下部疏水口流出。通常我们把管束与壳体形成的空间称为壳侧（对于高低加我们又称之为汽侧），把冷却水通道称为水侧。为防止管束受到冲击振动和冲刷，在汽侧壳体上的蒸汽进口和疏水口装有防冲击用的不锈钢防冲挡板，加热器设置足够的管子支撑板和隔板，以防止在各种运行工况下管子的振动，加热器内少量未凝结的蒸汽及空气由空气抽出管抽出。如表面式冷却器两侧的介质都是液体，这种换热器的其结构与低加基本相同，外置式疏水冷却器即属于此种形式。三、低压加热器常用水位计低压加热器是汽轮机回热系统中加热凝结水的重要设备，当加热器满水时，影响低加的热交换效率，严重时会造成汽轮机进水，发生水冲击；当加热器缺水时，增加了汽轮机的冷源损失，降低了汽轮机的热效率，同时，汽、水两相流动冲刷疏水管引起振动，使低加疏水泵及管道的使用寿命缩短。所以监视低加水位对低加的经济安全运行具有重要意义。电厂低加水位计有以下几种：1、磁翻板液位计：磁翻板液位计的指示器安装在桶槽外侧，用以指示和控制槽内的液位，桶槽为封闭形式可以根据需要加装排污阀。指示器由磁性色片组成，本体管内的磁性浮球随液位上升使色片翻转，即可显示液位高度。也可在本体管上加装磁性开关或远传变送器，输出开关信号或者模拟量型号。适合用于高温、高压、耐腐蚀等场合，可就地显示和远程控制。磁翻板液位计工作原理：磁翻板液位计应用连通管原理，保证被测容器与测量管体间的液位相等，当测量管中的浮子随被测液位等量变化，浮子中的磁性体与显示板上显示色柱中的磁性体作用，使色片翻转，一般白色表示无液，红色表示有液，以达到就地显示液位的功能，就地显示的磁翻板液位计具有显示直观、醒目、视角款，结构紧凑合理、安全可靠，无“跑、冒、滴、漏”现象，维护量小，维修费用低等优点，且其指示功能无须外供电，即使电力供应发生故障，液位观测也不会受到影响，是理想的液位检测仪表。磁翻板液位计若配备液位传感器或液位变送器和显示仪表就可以完成电动远传。2、平衡容器液位计：平衡容器式差压液位计主要是由平衡容器（又称为水位—差压转换装置）、压力信号导管和差压计（差压变送器）三部分组成。平衡容器液位计工作原理：通过测量平衡器中的静压力与容器中实际水位的静压力（随水位升降而变化）的差压制，再通过差压变送器将差压值转变成电流信号传输到DCS进行水位监视。（1）正压管是从平衡容器中引出，负压管是从密闭容器水侧连通管引出。（2）对于单室平衡容器，其水面高度L是一定的，当水面要增高时，水变通过汽侧连通管溢流入密闭容器；要降低时，由蒸汽冷凝水来补充。因此当平衡容器中的水密度一定时，正压管压力为定值，负压管与密闭统一连通，输出压力的编号反映容器内水位的变化。低于双室平衡容器，其水面高度L也是一定的，当水面增高时，其水通过基准杯溢流至溢流室；当水面高度降低时，基准杯内的水有凝汽室内的蒸汽冷凝补充。平衡容器是作为测量汽水管路中的压力/差压用的，采用平衡容器而不是直接用一根/两根引压管是为了防止压力/差压突变时导致引压管内的液柱随之波动，减小其测量水位时的误差。平衡容器分为单室平衡容器和双室平衡容器。单室平衡容器本身没有自我补偿能力。双室平衡容器是一种结构巧妙，具有一定自我补偿能力的水位测量装置。在基准杯的上方有一个圆形漏斗结构将双室平衡容器分隔成上下两部分，为了区别单室平衡容器，故称为双室平衡容器。四、低压加热器参数项目单位LP-5LP-6LP-7LP-8LP-9SL蒸汽入口压力MPa0.5440.360.20010.06740.0311/蒸汽入口温度℃288.6244.9187.697.470蒸汽入口流量Kg/s15.80219.34829.45518.24918.174疏水入口压力MPa/0.5240.34///疏水入口温度℃/142.7123.4///疏水入口流量Kg/s/15.80235.15///疏水出口压力MPa0.5240.340.20.6740.0311/疏水出口温度℃142.7123.4120.288.952.2/疏水出口流量Kg/s15.80235.1564.60518.60536.423/压力降管侧最大压力降（保证值）MPa0.080.080.080.080.10.1VWO工况管侧计算压降MPa0.0620.070.0720.0820.0970.02TMCR工况管侧计算压降MPa0.060.0650.070.080.0950.02THA工况管侧计算压降MPa0.060.0630.070.0760.0920.0275%THA工况管侧计算压降MPa0.0450.050.0550.060.0750.01550%THA工况管侧计算压降MPa0.0350.0350.0450.0470.050.0140%THA工况管侧计算压降MPa0.030.030.040.0450.0470.01壳体压力降MPa0.020.02///0.05壳侧蒸汽冷却段最大压降MPa//////壳体凝结段最大压降MPaMPa/////壳体疏水冷却段最大压降MPa0.020.02///0.05设计管内流速m/s2.12.12.22.232.231.6管内最大流速m/s333333有效表面积m215001700170015901900368蒸汽冷却段有效表面积m2//////凝结段有效表面积1459161417001590190/疏水冷却段有效表面积4186///368给水端差℃2.82.82.82.82.8/疏水端差℃5.65.6///5.6加热器壳侧设计压力MPa0.70.450.270.10.14.5设计温度℃305/170260/150205/135120120120水压试验压力MPa按GB150壳侧压降MPa0.020.02///0.05加热器管侧设计压力MPa4.64.64.64.64.60.1设计温度℃170150135120120120水压试验压力MPa按照GB150管侧压降MPa0.060.0650.070.080.0950.02五、低压加热投运与退出1、低压加热器的投运低压加热器正常时应随机投运，先投水侧后投汽侧，按照压力由低到高的顺序投运。