汽轮机的凝汽设备--课件

汽轮机原理汽轮机原理Principle of Steam Turbine Principle of Steam Turbine 1ppt课件第四章第四章 汽轮机的凝汽系统及设备汽轮机的凝汽系统及设备第一节第一节 凝汽系统的工作原理凝汽系统的工作原理第二节第二节 凝气系统凝气系统第三节第三节 凝汽器凝汽器第四节第四节 抽气器抽气器2ppt课件 现代火电厂绝大部分是用凝汽式汽轮机发电。因此，都具备凝汽系统及设备。凝汽设备工作好坏，对火电厂的经济性影响很大。一一.凝汽设备的工作原理凝汽设备的工作原理 1.1.为什要采用凝气系统？为什要采用凝气系统？为什要采用凝气系统？为什要采用凝气系统？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。第一节第一节 凝汽系统的工作原理凝汽系统的工作原理3ppt课件一次中间再热机组蒸汽动力循环一次中间再热机组蒸汽动力循环给水过热蒸汽排汽凝结水凝结换热第一节第一节 凝汽系统的工作原理凝汽系统的工作原理高压缸排汽高压缸排汽再热蒸汽再热蒸汽饱和蒸汽再热器4ppt课件要降低排汽焓值，就得降低排汽压力。一般来说，排汽压力每降低2 kpa，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。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）。降低排汽压力的最有效的办法是：使排汽在密封容器中、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，体积突然缩在温度较低的条件下受到冷却而凝结成水，体积突然缩小而形成真空小而形成真空。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。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。第一节第一节 凝汽设备的工作原理和任务凝汽设备的工作原理和任务5ppt课件6第一节第一节 凝汽设备的工作原理和任务凝汽设备的工作原理和任务汽轮机排汽压力变化对机组热经济性的影响汽轮机排汽压力变化对机组热经济性的影响以东方汽轮机厂N300-16.67/537/537机组为例 Pc=101kPa t=37.12%Pc=5.0kPa t=45.55%如机组设计排汽压力为5kPa，若由于运行不善排汽压力升高1kPa，则机组热耗将增加1%。如设计煤耗为330g/kWh，排汽压力升高1kPa,使煤耗增加3.3g/kWh，按年平均运行小时按6000小时计，每年多耗煤：6000301043.3/106=5940t标煤（450元/吨，267万元）6ppt课件2.凝气主要任务：凝气主要任务：(1）在汽轮机的末级排汽口建建立立并维维持持高度真空，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。提高循环热效率！(2）将蒸汽凝结成水，并将凝结水凝结水回收到锅炉作为给水给水。(3）起到真空除氧的作用，利用热力除氧原理除去凝结水中的溶解气体，从而提高凝结水的品质，防止热力系统低压回路管道、阀门等腐蚀。第一节第一节 凝汽系统的工作原理凝汽系统的工作原理一一.凝汽设备的工作原理凝汽设备的工作原理热水井真空除氧装置：大功率汽轮机凝汽器的热水井中均设有除氧装置。