汽轮机凝气设备

汽轮机凝气设备第五章汽轮机的凝汽设备教学目标：

①理解真空的形成机理②知道凝气系统的任务与结构

③能回答影响凝汽器真空的因素及影响方式

④掌握不同工况下凝汽器的生产过程⑤熟悉运行与检修规程，能填写工作票第五章汽轮机的凝汽设备重点：

①汽轮机真空的形成机理

②汽轮机凝汽系统的任务与结构

③凝汽器的生产过程④运行与检修规程，工作票第五章汽轮机的凝汽设备本节内容：第一节凝汽设备的作用及工作过程第二节凝汽器的压力与传热第三节抽气设备第四节凝汽器的变工况及多压凝汽器5.1凝汽设备的作用及工作过程一、凝汽设备的作用图为最简单的凝气设备示意图：1——凝汽器2——循环水泵3——凝结水泵4——抽气器凝汽设备的作用：1、在汽轮机排汽口建立并维持高度真空2、保证蒸汽凝结并供应洁净凝结水作为锅炉给水5.1凝汽设备的作用及工作过程二、凝汽器的结构类型（一）表面式凝汽器的结构及工作过程表面式凝汽器的结构如下：冷却水管2安装在管板3上，冷却水从进水管4进入凝汽器，先进入下部冷却水管内，通过回流水室5流入上部冷却水管内，再由冷却水出水管6排出。蒸汽进入凝汽器后，在冷却水管外汽侧空间冷凝。凝结水汇集在下部热井7中，由凝结水泵抽走5.1凝汽设备的作用及工作过程（二）表面式凝汽器的分类1、根据冷却介质空气冷却式水冷却式2、根据冷却水流程单流程双流程多流程3、根据空气抽出口位置气流向心式气流向侧式5.1凝汽设备的作用及工作过程凝汽器的结构形式示意图（a）气流向心式（b）气流向侧式（c）多区域气流向心式5.1凝汽设备的作用及工作过程三、机组运行时对凝汽设备的要求１、传热性能要好２、减小过冷度３、减小汽阻和水阻5.1凝汽设备的作用及工作过程小结：了解表面式凝汽器的分类与结构

掌握凝汽设备的作用和原理知道凝汽设备的工作过程熟悉凝汽设备运行与检修规程能填写工作票5.2凝汽器的压力与传热一、凝汽器压力pc的确定凝汽器内蒸汽和冷却水温度眼流程的变化规律如图所示，由图可知蒸汽的饱和温度

为:—冷却水的进口温度—冷却水在凝汽器中的温升—凝汽器的传热端差5.2凝汽器的压力与传热冷却水进口温度的大小取决于当地的气候和供水方式，其他条件不变时，冬季气温低，则冷却水进口温度也低，凝汽器压力低，真空高；夏季气温高，冷却水进口温度也高，真空低。循环供水时，决定于冷水塔或喷水池的冷却效果。

（一）冷却水的进口温度（二）冷却水温升降低冷却水温升△t，可降低ts,由凝汽器热力平衡方程式求得：5.2凝汽器的压力与传热可得m称为凝汽器的冷却倍率为1Kg排汽凝结时放出的汽化潜热，在凝汽器排汽压力下，只有2140到2220KJ/Kg左右，一般取平均值约为2180KJ/Kg，于是有：（三）传热端差由凝汽器的传热方程式可知，蒸汽凝结时传给冷却水的热量Q为:Q=KAc∆tm5.2凝汽器的压力与传热二、凝汽器的极限真空和最佳真空最佳真空：提高真空后所增加的汽轮机功率与为提高真空使循环水泵多消耗的厂用电之差达到最大，此时的真空称为最佳真空。极限真空：指使汽轮机做功达到最大值的排气压力所对应的真空。基本概念：5.2凝汽器的压力与传热三、凝汽器内空气的影响1、进入凝汽器的空气来源(1)由新蒸汽带入汽轮机(2)通过汽轮机设备中小于真空状态下的低压各级与相应的回热系统、排汽缸、汽设备等不严密处漏入5.2凝汽器的压力与传热２、危害：⑴空气使凝汽器真空下降。⑵空气使凝结水过冷度增加。⑶空气使机组运行的经济性下降。⑷空气使凝结水含氧量增加。除此之外，引起凝结水过冷的不正常原因有：⑴冷却水管排列不合理，使汽阻增大。⑵系统严密性不好或抽气器工作不正常，使空气分压力增大。⑶凝结水水位过高，淹没部分管束，使凝结水进一步冷却。5.2凝汽器的压力与传热四、真空除氧为了减少凝结水中的含氧量，一般在大型机组的凝汽器内还专门设置了凝结水的除氧装置水封淋水式凝结水真空除氧装置1——淋水盘；2——长水槽；3——溅水角铁5.2凝汽器的压力与传热五、凝汽器的真空严密性1、凝汽器严密性对机组运行的影响

