汽轮机的凝汽系统及设备课件.ppt

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1、第四章汽轮机的凝汽系统及设备一、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第一节凝汽设备的工作原理和任务其中，为整机理想焓降；为蒸汽初焓；为每kg蒸汽在锅炉中的吸热量。为给水焓。为排汽焓；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。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.

2、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。2、主要任务：（1）建立并维持高度真空，即降低排汽焓值，提高理想焓降，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）利用热力除氧原理真空除氧，提高凝结水品质。（4）起到热力系统蓄水作用，是热力系统稳定调节的缓冲器。为了完成上述任务，必须采用凝汽系统，保证以下几个平衡：热量平衡－>循环水泵；质量平衡－>凝结水泵；空气平衡－>抽气设备；

3、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，通常取0.05atm。水冷凝器系统开式循环水系统：借助天然水源。闭式循环水系统：用冷却塔冷却循环水。第二节、凝汽系统1、最简单的凝汽设备原则性系统图（图4-1）。（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

4、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。空冷凝器系统直接空冷系统间接空冷系统带表面式凝汽器的间接空冷系统（哈蒙系统）带喷射式凝汽器的间接空冷系统（海勒系统）（1）直接空气冷却系统：用空气作为冷却工质的凝汽器称为空气直接冷却式凝汽系统，如图。汽轮机的排汽送到热交换器管束内直接凝结成水。热交换器管束外侧则利用强制通风带走蒸汽凝结时放出的汽化潜热。由于空气传热系数小、则要求冷却面积大

5、。因此，这种空气直接冷却式凝汽器体积庞大，无法和普通凝汽器一样安装在汽轮机的下部，而是要远离汽轮机安装在厂房外面或厂房顶部。因此，其汽轮机的排汽管道很长。这种空气直接冷却式凝汽系统，在世界各国已有较多采用，占空冷凝器系统发电机组的60％以上，目前最大机组已超过600MW。采用的冷却单元有多排管、双排管、单排管。目前主要生产公司有德国GEA、美国SPX、国内哈空调、江苏双良等。（2）间接空气冷却系统：空气冷却式凝汽系统如图所示。其主要设备有：混合式凝汽器、凝结水泵、循环水泵、空气冷却塔、空气冷却器等。其中，空气冷却塔是一个巨大的建筑物，呈双曲旋转形，空气冷却器布置在空气冷却塔下部周围墙体

6、上。利用高低压力差，将冷风通过空气冷却器吸入塔内，形成自然对流。由于流过空气冷却器的空气的自然对流，将循环水中的热量带走。循环水的温度在空气冷却器中得到降低之后，送入混合式凝汽器中去凝结汽轮机的排汽。这种空气冷却式凝汽系统，设备、建筑费用高，但可以节约大量的水。我国山西大同第二发电厂有两台200MW汽轮发电机组用了此系统。Hamon间接空冷系统Heller系统空气冷却式凝汽系统直接空气冷却系统2、运行对凝汽设备的要求：（1）凝汽器冷却管应具有较好的传热系数，保证良好的传热效果，获得较高的真空度，同时尽可能的减少换热面积。（2）凝结水温度不应低于排汽压力对应的饱和温度，以免增加过冷度。这

7、和供水方式、季节、地理位置有关；（3）蒸汽在凝汽器内的流动阻力要小，以降低排汽口压力和减少凝结水过冷度。第三节凝汽器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(图4-4)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