汽轮机凝气设备及系统

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1、汽轮机的凝汽设备教学目标:使学生了解蒸汽在凝汽器内的凝结过程，凝汽器内压力的确定方法，凝汽器内不凝结气体对蒸汽凝结过程的影响；发电厂空冷系统的工作原理；掌握凝汽设备的任务、组成及工作原理，凝汽器的端差、最佳真空的概念，射水式抽气器、射汽式抽气器、水环式真空泵的结构及工作原理。知识点：凝汽设备的任务、组成及工作原理；蒸汽在凝汽器内的凝结过程；冷却倍率、端差、凝汽器的最佳真空的概念；凝汽器内压力的确定方法；凝汽器内不凝结气体对蒸汽凝结过程的影响；抽气器的类型、结构及工作原理；发电厂空冷系统。重点：蒸汽在凝汽器内的凝结过程；冷却倍率、端差、凝汽器的最佳真空的概

2、念；凝汽器内压力的确定方法；凝汽器内不凝结气体对蒸汽凝结过程的影响。难点：凝汽器内压力的确定方法；凝汽器内不凝结气体对蒸汽凝结过程的影响。1现代火电厂都用凝汽式汽轮机发电。因此，都具备凝汽设备。凝汽设备工作好坏，对火电厂的经济性影响很大。第一节凝汽设备的工作原理和任务一、凝汽设备的工作原理1.工作原理：根据汽轮发电机组的热效率进行分析其中，------整机理想焓降；-------蒸汽初焓；(-)----为每kg蒸汽在锅炉中的吸热量。——排汽焓；——给水焓。2分析上式：要提高效率，则提高理想焓降，即提高新蒸汽的初焓，降低排汽焓（压力）。本章只是讨论降低排汽

3、焓值的问题。要降低排汽焓值，就得降低排汽压力。一般来说，排汽压力每降低2kpa，循环热效率就可以提高约3.5%。所以，降低排汽压力对提高火电厂循环热效率是一个非常有效的措施。而降低排汽压力的最有效的办法是：使排汽在密封容器中、在温度较低的条件下受到冷却而凝结成水，体积突然缩小（如在0.0049Mpa下，蒸汽比水的容积大28000倍）而形成真空。同时再用抽气器或者真空泵将漏入空气不断地抽出，保持真空。在凝结中生成的凝结水，经汇集以后，又重新送入锅炉作为给水，反复循环使用。这就是凝汽设备的工作原理。32.主要任务：(1）建立并维持高度真空，即降低排汽焓值，提

4、高理想焓降，使蒸汽中较多的热能转变为机械能。(2）将蒸汽凝结成水，并将凝结水回收到锅炉作为给水。3.排汽压力的最佳值：降低排汽焓值，提高理想焓降，可以提高效率。但不是排汽压力越低越好。这是因为：(1）当降低排汽压力，则比容v增加，汽轮机排汽部分的尺寸增大，成本上升。而且制造困难，材料也受到限制。(2）当降低排汽压力，则比容v增加，凝汽器的冷却面积增大，冷却水量增大，厂用电增大。因此，对排汽压力和其他几个方面要作技术经济对比而定。一般，最佳排汽压力为=0.00294~0.00686Mpa，通常取0.005Mpa。4二、凝汽系统及主要设备：最简单的凝汽设备原

5、则性系统图，其主要设备有凝汽器、凝结水泵、抽气器、循环水泵等。（1）汽轮机；（2）发电机；（3）凝汽器：使排汽在凝汽器3中不断地凝结成水，建立高度真空；将凝结时放出的热量排出、将生成的凝结水汇集送走；（4）循环水泵：为凝汽器提供冷却水；（5）凝结水泵：不断地把蒸汽凝结时生成的凝结水从凝汽器底部热井中抽出，并送往给给水回热加热系统；（6）抽气器：抽出漏入凝汽器内的空气，以维持高度真空。5第二节凝汽器的结构类型凝汽器有混合式和表面式凝汽器两大类。一、混合式凝汽器混合式凝汽器是使排汽在冷却水中直接冷却而凝结成水。在混合式凝汽器内，从汽轮机中排出的乏汽直接与冷却

6、水混合而得到凝结。冷却水从安装在混合式凝汽器上部周围的喷嘴喷出，排汽由上部进汽口进入，与冷却水混合而得到凝结，凝结水与冷却水一起用水泵抽走。不凝结的空气，用抽气器或者真空泵不断地抽出。这种凝汽器结构简单，冷却效果好，制造成本低。6二、表面式凝汽器在表面式凝汽器内，冷却工质与蒸汽由冷却表面隔开。根据冷却工质不同，表面式凝汽器又分为空气冷却和水冷却两种。用水作为冷却工质的凝汽器简称为表面式凝汽器。由于水的传热系数比空气大，能保证凝汽器内维持高度真空和获得洁净的凝结水。因此，国内外火电厂主要采用这种凝汽器。71，表面式凝汽器的结构如图所示，凝汽器的外壳通常钢板

7、做成圆柱形、椭圆形或者方箱形。外壳两端连接着形成水室的端盖2和3，外壳内的两端又装有管板4，管板4上装有很多冷却管。凝汽器内部空间被冷却管分隔成两部分：蒸汽空间（汽侧）和冷却水空间（水侧）。82.表面式凝汽器的流程冷却水从进口11进入水室15，通过冷却管流到另一端水室16，转向后，又经冷却管进入水室17，最后由出水口12排出。这种称为双流程凝汽器。还有单流程、三流程、四流程。3.凝结水汽轮机的排汽进入凝汽器，在汽侧与冷却管接触而凝结成水。凝结水汇集到热井7中，由凝结水泵抽走并送到低压加热器。4.漏入空气的抽出漏入凝汽器的空气，通过抽气口8由抽气器抽出。为

8、了减少抽气器的负荷和回收热量，使混有蒸汽的空气在经过一次冷却，使蒸汽凝结。在凝汽