最佳真空的定义.doc

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1、最佳真空的定义第四章汽轮机的凝汽设备*q.b"C4d"i$L3P　　提高汽轮机装置的经济性，主要有两个途径：一是提高汽轮机的内效率，另一是提高装置的循环热效率。前一个途径我们在前面各章中已进行了讨论，这就是努力减小各项损失，改善汽轮机通流部分的设计等。提高循环热效率也有两个方向，一是提高平均加热温度，可采用回热循环，以减少低韫加热，也可提高初参数，以及采用再热循环等；另一方向则是降低平均放热温度，而这正是凝汽设备的主要任务。$d"@1l  O/K&(C9u  X　　在本章中将着重介绍凝汽设备工作的基本原理，以及大功率汽轮机凝汽设备的发展。9[2`;e

2、)v.C第一节凝汽设备的组成及作用4~'M(q!o3^1z　　一、凝汽设备的组成)U3X3k*Q*}-D$H1u1w,r7V　　凝汽设备通常由表面式凝汽器、抽气设备、凝结水泵、循环水泵，以及这些部件之间的连接管道组成，如图4-1所示。排汽离开汽轮机之后进入凝汽器5，凝汽器内流人由循环水泵4提供的循环水作为冷却工质，将排汽凝结为水。由于蒸汽凝结成水时，28000倍)，这就在凝汽器内形成高度真空。为保持所形成的真空，则需用抽气设备1将漏入凝汽器内的空气不断抽出，以免不凝结的空气在凝汽器内逐渐积累，使凝汽器内压力升高。由凝汽器产生的凝结水，则通过凝结水泵6进

3、入锅炉的给水系统。6u'^*g9?1f,]3]　　凝汽器大都采用水作为冷却工质。按供水方式的不同，有一次冷却供水和二次冷却供水。供水来自江、河、湖、海等天然水源，排水仍排回其中的，称为一次冷却供水，或开式供水。供水来自冷却水塔或冷却水池等人工水源，排水仍回到冷却水塔(水池)循环使用的，称为二次冷却供水，或闭式供水。在特别缺水的地区，则可采用空气作为冷却工质。,V9W;}(Q.R;i:v-C"G-g-+`/K图4-1凝汽设备系统组成$X#F9T+V#

4、(M9u1-抽气设备；2-汽轮机；3-发电机；4-循环水泵；5-凝汽器，6-凝结水泵4D6I,Q%i8

5、c　　表面式凝汽器在火电站和核电站中得到广泛应用，图4-2为表面式凝汽器的结构示意图，冷却水由进水管4进入凝汽器；先进入下部冷却水管内，通过回流水室5进入上部冷却水管内，再由出水管6排出。同一股冷却水在凝汽器内转向前后两次流经冷却水管，这称为双流程凝汽器，同一股冷却水不在凝汽器内转向的，称为单流程凝汽器。冷却水管2安装在管板3上，蒸汽进入凝汽器后，在冷却水管外汽测空间冷凝，凝结水汇集在下部热井7中，由凝结水泵抽走。8n4q,_-S:a  3M&J!Q&V7b:},]图4-2表面式凝汽器结构简图-f6j-~-c2F2g'E8f  t&H1-蒸汽人口；2

6、-冷却水管，3-管板；4-冷却水进水管；5-冷却水回流水室；6-冷却水出水管；7-凝结水集水箱(热井)；8-空气冷却区；9-空气冷却区档板；10-主凝结区；11-空气抽出口"@/l2P0t7p&a'Y'y:L　　凝汽器的传热面分为主凝结区10和空气冷却区8两部分，这两部分之间用档板9隔开，空气冷却的面积约占凝汽器面积的5％-10％，设置空气冷却区的目的主要是冷却空气，使其容积流量减小，进而减轻了抽气设备的负荷，有利于提高抽气效果。$n7m()E;z7r  y'V4N%^/I　　二、凝汽设备的作用'h$E;O,q:D1}　　根据前面的叙述可知，汽轮机装

7、置中的凝汽设备是起了一种热力学中"冷源"的作用，降低冷源的温度就能提高循环的热效率。因此，凝汽设备的第一个作用是：在汽轮机的排汽口建立并保持高度真空，使进入汽轮机的蒸汽能膨胀到尽可能低的压力，从而增大机组的理想比焓降，提高其热经济性。0k!y2W7g:z*H　　图4-3为一次中间再热亚临界机组热效率与排汽压力p'c的关系，该汽轮机新汽压力p'0＝16.67MPa，新汽和再热蒸汽温度t0=tr=537℃，再热压力pr＝3.665MPa，机组容量为300MW，可以看出，若没有凝汽设备，汽轮机的最低排汽压力是大气压，循环热效率ηs只有37.12％，而当p'c

8、=5.0kPa时，ηt＝45.55％，两者之差的相对值Δηt/ηt达18.5％。因此，降低排汽压力对提高经济性的影响是十分显著的。7a36T+B:E*I)g*T/K　　汽轮机的排汽压力也不是越低越好，而是有一个最佳值，这个最佳值主要受两方面因素的影响，一方面，在凝汽器中保持真空是需要消耗能量的，降低排汽压力则需要增大凝汽器的冷却面积，增加冷却水量，进而增大厂用电，以及增加基本投资和运行费用，因此，机组排汽压力降低时，虽然使汽轮机的理想比焓降增大，机组功率相应增大，但凝汽设备所消耗的功率也同时增大，这就会出现在某个排汽压力下，汽轮机因真空的提高而增加的

9、功率等于(甚至小于)凝汽设备所增大的能量消耗。因此，继续降低排汽压力就会得不偿失。另一方面，排