汽轮机凝汽器设备

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凝汽设备凝汽设备的组成和任务凝汽器的结构和主要参数凝汽器压力的确定抽气器的原理凝汽器的运行多压凝汽器的特点

1凝汽设备的组成及任务一.组成:

2二.任务:1.在汽轮机的排汽口建立并保持高度真空建立真空:蒸汽凝结成水时，体积会骤然缩小（在0.005MPa压力下，体积约缩小28000倍），所以凝汽器内就会形成高度的真空。维持真空:抽气器抽出凝汽器中的空气问题:空气如何而来?凝汽器中空气的来源：1)由新蒸汽带入汽轮机的，由于锅炉给水经过除氧，这项来源较小2)处于真空状态下的低压各级与相应的回热系统，排汽缸，凝汽设备等的不严密处漏入的，这是空气的主要来源。

32.将由排汽凝结而成的凝结水作为锅炉的给水，循环使用。3.对凝结水进行初步除氧.三.凝汽器的结构:

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5凝汽器的设备特点：凝汽器采用刚性支撑，喉部与汽轮机排汽缸采用不锈钢波形节连接，为了减少流动损失，采用了球型整体水室。凝汽器壳体、喉部、水室、端部管板均采用Q235-A钢板制作，喉部波形节采用Ocr19Ni9不锈钢制作。凝汽器设计上可以直接接受汽轮机本体疏水，加热器疏水、低旁三级减温器后蒸汽。其中低旁三级减温器和#7、8低加布置在凝汽器喉部。

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9凝汽器的主要参数1.过冷度:当凝结水的温度低于凝汽器喉部压力下的饱和温度时，即为凝结水过冷，所低的度数称为过冷度。要求：过冷度<1℃2.汽阻:蒸汽的流动阻力<300Pa3.水阻:循环水流动阻力<40kPa4.含氧量5.端差:循环水出口温度与凝汽器饱和温度的差值。一般为3~10℃。

10凝汽器压力的确定（影响凝汽器压力的因素）前提：进入凝汽器的蒸汽为饱和蒸汽，而饱和蒸汽的饱和温度与饱和压力成一一对应关系，凝汽器中蒸汽的饱和压力pc越高，饱和温度温度ts也就越高。冷却水进口温度tw1冷却水温升Δt凝汽器传热端差δtts＝tw1+Δt+δt冷却倍率m=Dw/Dc，Dw为循环冷水量，Dc为进入凝汽器的所有蒸汽量

11对于运行机组，Ac已定，在一定的蒸汽负荷和冷却水量条件下，δt的大小主要取决于K，即凝汽器冷却表面的清洁程度和凝汽器内积存的空气量。

12最佳真空：提高真空多发的电减去循环水泵多耗的功率之差达到的最大值时所对应的真空。

13抽气器空气对凝汽器工作的影响；1）空气分压增大，使真空下降2）传热系数减小，使真空下降3）过冷度增大4）凝结水含氧量增加常用的抽气器有：射汽式抽气器射水式抽气器机械式真空泵（主要为水环式真空泵）300MW，600MW机组的抽气器为水环式真空泵。

14水环式真空泵工作原理

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16工作特点抽吸能力强，耗功少工作水温对泵的抽吸能力有较大影响

17多压凝汽器

18研究表明：多压凝汽器的数目越多，冷却倍率越小，采用多压凝汽器的效益越大。所以在缺少冷却水和气温较高的地区采用多压凝汽器是比较有利的，一般可提高装置效率0.15-0.25%。图3-37另外，若任由凝结水由高压侧自流至低压侧，则最终凝结水温度将低于单压凝汽器的凝结水温度，从而出现过冷，降低其经济效益。所以一般将低压凝汽器的水位设计高于高压凝汽器的水位，低压侧凝结水依靠重力作用流入高压侧（如图3-38所示），利用高压侧温度较高的蒸汽将凝结水加热到高压侧的凝结水温度，则可使循环效率进一步提高。

19凝汽器热力特性

20凝汽设备的运行凝汽器的运行好坏对汽轮机组运行的安全性和经济性是十分重要的。凝汽器压力升高1kPa，会使汽轮机的汽耗量增加1.5％-2.5％。凝结水的含氧量也和过冷度有关，当过冷度增大，则含氧量升高，将影响蒸汽的品质；同时，凝结水的过冷度增加1％，机组煤耗量将增加0.13％。循环水泵的耗电量是比较大的，一般占机组总发电量的1.2％～2％，因此，凝汽器的经济运行对节省厂用电也是有意义的。对凝汽器运行的要求主要是保证达到最有利的真空，减小凝结水的过冷度和保证凝结水品质合格。

21凝结水过冷(1)从传热的角度分析，凝结水过冷是必然会产生的(2)设计中冷却水管的排列不当，例如管束上排冷却水管产生的凝结水下滴时再与下排冷却水管接触，凝结水再次被冷却，将使过冷增大。(3)凝汽器内应设有蒸汽通道，使刚进入凝汽器的蒸汽可直接到达凝汽器的底部，以加热凝结水，这称为回热式凝汽器。当回热效果好时，凝结水的过冷度可小于1℃。当回热通道布置不当或管束布置过密，将产生凝结水的过冷。

