火电厂汽轮机设备及运行-第三章凝汽设备

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1、第三章凝汽设备及运行第一节凝汽器的工作原理和结构一、凝汽设备的作用、组成作用：1.在汽轮机排汽口建立并维持真空；2.回收纯净的冷凝水。凝汽设备组成：凝汽器在较低温度下将蒸汽凝结成水；循环水泵提供冷却用水；凝结水泵将凝结水带走，加入循环；抽气器将凝汽器中不凝结的空气抽出。二、空气冷却式凝汽器与空冷系统直接空冷系统由若干外表面整体热镀锌，套有矩形钢翅片的椭圆形钢管组成的表面式换热器主凝结区多设计成汽水顺流式（冷凝后凝结水的流动方向与蒸汽流动方向相同（凝结约70%到80%的蒸汽）辅凝结区则一般为逆流式。逆流部分应保证，不会在顺流部分造成完全冷凝，以避免过冷、溶氧以及冻害

2、的危险。直接空冷系统的优点是设备少，系统简单，基建投资较少，占地少；缺点是运行时粗大的排汽管到密封困难，维持真空困难，启动时维持真空时间较长。此种类型的机组国外单机容量已达330、665MW；我国目前也正在发展600MW机组，如内蒙上都、山西运城海勒式间接空冷系统采用喷射式凝汽器和装有全铝管铝翅散热器的自然通风冷却塔组成。系统冷却水是高纯度中性水，在凝汽器内冷却蒸汽后，除少部分到回热系统外，约98%的凝结水由冷却水泵送往空冷塔冷却，循环使用。优点：以微正压的低压水系统运行，年平均背压低，机组煤耗低；缺点是设备多，系统复杂，纯净水耗量大。哈蒙式间接空冷系统：将海勒的

3、混合式加热器换为表面式凝汽器，将常规水冷系统的湿冷塔换为空冷塔（采用表面化热），并用除盐水代替循环水优点：节约厂用电，设备少，冷却水和汽水系统分开，冷却水系统防冻性能好；缺点是空冷塔占地大，效率偏低。第二节凝汽器内压力一、凝汽器内压力的测量凝汽器绝对压力：H为真空；B为大气压力凝汽器真空度：第二节凝汽器内压力的确定汽阻：蒸汽在凝汽器中的流动阻力。过冷度：汽机排汽压力所对应的温度与凝结水温度之差；空气对凝汽器工作的影响：影响传热系数；凝结水过冷度增加；空气漏入凝汽器，使排汽压力升高，排汽温度升高，可能造成低压缸变形；对有些低压轴承与低压缸一体的机组而言，造成机组振动

4、；增加空气分压力，使凝结水含氧量增加。抽气设备真空系统机械离心式真空泵结构原理图水环式真空泵与射流式抽气器的性能比较：1.起动性能凝汽式汽轮机冲转前，必须依靠抽气器，在凝汽器内建立一定的真空。抽气器起动性能的好坏直接影响到汽轮机建立真空的时间。如图所示：三者在5kPa即如压力下都有100%容量的抽吸能力。但水环泵在高吸入压力时的能力较强，所以其建立真空所需要的时间较短。1—水环泵2—射水抽气器3—两级射汽式抽气器2.持续运行能力额定工况下的抽吸能力、单位耗功等指标是评价抽气器持续运行性能的关键指标。由下表可见，水环式真空泵的运行经济性明显优于射流式抽气器。项目泵型

5、工作水温(度）吸入压力(kPa)单位耗功（kW.h/kg)普通射水式1203.923.1长喉部射水式2203.921.38真空泵组153.390.75多压凝汽器多压凝汽器的特点：气温高、缺水地区的机组更适合采用多压凝汽器；多压凝汽器可采用凝结水回热的方式来提高凝结水温，减小热耗。凝汽器的胶球清洗凝汽器严密性测试方法空气严密性：通常在凝汽器承担80%—100%负荷时，切除抽气设备，观察凝汽器真空的下降速度。对大型汽轮发电机组，真空下降速度<0.13kPa/min，优<0.27kPa/min，良<0.4kPa/min，合格>0.67kPa/min不合格某空冷机组规定，

6、100%负荷下小于0.3mbar/min为合格，大于0.5mbar/min为不合格凝汽器检漏