蒸汽直接与凝结水接触，将凝结水加热到与该处压力相对应的饱和温度，凝结水中溶解的气体大为减少。7ppt课件83.排汽压力的最佳值排汽压力的最佳值：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，最佳排汽压力为排汽压力为 pc=0.002940.00686MPa(0.030.07ata)，通常取，通常取0.005MPa第一节第一节 凝汽设备的工作原理和任务凝汽设备的工作原理和任务8ppt课件二二.凝汽系统及主要设备：凝汽系统及主要设备：1.凝汽设备原则性系统图凝汽设备原则性系统图 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。第一节第一节 凝汽设备的工作原理凝汽设备的工作原理END 119ppt课件凝汽器凝汽器凝结水泵凝结水泵循环水泵循环水泵汽轮机汽轮机抽汽器抽汽器冷却塔冷却塔发电机发电机凝汽设备的工作过程凝汽设备的工作过程10ppt课件水冷凝气系统以水为冷却介质，按供水方式的不同，分为：水冷凝气系统以水为冷却介质，按供水方式的不同，分为：（1）开式系统开式系统 开开式式系系统统采采用用的的是是直直流流供供水水方方式式。供供水水来来自自江江、河河、湖湖、海海等等天天然然水水源，排水仍排回其中。源，排水仍排回其中。（2）闭式系统）闭式系统 闭闭式式系系统统采采用用的的是是循循环环供供水水方方式式。供供水水来来自自冷冷却却水水塔塔或或冷冷却却水水池池等等人人工水源，排水仍回到冷却水塔（水池）循环使用。工水源，排水仍回到冷却水塔（水池）循环使用。一一.水冷凝汽系统水冷凝汽系统 第二节第二节 凝汽系统凝汽系统凝气系统按冷却介质的不同分为凝气系统按冷却介质的不同分为 水冷凝汽系统水冷凝汽系统 和空冷凝气系统。和空冷凝气系统。直流供水系统比较简单，投资少，运行费用低。我国南方的电厂一般都建在沿江、沿河、沿海岸或者沿大的水库。而北方的电厂，由于水源不足，多采用循环供水方式。凝汽器凝汽器凝结水泵凝结水泵循环水泵循环水泵汽轮机汽轮机抽气器抽气器冷却冷却塔塔凝汽器凝汽器凝结水泵凝结水泵循环水泵循环水泵汽轮机汽轮机抽气器抽气器11ppt课件空冷凝气系统以空气为冷却介质，分为：空冷凝气系统以空气为冷却介质，分为：直接空冷凝汽系统和间接空冷凝汽系统直接空冷凝汽系统和间接空冷凝汽系统（1）直接空冷凝汽系统直接空冷凝汽系统 汽汽轮轮机机的的排排汽汽送送到到空空冷冷凝凝汽汽器器的的翅翅片片管管束束中中直直接接凝凝结结成成水水。冷冷空空气气通通过过风风机机的的输输送送，在在翅翅片片管管束束外外侧侧流流动动，利利用用强强制制通通风风将将管管内内流流动动的的汽汽轮轮机机排排汽汽冷却，凝结。冷却，凝结。凝结水凝结水由凝结水泵送至由凝结水泵送至回热系统回热系统,作为锅炉给水重复使用。作为锅炉给水重复使用。缺点：缺点：由于空气传热系数小、则由于空气传热系数小、则要求冷却面积要求冷却面积大大。因此，空气直接冷却式凝汽器体积庞大，要。因此，空气直接冷却式凝汽器体积庞大，要远离汽轮机安装在厂房外面或厂房顶部，因此其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，汽轮机的排汽管道很长，容易泄露容易泄露。采用强制通风，增加采用强制通风，增加厂用电及环境噪声厂用电及环境噪声。二二.