汽轮机设备及运行(2009)-第五章

第五章汽轮机的凝汽设备•第一节凝汽设备的任务及组成•第二节表面式凝汽器的结构和分类•第三节凝汽器的热力特性•第四节抽气器•第五节凝汽器的运行与监督•第六节凝汽器的清洗第一节凝汽设备的任务及组成§5.1凝汽设备的任务及组成一凝汽设备的组成一般由凝汽器、凝结水泵、抽气器、循环水泵以及它们之间的连接管道和附件组成。§5.1凝汽设备的任务及组成二凝汽设备的任务（1）在汽轮机排汽口建立并保持一定的真空；（2）将汽轮机排汽凝结成洁净的作为锅炉给水，重新送回锅炉。（3）除掉凝结水中的氧气，减少氧气对主凝结水管路的腐蚀。（4）接收机组启停和正常运行中的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。第二节表面式凝汽器的结构和类型§5.2表面式凝汽器的结构和类型一、表面式凝汽器的分类（1）按冷却介质分：空冷凝汽器（空气）：直接空冷和间接空冷湿冷凝汽器（水）：开式供水和循环供水（2）按汽流方向（抽气口位置）分：汽流向下式、汽流向上式、汽流向心式和汽流向侧式。§5.2表面式凝汽器的结构和类型汽流向下式汽流向上式汽流向心式汽流向侧式汽阻大大小小凝结水过冷度大小小小（3）按冷却水流程分：单流程(单道制）、双流程和多流程§5.2表面式凝汽器的结构和类型（4）按垂直隔板分：单一制和对分制§5.2表面式凝汽器的结构和类型（5）按凝汽器汽侧压力分：单压凝汽器和多压凝汽器§5.2表面式凝汽器的结构和类型二、凝汽器的构造§5.2表面式凝汽器的结构和类型§5.2表面式凝汽器的结构和类型§5.2表面式凝汽器的结构和类型§5.2表面式凝汽器的结构和类型§5.2表面式凝汽器的结构和类型§5.2表面式凝汽器的结构和类型§5.2表面式凝汽器的结构和类型§5.2表面式凝汽器的结构和类型第三节凝汽器的热力特性§5.3凝汽器的热力特性一、凝汽器内压力的确定cp凝汽器汽侧空间多组分介质共存蒸汽不凝结气体原蒸汽中夹带（很少），真空系统不严密漏入系统的空气csappp道尔顿定律：汽侧空间的总压力是组成气体分压力之和主凝结区，总压pc≈蒸汽压力ps空冷区，空气所含比重逐渐变大，ps才明显小于pc主凝结区空冷区t水2蒸汽1tstw1tw2tts’’△t1swtttt主凝结区的凝结温度：主凝结区：()cssppft§5.3凝汽器的热力特性二、影响凝汽器真空的因素：§5.3凝汽器的热力特性①季节与气候（主要因素）1wt夏季1wt冬季夏季真空冬季真空1wt南方1wt北方南方真空北方真空同样条件：③（开式供水）热水回流④热风再循环②晾水塔的冷却效果（淋水盘脱落、冷却塔几米内无建筑物）⒈与冷却水进口温度1wt(4.2.3)wcmDD循环倍率m：冷却水量与被凝结蒸汽量之比。m=50~120§5.3凝汽器的热力特性,ccDh1,wwtD2wt'ch2.冷却水温升t'21()()cccwpwwDhhDctt'''21805204.1874.1874.187ccccccpwcwchhhhhhtcDDDDmmmm真空t初投资循环水泵电耗循环水泵容量循环水管路阻力末级叶片长度开启台数多发电循环水量最佳真空3.凝汽器传热端差t§5.3凝汽器的热力特性传热方程得41871cwAKDtte影响的主要因素t设计时运行时传热面积Ac，投资，需技术经济比较决定，不宜过小，3～10℃tt⑴冷却面积Ac杂物堵塞，人为堵塞(铜管泄漏后)Actcp§5.3凝汽器的热力特性（2）影响汽侧放热系数的因素：管表面附近不凝结气体聚积形成气膜阻碍蒸汽的凝结放热，进一步加大热阻。（凝汽器严密性变差，抽气器工作性能恶化使汽膜增厚）水膜厚度气膜厚度凝结水膜厚度受凝结量和管束排列影响。物理垢(如矿物垢，污垢)生物垢导热热阻增大总体传热系数减小端差增大胶球清洗酸洗添加抗生物药剂（3）影响管壁导热系数的因素：管壁厚度材料导热系数尽量采用导热性能优良的铜管内结垢对耐腐蚀有较高要求时可选用钛管或不锈钢管§5.3凝汽器的热力特性流速（主要因素）流速对流传热循环水泵功耗铜管冲刷严重（4）影响水侧热阻的因素：流速水阻最佳水速：1.5～2.0m/s三、凝汽器的热力特性§5.4抽气器二、射汽抽气器一、抽气器的作用及分类作用：（1）机组启动时使凝汽器内建立真空；（2）机组正常运行时不断的抽出漏入凝汽器的空气及排汽中的未凝结蒸汽，维持凝汽器的真空。分类：射汽抽气器、射水抽气器、机械式真空泵。第四节抽气器单级，混合物排入大气不回收工质射汽抽气器启动抽气器主抽气器多级（2-3级），降低单级扩压比，提高效率，回收工质§5.4抽气器二、射水抽气器逆止阀，射水泵停水防止工作水倒入凝汽器混合室扩压管工作水室喷嘴射水泵高压工作水（循环水）与凝汽器抽气口相连喉部优点无需汽源工作可靠无需启动抽气器不回收工质缺点噪音大效率低§5.4抽气器空腔4～6的容积排气过程。空腔1～3的容积吸气过程；三、机械式真空泵外壳偏心叶轮工作水同心水环123654假如叶轮不偏装同心水环吸气口排气口§5.4抽气器1.水环式真空泵§5.4抽气器§5.4抽气器§5.5凝汽器的运行与监督过冷现象:凝结水温度低于凝汽器入口蒸汽温度的现象。过冷度1℃，煤耗0.1%～0.15％危害低加吸热量凝结水含氧量低加管道和设备腐蚀一、凝结水过冷现象§5.5凝汽器的运行与监督（1）管子外表面蒸汽分压力低于管束间平均分压，使蒸汽凝结ts0温度低于管束间混合汽流温度。（3）汽阻使管束内层压力降低，也使凝结温度ts降低（2）管子外表面的水膜直接受管内冷却水冷却，水膜的导热温差使水膜的平均温度(tsi+ts0)/2低于水膜外表面的蒸汽凝结温度ts0。压力及温度至流动的中心距离papspcpstsotstsi热流及蒸汽流动方向§5.5凝汽器的运行与监督1.引起过冷的正常原因（表面式凝汽器工作机理决定）：2.产生过冷的不正常原因⑴冷却水管束排列不合理；⑵漏入空气过多或抽气器工作不正常，使空气分压增大；⑶凝结水位过高，淹没冷却水管，使凝结水被进一步冷却。3.减小过冷度方法：§5.5凝汽器的运行与监督采用回热式凝汽器。§5.6凝汽器的清洗一、凝汽器冷却水管的清洗方法1.机械方法：毛刷清洗、喷枪清洗、胶球清洗。2.化学方法：苛性钠清洗、盐酸清洗。3.其他方法：高压射流清洗法、热干燥清洗、反冲洗。二、胶球清洗§5.6凝汽器的清洗§5.2表面式凝汽器的结构和类型§5.2表面式凝汽器的结构和类型§5.2表面式凝汽器的结构和类型§5.2表面式凝汽器的结构和类型