汽轮机辅机.pdf

凝汽设备?作用?在汽轮机排汽口建立并保持高度的真空回收工质,作为锅炉给水汇集各级疏水对凝结水进行除氧组成 凝汽设备通常由凝汽器、抽气设备、凝结水泵、循环水泵及其连接管道 组成类型?表面式?混合式抽气器凝汽器循环水泵凝结水泵?工作原理 1)质量平衡原理：单位时间内排入凝汽器的蒸汽流量小于凝结水量，凝汽器 内的压力降低，形成真空 2）热平衡原理：凝汽器内的蒸汽凝结空间中，汽液两相共存，凝汽器内的压 力为p=ps+pa，而且ps>> pa，即p≌ps所以，只要tw不高，在正常条件 下，ts也不高E.g. ts=30℃时，ps=4~5kPa<< pa工作介质?水?空气幻灯片 24双背压凝汽器?如果汽轮机有多个排汽缸，而且相应地有多壳凝汽器分别接 收并凝结这些排汽缸的排汽，或者，虽然是单壳凝汽器，但 是该凝汽器设计成具有多个独立的蒸汽室，分别接收各个排 汽缸的排汽，那么通过采取一定的措施，可以使多壳凝汽器 的各个壳内或者凝汽器的各蒸汽室内达到不同的设计压力值 这种凝汽器称为多压凝汽器，它可以使汽轮机在多种不同的 背压值下运行在一定的条件下，采用多压凝汽器的经济性 会优于采用单压凝汽器，双背压凝汽器是最常见的多压凝汽 器，600MW超临界汽轮机具有对称的两个低压汽缸四个排 汽口，因此有可能采用双壳体双背压凝汽器。

典型的双压凝汽器原理图 1-低压缸；2-低背压凝汽器；3-循环水进口水室；4-热井； 5-凝结水泵； 6-循环水出口水室； 7-高背压凝汽器5-凝结水泵； 6-循环水出口水室； 7-高背压凝汽器tstw2Q（pk）tsΔtδt2tw1 ltw1 l/2l/2Q/2 Q/2（pk）ts（pk1）ts1（pk2）ts2（a）（b）tw,mδt2Δt1ΔtΔt/2?（a）示出常规单压凝汽器 的传热过程，其中，进口温 度为t w1冷却水流过全长为l 的冷却管并吸收热量Q后， 温度升高至tw2，冷却水温 升Δt蒸汽在温度tk下凝结 成水，凝汽器压力pk即温度 tk对应下的饱和压力，其中 δt为端差为双压凝汽器的传热过程， 其中中部的垂直分界线相当 于图5-1中的隔压板，它把 整个凝汽器的传热过程分隔 成独立的两部分，左部相当 于图5-1中低压汽室，右部 相当于图5-1中的高压汽室， 冷却水在各个汽室吸收热量 后温度升高，最后升至tw2 两个汽室内各自的传热过程 与单压凝汽器相类似，如图 中实线所示b）中不难看出，鉴于冷却水是先流经左汽室并且温度升高至tw，m 后才流经右汽室，并且将温度升高至tw2，因此左汽室内蒸汽温度和相 应的蒸汽压力较低，故称低压汽室，而右汽室内蒸汽温度，相应的蒸 汽压力，故称高压汽室。

从而也可以看出，在双压凝汽器中由于不但 沿冷凝管长度方向放热量和单位冷却表面的热负荷更加趋于均匀，使 换热面能充分地被利用；而且由于单压运行时冷却水温升曲线如抛物 线形状，而当分隔成两个腔室时，冷却水的温升曲线就接近成直线 （当腔室分成无穷多时，冷却水的温升曲线就成为直线），使得各压 力区的冷却水是在较小的温差下进行热交换，因此作功能力损失减小 当换热量一定时，双背压凝汽器内蒸汽平均温度将小于单压凝汽器内 蒸汽温度，即蒸汽在双压凝汽器内凝结平均压力比在单压凝汽器内的 凝结压力低这一结论可从凝汽器的传热方程式中得到证明多压凝 汽器的主要优越性在于其蒸汽平均温度低于单压凝汽器凝汽设备的工作过程?从汽轮机排出的蒸汽流入凝汽器,并在其中放出热量凝结 成水,凝结水由凝结水泵从热井中抽出作为锅炉给水循 环水泵将冷却水连续不断地送人凝汽器,吸收并带走排汽 放出的热量抽气设备连续不断地抽走凝汽器内不凝结的 空气,以保持凝汽器的真空表面式凝汽器?组成?水室?冷却水管?热井?管板凝汽器压力的确定及其影响因素?在一定的冷却面积下，蒸汽在主凝结区的凝结温度为 ts=twl＋Δt＋δt Ac-凝汽器总传热面积； A。

