凝 结 水 系 统08.15

2013-08-13焦世荣凝结水系统海门培训队凝结水系统简介•凝结水系统的主要功能是将凝汽器热井中的凝结水由凝结水泵送出，经凝结水精处理装置、轴封冷却器、低压加热器输送至除氧器，其间还对凝结水进行加热、除氧、化学处理和除杂质。此外，凝结水系统还向各有关用户提供水源，如有关设备的密封水、减温器的减温水、各有关系统的补给水以及汽轮机低压缸喷水等。•凝结水系统主要包括凝汽器、凝结水泵、凝结水储存水箱、凝结水输送泵、凝结水收集箱、凝结水精处理装置、轴封冷却器、低压加热器、烟气余热加热系统以及连接上述各设备所需要的管道、阀门等。一．系统流程二．凝汽器的工作原理和结构三．凝泵结构四．凝结水泵启动步骤五．凝结水的用户六．调节与控制七．影响凝汽器真空的因素八．其它注意事项九．凝泵切换与连锁试验一、系统流程1.凝结水系统介绍2.凝结水系统特点3.凝补水系统介绍4.凝汽器检漏取样分析装置介绍1、神福鸿电凝结水系统介绍1.系统由凝汽设备、凝补水系统、轴封冷却器、疏水冷却器和低压加热器、烟气回热加热器等组成。2.主要包括：a.凝汽器：双壳体、单流程、双背压凝汽器（汽轮机低压缸排汽平均背压4.9kPa.a；报警:19.7kPa.a、停机：25.3kPa.a。）b.凝结水泵：每台机组配2台100％容量凝结水泵，1台运行，1台备用。凝结水泵为变频控制，用一台变频器控制两台凝结水泵。当运行泵事故跳闸时，备用泵自动投入运行。（机组最大凝结水量：2605T/H)。c.凝结水精处理装置：100%容量1套+100%容量的电动旁路d.轴封冷却器：100%容量1套（轴封冷却器设有内旁路，轴封冷却器外凝结水侧不再设旁路，不设进出口关断阀。）e.低压加热器：5、6号低压加热器分别采用电动小旁路系统，7、8号低压加热器采用电动大旁路系统（7号低压加热器出口接烟气回热加热器管路）。f.凝结水系统图与凝汽器疏水扩容器系统图2、华能海门电厂凝结水系统特点1.机组配置2台100％容量的凝结水泵（变频调节），1台运行，1台备用，每台机组配置1台凝结水泵变频器，变频器采用“一拖二”接线方式，变频器仅考虑带其中的一台凝结水泵调速运行。凝泵进口管道上设置电动隔离阀、滤网及波形膨胀节，出口管道上设置逆止阀和电动隔离阀。2.凝结水的取水点设置在热井(热井作用：贮存一定数量的水，保证甩负荷时不使凝结水泵马上断水。）底部，凝结水管出口处设置了滤网和消涡装置。3.凝结水系统采用中压凝结水精处理系统。凝汽器热井中的凝结水由凝结水泵升压后，经中压凝结水精处理装置、汽封冷却器、四台低压加热器、烟气回热加热器后进入除氧器。4.经精处理后的凝结水进入汽封冷却器。汽封冷却器为表面式热交换器，用以凝结轴封漏汽和低压门杆漏汽。汽封冷却器依靠汽封抽吸风机维持微真空状态，以防蒸汽漏入大气和汽轮机润滑油系统。为维持上述的真空还必须有足够的凝结水量通过汽封冷却器，以凝结上述漏汽。轴封冷却器设有内旁路，轴封冷却器外凝结水侧不再设旁路，不设进出口关断阀。5.凝结水在进入汽机汽封冷却器前，将供给各辅助系统的减温用水和补充用水以及设备的密封用水。6.凝结水系统设有最小流量再循环管路，自汽封冷却器出口的凝结水管道引出，经最小流量再循环阀回到凝汽器，以保证启动和低负荷期间凝结水泵通过最小流量运行，防止凝结水泵汽蚀。同时也保证启动和低负荷期间有足够的凝结水流过汽封冷却器，维持汽封冷却器的微真空。最小流量再循环管道上还设有调节阀以控制在不同工况下的再循环流量。7.在5号低加后、除氧器之前的管道上设有除氧器水位调节阀。（在汽封冷却器之后的管道上，还设有控制除氧器水位的调节阀。）为了提高全过程的调节性能，并列布置主、副调节阀。当变频器发生故障时，可用主、副调节阀进行调节。主、副调节阀分别用于正常运行及低负荷运行。8.5、6、7、8号低压加热器为卧式、双流程型式；其中7、8号低压加热器采用双列组合式，置于凝汽器接颈部位与凝汽器成为一体。9.采用内置式除氧器。