空冷凝汽系统空冷凝汽系统 第二节第二节 凝汽系统凝汽系统翅片管束风机风机优点：优点：不需要冷却水，适合于严重缺水区域使用；不需要冷却水，适合于严重缺水区域使用；传热温差大，可获得较低的排汽压力传热温差大，可获得较低的排汽压力12ppt课件（2）间接空气冷却系统间接空气冷却系统二二.空气冷却式凝汽系统空气冷却式凝汽系统 优点优点:凝汽器体积小，设备投资省。凝汽器体积小，设备投资省。主要设备主要设备：混合式凝汽器、凝结水泵、循环水泵、空气冷却器等。混合式凝汽器、凝结水泵、循环水泵、空气冷却器等。汽轮机来的汽轮机来的排汽排汽进入进入混合式凝汽器混合式凝汽器后，与从空气冷却器来的冷却水混后，与从空气冷却器来的冷却水混合凝结合凝结为凝为凝结水，凝汽器出来的结水，凝汽器出来的混合水流混合水流，一小部分（约，一小部分（约3%）作为锅炉的给水，其余大部）作为锅炉的给水，其余大部份经循环水泵打入空气冷却器，构成一个封闭型间接空冷凝汽系统。份经循环水泵打入空气冷却器，构成一个封闭型间接空冷凝汽系统。第二节第二节 凝汽系统凝汽系统缺点缺点:系统复杂、设备多，布置也比系统复杂、设备多，布置也比较困难。较困难。冷却水冷却水3%排汽和冷却水混合凝结为凝结水空气冷却器混合式凝汽器混合式凝汽器13ppt课件第三节第三节 凝汽器凝汽器 凝汽器有凝汽器有混合式混合式和和表面式表面式凝汽器两大类。凝汽器两大类。一一.混合式凝汽器混合式凝汽器n 混合式凝汽器是使排汽与冷却水直接混合接触而使蒸汽凝结。混合式凝汽器是使排汽与冷却水直接混合接触而使蒸汽凝结。n冷却水从安装在混合式凝汽器上部周围的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，凝结水与冷却水一却水混合而得到凝结，凝结水与冷却水一 起用水泵抽走。起用水泵抽走。n不凝结的不凝结的空气空气，用，用抽气器抽气器或者真空泵不断地抽出。或者真空泵不断地抽出。特点特点:这种凝汽器结构简单，冷却效果好，制造成本低。这种凝汽器结构简单，冷却效果好，制造成本低。缺点缺点:凝结水与不清洁的冷却水混合后，不能作为锅炉给水。凝结水与不清洁的冷却水混合后，不能作为锅炉给水。因此：因此：现代汽轮机组很少直接采用混合式凝汽器。现代汽轮机组很少直接采用混合式凝汽器。排汽排汽冷却水冷却水不凝结的空气混合凝结凝结水凝结水14ppt课件二二.表面式凝汽器表面式凝汽器 在在表表面面式式凝凝汽汽器器内内，冷冷却却工工质质与与蒸蒸汽汽由由冷冷却却表表面面隔隔开开。表表面面式式凝凝汽汽器器能能保持凝结水的洁净，因此现代汽轮机组普遍采用表面式凝汽器。保持凝结水的洁净，因此现代汽轮机组普遍采用表面式凝汽器。根据冷却工质根据冷却工质 不同，表面式凝汽器又分为不同，表面式凝汽器又分为空气冷却空气冷却和和水冷却水冷却两种。两种。由由于于水水的的传传热热系系数数比比空空气气大大，能能保保证证凝凝汽汽器器内内维维持持高高度度真真空空和和获获得得洁洁净净的凝结水。因此，国内外火电厂主要采用的凝结水。因此，国内外火电厂主要采用水冷却水冷却凝汽器。凝汽器。第三节第三节 凝汽器凝汽器管束内是冷却水管束外是排汽15ppt课件1.表面式凝汽器的结构表面式凝汽器的结构 凝汽器的外壳通常钢板做成凝汽器的外壳通常钢板做成圆柱形圆柱形、椭圆形椭圆形或者或者方箱形方箱形。外壳两端连接着形。外壳两端连接着形成水室的成水室的端盖端盖2和和3，外壳内的两端又装有，外壳内的两端又装有管板管板4，管板，管板4上装有很多上装有很多冷却管冷却管。