凝结水冲洗合格后，投入各低加水侧，开启各低加进、出口电动门，关闭各低加旁路电动门。水侧排空门见连续水流后关闭；检查关闭各低加汽侧放水门；检查关闭各低加汽侧进汽放空气门；检查开启各低加正常疏水调门前后隔离门，危急疏水调门前后隔离门；检查开启低加启动抽空气门和连续抽空气门；机组冲转后，低加随机投入，打开抽汽逆止阀及进汽电动门（开电动门时控制开门速度，保证温升率小于2℃/min）；联系热控检查调整各加热器的远传水位与就地水位一致；在投运低加的过程中，及时调整低加水位正常。2、低压加热器的停运：正常时低压加热器随机停运，此时一般需要注意水位变化并及时调整。正常运行低压加热器故障，需要停运时，一般需要遵守以下顺序：切换低加的疏水系统（将上级低加危急疏水调整门逐渐开启，并逐渐关闭其正常疏水调整门，注意低加水位保持正常稳定，关闭上级低加正常疏水调门前后隔离门，逐渐关闭低加至下级低加正常疏水并关闭调门前后隔离门）；开启抽汽管道疏水，并逐渐关闭停运低加进汽门，注意监视凝结水温度变化。温降率小于2℃/min；关闭停用低加抽空气门；关闭停运低加危急疏水调门及其前后隔离门，注意低加水位不升高；确证开启停运低加水侧旁路门后，关闭停用低加出入口门；如有需要开启低加汽、水侧放水门放水泄压，并注意真空变化。第二章间接空冷系统第一节汽轮机排汽冷却方式汽轮机排汽的冷却方式一般可以分为湿式冷却和干式冷却。（1）湿式冷却指的是用冷却水通过凝汽器管束来冷却汽轮机的排汽，冷却水经过冷水塔换热后循环使用或者直接排入天然水域，无论是前者还是后者，都需要消耗大量的水，故仅适合在水资源丰富的地方。前者属于敞开式循环冷却方式，后者属于直流冷却方式。（2）干式冷却（即空冷方式）分为：直接空冷、带表面式凝汽器的间接空冷系统（哈蒙式空冷系统，）和带喷射式（混合式）凝汽器的间接冷却系统（海勒式空冷系统）。干式冷却方式一般常见于缺水地区，补充因在冷却过程中损失的水非常困难，采用空气冷却的方式能很好的解决这一问题。空气冷却过程中，空气与水（或者排汽）的热交换，是通过由金属管组成的散热器表面传热，将管内的水（或排汽）的热量传输各散热器外流动的空气。直接空冷就是利用空气直接冷凝汽轮机的排汽，空气与排汽通过散热器进行热交换。海勒式间接空冷系统主要是由喷射式凝汽器和装有福哥型散热器的空冷塔组成，系统中的高纯度中性水进入凝汽器直接与凝汽器排汽混合并将加热后的冷凝水绝大部分送至空冷散热器，经过换热后的冷却水在送至喷射式凝汽器进行下一个循环。极少一部分中性水经过精处理后送回锅炉与汽机的水循环系统。哈蒙式间接空冷系统又称带表面式凝汽器的间接空冷系统，在该系统中冷却水与凝结水是分开的，这样就保证了凝结水水质。哈蒙式空冷系统由表面式凝汽器与间冷塔组成，系统与常见的湿冷系统非常相似。本公司两台1000MW均采用，带表面式凝汽器的间接空冷系统，即哈蒙式循环。第二节直接空冷和间接空冷优缺点一、直接空冷优缺点1、汽轮机背压变动幅度大。汽轮机排汽直接由空气冷凝，其背压随环境空气温度变化而变化。2、真空系统庞大。汽轮机低压缸排汽通过大直径的管道引出，用空气作为冷却介质通过散热器进行表面换热，冷凝排汽需要较大的冷却面积，导致真空系统容积庞大。3、电厂整体占地面积小。由于直接空冷凝器一般采用机械通风，而且布置在汽轮机房A列外高架平台上，平台下面仍可布置变压器、出线构架和空冷风机配电间等建构筑物，占地空间得到充分利用，使得电厂整体占地面积相对减少。4、厂用电耗较高。直接空冷系统所需空气由大直径的风机提供，2台1000MW机组整个空冷系统需要大直径轴流风机数量大约在160左右，其能耗高于常规湿冷系统。5、防冻措施灵活可靠。直接空冷系统可通过改变风机转速、停运部分或全部风机来调节空冷凝器的进风量，或使风机翻转吸取热风来防止系统解冻，调节相抵灵活，效果好而且可靠。6、若给水泵采用汽动，为达到电厂耗水指标，汽泵的冷却需要采用间接空冷，2台机组需要建设1座间接空冷塔。二、间接空冷优缺点1、汽轮机背压变动幅度较小。汽轮机排汽在凝汽器内通过水作为中间介质进行冷却、对环境变化带来的影响产生一定的抑制作用。2、真空系统小。汽轮机设有凝汽器，和湿冷机组相近。3、电厂占地面积大。间接空冷塔为自然通风冷却，散热器全部布置在冷却塔外围，塔的直径较大，占地面积较多，但是脱硫设备和烟囱可以布置在空冷塔内使得间接空冷系统占地相对减少，但总体占地还是大于直接空冷机组。4、厂用电耗较低。间接空冷塔为自然通风，虽然增加了循环水泵的电耗，但是与直接空冷系统风机的电耗比较，间接空冷系统总体电耗还是减少了。5、防冻性能较差。间接空冷散热器管束的直径远小于直接空冷散热器，防冻性能价差，除了设计防冻措施外，在寒冷地区还需加强散热器防冻的管理。6、汽动给水泵的排汽可以进入主机排汽系统和主机共用一座间接空冷塔。三、间接空冷冬季防冻空冷火力发电机组以其节水和环保优势已成为北方地区电厂建设的主流，但近几年投运的空冷机组，频繁发生散热器的冻结事故，给安全生产带来极大的隐患。