空气冷却区面积影响凝汽器压力的因素?1．负荷?2．冷却水进口温度tw1?3．冷却水温升Δt?4．凝汽器的传热端差δt ?5．凝汽器的汽阻和水阻?6．凝结水过冷度?7．结垢（凝结水水质）?8．抽气设备性能?凝汽器端差增加的原因:?(1)凝汽器铜(铁)管结垢?(2)凝汽器汽侧漏入空气?(3)循环冷却水量减少等?降低凝汽器端差的措施降低凝汽器端差的措施?1)保持循环水水质合格?2)保持清洗系统运行正常,铜管清洁?3)防止凝汽器侧漏入空气凝结水的温度低于凝汽器压力下的饱和温度的度数称之为 过冷度 产生原因：?(1)凝汽器水位高,以致部分铜管被凝结水淹没2)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3)凝汽器铜管破裂,凝结水内漏入循环水4)凝汽器冷却水量过多或水温过低凝结水过冷却的危害凝结水过冷却的危害?（1）凝结水过冷却,使凝结水易吸收空气,结果使凝结水的含 氧量增长,加快设备管道系统的锈蚀,降低了设备使用的安全性 和可靠性2）凝结水温度低,在回热加热中要多耗抽汽量,影响发电厂 的热经济性平圩加热器端差1号 高加2号 高加3号 高加5号 低加6号 低加7号 低加8号 低加上端差 ℃-1.7002.82.82.82.8下端差 ℃5.65.65.65.65.65.65.6?平圩凝汽器平圩凝汽器?概述 a)凝汽器的设计条件以VWO工况为设计工况，循环水设计水温20℃， 循环水温升不超过9℃，设计背压4.9kPa，凝汽器为双背压。

凝汽器 有效换热面积为36000m2 凝汽器能在VWO工况，以及循环水温33℃下连续运行并保证除氧要求 a)在凝汽器的喉部装有两组低压加热器 b)凝汽器管子采用TP316材料，由常州法利诺生产，或进口（由买方 确认）空冷区和通道外侧采用厚壁管 c)保证管子与管板连接严密，防止循环水混入汽侧 d)凝汽器的水室设有分隔板，循环水能通过一侧的进出口单侧运行， 此时汽轮机能达到75%的铭牌功率e) 在VWO工况时，凝汽器管内循环水流速不大于2.3m/s，清洁系数按0.9 设计，堵管裕量不小于5% f)在规定的负荷运行范围内，凝汽器出口凝结水的含氧量不超过20μg/l g) 最大保证工况下，凝汽器出口的凝结水过冷度不大于0.5℃ h) 凝汽器设计考虑承受最大工作压力，卖方提供水室底部承压保证值 i)凝汽器接收下述排汽、疏水和回水，并良好除氧： 1)来自给水泵汽轮机的排汽 2)来自汽轮机旁路系统的蒸汽 3)来自汽轮机排汽、凝结水、加热器疏水、汽轮机疏水、补给水及其他 送入凝汽器的杂项回水 来自锅炉启动系统的排水及排汽：最大400t/h,104℃?a)凝汽器内设有为低压旁路排汽用的减温、消能装置，当旁路系统 投入运行时，低压缸排汽温度不超过其限定值。

b)进入凝汽器的凝结水、疏水和补给水，能得到有效的换热和淋洒， 以取得最佳除氧效果防止喷淋水直接与凝汽器管接触c)凝汽器中，为防止加热器等的疏水闪蒸冲击而造成部件损坏，设 置挡水板或淋水管该挡水板使用厚度不小于10mm的不锈钢板制成d)凝汽器的设计使循环水平均分配到所有的管子中a)在凝汽器喉部预先装配好的抽汽管道、膨胀节以及为保护抽汽管 道膨胀节和低压加热器所用的不锈钢保护罩b)提供减温器喷水管道（凝汽器内的）及其控制阀，以防止由低压 旁路系统排入蒸汽引起排汽温度升高c)适当的措施，以补偿凝汽器的热胀冷缩d)对于凝汽器水室的防腐，采用其内表面涂有环氧树脂， 其腐蚀裕度符合有关标准e)凝汽器的设计考虑装设胶球清洗系统f)所有弹簧支撑由卖方提供g)进行凝汽器管子的防振动计算h)凝汽器为并列横向布置i)凝汽器按HEI标准设计或卖方提供的标准任务?在机组启动时，使凝汽器建立真空；?在正常运行时，不断抽出漏入凝汽器的空气，保证凝汽器 的高真空运行抽气器类型?射流式?真空泵式抽气设备11223344CBA图33 射气抽气器示意图A---工作喷嘴； B----混气室； C----扩压管空气入口工作蒸汽射流式抽气器水环式真空泵?组成：?水环式真空泵、低速电动机、汽水分离器、工作水冷却器、 气动控制系统、高低水位调节器、泵组内部有关连接管道、 阀门及电气控制设备等?工作原理?叶轮偏心地装在壳体上,随着叶轮的旋转,工作液体在壳体 内形成运动着的水环,水环内表面也与叶轮偏心,由于在壳 体的适当位置开设有吸气口和排气口,水环泵就完成了吸气、 压缩和排气这三个相互连续的过程,从而实现抽送气体的目 的。