除氧器给水箱的贮水量按6分钟的锅炉最大连续蒸发量时的给水消耗量考虑。6.考虑到低加设备与机组参数无直接关系且具有较高的可靠性，5、6号低压加热器分别采用电动小旁路系统，7、8号低压加热器采用电动大旁路系统。7.在5号低加出口阀前设有凝结水放水管，当安装或检修后再启动冲洗时，将不合格的凝结水放入地沟。在除氧器入口管道上设有逆止阀，以防止除氧器内蒸汽倒流入凝结水系统。8.机组启动前除氧器和凝汽器热井的上水工作、凝泵启动前的系统注水以及闭冷水系统的注水工作由凝补水系统来（除盐水泵）来完成。为加快上水速度两台大除盐水泵可同时运行。9.凝汽器能接受主机排汽、小汽机排汽、本体疏水，还具有接受旁路排汽、高、低加事故疏水、除氧器溢流水及锅炉启动疏水等的能力。其喉部除小汽机排汽管外还设置有7号、8号低压加热器、汽机旁路的三级减温减压器。3、凝补水系统1.我厂机组采用除盐水泵直供系统设计，无凝泵水箱及凝补水泵。2.除盐水系统配备五台除盐水泵，（三台变频泵，两台大流量事故泵）在泵出口管道逆止阀与电动阀间接出最小流量再循环管路。此外，该泵设有由一逆止阀和一电动阀组成的旁路，机组正常运行时通过该旁路靠储水箱和凝汽器真空之间的压差向凝汽器补水。当真空直接补水不能满足时，开启大除盐水泵向凝汽器补水。凝汽器补水控制装置设置两路：一路为正常运行补水，另一路为启动时凝结水不合格放水时的大流量补水。3.＃1、2机凝补水箱设置联络管，在联络管上接管至精处理用户。凝补泵用来将凝补水箱内的除盐水输送到凝汽器热井，并向下列系统或设备注水：•给水泵水封注水；•除氧器上水及凝结水系统启动前注水；•汽室真空泵及水室真空泵补水；•凝结水泵首台启动的密封水；•闭式冷却水系统上水。4、凝汽器检漏取样分析装置介绍工作原理：通过同时具有高抽吸能力和小容量的特殊取样泵将凝结水从处于高真空运行状态下的凝汽器中抽出送往检漏柜，一路样品水流经阳离子交换柱进行离子交换、再经浮子流量计后送往电导率仪电极进行电导率测量，测量后的样品水被送回凝汽器，另一路样品水用于人工取样。通过自动切换吸水管电动球阀，依次监测各取样点的样品品质。二、凝汽器的工作原理和结构1.原理介绍2.表面式凝汽器的结构与系统3.华能海门电厂凝汽器的基本情况1、原理介绍1.凝汽式汽轮机是现代火力发电厂和核电站中广泛采用的典型汽轮机，凝汽设备则是凝汽式机组的一个重要组成部分。凝汽设备工作性能的好坏直接影响着整个机组的热经济性和安全性。2.工作原理:凝汽设备在汽轮机热力循环中起着冷源的作用，用来降低汽轮机排汽压力以提高循环的热效率。降低汽轮机排汽压力的最有效方法是将汽轮机的排汽凝结成水。因为若蒸汽在密闭的容器(凝汽器)中放热，将使容积很大的蒸汽被凝结成体积很小的凝结水而集结于凝汽器底部(如在4.9kPa的压力下，干蒸汽的比容为饱和水比容的28000多倍),从而在原来被蒸汽充满的凝汽器空间中形成高度真空。这就是凝汽设备的简单工作原理。3.凝汽设备的任务是：•在汽轮机排汽口建立并维持高度真空，以提高循环热效率；•将汽轮机的排汽凝结成洁净的凝结水作为锅炉的给水，以回收工质。表面式凝汽器的结构与系统凝汽设备的组成与系统按照冷却介质的不同，现在热力发电厂使用的凝汽器可以分为以空气为冷却介质空气凝汽器和以水为冷却介质的表面式凝汽器两类。然而，由于空气凝汽器结构庞大、金属耗量多，而且建立的真空也相对较低，故在一般的固定式电站中并不采用，只有在严重缺水地区的电站或有些移动式发电机组上才采用。而水的放热系数高，且表面式凝汽器又能回收洁净的凝结水，因此水冷却表面式凝汽器能很好地完成凝汽设备的两个任务，故而成为现代发电厂汽轮机装置中采用的主要形式。我们只讨论水冷却表面式凝汽器。1.右图为凝汽设备的原则性系统。凝汽设备主要由凝汽器、冷却水泵、抽气器和凝结水泵等组成。2.凝汽器(冷凝器)的作用：利用低温的冷却水，将汽轮机的排汽凝结成水，为汽轮机排汽口建立与维持一定的真空度、对凝结水除氧、蓄水。3.