如何解决散热器的冬季冻结问题已成为面临的重要问题。空冷散热器的冻裂事故多数是因控制系统不完善和控制设备误动造成的，因此加强控制系统的可靠性管理是空冷机组防冻的关键。主要需采取以下几方面的防冻措施。1、通过百叶窗对散热器水温进行控制间接空冷散热器冷却三角的进气侧装配有百叶窗，可用来调节各扇区循环水的出水温度。如果环境大气温度较低，造成凝汽器内的真空太低、达到汽轮机阻塞背压值时，冷却塔可以通过调整循环泵的运行方式或关闭部分百叶窗来降低其散热能力。百叶窗通过环境大气温度传感器和冷却三角扇区循环水出水温度传感器来进行控制。冬季温度控制可采用以下2种运行模式。(1)冬季运行模式。当环境温度小于2℃时，如果凝汽器压力大于阻塞背压，且扇区出水温度大于28℃时，百叶窗进行开启调节；凝汽器背压小于阻塞背压，且扇区出水温度小于28℃时，百叶窗进行关闭调节。该运行控制模式为空冷系统的初级防冻保护。(2)保护运行模式。当扇区出水温度小于21℃时，要关闭相应的扇区百叶窗以增加扇区水温。该运行控制模式为空冷系统的二级防冻保护。2、通过控制扇区自动泄水来防止散热器冻裂，当某扇区出水温度低于16℃时，经延时后温度若仍没有回升，为防止散热器冻裂，该扇区需自动泄水。在冬季运行模式下，若扇区顶部直立管水位低于1m，经延时1min后水位仍低，该扇区需自动泄水。扇区充水过程中发生故障，则该扇区自动泄水。该运行控制模式为空冷系统的三级防冻保护。3、通过开启紧急泄水阀实现散热器的防冻紧急泄水阀在以下情况下自动开启：当扇区发生了保护性泄水，并且在泄水过程中出现故障；环境大气温度低于2℃，扇区有水且所有的循环水泵都停止运行。此外，运行人员也可以通过屏幕上的打开按钮打开紧急泄水阀。紧急泄水阀开启后，所有扇区的水将在3min内泄至地下储水箱，确保散热器内的水不会结冰。该运行控制模式为空冷系统的四级防冻保护。4、扇区充水防冻控制在冬季塔内空气温度低于2℃时，当塔内进水管水温大于40℃，且充水扇区的百叶窗全部关闭，要确保有2台循环泵运行时才允许给扇区充水。充水过程不能过长，要控制在60s～80s，以免扇区内水温过低造成结冰。5、高位水箱防冻保护：如果高位水箱中有水，冷却塔内的空气温度低于2℃，并且高位水箱中的水温低于12℃，则启动高位水箱防冻保护程序，对高位水箱中的水进行更换。补给水泵将地下储水箱中的热水输送至高位水箱，而高位水箱中的冷水则通过溢水阀被泄到地下储水箱中。在冬季，空冷系统运行中除采取上述防冻控制措施外，还要注意以下事项。(1)在冬季要投入保护运行模式，并且与冬季运行模式共同运行。(2)进入冬季前，要对扇区的各种保护进行试验，确保各阀门、百叶窗动作可靠。机组启、停时，要就地检查阀门是否动作可靠。(3)循环水泵要处于良好的备用状态，冬季时至少要保持2台循环水泵运行，防止循环水流速过低而在散热器内结冰。(4)当扇区发生泄漏时，需及时将该扇区退出运行，防止外部结冰冻坏散热器，并放尽存水。(5)运行人员要避免在环境温度较低和夜间对扇区进行充水和泄水操作，以免扇区结冻。机组甩负荷时，要检查关闭所有百叶窗，必要时对扇区进行泄水。(6)要加强空冷塔的就地巡检工作，发现阀门、百叶窗、水箱水位异常时及时采取措施。(7)进入冬季前要将清洗水泵停电并放尽清洗水泵内存水，同时对扇区清洗管道进行放水，防止冻裂清洗水泵及清洗管道。(8)每隔24h检查同步程序工作是否正常，使同步程序对运行中的扇区百叶窗进行位置调整，确保各扇区百叶窗开度一致。第三节空冷机组阻塞背压空冷机组的阻塞背压和循环冷却机组的极限真空是一个意思，是指汽轮机末级叶片出口处的蒸汽流速接近该处的音速水平时的背压，它与汽轮机进汽量相关，不同的进汽量有不同的阻塞背压。汽轮机背压小于阻塞背压时热耗增加（原因为蒸汽在末级叶片形成的紊乱的膨胀而引起的附加损失），同时末级叶片形成的紊乱汽流，还可能造成汽轮机振动增大，对汽轮机安全运行构成威胁。一般汽轮机的最低运行背压高于阻塞背压2KPa左右，本机组阻塞背压6.6KPa。第四节间冷系统简介1、工作原理汽轮机排汽排至表面式凝汽器内，经与循环水换热后，由凝结水泵升压回至再热系统。换热后的循环水回至安装在室外空冷塔内的表面凝汽器内，与空气换热后送回至表面式凝汽器循环使用。进水管温度与出水管温度相差约10度。2、系统组成冷却三角（冷却三角（Megadelta）主环管(MainRing)高位水箱(FillingTank)地下水箱(Draintank)充水泵(FillingPump)百叶窗(louver)阀门(Valve)第五节循环水泵及电机参数本期2×1000MW机组工程，共设两座循环水泵房，布置在间冷塔附近。每台机组配四台循环水泵并联运行，其中两台配双速电机，每座泵房内共布置四台卧式循环水泵。