22(4)凝汽器的汽阻过大，使得凝汽器内管束中、下部形成的凝结水温度较低，而产生过冷。(5)当凝汽器漏入空气增多，或抽气设备工作不正常，凝汽器内积存有空气。(6)运行中凝汽器热井中凝结水水位过高，淹没了凝汽器下部的冷却水管，使凝结水再次被冷却，过冷度必然增大。

23真空系统有关试验和查漏1.真空严密性试验：一般规定在80%机组负荷下进行,试验进行时，先关闭凝汽器抽气门，待全关后开始记录5分钟的数据，而后恢复机组至正常运行状态。由于试验开始时，稍有漏空气，对真空的影响不大，没有代表性，一般取后3分钟的真空下降平均值作为试验结果。真空系统严密性的标准：0.133kPa/min为优，0.166kPa/min为良，0.399kPa/min为合格。

24卤素或氦气检漏法

252.真空系统注水查漏真空系统严密性不好时，但凭运行时的查漏一般很难发现比较隐蔽的和较小的漏气点。一般都通过汽侧注水的方法进行有效的检查。一般来说，运行中为负压的系统原则上都应当参与注水。注水时，一般应注至凝汽器喉部；上水结束后停运上水设备，关闭上水门。为确保漏点充分暴露，应当尽量延长停留时间。比较成熟的经验表明，应停留4-5天。

26凝汽器后缸喷水系统汽轮机在启动或低负荷时，由于冷却流量不足，加上叶片的鼓风损失，会造成低压缸排汽温度升高，影响机组的安全运行。为预防上述情况的出现，机组配置了一套自动喷水冷却装置，该装置受汽轮机再热汽压力（即汽轮机出力）和排汽温度的控制。当汽轮机出力低于15%或排汽温度高于47℃时，低压缸喷水阀开始开启，至80℃全开，此时发排汽温度高报警，当排汽温度高至107℃时，机组跳闸。当机组负荷高于15%或排汽温度低于47℃时，后缸喷水阀自动关闭。

27胶球清洗系统长期运行后，会有水草、垃圾、水生物进入循环水，逐渐积聚在凝汽器水室内，增大了换热热阻，从而造成了真空水平的降低。因此，机组设计安装了二套胶球清洗装置，用于对凝汽器进行日常清洗，以提高铜管的清洁度，维持机组的经济运行。

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29600MW机凝汽器胶球清洗系统

30系统运行时的注意事项凝汽器出水管上的收球网投运时一定要可靠到位，关闭严密，否则会跑球。在投运系统时，要保证一定的循环水压力和流速，防止凝汽器上部无水而清洗不到，同时循环水流量太小也会使胶球不易通过铜管，降低收球率，清洗效果变差。所使用的胶球要耐磨、质地柔软富有弹性、气孔均匀贯通、硬度适中，使用前要先在水中浸泡24小时，湿态直径比凝汽器铜管内径大1-2mm，比重1.00-1.15，在5-45℃水温下及使用期内直径不超标、不老化。使用金刚砂球清洗铜管硬垢时，其湿态直径应比铜管内径小1-2mm，待硬垢基本清除后立即停止使用。

31正常投球量为单侧凝汽器铜管数量的7-13%，胶球循环一次不超过30秒。每天运行一次。系统运行7天，进行点球，并补充损失的胶球。累计运行60次，进行更换新球。当然，用户应当根据收球率、胶球直径及耐磨性等参数适当调整上述周期。个别胶球在水中浸泡一段时间后可能会因质量原因而膨胀过多，球径超标或破损，因此应随时更换。系统长时间停运时，应每隔3天活动一次各阀门。若在冬季，应注意放尽系统中的存水。

32冷却水加氯，清除微生物

33表面式间接空冷系统表面式凝汽器间接空冷系统的工艺流程为：循环水进入表面式凝汽器的水侧通过表面换热，冷却凝汽器汽侧的汽轮机排汽，受热后的循环水由循环水泵送至空冷塔，通过空冷散热器与空气进行表面换热，循环水被空气冷却后再返回凝汽器去冷却汽轮机排汽，构成了密闭循环。

34带表面式凝汽器的间接空冷系统，与海勒式间接空冷系统所不同的是冷却水与汽轮机排汽不相混合，进行表面换热，这样可以满足大容量机组对锅炉给水水质较高的要求。该系统与常规的湿冷系统基本相同，不同之处是用空冷塔代替湿冷塔，用不锈钢凝汽器代替铜管凝汽器，用除盐水代替循环水，用密闭式循环冷却水系统代替敞开式循环冷却水系统。

35其优点有：⑴设备较少，系统较简单。⑵冷却水系统与凝结水系统分开，水质按各自标准处理，冷却系统采用除盐水，且闭式运行，基本杜绝凝汽器管束内结垢堵塞情况，大大提高换热效率。⑶循环水系统处于密闭状态，循环水泵扬程低，消耗功率少，厂用电率低。⑷冷却水在循环过程中完全为密闭循环运行，基本不产生水的损耗，理论上该系统耗水为零。

36其缺点有：.⑴冷却水必须进行两次热交换，传热效果差。⑵占地面积大。⑶初投资较直接空冷大。.

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