汽轮机原理第04章学习教案.pptx

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1、会计学1汽轮机原理汽轮机原理(yunl)第第04章章第一页，共32页。22.主要任务：主要任务：（1）建建立立并并维维持持高高度度真真空空，即即降降低低排排汽汽焓焓值值，提提高高理理想想焓焓降降，使使蒸蒸汽汽中中 较较多多的的热热能能转转变变为为机机械械能能。从从热热力力学学第第二二定定律律，完完成成动动力力循循环环需需要要一一个个冷冷源源（循循环环冷冷却却水水），通通过过降降低低排排汽汽压压力力、温温度度，以提高循环热效率。以提高循环热效率。（2）将蒸汽凝结成水，并将凝结水回收到锅炉作为给水。）将蒸汽凝结成水，并将凝结水回收到锅炉作为给水。（3）起热力除氧作用，除去凝结水中的气体，保证凝结水

2、的品质。）起热力除氧作用，除去凝结水中的气体，保证凝结水的品质。（4）蓄水作用。（热井）蓄水作用。（热井）为了保证凝汽器正常工作，必须维持为了保证凝汽器正常工作，必须维持3个平衡：个平衡：（1）热热量量平平衡衡：排排汽汽放放出出的的热热量量等等于于冷冷却却水水（循循环环水水泵泵）带带走走的的热量；热量；（2）质量平衡：汽轮机排汽量等于凝结水量（凝结水泵）。）质量平衡：汽轮机排汽量等于凝结水量（凝结水泵）。（3）空空气气平平衡衡：凝凝汽汽器器和和汽汽轮轮机机低低压压部部分分(b fen)漏漏气气应应等等于于抽抽气气设备的抽气量。设备的抽气量。第1页/共32页第二页，共32页。33.3.3.3.排

3、汽压力的最佳值：排汽压力的最佳值：排汽压力的最佳值：排汽压力的最佳值：降降降降低低低低排排排排汽汽汽汽焓焓焓焓值值值值，提提提提高高高高理理理理想想想想焓焓焓焓降降降降，可可可可以以以以提提提提高高高高效效效效率率率率。但但但但不不不不是是是是排汽压力越低越好。这是因为：排汽压力越低越好。这是因为：排汽压力越低越好。这是因为：排汽压力越低越好。这是因为：（1 1 1 1）当当当当降降降降低低低低排排排排汽汽汽汽压压压压力力力力，则则则则比比比比容容容容v v v v 增增增增加加加加，汽汽汽汽轮轮轮轮机机机机排排排排汽汽汽汽部部部部分分分分的的的的尺尺尺尺寸增大，成本上升。而且寸增大，成本上升

4、。而且寸增大，成本上升。而且寸增大，成本上升。而且(r qi)(r qi)(r qi)(r qi)制造困难，材料也受到限制。制造困难，材料也受到限制。制造困难，材料也受到限制。制造困难，材料也受到限制。（2 2 2 2）当当当当降降降降低低低低排排排排汽汽汽汽压压压压力力力力，则则则则比比比比容容容容v v v v 增增增增加加加加，凝凝凝凝汽汽汽汽器器器器的的的的冷冷冷冷却却却却面面面面积积积积增增增增大，冷却水量增大，厂用电增大。大，冷却水量增大，厂用电增大。大，冷却水量增大，厂用电增大。大，冷却水量增大，厂用电增大。因因因因此此此此，对对对对排排排排汽汽汽汽压压压压力力力力和和和和其其其

5、其他他他他几几几几个个个个方方方方面面面面要要要要作作作作技技技技术术术术经经经经济济济济对对对对比比比比而而而而定定定定。一一一一般般般般，最最最最佳佳佳佳排排排排汽汽汽汽压压压压力力力力为为为为 =0.002940.00686Mpa(0.030.07ata)=0.002940.00686Mpa(0.030.07ata)=0.002940.00686Mpa(0.030.07ata)=0.002940.00686Mpa(0.030.07ata)，通常取，通常取，通常取，通常取0.005Mpa0.005Mpa0.005Mpa0.005Mpa。第2页/共32页第三页，共32页。4第二节第二节 凝汽

6、系统凝汽系统 一、水冷凝汽系统（图一、水冷凝汽系统（图4-1）。）。其主要设备有凝汽器、凝结水泵、抽气器、其主要设备有凝汽器、凝结水泵、抽气器、循环水泵等。循环水泵等。（1）汽轮机；（）汽轮机；（2）发电机；）发电机；（3）凝汽器：使排汽在凝汽器）凝汽器：使排汽在凝汽器3中不断地凝中不断地凝结成水，建立高度真空；将凝结时放出的热结成水，建立高度真空；将凝结时放出的热量排出、将生成量排出、将生成(shn chn)的凝结水汇集的凝结水汇集送走；送走；（4）循环水泵：为凝汽器提供冷却水；）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）凝结水泵：不断地把蒸汽凝结时生成(shn