型式为：单级双吸水平中开卧式离心泵循环水泵的设计参数工况为应：一机配4台（满负荷）循环水泵并联运行，每台泵设计运行工况点为：Q=5.6m3/s，H=22.5m，η≥89.0%一机配3台（部分负荷）循环水泵并联运行，每台泵设计运行工况点为：Q=6.34m3/s，H=17.0m，η≥89.0%一机配2台（部分负荷）循环水泵运行，每台泵设计运行工况点为：Q=6.7m3/s，H=10.7m，η≥87.0%电机低速运行时：一机配2台循环水泵并联运行，每台泵设计运行工况点为Q=5.0m3/s，H=8.0m，η≥87.0%高速电机运行时参数：序号项目单位数值1型式卧式离心泵2型号1400S223工况工况一（一机四泵）工况二（一机三泵）工况三（一机两泵）4设计流量m3/s5.66.346.75设计扬程m22.51710.76轴功率Kw137311687867设计点效率%9090.589.58设计点NPSHm6.36.36.39关闭水头m2710电压v1000011转动惯量43012噪音值dba7513电动机功率Kw160014转速rpm485低速电机运行时参数序号项目单位数值1型式卧式离心泵2型号1400S223工况工况一（一机两泵低速运行）4设计流量m3/h5/5.85设计扬程m17/86轴功率Kw926/5097设计点效率%90/89.58设计点NPSHm69关闭水头m2310电压v1000011转动惯量43012噪音值dba7513电动机功率Kw100014转速rpm423高低速电机并联运行参数序号项目单位数值1型式卧式离心泵2型号1400S223工况工况一（两台高速两台低速并联）工况二（两台高速一台低速并联）工况三（一台高速两台低速并联）工况四（一台高速一台低速并联）4设计流量m3/h21600/1516023320/1916024000/2000024400/208005设计扬程m20151296轴功率Kw1308/9401059/870870/7277设计点效率%90/87.5909090/898设计点NPSHm6.3/66.3/66.3/66.3/69关闭水头m27/2310电压v1000011转动惯量43012噪音值dba7513电动机功率Kw1600/100014转速rpm485/42315冷却水水质常温清水16冷却水压/水量m3/h0.4～0.5MPa/3～4m3/h电机设计参数项目单位数值电机型号YDKK800-12/14额定电压kV10最高运行电压kV额定耐受试验电压kV23额定频率Hz50额定功率kW1600/1000额定电流A功率因数cosØ0.76（暂定）效率%93.5/91.5（暂定）额定转速r/min485/423相数3极数12/14防护等级IP55转动惯量kgm2绝缘等级F冷却方式空空冷第六节空冷系统的运行及维护1、空冷系统启动前的准备锅炉点火前？小时进行空冷系统补水；储水箱补水调整门开关灵活，投入自动；储水箱补水至规定值；检查氮气压力在规定范围内；系统各阀门调试合格，并已带电。2、循环泵启动前的检查空冷系统启动准备已经完成，水位正常；循环泵入口阀在开启位，出口阀门在关闭位；循环泵出口压力表门，出口阀压力变送器一次门及循环泵冷却水门开启；循环泵及电机油位计在2/3以上；循环泵出口阀电源已送，开关试验正常。高位水箱水位高于规定值；安全排水阀关闭；上述设备的钥匙开关在“远方”位；上述设备实际位置和控制台信号一致，且各设备没有持续的黄灯。空冷塔启动前应检查以下内容各扇形段进出口阀关闭各扇形段排水阀在开启空冷塔旁路阀开启。安全放水阀控制系统正常（此阀门可能为液压控制，一般需要检查动力箱油位在中间油位计以上，储压罐阀在开位）安全排水阀在关位各扇形段百叶窗在关闭位置各阀门电源送点正常充水泵、补水泵检查内容充水泵、补水泵入口阀在开位；充水泵、补水泵出口阀在关位；轴承冷却水在开位；泵体排汽阀排汽后关闭；以上各泵，动阀的操作钥匙开关均在“远方”位；系统充水及排水调整门开关灵活，投入自动。有下列情况之一，空冷系统禁止启动空冷系统主要保护试验不合格（尤其是排水阀联开保护）。安全排水阀不能远方开关。任一扇形段进口阀不严、漏水严重。充水泵、补水泵不能远方、就地启停。有下列情况之一，扇形段禁止充水冬季百叶窗不能远方关闭；冬季扇形段不能程控排水；冬季扇形段竖管加热装置不能投入；扇形段冷却三角形或排水阀严重泄漏；冬季扇形段自动排水保护失灵（温度低、无流量）。扇形段远方充水条件高位水箱水位高于规定值（待确定）；系统总压力高于规定值（待确定）；环境温度温度+5℃以下时，循环水温度高于40℃；至少两台循环水泵运行。扇形段充水过程中的注意事项充水时应观察扇形各段阀门动作情况，出现异常情况及时处理；充水过程中应监视高位水箱水位下降并及时启动充水泵、补水泵；检查充水扇形冷却段冷却三角形及连接伸缩节是否泄漏；扇形段远动充水时出现故障，微机自动将该扇形段排水；当已有四个扇形段充水后，检查塔旁路阀应自动关闭；当有五个扇形段充水后，塔旁路阀应全部关闭，否则应查明原因，严禁在塔旁路阀未关闭情况下继续投入扇形段；正常情况下，扇形段充水一般按照#1、#12、#2、#11、#3、#10、#4、#9、#5、#8、#6、#7段顺序依次进行；扇形段充水后，根据出水温度，及时开启百叶窗。冬季控制各扇形段出水温度不低22℃，环境温度高于-10℃以上时，各扇形段出水温度不低于25℃。空冷系统停运接到机组停运命令后，随着机组负荷逐渐降低关小扇形段各百叶窗的开度，保持扇形段出水温度30—35℃（冬季）。检查储水箱水位是否正常，水位高时就地排水至正常水位，防止储水箱水位过高，扇形段排水后造成储水箱水位太高。在停机过程中，进行扇形段排水。夏季机组短时间停运时，应检查扇形段百叶窗全部关闭，维持扇形段运行，但扇形段出水温度低于20℃时应排水。10、扇形段远方排水按下扇形段排水按钮，注意扇形段电动阀动作情况：进出口电动阀关闭，然后排水阀开启；在扇形段排水过程中，应检查塔旁路阀是否开启，当第四个扇形段排水后，塔旁路阀开始开启，但当第五个扇形段排水后，塔旁路阀应开启。扇形段排水后应监视排水阀的开启情况。