凝汽器内部空间被冷却管分隔成两部分：凝汽器内部空间被冷却管分隔成两部分：蒸汽空间蒸汽空间（汽侧（汽侧）和和冷却水空间冷却水空间（水水 侧侧）。第三节第三节 凝汽器凝汽器二二.表面式凝汽器表面式凝汽器端盖端盖端盖端盖管板管板管板管板冷却管冷却管16ppt课件2.表面式凝汽器的流程表面式凝汽器的流程 冷冷却却水水从从进进口口11 进进入入水水室室15，通通过过冷冷却却管管流流到到另另一一端端水水室室16，转转向向后后，又又经经冷冷却却管管进进入入水水室室17，最最后后由由出出水水口口12排排出出。这这种种 称称为为双双流流程程凝凝汽汽器器。还还有有单单流程、流程、三流程、三流程、四流程四流程。第三节第三节 凝汽器凝汽器二二.表面式凝汽器表面式凝汽器冷却管冷却管进口进口出口出口冷却水冷却水17ppt课件3.凝凝结结水水 汽汽轮轮机机的的排排汽汽进进入入凝凝汽汽器器，在在汽汽侧侧与与冷冷却却管管接接触触而而凝凝结结成成水水。凝凝结水汇集到结水汇集到热井热井 7中，中，由凝结水泵抽走并送到低压加热器。由凝结水泵抽走并送到低压加热器。第三节第三节 凝汽器凝汽器二二.表面式凝汽器表面式凝汽器18ppt课件4.漏漏入入空空气气的的抽抽出出 漏漏入入凝凝汽汽器器的的空空气气，通通过过抽抽气气口口8由由抽抽气气器器抽抽出出。为为了了减减少少抽抽气气器器的的负负荷荷和和回回收收热热量量，使使混混有有蒸蒸汽汽的的空空气气在在经经过过一一次次冷冷却却，使使蒸蒸汽汽凝凝结。在凝汽器内专门设置有结。在凝汽器内专门设置有空气冷却区空气冷却区9。第三节第三节 凝汽器凝汽器二二.表面式凝汽器表面式凝汽器空气空气19ppt课件第三节第三节 凝汽器凝汽器国产国产200MW汽轮机配用三壳体表面式汽轮机配用三壳体表面式N-11220-1型型凝汽器。冷却面积为凝汽器。冷却面积为3*3740=11220，冷却管数为，冷却管数为3*5667=17001根。根。国产国产300MW汽轮机的凝汽器为汽轮机的凝汽器为N-17650型型单壳体、对分、双流程表面式单壳体、对分、双流程表面式凝汽器。冷却面积为凝汽器。冷却面积为17650，冷却管数为，冷却管数为9758*2 根根。20ppt课件二二.表面式凝汽器表面式凝汽器第二节第二节 凝汽器凝汽器几个基本概念凝汽器真空凝汽器真空：当地大气压与凝汽器内绝对压力的差值。凝汽器汽阻凝汽器汽阻：蒸汽在凝汽器汽侧流动时的阻力称为汽阻。凝汽器蒸汽入口压力pc与抽汽口处压力pc差值，pc=pc-pc凝汽器水阻凝汽器水阻：凝汽器冷却水入口压力与冷却水出口压力差值。21ppt课件22ppt课件23ppt课件（一）凝结特点（一）凝结特点 假设只有水蒸汽存在，并且凝汽器内各处的压力都相等，则蒸汽应在与压力相对应的饱和温度下凝结。实际上并非如此，因为：1.排汽从凝汽器进口向空气抽出口流动，由于阻力存在，则凝汽器内各处压力都不相同；2.整个系统不可能完全密封，有空气漏入。则凝汽器内各处空气分压也不相同，凝结时的饱和温度也不相同。3、蒸汽在凝器内的凝结过程可分为珠状凝结和膜状凝结两种。第三节第三节 凝汽器凝汽器三、凝汽内蒸汽的凝结过程三、凝汽内蒸汽的凝结过程24ppt课件（二）影响凝汽器内蒸汽凝结过程的因素（二）影响凝汽器内蒸汽凝结过程的因素1.凝汽器内冷却水管的布置排列方式；常见的三种排列方式如下。第三节第三节 凝汽器凝汽器三、凝汽内蒸汽的凝结过程三、凝汽内蒸汽的凝结过程三角形排列换热效果好，布置紧凑但汽阻大正方形排列布置稀疏，汽阻小但换热效果差辐向排列介于两者之间由于汽阻的存在，使凝汽器喉部的蒸汽压力高于空气抽出口的压力。