7、chn)的的 凝结水从凝汽器底部热井中抽出，并送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；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，）抽气器：抽出漏入凝汽器内的空气，以维持高度真空。以维持高度真空。图41第3页/共32页第四页，共32页。5供水方式有直流供水方式和循环供水方式两种。供水方式有直流供水方式和循环供水方式两种。在直流供水系统中在直流供水系统中 ，电厂从河流上游取水，冷却水流经汽轮机凝汽器、冷油器和有关冷，电厂从河流上游取水，冷却水流经汽轮机凝汽器、冷油器和有关冷却器之后，排入河流下游。却器之后，排入河流下游。水源为江河湖海的天然水。直流供水系统比较

8、简单，投资少，运水源为江河湖海的天然水。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。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。循环供水方式：需专门的冷却塔，冷却水则沿着循环供水方式：需专门的冷却塔，冷却水则沿着(yn zhe)(yn zhe)联结凝汽器等有关装置的回路联结凝汽器等有关装置的回路循环流动，取自水源的水只作为损失的补充水，故采用循环供水方式可以节约大量的水。循环流动，取自水源的水只作为损失的补充水，故采用循环供水方式可以节约大量的水。而北方的电厂，由于水源不足，多采用循环供水方式。而北方的电厂，由

9、于水源不足，多采用循环供水方式。第4页/共32页第五页，共32页。6二、空气冷却二、空气冷却(lngqu)系统系统（1）直接空气冷却）直接空气冷却(lngqu)系统：系统：用用空空气气作作为为冷冷却却(lngqu)工工质质的的凝凝汽汽器器用用于于空空气气直直接接冷冷却却(lngqu)式式凝凝汽汽系系统统，如如图图4-2。汽汽轮轮机机的的排排汽汽送送到到热热交交换换器器管管束束内内直直接接凝凝结结成成水水。热热交交换换器器管管束束外外侧侧则则利利用用强强制制通通风风带带走走蒸蒸汽汽凝凝结结时时放放出出的的汽汽化化潜潜热热。由由于于空空气气传传热热系系数数小小、则则要要求求冷冷却却(lngqu)面

10、面积积大大。因因此此，这这种种空空气气直直接接冷冷却却(lngqu)式式凝凝汽汽器器体体积积庞庞大大，无无法法和和普普通通凝凝汽汽器器一一样样安安装装在在汽汽轮轮机机的的下下部部，而而是是要要远远离离汽汽轮轮机机安安装装在在厂房外面或厂房顶部。厂房外面或厂房顶部。因因此此，其其汽汽轮轮机机的的排排汽汽管管道道很很长长。这这种种空空气气(kngq)直直接接冷冷却却式式凝凝汽汽系系统统，在在世世界界上上已已有有（德德国国）电电厂厂采用，但我国目前还没有电厂采用。采用，但我国目前还没有电厂采用。第5页/共32页第六页，共32页。7（2 2）间间接接(jin(jin ji)ji)空空气气冷冷却却系系统

11、统：空空气气冷冷却却式式凝凝汽汽系系统统如如图图4-34-3所所示示。其其主主要要设设备备有有：混混合合式式凝凝汽汽器器、凝凝结结水水泵泵、循循环环水水泵泵、空空气气冷冷却却塔塔、空空气气冷冷却却器器等等。其其中中，空空气气冷冷却却塔塔是是一一个个巨巨大大的的建建筑筑物物，呈呈双双曲曲旋旋转转形形，空空气气冷冷却却器器布布置置在在空空气气冷冷却却塔塔下下部部周周围围墙墙体体上上。利利用用高高低低压压力力差差，将将冷冷风风通通过过空空气气冷冷却却器器吸吸入入塔塔内内，形形成成自自然然对对流流。由由于于流流过过空空气气冷冷却却器器的的空空气气的的自自然然对对流流，将将循循环环水水中中的的热热量量带

12、带走走。循循环环水水的的温温度度在在空空气气冷冷却却器器中中得得到到降降低低之之后，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，但可以汽系统，设备、建筑费用高，但可以节约大量的水。节约大量的水。我国山西大同第二发我国山西大同第二发电厂有两台电厂有两台200MW 200MW 汽轮发电机组用了汽轮发电机组用了 此系统此系统 。第6页/共32页第七页，共32页。8 第二节第二节 凝汽器凝汽器 凝汽器有混合式和表面式凝汽器两大类。凝汽器有混合式和表面式凝汽器两大类。一、混合式凝汽器一、混合式凝汽器 混合式凝汽

