汽轮机原理(第七章)

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第七章 汽轮机热力系统及设备,（一） 凝汽设备的组成,1.,组成,由凝汽器、抽气器、凝结水泵、循环水泵，以及相关的管道附件组成（图,7,1,所示）。,7,1,汽轮机凝汽设备及系统,2.,工作原理,一、凝汽设备的组成及任务,1.,在汽轮机排汽口建立和保持规定的真空，增加蒸汽的做功能力。,2.,将汽轮机的排汽凝结成洁净的凝结水，并作为锅炉给水循环使用。,3.,具有真空除氧作用。,（三）凝汽器的结构及工作原理,如图,7,2,所示,（二）凝汽设备的任务,二、表面式凝汽器的分类,1.,按冷却水的流程分,（,1,）单流程凝汽器,（,2,）双流程凝汽器,（,3,）多流程凝汽器,2.,按汽流的方向（按抽气口的位置）,分,（,1,）汽流向上式凝汽器，如图,7,3(a),所示。,（,2,）汽流向下式凝汽器，如图,7,3(b),所示。,（,3,）汽流向心式凝汽器，如图,7,3(c),所示。,（,4,）汽流向侧式凝汽器，如图,7,3(d),所示。,3.,按汽侧压力分,（,1,）单压凝汽器汽侧仅一个压力的凝汽器，如图,7,4,（,a,）所示。,（,2,）多压凝汽器汽侧具有两个或两个以上压 力的凝汽器，如图,7,4,（,b,）所示。,三、凝汽器内压力的确定及影响因素,（一）凝汽器内压力的确定,（图,7,5,所示）,如上图所示，蒸汽凝结时的饱和温度为,式中,。,冷却水进水温度,冷却水温升,凝汽器端差,（二）影响凝汽器压力的因素,1.,冷却水进水温度,取决于供水方式、气候条件和所处的地区。,供水方式,开式供水（直流供水）,闭式供水（循环供水）,同等条件下，开式供水比闭式供水的,要低。,2.,冷却水温升,根据热平衡方程得,式中,汽轮机的排汽量及冷却水量；,凝汽器进口蒸汽焓及凝结水焓；,冷却水进、出口焓；,水的定压比热，对循环冷却水，可取,4.187.,进一步可导出：,式中,冷却倍率（循环倍率），表示凝结,1kg,蒸汽所需的冷却水量。,分析：,但循环泵耗功。,不能过大，也不能过小，一般,运行不经济，不安全。,3.,凝汽器的端差,由传热方程得,对数平均温差,整理得,分析：,其它条件不变时,凝汽器造价。,运行不经济、不安全。,四、凝汽器的变工况,（一）凝汽器的变工况特性,随,变化而变化的规律，可由,（二）工况变化时对,的影响,（图,7,6,所示）,实验或计算确定。,结论：,在,一定时，随,的减小，,后保持不变，且,越低，,况发,生的越早。,（三）凝汽器的变工况特性曲线,值保持不变的工,先减小，,凝汽器的变工况特性曲线如图,7,7,所示。,1.,在,一定时，,随,的减小的减小而减小，,即凝汽器的真空随负荷的减小而升高。,2.,在,随,即凝汽器的真空随,的减小而升高。,的降低而降低，,五、凝汽器的运行,1.,凝汽器的最佳真空（最有利真空）,一定时，,和,一定时，增加,增大，,也增大，增加,使,应的真空。,在,时所对,汽轮机功率增量,;,循环水泵耗功增量,;,冷却水增量,.,2.,凝汽器的汽阻和水阻,之差，即,汽侧流动阻力，指凝汽器进汽压力,抽出口压力,（,1,）汽阻,与空气,（,2,）水阻,水侧流动阻力，指冷却水在凝汽器内所受到的阻力，包括沿程阻力和局部阻力两部分。,3.,凝结水过冷,（,1,）凝结水过冷产生的原因,（,2,）凝结水过冷度,凝汽器压力下对应的饱和温度与凝结水温度之差。,4.,凝汽器内存有空气的原因及危害性,（,1,）原因, 新蒸汽少量带入, 真空系统不严密漏入,真空系统严密性是否合格，可通过真空严密性试验来确定。,（,2,）危害性, 影响机组运行的经济性,a.,使传热恶化,蒸汽的做功能力 ，,使循,环效率降低。,b.,使凝结水过冷度，低压抽汽量，机组的功率下降。,5.,凝汽器胶球清洗装置,（,1,）作用,保持冷却水管运行中内壁清洁, 影响机组运行的安全性,a.,使,排汽温度机组振动和,b.,使过冷度凝结水含氧量，,加剧低压设备、,管道及附件的腐蚀。,冷却水管泄漏。,（,2,）结构及工作原理（图,7,9,所示）,附：汽轮机运行中凝汽器真空恶化的原因,1.,真空缓慢下降,（,1,）冷却水量不足。,（,2,）冷却水进水温度升高。,（,3,）冷却水管结垢或脏污。,（,4,）凝汽器内缓慢漏入空气。,（,5,）抽气器效率降低。,（,6,）冷却水内有杂物，使部分冷却水管堵塞。,（,1,）冷却水中断。,2.,真空急剧下降,（,2,）凝汽器水位升高，淹没了抽气口。,（,3,）抽气器故障。,（,4,）汽轮机低压轴封供汽中断或真空系统,管道破裂。,六、多压凝汽器,结构及原理如图,7,10,7,11,所示。,多压凝汽器的优缺点？,优点：其他条件相同时，可获得更高的真空。,缺点：结构复杂，造价高。,任务：启动前建立凝汽器真空，运行中将凝汽器 内不凝结气体连续不断地抽出，以维持凝汽器,内的正常真空。,分类：,抽气器,喷射式,离心式,水环式真空泵,射汽式,射水式,4,4,抽气器,1.,启动抽气器（辅助抽气器）,（,1,）作用,启动时迅速建立凝汽器真空，此外，当主抽气器工作异常时，可开启以维持凝汽器真空。,（,2,）结构及工作原理（图,7,12,所示）,一、射汽式抽气器,2.,主抽气器（工作抽气器）,（,1,）作用,机组运行时维持凝汽器的正常真空。,（,2,）结构及工作原理（图,7,13,所示）,（,3,）在系统中的连接,安装在最低压力的加热器前面，并设有再循环管道，如图,7,13,所示。,长喉部,分类,短喉部,二、射水式抽气器,（图,7,14,所示）,优点：不消耗新蒸汽，结构简单，工作可靠，启动、运行方便。,缺点：需设专用水泵和水箱，且不能回收排气中的少部分蒸汽。,适用场合：射水式抽气器适用于单元制大中型机组 ； 射汽式抽气器适用于母管制小机组。,三、射水式抽气器与射汽式抽气器的比较,1.,结构及工作原理（图,7,15,）,四、水环式真空泵,2.,在系统中的连接（图,7,16,所示）,单元制大机组（,300MW,及以上机组广泛采用）,性能稳定，效率高，但结构复杂，维护费用及造价较高。,3 .,特点：,4.,适用场合,