汽阻大时，会导致凝汽器喉部真空降低。此外，汽阻的存在还会引起凝结水的过冷却和抽气器功耗的增大。25ppt课件（二）影响凝汽器内蒸汽凝结过程的因素（二）影响凝汽器内蒸汽凝结过程的因素1、凝汽器内冷却水管的布置排列方式；2、凝汽器内蒸汽的流动速度；当蒸汽流动速度增高时，蒸汽的凝结传热系数增大。3、凝汽器内的空气含量。第三节第三节 凝汽器凝汽器三、凝汽内蒸汽的凝结过程三、凝汽内蒸汽的凝结过程26ppt课件（三）（三）进入凝汽器的空气量和空气分压进入凝汽器的空气量和空气分压1.空气量空气量（1）空气来源：新蒸汽带入；汽轮机装置密封不严；负荷降低时真空前移，扩大漏汽范围；（2）设计漏汽量估计（经验公式）：要准确确定空气漏入量是有困难的，通 常用下面的经验公式进 估 计：其 中，-漏 入 空 气 量(kg/h)；-凝 汽 器 的 设 计 进 汽 量(t/h)；-严 密 系 数，一 般 取 =5。上式也可以用于检查凝汽设备的严密程度。这时，为抽汽口测得的被抽出的空气量。K1为评定的严密等级系数：K1=1为优，K1=2为良好，K1=3为中等。第三节第三节 凝汽器凝汽器27ppt课件2.蒸汽与空气分压蒸汽与空气分压 由于空气的漏入，凝汽器内的总压力 为蒸汽分压和空气分压之和：=+其 中，其中，x为蒸汽干干度度。实际上，在凝汽器中的大部分区域，蒸汽占绝大多数，空气含量很小。在正常情况下，这 样，凝汽器内不凝结的气体份额很小，当有99%蒸汽凝结，即x=0.01，这样，由上式可得ps=0.99382pc。蒸汽分压占主导地位，凝汽器的压力决定于蒸汽温度。空气对蒸汽凝结的影响，只是在沿流程的末尾区段空气对蒸汽凝结的影响，只是在沿流程的末尾区段（空气冷却区）才明显。第三节第三节 凝汽器凝汽器28ppt课件（四）（四）空气漏入对凝汽器工作的影响空气漏入对凝汽器工作的影响 由于空气的漏入，对凝汽器的工作是有影响的：1.空气的漏入会使传热效果变差，传热端差增大。结果会使排汽压力升高，降低了机组的经济性；2.空气的漏入，增加了凝结水中空气的溶解度，对汽轮机装置和管道系统金属产生腐蚀，影响机组的安全性；3.空气的漏入，会使空气分压增大，使凝结水的过冷度增加，影响了机组的经济性。第三节第三节 凝汽器凝汽器由于阻力和空气的存在，蒸汽分压降低，使凝结水温度低于凝汽器进口处的蒸汽温度，造成凝结水过冷凝结水过冷。凝结水的过冷度凝结水的过冷度:排气压力下的饱和水温度与凝结水实际温度的差值。排气压力下的饱和水温度与凝结水实际温度的差值。29ppt课件（五）（五）总体传热系数的确定总体传热系数的确定 第三节第三节 凝汽器凝汽器30ppt课件（五）（五）总体传热系数的确定总体传热系数的确定 第三节第三节 凝汽器凝汽器全苏热工研究院公式31ppt课件四四.凝汽器内压力的确定凝汽器内压力的确定 第二节第二节 凝汽器凝汽器凝汽器汽侧空间多组分介质共存蒸汽不凝结气体：原蒸汽中夹带（很少）+真空系统不严密漏入系统的空气凝汽器空间：汽侧空间+水侧空间凝汽器压力：汽侧空间压力32ppt课件四四.凝汽器内压力的确定凝汽器内压力的确定 当当蒸蒸汽汽处处于于饱饱和和状状态态时时，其其压压力力与与温温度度是是一一一一对对应应的的。所所以以，凝凝汽汽器器内内压压力力取取决决于于蒸蒸汽汽凝凝结结温温度度。为为了了求求得得凝凝汽汽器器内内压压力力，就就得得先先求求出出排排汽汽温温度度。排排汽汽温度的高低取决于冷却水的进口温度、冷却水的温升和传热端差。