必要时应手动检查活动阀门以确定阀门确已开启，同时检查储水箱水位应升高。停机后，扇形段确已全部排水后可保持一台循环水泵继续运行，根据排汽缸温度或其他因素决定是否停止循环水系统运行；停机过程中应检查各扇形段百叶窗全部关闭，维持储水箱水位在规定值（待确定）如发现储水箱水位高应立即查明原因采取措施。10、空冷系统运行中的检查项目（监盘人员）凝汽器温度、循环泵出口温度；凝汽器真空；凝汽器水位；储水箱水位；循环泵出口压力；系统总压力及各扇形段阀门状态；各扇形段出口温度及百叶窗开度；冷却水主管道冷水温度；塔内、塔外环境温度；运行设备电机电流；循环泵及电机、轴承温度；操作盘各设备阀门开关指示报警信号等。11、空冷系统运行中的检查项目（巡检人员）循环泵：进出口压力、轴承温度、循环泵及电机上轴承油位；循环泵进出口阀开度；盘根室温度，水泵及电机振动声音；出口阀油泵运行情况；各泵、阀门、操作开关位置。空冷塔：各扇形段进出口阀、排水阀的位置；各阀门系统泄漏情况；扇形段出口温度；百叶窗开度及百叶窗执行机构的运转情况；充水扇形段的连接伸缩节是否泄漏；扇形段顶部排汽管是否泄漏；扇形段竖管加热装置是否投入；安全排水阀油系统是否泄漏；液压箱油位；充水泵、补水泵运转情况，各段三角形出水温度、氮气系统压力情况、储水箱水位情况。第七节空冷塔喷淋装置一、喷淋装置使用规定喷淋水质合格，PH值6.0～8.0；进入夏季前，检查喷淋泵及系统正常，关闭喷淋水箱补水管道、喷淋水箱、泵体、滤网、塔内喷淋系统各放水门；喷淋水罐补水至正常水位；喷淋泵电机侧绝缘合格；开启喷淋泵再循环门，启动喷淋水泵。检查系统泄漏情况。管子内空气排尽后，逐渐关小喷淋水泵再循环门，维持出口压力在0.7MPa；（暂定）喷淋泵一台运行，一台备用；喷淋泵运行期间应检查水箱水位情况，必要时向喷淋罐补水；值班人员应及时检查喷淋水箱不得溢流，喷淋水泵及塔内喷淋装置的运行情况，发现异常立即停泵。二、喷淋装置停用规定机组真空高于规定值时；喷淋水泵停运后，值班人员须关闭水泵出口阀，防止水箱倒回塔内。喷淋装置的投运时间、投运时机组负荷、真空等参数做好记录。进入冬季前要做好防冻措施，开启本体、管道、喷淋罐、滤网底部的所有放水门、喷淋泵停电。第三章凝汽器及抽真空系统第一节凝汽器的作用及工作原理凝汽设备是凝汽式汽轮机装置的重要组成部分之一，它的工作情况直接影响到整个机组的热经济性和运行可靠性。凝汽设备在汽轮机组的热力循环中起着冷却排汽作用。降低汽轮机排汽的压力和温度，就可以减小冷源损失，提高循环热效率。降低排汽参数的有效办法是将排汽引入凝汽器凝结为水。如机组运行不当使排汽压力比正常值高1%，Δηt/ηt将降低1%以上，如排汽温度下降5℃，则Δηt/ηt将升高1%以上，这对于大型机组是很可观的，由此可见凝汽设备的重要性。以水为冷却介质的凝汽设备，一般有凝汽器、凝结水泵、抽汽设备、循环水泵以及他们之间的连接管道和附件组成。本机组凝汽器为单流程双背压表面式凝汽器、双壳体、横向布置。凝汽器除能接受主机排汽、给水泵小机排汽、本体疏水外，还具有接受低压旁路排汽，高、低加事故疏水及除氧器溢流的能力，此外还可以接收由锅炉启动系统扩容器水箱来的流经本体疏水扩容器进入凝汽器的品质合格的锅炉启动疏水。其喉部内设置有8、9号低加和低压旁路的三级减温器。凝汽器内包括凝结水和化学补充水喷嘴雾化除氧装置，进入凝汽器的凝结水和机组化学补充水经喷嘴雾化除氧后，最终的凝结水含氧量不超过20μg/L。凝汽器颈部设有给水泵汽轮机排汽接口。凝汽器设有真空破坏阀，在机组出现紧急事故危机机组安全时，以达到破坏真空的需要。凝汽器有关管道系统用于机组启动及正常运行时收集锅炉启动分离器排水、汽机本体、轴封冷却器、辅助蒸汽及各种热力管道的疏水，低压加热器事故疏水及除氧器水箱溢流放水等。凝汽设备示意图1—凝结水泵2—抽气设备3—汽轮机4—凝汽器5—循环水泵最简单的凝汽设备示意图如上图所示。汽轮机3的排汽排入凝汽器4，其热量被循环水泵5不断打入凝汽器的冷却水带走，自身凝结为凝结水汇集在凝汽器的底部热水井，同时由凝结水泵1抽出送往锅炉作为给水。凝汽器的压力很低，外界空气容易漏入。为防止不凝结的空气在凝汽器中不断积累升高凝汽器内的压力，采用抽气设备2不断将空气抽出，在凝汽器中，不断循环的冷却水创造凝汽器中的低温环境，使排汽释放汽化潜热而发生凝结，凝汽器中蒸汽凝结的空间是汽液两相共存的，汽侧压力等于蒸汽凝结温度所对应的饱和压力，蒸汽凝结温度由冷却条件决定。只要冷却水温度不高，蒸汽凝结温度也不高，一般为30℃左右，所对应的饱和压力约为4～5KPa，该压力大大低于大气压力，从而在凝汽器中形成高度真空。凝汽设备的最主要作用有两方面：一是在汽轮机排汽口建立并维持一定的真空；二是保证蒸汽凝结并回收凝结水作为锅炉给水。电厂运行中，为防止锅炉及汽轮机通流部分结垢、腐蚀、对给水品质的要求非常严格。如果给水全部是化学处理水的话，则大容量机组的设备投资和运行费用将会很昂贵。所以必须将凝汽器回收的大凝结水作为给水，但要严格保证其水质。此外，凝汽设备还是凝结水和补给水除氧器之前的先期除氧设备；并接受机组启停和正常运行中疏水和甩负荷过程中旁路排汽，以回收热量和减少循环工质损失。凝汽器中真空的形成主要原因是由于汽轮机的排汽被冷却成凝结水，其比容急剧缩小。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。凝汽器的真空形成和维持必须具备三个条件：凝汽器冷却水管必须通过一定量的冷却水量。