13、器混合式凝汽器(图图 44)44)是使排汽在冷却水是使排汽在冷却水中直接冷却而凝结中直接冷却而凝结(nngji)(nngji)成水。在混合式凝汽器内，从成水。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结。冷却水从安装在混合式凝汽器上部周 围的围的喷嘴喷出，排汽由上部进汽口喷嘴喷出，排汽由上部进汽口 进入，与冷却水混进入，与冷却水混合而得到凝结合而得到凝结(nngji)(nngji)，凝结，凝结(nngji)(nngji)水与冷却水一起用水泵抽走。水与冷却水一起用水泵抽走。不凝结不凝结(nngji)

14、(nngji)的空气，用抽气器或者真空泵不断地抽出。的空气，用抽气器或者真空泵不断地抽出。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。第7页/共32页第八页，共32页。9二、表面式凝汽器二、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(lngqu)(lngqu)工工质质与与蒸蒸汽汽由由冷冷却却(lngqu)(lngqu)表表面面隔隔开开。根根据据冷冷却却(lngqu)(lngqu)工工质质 不不 同同 ，表表 面面 式式 凝凝 汽汽 器器 又又 分分 为为 空空 气气 冷冷 却却 和和 水水 冷冷 却却 两两 种种 。用用水水作作为为冷冷

15、却却(lngqu)(lngqu)工工质质的的凝凝汽汽器器简简称称为为 表表面面式式凝凝汽汽器器。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的凝凝结结水水。因因此此，国国内内外外火火电电厂厂主主要要采采用用这这种凝汽器。种凝汽器。第8页/共32页第九页，共32页。101.1.表面式凝汽器的结构表面式凝汽器的结构 如如 图图4-5 4-5 所所 示，凝汽器的外壳示，凝汽器的外壳(wi(wi k)k)通常钢板做成圆柱形、椭圆形或者方箱形。外壳通常钢板做成圆柱形、椭圆形或者方箱形。外壳(wi k)(wi k)两端连接着形

16、两端连接着形成水室的端盖成水室的端盖5 5和和6 6，外壳，外壳(wi k)(wi k)内的两端又装有管板内的两端又装有管板3 3，管板，管板3 3上装有很上装有很多冷却管多冷却管4 4。凝汽器内部空间被冷却管分隔成两部分：蒸汽空间（汽侧）。凝汽器内部空间被冷却管分隔成两部分：蒸汽空间（汽侧）和冷却水空间（和冷却水空间（水侧水侧 ）。2.2.表表面面式式凝凝汽汽器器的的流流程程 冷冷却却水水从从进进口口11 11 进进入入水水室室8 8，通通过过冷冷却却管管流流到到另另一一端端水水室室9 9，转转向向后后，又又经经冷冷却却管管进进入入水水室室1010，最最后后由由出出水水口口1212排排出出(

17、pi(pi ch)ch)。这种这种 称为双流程凝汽器。称为双流程凝汽器。还有单流程、还有单流程、三流程、三流程、四流程四流程 。3.3.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。凝结水汇集到热井凝结水汇集到热井1616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。4.4.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1515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

18、一次次冷冷却却，使使蒸汽凝结。蒸汽凝结。在凝汽器内专门设置有空气冷却区在凝汽器内专门设置有空气冷却区1414。第9页/共32页第十页，共32页。11 由于汽轮机单机功率的增大，凝汽器的冷却面积也在增加，冷却管由于汽轮机单机功率的增大，凝汽器的冷却面积也在增加，冷却管数目增多。大机组用多区域汽流向心式的凝汽器数目增多。大机组用多区域汽流向心式的凝汽器 。这种凝汽器的管束分成若。这种凝汽器的管束分成若干区域，平行布置在箱体内。每个管束区都有自己的空气冷却区，蒸汽从四干区域，平行布置在箱体内。每个管束区都有自己的空气冷却区，蒸汽从四周进入各区域。周进入各区域。各个空气冷却器的汽气混合物被引入到联通目

19、管，由抽气器各个空气冷却器的汽气混合物被引入到联通目管，由抽气器抽出。这种凝汽器的蒸汽通流面积大，汽阻小，凝结水能够得到充分回热。抽出。这种凝汽器的蒸汽通流面积大，汽阻小，凝结水能够得到充分回热。国产国产(guchn)200 MW(guchn)200 MW 汽轮机配用三壳体表面式汽轮机配用三壳体表面式N-11220-1N-11220-1型凝汽型凝汽器。器。冷却面积为冷却面积为3*3740=11220 3*3740=11220，冷却管数为，冷却管数为3*5667=17001 3*5667=17001 根根 。国产国产(guchn)300 MW(guchn)300 MW 汽轮机的凝汽器为汽轮机的凝