温度的高低取决于冷却水的进口温度、冷却水的温升和传热端差。凝汽器内压力凝汽器内压力pc 可根据相应的饱和温度求得，而排汽温度可表示为：可根据相应的饱和温度求得，而排汽温度可表示为：ts=tw1+t+t tw1-冷却水的进口温度；冷却水的进口温度；t-冷却水的温升；冷却水的温升；t-传热端差。传热端差。t-凝汽器压力对应的饱和温度与冷却水出口水温的差值。凝汽器压力对应的饱和温度与冷却水出口水温的差值。只要求得了温度只要求得了温度ts之值，就可以从水蒸汽表中查得相对应的压力之值，就可以从水蒸汽表中查得相对应的压力pc。第三节第三节 凝汽器凝汽器33ppt课件四四.凝汽器内压力的确定凝汽器内压力的确定 第三节第三节 凝汽器凝汽器凝汽器内蒸汽凝结温度ts的变化,ts在主凝结区沿AC基本不变，只有在空冷区，由于蒸汽分压ps明显低于凝汽器压力pc,ts明显下降。凝汽器中蒸汽和冷却水的温度沿冷却表面积AC的变化冷却水沿着冷却表面积从进口温度tw1逐渐吸热到出口温度tw2的变化过程34ppt课件四四.凝汽器内压力的确定凝汽器内压力的确定 凝汽器内压力凝汽器内压力pc 可根据相应的饱和温度求得，而排汽温度可表示为：可根据相应的饱和温度求得，而排汽温度可表示为：ts=tw1+t+t tw1-冷却水的进口温度；冷却水的进口温度；t-冷却水的温升；冷却水的温升；t-传热端差。传热端差。只要求得了温度只要求得了温度ts之值，就可以从水蒸汽表中查得相对应的压力之值，就可以从水蒸汽表中查得相对应的压力pc。第三节第三节 凝汽器凝汽器影响影响凝汽器压力凝汽器压力pc的主要因素：1.1.冷却水的进口温度冷却水的进口温度 冷却水的进口温度取决于电厂所在的地理位置、季节和供水方式。35ppt课件2.2.冷却水的温升冷却水的温升（1）冷却水的温升冷却水的温升 可根据凝汽器的热平衡方程式求出：从 而，上 二 式 中，-进入凝汽器的凝汽量（kg/h)；-进入凝汽器的冷却水量（kg/h)；-排汽焓值和凝结水焓值（kJ/kg)；第三节第三节 凝汽器凝汽器36ppt课件（2）冷却倍率）冷却倍率 m=/称为冷却倍率（或循环倍率），它表示凝结单位蒸汽汽量所需要的冷却水量。m值越大，则冷却水的温升越小，凝汽器内压力越低，会使整机理想焓降增加，从而可以提高电厂热效率。但是，m大则冷却水量大，冷却水泵功率大。故m值大小要通过经济技术对比后确定。一般，对于单流程凝汽器，m=80120范围之内；对于双流程凝汽器，m=6070范围之内。每1kg蒸汽在凝结时所放出的潜热，约2180kJ/kg，变化很小,则有：第三节第三节 凝汽器凝汽器37ppt课件3、传热端差、传热端差 第三节第三节 凝汽器凝汽器 传热端差随着冷却水量Dw的减少有所减少，但冷却水温升和传热端差之和（t+t）是增大的。传热端差 和 冷 却 面 积、传 热 量 及 传 热 系 数 有 关 系。设 计 时，一 般 取 =3 10 。对 于 单 流 程 凝 汽 器，取 =(7 9 )，对 于 多 流 程 凝 汽 器，取 =(4.5 6.5)。38ppt课件4、凝汽器的极限真空和最佳真空、凝汽器的极限真空和最佳真空n提高真空后所增加的汽轮提高真空后所增加的汽轮机功率机功率PT与为提高真空与为提高真空使循环水泵使循环水泵PP多消耗的多消耗的厂用电之差达到最大时的厂用电之差达到最大时的真空值称为最佳真空真空值称为最佳真空 n凝汽器的极限真空就是指凝汽器的极限真空就是指使汽轮机做功达到最大值使汽轮机做功达到最大值的排汽压力所对应的真空。