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。抽汽设备必须把漏入的空气和排汽中的其他气体抽走。对凝汽器的要求是：（1）有较高的传热系数和合理的管束布置。（2）凝汽器本体及真空管路系统要有高度的严密性。（3）汽阻及凝结水过冷度要小。（4）水阻要小。（5）凝结水的含氧量要小。（6）便于清洁冷却水管。第二节凝汽器的参数控制一、凝汽器压力一般真空容器设备的真空度，是根据该设备为实现某种工艺过程所必需的工作条件而确定的。然而在汽轮机排汽口建立与维持一定的真空度，却是凝汽器乃至凝气设备本身的主要任务。凝汽器压力是表征凝汽器工作特性的主要指标。通常凝汽器压力是指凝汽器壳侧蒸汽凝结温度对应的饱和压力。但是实际上凝汽器壳侧各处压力并不相等。凝汽器内使蒸汽和空气组成的混合气体，它的压力Pco是蒸汽分压力Ps与空气压力Pa之和。但在占凝汽器很大一部分的蒸汽凝结区，空气的相对含量还是很小，可以忽略不计，故起决定作用的还是蒸汽，因此，可以很准确的认为凝汽器内的压力由与相对应的饱和温度ts来确定。冷却水以温度tw1进入凝汽器，其温度随冷却面积的增加而升高，出口温度tw2；进入凝汽器内的蒸汽隔着冷却水管首先与出口冷却水进行热交换，根据传热原理，蒸汽放热后的温度一定高于冷却水出口温度tw2，两者之差称为端差δt，则汽轮机排入凝汽器的蒸汽饱和温度可有下式确定：凝汽器内蒸汽和冷却水温度沿冷却面积的变化1—饱和蒸汽放热过程2—冷却水的温度升高过程ts＝tw1＋Δt＋δt式中ts——凝汽器压力Pco相对应的蒸汽饱和温度，℃；tw1——循环冷却水进口温度，℃；Δt——循环冷却水出、进口温差；δt——汽轮机排汽温度与循环冷却水出口温度之差。关于凝汽压力还有三个很重要的概念，即凝汽器的极限真空、最有利真空和额定真空。凝汽设备在运行中应该从各方面采取措施以获得良好真空。但真空的提高也不是越高越好，而有一个极限。这个真空的极限由汽轮机最后一级叶片出口截面膨胀极限所决定。当通过最后一级叶片的蒸汽已达到膨胀极限时，如果继续提高真空，不可能得到经济上的效益，反而会降低经济效益。简单地说，当蒸汽在末级叶片中的膨胀达到极限时，所对应的真空为极限真空，也有的称为临界真空。对于结构已确定的凝汽器，在极限真空内，当蒸汽参数和流量不变时，提高真空使汽轮机的可用焓降增大，就会相应增加发电机的输出功率，但是在提高真空的同时，需要向凝汽器内多供冷却水，从而增加循环水泵的耗功。由于凝汽器真空提高，使汽轮机功率增加与循环水泵多耗功率的差值为最大时的真空值称为凝汽的最佳真空（最经济真空）。影响凝汽器最佳真空的主要因素是：进入凝汽器的蒸汽流量、汽轮机排汽压力、冷却水的进口温度、循环水量等。一般汽轮机铭牌排汽绝对压力对应的真空是凝汽器的额定真空。这是指机组在设计工况、额定功率、设计冷却水温时的真空。这个数值并不是机组的极限真空值。二、凝汽器的热负荷凝汽器热负荷是指单位时间内凝汽器内蒸汽和凝结水传给冷却水的总热量（包括排汽、加热器疏水等热量）。凝汽器的单位热负荷是指单位时间内单位面积所冷凝的蒸汽量，即进入凝汽的蒸汽流量与冷却面积的比值。三、冷却水进口温度tw1冷却水温度越低，凝汽器压力越低，对汽轮机的运行越有利。但是冷却水的进口温度不取决与凝汽器的运行工况，而取决于供水方式、气候条件和所处地区。冬季的水温低、所以真空较好，夏季的水温高，真空要差一些。四、冷却水温升Δt冷却水温升是凝汽器冷却水出口温度与进口温度的差值，温升是凝汽器经济运行的一个重要指标，温升可监视凝汽器冷却水量是否满足汽轮机排汽冷却之用，因为在一定的蒸汽流量下有一定的温升值。另外，温升还可供分析凝汽器钢管是否堵塞、清洁等。温升大的原因有：蒸汽流量增加：冷却水量减少；冷却水管清洗后较干净。温升小的原因有：蒸汽流量减少；冷却水量增加；冷却水管结垢或脏污；真空系统漏气严重。五、凝汽器循环倍率凝汽冷却水的流量Dw与进入凝汽的蒸汽总量DCo之比，称为凝汽器的循环倍率。现代凝汽式汽轮机的m值在50-70范围内，多流程凝汽器选用的值较小，单流程的凝汽器选用的值较大。六、凝汽器端差δt凝汽器排汽压力下的饱和温度与凝汽冷却水出口温度之差称为端差。影响端差δt的因素较多，而且他们之间的关系也教复杂，在除Aco以为的其他条件不变的情况下，减小δt就要增大凝汽器冷却面积Aco，因而使凝汽器造价提高，所以在设计时δt不宜选择过小，一般δt=3—5℃。对一定的凝汽，端差的大小与凝汽器冷却水进口温度、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。实际运行中，若端差值比端差指标高的太多，则表明凝汽器冷却水管脏污，导致传热条件恶化。端差增加的原因有：凝汽器冷却水管侧或汽侧结垢；凝汽器汽侧漏入空气；冷却水管堵塞；冷却水量减少等。端差δt与负荷率Dco/Aco及tw1的关系七、凝结水过冷度Δts排汽压力对应的饱和温度ts和凝结水温度tco之差，称为凝结水的过冷度Δts。一般凝汽器的过冷度不应超过0.5～1℃。具有过冷度的凝结水，要使汽轮机消耗更多的回热蒸汽，以使它加热到预定的锅炉给水温度，增大了热耗。同时，过冷度也使含氧量增加，从而加速管道腐蚀，所以过冷度要尽可能小。