冷却水泵(循环水泵)的作用：为凝汽器提供低温的冷却水，并带走汽轮机排汽在凝汽器中放出的热量。4.真空泵的作用：在凝汽器开始运行时，抽出凝汽器壳体内的空气以建立真空；在凝汽器运行过程中，将汽轮机排汽中夹带的空气和从真空系统不严密处漏入的空气不断抽出，以维持凝汽器的真空。5.凝结水泵的作用：把凝结水送回锅炉(蒸汽发生器)或回热加热系统继续使用。表面式凝汽器的结构•主要部件：外壳1、冷却水管2、热井7、冷却水室5、12、13等。•外壳形状：通常有圆柱形、椭圆形和矩形三种，现代大型凝汽器的外壳多为矩形。•流程：根据冷却水在冷却管内的流程数有单流程和双流程凝汽器（本厂为双流程）。按凝汽器内凝结换热的强弱将换热面分为主凝结区10和空气冷却区8两部分,这两部分之间用挡板9隔开。空气冷却区的换热面约占总换热面积的5%~10%。蒸汽刚进入凝汽器时，空气相对含量很小(一般不到万分之一)，凝汽器总压力基本等于蒸汽分压力。蒸汽在主凝结区大量凝结，但空气不能凝结，到达空气冷却区入口时，蒸汽相对含量已大为减小。蒸汽在空气冷却区内继续凝结，到空气抽出口处，蒸汽和空气的质量流量已是同一数量级，这时蒸汽分压力才明显减小，对应饱和温度也才降低，空气和很少量的蒸汽才会得到冷却。因此，设置空气冷却区，可使蒸汽进一步凝结，使被抽出的汽-气混合物中的蒸汽量大为减少；同时，气体混合物进一步被冷却使其容积流量减小，这不仅减少了工质的浪费，也减轻了抽气器的负担。汽阻与水阻1.因真空泵的抽吸作用使得抽气口的压力pc低于凝汽器入口处的压力pc，Δpc=pc-pc为汽–气混合物在凝汽器内的流动阻力，称为凝汽器的汽阻。汽阻越大,凝汽器入口压力越高，机组经济性越低，故应尽量减小汽阻。现代凝汽器的汽阻可以小到260~400Pa左右。2.冷却水进出凝汽器的压差称为水阻。水阻越大，循环水泵的耗功越大，故亦应减小之。双流程凝汽器的水阻较大，约49~78kPa；单流程凝汽器水阻较小，一般不超过40kPa。凝汽器的汽流形式1.凝汽器的抽气口可以布置在管束中的不同位置，不同的抽气口位置就构成了凝汽器中不同的汽流方向。现代凝汽器的汽流形式主要有两种，即汽流向心和汽流向侧式两种，如左图所示。图(b)为汽流向侧式凝汽器,在这种凝汽器中，为了减小凝结水的过冷度，提高热经济性，在凝汽器中间设有蒸汽通道，蒸汽能直接流到底部加热凝结水,使凝结水温度接近于排汽温度。因此，这种凝汽器又称为回热式凝汽器。另外，这种凝汽器的汽流到抽气口的路程较短，汽阻较小，所以在同样的环境温度下可以获得较高的真空。2.随着单机功率的增大，凝汽器尺寸和冷却水管数量大大增加。为了加大管束四周的进汽周界，缩短汽流路程，减小汽阻，出现了多区域向心式凝汽器，如左图所示。独立区域由两个到十几个，平行布置于矩形外壳内，每个区域的中部都有空气冷却区和抽气管。管束在管板上的合理布置1.冷却水管在凝汽器管板上的基本排列方法有三种：三角形排列法、正方形排列法和辐向排列法。如下图所示。2.三角形排列法的管子中心位于等边三角形的顶点，这种排列法在节距相同时，管子密集程度最大,换热效果较好，但汽阻较大。布置在希望蒸汽空气混合物流速增大之处。3.正方形排列法的管子中心位于正方形的四个角上，密集程度小于三角形法。4.辐向排列法构成上宽下窄的通道。后两种排列法宜用在希望汽阻较小的地方。冷却管在管板上的固定•(1)胀管连接(图a)。它是利用胀管器将管子的直径扩大，使管子产生塑性变形，从而使管子和管板紧密接触，并在接触表面形成弹性应力，以保证连接的强度和严密性。为了使管子在受热时能自由膨胀，一般在安装时使管子预先向上稍带弯曲，这样,管子的热膨胀就可借助管子变得更弯来补偿。由于这种固定法不但在结构上和工艺上都比较简单，而且在运行时能保证连接处有高度严密性，所以目前大多数凝汽器，特别是大容量高参数汽轮机的凝汽器几乎都采用这种方法来固定管子。由于凝汽器铜管很长,如果仅在两端固定,中间部分难免产生过大的下弯曲和振动。为此,在两管板之间还装有若干中间隔板。中间隔板上孔的布置完全