的排汽压力所对应的真空。第三节第三节 凝汽器凝汽器39ppt课件5、评定凝汽器优劣有五个指标、评定凝汽器优劣有五个指标第三节第三节 凝汽器凝汽器真空；真空；凝结水过冷度；凝结水过冷度；凝结水含氧量，凝结水含氧量，水阻；水阻；空冷区排出的汽气混合物的过冷度。空冷区排出的汽气混合物的过冷度。凝汽器中冷却水的阻力称为水阻。它由冷却水管内的沿程阻力、冷却水由水室进出冷却水管的局部阻力与水室中的流动阻力（包括由循环水管进出水室的局部阻力）三部分组成。水阻越大，循环水泵的耗功越大。单流程凝汽器的水阻较小，双流程凝汽器的水阻较大，约为49-78kPa。40ppt课件 现代大功率汽轮机都采用现代大功率汽轮机都采用多缸多排汽口多缸多排汽口。为了提高大功率汽轮机的经。为了提高大功率汽轮机的经济性，常采用济性，常采用多压凝汽器多压凝汽器。在大型汽轮机组具有两个及以上低压排汽口。在大型汽轮机组具有两个及以上低压排汽口时，对应着低压排汽口，将凝汽器汽侧按冷却水流向分成几个独立的汽时，对应着低压排汽口，将凝汽器汽侧按冷却水流向分成几个独立的汽室室，冷却水依次流过各汽室，每个汽室相当于一个独立的凝汽器，称为，冷却水依次流过各汽室，每个汽室相当于一个独立的凝汽器，称为多压凝汽器。多压凝汽器。第三节第三节 凝汽器凝汽器五、多压凝汽器五、多压凝汽器41ppt课件n1多压凝汽器平均压力的计算对多压凝汽器，设Ac1=Ac2=Ac/2,Q1=Q2=Q/2,则第三节第三节 凝汽器凝汽器42ppt课件n1多压凝汽器平均压力的计算对多压凝汽器，设Ac1=Ac2=Ac/2,Q1=Q2=Q/2,则第三节第三节 凝汽器凝汽器43ppt课件第三节第三节 凝汽器凝汽器1多压凝汽器平均压力的计算对多压凝汽器，设Ac1=Ac2=Ac/2,Q1=Q2=Q/2,则44ppt课件图4-13 采用多压凝汽器的热效率曲线1、4六压；2、5三压；3双压 第三节第三节 凝汽器凝汽器由图可见，在其他条件相同的情况下，冷却倍率m越小，汽室越多，采用多压凝汽器的效益越大。45ppt课件第三节第三节 凝汽器凝汽器2)气温高的地区（高）、缺水地区（m小）的机组更适宜采用多压凝汽器。2多压凝汽器的特点1）在一定条件下，多压凝汽器的平均折合压力低于单压凝汽器的压力，提高机组的热经济性46ppt课件第四节第四节 抽气器抽气器1.抽气器的作用抽气器的作用 一是汽轮机组正常运行时，抽除凝汽器内不能凝结的气体，维持凝汽器真空，改善传热效果，提高机组的热经济性。二 是当机组启动时，抽除凝汽器、汽轮机和管路中的空气，在凝汽器内建立真空，加快机组的启动速度。2.抽气器的型式抽气器的型式 抽气器的型式有机械式和喷射式两种。常见机械式抽气器为水环式真空泵。常用的喷射式抽气器有射射汽汽抽抽气气器器和射射水水抽抽气气器器两种，工作原理相同工质不同。前者用蒸汽作工质，后者用水作工质。射汽抽气器根据用途不同又可分为射汽抽气器根据用途不同又可分为启动抽气器启动抽气器和和主抽气器。主抽气器。47ppt课件 一一.射汽抽气器射汽抽气器 1.启动抽气器的结构和工作原理启动抽气器的结构和工作原理 启动抽气器的作用是在汽轮机启动时，快速抽除汽轮机、凝气器系统和管路中的空气，建立真空，以缩短机组启动时间。图为启动抽气器示意图，它主要由工作喷嘴A、混合室B和扩压管C所组成。工质是新蒸汽，新蒸汽进入工作喷嘴A，在喷嘴A膨胀加速造成一个远高于音速的高速汽流射入混合室。