1、出现凝结水过冷的原因：凝汽器构造上存在缺陷，管束之间蒸汽没有足够的通往凝汽器下部的通道，使凝结水自上部管子流下，落到下部管子的上面再度冷却，从而产生过冷却；凝汽器水位高，以致部分钢管被凝结水淹没而产生过冷却；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；凝汽器铜管破裂，凝结水内漏入循环水；凝汽器冷却水量过多或水温过低。2、凝结水过冷却会造成以下危害凝结水过冷却，使凝结水宜吸收空气，结果使凝结水的含氧量增加，加快了设备和管道的锈蚀，降低了设备和管道使用的安全性和可靠性；影响发电厂的热经济性，因为凝结水温度低，在除氧器中加热就要多耗抽汽量，在设有给水回热的热力系统中，凝结水每冷却7℃，相当于发电厂的热经济性降低1％。第三节多压凝汽器多压凝汽器是指将来自两个以上的汽轮机排汽口的蒸汽引入汽侧分隔、水侧串联的真空不同的若干汽室中加以凝结的凝汽器。只要机组有两个以上的排汽口，就可以采用多压凝汽。如图所示。凝汽器汽侧用密封分隔板隔成两个汽室，冷却水串行流过各汽室。各汽室进口水温不同，形成高压汽室和低压汽室，构成双压使凝汽器。双压式凝汽器示意图多压凝汽器平均压力用平均折合压力表示，它不等于两汽室压力的平均值，而等于平均蒸汽凝结温度（ts）r对应的饱和压力。蒸汽和冷却水温度沿冷却水管长度的分布一、多压凝汽器的特点（1）在一定条件下，多压凝汽器的平均折合压力低于单压凝汽器的压力，提高机组的热经济性。在汽轮机功率相同时，可以减少冷却面积和冷却水量。（2）多压凝汽器可以将凝结水引入高压侧加热，以提高凝结水温，减小低压加热器的抽汽量，减小发电热耗率。二、多压凝汽器凝结水的回热方法一种方法是将低压凝结水用泵打至高压汽室内特制喷嘴中，使水雾化，充分与高压蒸汽接触而被加热。另外一种方法是将低压凝汽器凝结水水位提高，从而克服汽室的压差，依靠重力作用使低压凝结水自流到高压侧的底盘上，再由底盘下的许多小孔流出而被蒸汽加热。（本机组采用第二种方法的优化，通过高低压凝汽器热水井底部出水管汇集以达到均匀两凝汽器水温的目的）三、本机组凝汽器设计参数1) 设计背压：10kPa（a），对应凝结水温度46℃；2) 夏季背压为28kPa（a），对应凝结水温度68℃；技术参数型号N-60000型式双背压、双壳体、对分单流程表面式冷却有效面积60000m2凝汽器平均压力10KPa水室设计压力0.6MPa冷却水设计流量21.5m/s冷却水进口温度33.2℃凝汽器空重（包括内置式汽轮机低压缸）—1600t运行重量（包括内置式低加及汽轮机低压缸）—3700t满水重量（至最顶排冷却管上1m，包括内置式低加及汽轮机低压缸）4200t四、凝汽器低压缸喷水与水幕保护凝汽器低压缸的喷水和水幕保护是不同的，从位置上看低压缸喷水在低压缸排汽口，环绕末级叶片一圈。凝汽器水幕保护在凝器喉部，低旁排汽口上部，环绕凝汽器一圈。从作用上看凝汽器水幕保护装置的喷水形成水幕，可以防止低旁蒸汽进入凝汽器后引起低压缸升温，保护低压汽缸。另外在低负荷、空负荷时排汽温度高，也可防止高温排汽直接冲刷凝汽器钢管第四节凝汽器抽真空系统一、抽真空系统简介本公司抽真空系统设有三台50%容量的水环式机械真空泵，其中两台分别从高、低压凝汽器冷端不凝结气体聚集处接出抽真空管道，另一台为公共备用，通过阀门进行切换。该系统与单独从凝汽器低压侧比较抽空气效果好，机组启动时，三台真空泵同时投入运行，可加快抽真空过程。正常运行时，两台运行一台备用。保证真空系统的严密性，维持真空度是机组能否成功运行的关键。空气的异常进入将带来系统传热恶化，凝结水的溶氧含量增加，汽机背压升高等不利影响，对机组长期安全运行有潜在的危害并降低电厂运行经济性。二、水环真空泵工作原理叶轮和泵轴的轴线与泵壳体的中心线偏离，两端有端侧盖封住，侧盖端面上开有吸气口和排汽口，分别与泵的进出口相通，当泵内充有适量工作液时，由于叶轮的旋转，液体向四周甩出，在泵体内壁与叶轮之间形成一个旋转的液环。液体内表面与叶轮毂表面及侧盖端面之间形成月牙形的工作腔室，叶轮叶片又将气腔分隔成若干互不连通容积不等的封闭水室。在叶轮的前半转（吸入侧），水室容积逐渐增大，气体经吸气口吸入水室；在叶轮的后半转（排汽侧），水室容积逐渐减小，气体被压缩，压力升高后经排汽口排出。水环式真空泵系统图本公司采用鹤见200EVMA型真空泵。（1）初始启动：初始启动建立真空时,建议3台真空泵同时启动，对每台泵的启动,应同时进行如下操作：1、打开热交换器冷却水，2、启动真空泵，3、启动密封水循环泵。注：真空泵启动时需加入一定的工作水，但是为避免启动电流过大引起跳闸，建议在初始启动真空泵时不要加入过多的工作水，待正常运转后再逐步补充到合理液位。（2）维持状态—正常运行:1、当维持状态时,二台泵运行,一台备用，备用泵每周更换一次。对于真空泵入口阀的差压变送器，其高压侧应在真空泵入口阀侧，低压侧应在凝汽器侧，当定值小于等于4Kpa时差压开关动作，作为真空泵入口阀开启的允许信号。注意：以上控制有一先决条件，即只有当真空泵运行时，其差压变送器才具备发送给DCS信号的有效性，当真空泵停止运行时，差压变送器不具备发送指令的功能。如初始启动时（凝汽器压力为大气压时），可强制启动打开入口阀门。2、先指定某台泵为备用泵,控制中心设定该备用泵上的真空开关有效,当凝汽器的运行真空度升至真空开关的某一设定值时,备用泵上的真空开关触点自动闭合,DCS控制中心随即可发出关闭备用泵的信号.3、关闭备用泵时应同时进行以下操作:关闭备用真空泵(停车).关闭备用泵热交换器冷却水源.