华北电力大学汽轮机课件4剖析.ppt

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1、第四章汽轮机的凝汽设备第一节凝汽设备的工作原理、任务和类型第二节凝汽器的真空与传热第三节凝汽器的管束布置与真空除氧第四节抽气器第五节凝汽器的变工况第六节多压式凝汽器第四章汽轮机的凝汽设备第一节凝汽设备的工作原理、任务和类型一、凝汽设备的工作原理与任务凝汽器凝结水泵循环水泵汽轮机抽气器汽轮机排汽进入凝汽器，被由循环水泵供给的冷却水冷却凝结为水，凝结水不断被凝结水泵抽走。由于凝汽器内压力很低，会有空气从凝汽器及与其相联接的管道、阀门等部件的不严密处漏入凝汽器，由于空气不能凝结，同时会阻碍排汽和冷却水之间的换热，需不断的用抽气器将漏入凝汽器的空气抽走。1.

2、凝汽设备的工作原理第一节凝汽设备的工作原理、任务和类型汽轮机排汽压力变化对机组热经济性的影响以东方汽轮机厂N300-16.67/537/537机组为例如机组设计排汽压力为5kPa，若排汽压力升高1kPa,则机组热耗将增加1%。如设计煤耗为330g/kW.h，排汽压力升高1kPa,使煤耗增加3.3g/kW.h，按年平均运行小时按6000小时计，每年多耗煤：6000×30×104×3.3/106=5940t标煤（450元/吨，267万元）第一节凝汽设备的工作原理、任务和类型一、凝汽设备的工作原理与任务汽轮机的凝汽设备，由凝汽器、抽气器、循环水泵和凝结水泵

3、以及他们之间的连接管道、阀门和附件等组成。2.凝汽设备的任务（1）在汽轮机排口建立并维持规定的真空；（2）保持凝结水的洁净。3.凝汽设备的组成第一节凝汽设备的工作原理、任务和类型按冷却介质与凝结水是否接触，凝汽器分为表面式和混合式。按冷却介质分为：水冷和空冷。表面式凝汽器既用于水冷机组，也用于空冷机组。二、凝汽器的类型空冷：水冷：真空较低，投资大，耗水量小，冷却系统本身节水97％以上，全厂性节水约65％。用于富煤缺水地区（如山西、内蒙）可以保持较高的真空（即排汽压力较低），一次投资较小，耗水量大。（应用广泛）两种冷却方式比较凝汽器凝结水泵循环水泵汽轮

4、机抽气器冷却塔水冷机组冷却水系统示意图空冷机组冷却水系统示意图p211表面式凝汽器第一节凝汽设备的工作原理、任务和类型单流程双流程第一节凝汽设备的工作原理、任务和类型汽流向侧流动汽流向心流动1-管束隔板2-冷却管束3-抽气口4-挡板5-空气冷却区6-热井8-水室隔板7-人孔多区域汽流向侧流动基本概念第一节凝汽设备的工作原理、任务和类型凝汽器真空：当地大气压与凝汽器内绝对压力的差值。凝汽器汽阻：凝汽器蒸汽入口压力pc与抽汽口处压力pc’’差值，△pc=pc-pc’’凝汽器水阻：凝汽器冷却水入口压力与冷却水出口压力差值。第二节凝汽器的真空与传热一、表面式

5、凝汽器内压力的确定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凝汽器空间：汽侧空间+水侧空间凝汽器压力：汽侧空间压力第二节凝汽器的真空与传热道尔顿定律：凝汽器内压力很低（一般在0.0049～0.018MPa范围），视为理想气体，取一控制体，有汽侧空间的总压力=各组分分压力之和pc-凝汽器总压力；ps-蒸汽分压力；pa-空气分压力，蒸汽：空气：控制体内的水蒸汽质量为ms=XDc，空气质量为ma=Da。其中，Dc、Da分别为进入凝汽器的水蒸气和空气质量流率，X为控制体内蒸汽干度。第二节凝汽器的真空与传热控

6、制体控制体控制体ms+ma第二节凝汽器的真空与传热有蒸汽分压力上式表示了控制体内蒸汽分压力与控制体内总压力之间的关系，也就是凝汽器内各点蒸汽分压力与总压力之间的关系。0.287kJ/kg.k0.462kJ/kg.k对于严密性合格的机组，Da/Dc≤0.0001，这里我们取Da/Dc≤0.0001。第二节凝汽器的真空与传热现在我们来讨论蒸汽分压力与控制体内总压力之间的关系。分别取X=0.01，X=0.001，和X=0.0001（即排入凝汽器内的蒸汽分别有99%，99.9%和99.99%凝结）情况，带入上式，得蒸汽凝结99%，干度x=0.01蒸汽凝结99

7、.9%，干度x=0.001蒸汽凝结99.99%，干度x=0.0001ps=0.9938pcps=0.9414pcps=0.6265pc可见，进入凝汽器的蒸汽在99%、甚至99.9%已凝结的情况下，蒸汽的分压力仍近似为凝汽器的压力。因此在整个凝汽器空间内，绝大部分区域（主凝区）的蒸汽分压力近似等于凝汽器的压力，只有在绝大部分蒸汽已经凝结的空冷区，蒸汽分压力才明显小于凝汽器压力，而且越靠近抽气口蒸汽的分压力越小，空气的分压力越大。第二节凝汽器的真空与传热假设凝汽器内各处压力近似不变（实际上，凝汽器进口与抽气口之间存在一压差，即汽阻，其值很小，大型机组一般

8、为0.0002～0.0003MPa）。因此，凝汽器内蒸汽分压力（凝结温度）在凝汽器的主冷区也近似不变，只有在