真空系统严密性下降，使漏入或积聚在凝汽器内的空气量增加，凝汽器的真空降低，传热效果降低，凝结水的含氧量增加，设备的腐蚀速度加快，蒸汽分压相对降低，其凝结水温度低于凝汽器内总压力所对应的饱和温度，过冷度增加。5.2凝汽器的压力与传热查找凝汽器漏气地点的主要方法有：⑴在运行中检查真空系统严密性的仪器是氦气检漏仪。⑵通过测量凝结水的含氧量也可确定泄漏点是在热井水面上的汽空间还是热井水面以下的水空间；含氧量高，而抽气量又大于许可值，泄漏点在热井水面上的汽空间。⑶在停机时，对系统进行水压试验。2、真空系统严密性的检查5.2凝汽器的压力与传热小结：了解凝汽器压力如何确定的

熟悉极限真空最佳真空的概念

掌握调整凝汽器真空的生产过程

5.3抽气设备

抽气设备的作用:

1、启动时抽出相关设备中所集结的空气，以

便加快启动速度。

2、正常运行时，维持凝汽器规定的真空。

3、及时抽出加热器中的非凝结气体，保证其较高的

换热效率。

4、抽出低压端轴封的蒸汽、空气并送至轴封冷却器，以确保轴封正常工作。5.3抽气设备一、射流式抽气器根据工作介质不同，射流式抽气器射汽式和射水式。1、射汽抽气器射汽抽气器的原理示意图如下：抽气器形式的选择主要根据汽轮机设备的运行情况和抽气器的特点来考虑。对于高、中压母管制额定参数启动的机组，工作蒸汽的来源有保证，多采用射汽式抽气器。对于高参数大容量机组为简化系统多采用射水式抽气器。5.3抽气设备2、射水抽气器射水式抽气器结构示意图如图所示：优点：射水式抽气器结构简单，工作可靠，启动运行方便。不需考虑蒸汽来源。缺点：通常需要专设工作水泵，工作水量较大，被抽出的混合气体中蒸汽含量较大，不能回收，工质损失较多。适用于滑参数启动和滑压运行的单元制再热机组。5.3抽气设备二、容积式抽气器容积式抽气器分为水环式真空泵和机械离心式真空泵两种。1、水环式真空泵

水环真空泵的优点（1）功耗低（2）运行维修方便（3）工作可靠（4）启动性能好（5）利于环保5.3抽气设备2、机械离心式真空泵机械离心式真空泵也需要定期补充冷水，以防工作水的流失和水温声高较广泛地应用在100～300MW机组上5.3抽气设备小结：了解抽气设备的作用和分类知道射汽式抽气器和射水式抽气器的工作过程与适用范围熟悉抽气设备的检修规程，能填写工作票5.4凝汽器的变工况及多压凝汽器凝汽器的变工况运行：凝汽器真空偏离设计工况，在非设计工况下运行称为凝汽器的变工况运行基本概念：一、主要因素改变对凝汽器压力影响在凝汽器的变工况运行中，影响凝汽器真空的因素很多，其中Dc、Dw、twl是决定凝汽器压力的主要因素，这些因素的改变，导致了△t和的变化。从而使ts和凝汽器压力pc改变

5.4凝汽器的变工况及多压凝汽器1、变工况下△t的变化规律变工况下△t表达式为：当Dw不变时，由于变化很小，可近似看作常数，故为常数，此时，△t正比于Dc。当Dw改变后，算出新的重新确定△t和Dc的关系5.4凝汽器的变工况及多压凝汽器2、变工况下的变化规律当Dw不变时，为常数，的变化规律表达式为:凝汽器已制造好，Ac不变。故K也不变，则与Dc成正比，也就是dc（dc=Dc/Ac称为比蒸汽负荷）成正比。3、变工凝汽器压力pc的确定在Dw一定时，根据不同的Dc和twl，可求出相应的△t和，由求得ts,查表得对应的饱和压力ps5.4凝汽器的变工况及多压凝汽器二、凝汽器的特征曲线凝汽器压力pc是随着twl、Dw和Dc的变化而变化的。我们把pc随twl、Dw和Dc的变化规律称为凝汽器热力特征。它们之间的关系曲线称为凝汽器的特征曲线。凝汽器的特征曲线可以知道运行人员监视凝汽器的运行，确定汽轮机的最安全最合理的运行方式。5.4凝汽器的变工况及多压凝汽器三、多压凝汽器1、多压凝汽器平均压力的计算单压凝汽器、双压凝汽器低、高压汽室的蒸汽凝结温度分别为ts、ts1、ts2，可得双压凝汽器高、低压汽室的传