水环式真空泵原理图 1-水环；2-泵体；3-叶轮；4-吸气口；5-排气口?主要油两级叶轮组成主要组成部件有：端盖、主轴、中 央壳体、叶轮、轴封、轴承等真空泵的主轴由电动机通过减速齿轮驱动前、后端盖和中间隔板沿垂直中心线分割成二个气室．即 进气室和排气室当真空泵的叶轮旋转时，从凝汽器引出的抽气通过管道进 入右侧的进气室，经第一级叶轮2压缩后，由右侧排气室 通过真空泵上部的管道交叉连接引入左侧的进气室：再经 第二级叶轮4压缩后，由左侧的排气口排入气水分离器真空泵工作时，必须不断地补充合格的除盐水，以便充 灌水环一部分水则与气体被排出，被排出的这部分水经 气水分离器之后又可以继续使用在真空泵的下部设有排 污阀，可以下运行时连续排污水环真空泵工作流程图 1-气体吸入口；2-真空表；3-压力开关；4-电气控制箱；5-气动蝶阀；6-电动机； 7-水环真空泵；8-止回阀；9-液位计；10-最低水位计；11-最高水位计；12-球阀 （常闭）；13-热交换器；14-温度计；15-压力计； 16-气水分离器；17-压差开关优点：?（1）泵组运行自动化程度高，操作简便、安全；?（2）动、静部分接触面积小，检修、维护周期长，工作 量小；?（3）运行经济，连续运行工况下单位耗功大大低于射水 抽汽器，启动工作下其抽吸能力也远大于射水、射汽抽汽 器，能缩短机组启动时间；?（4）结构紧凑，占地面积小，运行噪音低；?（5）汽水损失小。

但是真空泵的造价高，使电厂一次性 投资大空气漏入凝汽器空气漏入凝汽器,对其工作有何影响对其工作有何影响??(1)空气漏入凝汽器后,使凝汽器压力升高一方面引起汽轮机排汽 压力升高,降低了汽轮机组的热经济性另一面使汽轮机的排汽温度 升高,威胁汽轮机和凝汽器的安全2)空气是不良导体,空气漏人凝汽器后,将使传热系数降低,传热恶化, 使凝汽器的真空下降3)空气漏入凝汽器后,使凝汽器内空气的分压力升高,一方面使凝 结水的含氧量增加,对设备产生腐蚀另一方面会导致凝结水的过冷 度增加,降低了机组的经济性Q：循环水温升变化说明什么问题：循环水温升变化说明什么问题? 在一定的蒸汽流量下有一定的温升,通过循环水温升可 监视凝汽器冷却水量是否满足汽轮机排汽冷却之用另外, 温升还可供分析凝汽器铜管是否清洁、堵塞等 1.温升大的原因 (1) 蒸汽流量增大 (2) 冷却水量减小 (3) 铜管清洗后较干净 2.温升小的原因 (1) 蒸汽流量减少 (2) 冷却水量增大 (3) 凝汽器铜管结垢污脏4) 真空系统漏空气严重凝汽器胶球清洗装置凝汽器胶球清洗装置?为了保持凝汽器管束内部经 常处于清洁状态，提高机组 运行的经济性，防止或减轻 凝汽器铜管腐蚀，延长其使 用寿命及改善劳动条件，机 组运行时，需要对凝汽器的 冷却水进行净化及对凝汽器 的铜管进行经常性清洗，凝 汽器胶球自动清洗装置是目 前清洗铜管广泛采用的一种 设备。

2．胶球清洗装置结构?（1）胶球清洗胶球是整个清洗系统中最重要的一部分 清洗球的正确选择十分重要，它决定了冷凝器清洗系统能 否发挥最大功效所选胶球的直径必须大于冷凝管的内径 如果胶球尺寸不够大，将起不到任何清洗作用2）收球装置收球装置安装于凝汽器的冷却水出水管 中，其功能是将胶球从冷却水中分离、完成收球器自动反 洗和保证系统正常运行收球器主要部件有。