高速汽流有很强的空吸作用，从而将从抽气口来的汽气混合汽流带走，并进入扩压管C。混合汽流在扩压管C中不断扩压，直到压力稍高于大气压力后排入大气。启动抽气器功率大建立真空快，但工质和工质的热量不能回收，有经济损失。故它只作为启动时用。一旦汽轮机正常工作以后，主 抽气器便投入工作，启动抽气器停止工作。第四节第四节 抽气器抽气器48ppt课件2.主抽气器主抽气器 主抽气器的作用：是在汽轮机正常工作时使用，以维持凝汽器的高度真空。主抽气器一般都采用带中间冷却器的多级型式。其目的在于可以得到更高的真空度，同时也可以回收工质和热量，提高经济性。图为两级射汽抽气器工作原理图。凝汽器内的汽气混合物由第一级抽气器抽出，并压缩到某一中间压力（低于大气压力），然后进入中间冷却器2。在中间冷却器2中，混合物中的部分蒸汽被凝结成水，而未凝结的汽气混合物又被第二级抽走。在第二级抽气器中，汽气混合物被压缩到略高于大气压力，再经第二级冷却器4进一步凝结并回收工质和热量。最后的空气和少 量未凝结的蒸汽一起排入大气。第四节第四节 抽气器抽气器49ppt课件二二.射水抽气器射水抽气器 射水抽气器的工工作作原原理理：射水抽气器的工作原理同射汽抽气器相同，如图所示。它主要由工作水进口1、喷嘴2、混合室3、扩压管4和逆止阀5等部件所组成。压力水由射射水水泵泵供给，经喷嘴形成高速射流射出，在混合室内形成高度真空，从而将凝汽器中的汽气混合物抽出。汽气混合物与高速水流混合后，最后扩压至略高于大气压力的时候排出。射水抽气器不消耗新蒸汽，运行费用较射汽抽气器低。系统简单、运行可靠、维护方便。但需要另外安装射水泵。现代大型汽轮机都采用射水抽气器。国产200MW汽轮机就是采用射水抽气器作为主抽汽器。中小型汽轮机多采用射汽抽气器作为主抽汽器。第四节第四节 抽气器抽气器50ppt课件射水抽汽器射水抽汽器与凝汽器抽气口相连工作水室混合室扩压管喷嘴射水泵高压工作水（循环水）喉部高压水在喷嘴中降压增速，形成高速射流，卷吸混合室的气体并带出混合室，混合室内形成高度真空。射流与空气混合物流出混合室，进入扩压管流出。抽气器垂直布置，可以利用水柱自重流动，减小水泵耗功。抽汽器的作用及工作原理抽汽器的作用及工作原理51ppt课件三三.水环式真空泵水环式真空泵 国产300MW和600MW汽轮机组的抽气装置都是采用水环式真空泵。其主要部件有叶轮和壳体。壳体内形成一个圆柱体空间，叶轮偏心地安装在壳体内。在壳体上开有吸气口和出气口，实行轴向吸气和排气。叶轮带有前弯叶片，偏心地安装在充有适量工作水（密封水）的椭圆形泵体内。当叶轮旋转时，由于离心力作用，水向周围运动，形成一个运动着的圆环（密封水环）。由于偏心地安装的，水环的内表面也就与叶轮偏心，叶轮轮毂与水环间形成一个月形空间。叶轮每转一周，每两个相邻叶片与水环间所形成的空间由小到大，又由大到小地周期性变化。当空间处于由小到大变化时，该空间产生真空，由进气口吸入气体。当空间处于由大到小变化时，该空间产生压力，吸入的气体被压缩并经排气口排出。这样，当叶轮连续运转时，就不断地重复上述过程，起到一个连续抽气的作用。第四节第四节 抽气器抽气器52ppt课件第四章第四章 汽轮机的凝汽系统及设备汽轮机的凝汽系统及设备教学目标及基本要求教学目标及基本要求:1）掌握凝汽设备的组成及工作原理；）掌握凝汽设备的组成及工作原理；2）掌握凝汽器分析计算的基本方程；）掌握凝汽器分析计算的基本方程；3）掌握几种抽汽设备的工作原理）掌握几种抽汽设备的工作原理.53ppt课件