关闭备用泵的密封水循环泵.4、当凝汽器的运行真空度降至某一值时（该值可通过凝汽器内的压力变送器设置），DCS控制中心收到信号后即可发出启动备用泵的信号.5、当启动备用泵时,应同时进行以下操作:打开备用泵热交换器冷却水.启动备用泵.启动备用泵的密封水循环泵.6、当凝汽器的运行真空度重新升至某一高位值时（即绝对压力小值），DCS控制中心可发出关闭入口阀门的指令，然后发出关闭备用泵的指令。（3）自动补水系统1、当汽水分离器液位低于液位开关低位设定点时，液位开关向DCS发出补水信号，DCS控制打开补水进口的电磁阀，真空泵机组开始补水。2、当汽水分离器液位高于液位开关高位设定点时，液位开关向DCS发出停止补水信号，DCS控制关闭补水进口的电磁阀，真空泵机组停止补水。三、水温对真空泵效率的影响由于水环式真空泵是靠水环与叶轮之间形成月牙形的工作腔室来抽吸空气和水蒸气，腔室压力一旦等于水环的饱和压力，水就会汽化，因此腔室的压力最低不能低于水环的饱和压力，系统的真空受到此饱和压力的限制，若水环水的温度升高，饱和压力也升高，系统的真空就会降低。凝汽器中不凝结气体和少量水蒸气被真空泵抽出，凝汽器的压力总要高于真空泵吸气腔室的压力，不凝结气体和少量水蒸气的温度高于水环水的温度会将热量带给水环水，使之温度升高。第四章辅机冷却水系统第一节辅机冷却水系统的功能与作用辅机冷却水系统为闭式循环，其功能是间接或直接地带走汽轮机、锅炉和发电机的辅助设备产生的热量，保证各电机、轴承、油、冷却器等的正常温度和安全运行。辅机冷却水系统采用除盐水作为冷却介质，可减少对设备的污染和腐蚀，使设备具有较高传热效率。同时又可防止流道阻塞，提高各主、辅设备运行的安全性和可靠性，大大减少设备的危害工作量。辅机冷却水水质要求电导率25℃≤0.20μs/cm硬度≈0SiO2≤20μg/L本机组辅机冷却水系统由两台100%容量的辅机冷却水泵、一台20m3的膨胀水箱、机械通风冷却塔及向各冷却水设备提供冷却水的供水管道、关断阀、控制阀等组成，为机械通风干式冷却系统。当主机间冷凝汽器循环水的供水温度小于38℃时，辅机冷却水系统的冷却水切至凝汽器循环水供水管道，主机循环水通过闭式循环冷却水泵供至各冷却水用户。回水排至凝汽器循环水的排水管。此时机械通风冷却系统解列，降低了运行厂用电率。当主机间冷凝汽器循环水的供水温度大于38℃时，辅机冷却水系统的冷却水切至机械通风冷却塔回水管道，冷却水通过闭式循环水泵供至各冷却水用户，回水排至机械通风冷却塔，循环水供辅机冷却水门关闭。第二节辅机冷却水系统用户机侧用户：主机润滑油冷却器、给水泵小机抗燃油冷却器、发电机氢气干燥器冷却器、精处理混床系统取样冷却器、凝结水泵电机冷却器、凝结水泵轴承冷却水、低加疏水泵轴承冷却水、真空泵冷却器、发电机密封油冷却器、定冷水冷却器、前置泵机械密封冷却器等。炉侧用户：磨煤机高压油站冷却器、磨煤机稀油站冷却器、一次风机油站冷却器、送风机油站冷却器、引风机油站冷却器、空预器轴承冷却水等。第三节膨胀水箱作用：当主机循环水供水温度大于38℃时，调节整辅机冷却水系统水量的波动，以吸收水的热膨胀。水箱高位布置，可为闭式冷却水泵提供足够的净吸入压头。水箱维持在正常水位，使其有一定的膨胀空间。水位控制：在运行时，膨胀水箱的水位有补水调节阀进行控制，补水自凝结水系统中凝结水精处理设备出口接出。启动前系统的充水来自化学补充水。水箱为大气式，顶部设有向空排汽门，水箱还设有溢流和放水管道。为保证冷却水质满足使用要求和防止管道和设备的腐蚀，运行人员还可以定期将药品加入系统。第四节辅机冷却水系统运行维护1、投运前的检查：确认检修工作全部结束，工作票终结，现场清洁，无杂物。检查系统各阀门状态正确，关闭系统中所有放水门，开启排空气门。检查系统中各报警、保护及辅机冷却水系统及系统中转动设备的联锁投入正常，检查系统压力、温度、水位测量仪表齐全，控制设备的电源、气源已送上。确认化学启动用的除盐水泵运行正常。检查辅机冷却水进回水管路畅通，主机循环水供水温度大于38℃时，闭式膨胀水箱投运，水位正常。开启闭式泵进、出口门，开启机炉侧进、回水联络门。待各处空气门连续排水后关闭。关闭闭式泵出口门，系统注水完毕。联系化学化验水质合格。2、辅机冷却水系统的启动确认闭式冷却水泵满足启动条件在DCS上启动一台闭式泵，检查电流返回正常，出口门应自动开启。检查闭式泵电流、出口压力、轴承温度及振动等正常，备用泵投入联锁。投入机械通风冷塔冷却风机自动。根据需要投入辅机冷却水系统各用户。全面检查系统正常。3、运行中的检查闭式泵进口滤网差压正常。闭式泵及冷却风机电流、轴承振动、轴承温度、电机温度正常。系统内各监视水窗水流正常，干冷塔出口温度在要求范围内。膨胀水箱水位保持在正常范围，辅机冷却水温度小于38℃。检查闭式泵出口压力及母管压力正常，系统无泄漏点。备用闭式泵应处于良好的备用状态，按规定定期切换。在停止化学专业除盐水泵前，确认膨胀水箱补水切至凝结水杂项母管供。冬季为防冻，控制辅机冷却水水温在正常范围。第五章除氧给水系统除氧给水系统是指除氧器与锅炉省煤器之间的设备、管道及附件等。其主要作用是在机组各种负荷下，对主给水进行除氧、升压和加热，为锅炉提供满足要求的给水。系统组成：一台除氧器、两台50%的汽动给水泵、一台40%的电动定速给水泵（两台机组共用）、三台前置泵、三台高压加热器、一台0#高加、一台外置式蒸汽冷却器，以及给水泵的再循环管道、各种用途的减温水管道及管道附件等。主给水系的流程：除氧器水箱→前置泵→给水泵→高压加热器组→#0高加→外置式蒸汽冷却器→给水操作平台→省煤器进口集箱。