20、汽器为 N-17650 N-17650型型 单壳体、对分、单壳体、对分、双流程表面式凝汽器。冷却面积为双流程表面式凝汽器。冷却面积为17650 17650，冷却管数为冷却管数为9758*2 9758*2 根根 。第10页/共32页第十一页，共32页。12第11页/共32页第十二页，共32页。13第12页/共32页第十三页，共32页。14三、凝汽器内蒸汽的凝结过程三、凝汽器内蒸汽的凝结过程 蒸汽在凝汽器内的凝结过程是由汽态向液态转变过程。当蒸汽被蒸汽在凝汽器内的凝结过程是由汽态向液态转变过程。当蒸汽被冷却到低压对应的饱和温度时，遇到冷却面，会产生珠状凝结和膜状凝结冷却到低压对应的饱和温度时，遇到

21、冷却面，会产生珠状凝结和膜状凝结过程。其中，珠状凝结过程很难发生，主要是膜状凝结过程。过程。其中，珠状凝结过程很难发生，主要是膜状凝结过程。在膜状凝结过程中，冷却水管表面完全被凝结液覆盖，形成液膜，在膜状凝结过程中，冷却水管表面完全被凝结液覆盖，形成液膜，蒸汽与管壁热交换要通过液膜进行。蒸汽与管壁热交换要通过液膜进行。蒸汽在凝汽器内的凝结过程是一个复杂的热交换过程，其影响因素很多：蒸汽在凝汽器内的凝结过程是一个复杂的热交换过程，其影响因素很多：（1 1）凝汽器内冷却水管布置排列方式。有三角形排列、正方形排列、幅）凝汽器内冷却水管布置排列方式。有三角形排列、正方形排列、幅向排列（图向排列（图4-

22、64-6）。排列方式不同，传热系数就不同。）。排列方式不同，传热系数就不同。（2 2）凝汽器内蒸汽的流动速度。蒸汽的流动速度增加，凝结管壁上的液）凝汽器内蒸汽的流动速度。蒸汽的流动速度增加，凝结管壁上的液膜变薄，并出现膜变薄，并出现(chxin)(chxin)局部紊流，使蒸汽凝结传热系数增大。局部紊流，使蒸汽凝结传热系数增大。（3 3）凝汽器内空气含量。随着蒸汽由进口导空气区流动，空气份额逐步）凝汽器内空气含量。随着蒸汽由进口导空气区流动，空气份额逐步增加。在凝结管壁上的液膜上形成一层空气膜，热阻增加，使蒸汽凝结传增加。在凝结管壁上的液膜上形成一层空气膜，热阻增加，使蒸汽凝结传热系数下降。热系

23、数下降。第13页/共32页第十四页，共32页。15 考虑以上因素，在蒸汽凝结理论指导下，通过试验得到总的平均传热系数考虑以上因素，在蒸汽凝结理论指导下，通过试验得到总的平均传热系数k k的经验公式。各国各制造厂家的计算公式都考虑了冷却水管壁的清洁度、冷却水流速、冷却水进口温度的经验公式。各国各制造厂家的计算公式都考虑了冷却水管壁的清洁度、冷却水流速、冷却水进口温度(wnd)(wnd)、蒸汽负荷率、管径及管材等。、蒸汽负荷率、管径及管材等。美国传热学会公式美国传热学会公式 美国传热学会颁布的表面式凝汽器标准中规定凝汽器总体传热系数美国传热学会颁布的表面式凝汽器标准中规定凝汽器总体传热系数k k为

24、：为：图4-6第14页/共32页第十五页，共32页。16（4-1）（4-2）式中参数见式中参数见P90P90说明。说明。前苏热工研究院公式前苏热工研究院公式(gngsh)(gngsh)前苏热工研究院提出凝汽器总体传热系数前苏热工研究院提出凝汽器总体传热系数k k公式公式(gngsh)(gngsh)(4-3)式中有关式中有关(yugun)(yugun)符号见符号见P91P91。第15页/共32页第十六页，共32页。17四、凝汽器内压力的确定四、凝汽器内压力的确定 凝汽器内的热平衡，排汽放出热量等于冷却水温度凝汽器内的热平衡，排汽放出热量等于冷却水温度(wnd)(wnd)升高带走的热量。也就是通过

25、冷却水管表面传热量，即升高带走的热量。也就是通过冷却水管表面传热量，即（4-7）式中：式中：进入凝汽器的凝汽量，进入凝汽器的凝汽量，t/ht/h；为排汽焓值，为排汽焓值，KJ/kgKJ/kg；为凝结水焓值，为凝结水焓值，KJ/kg KJ/kg；冷却冷却(lngqu)(lngqu)水量，水量，t/ht/h：为水的定压比热，在常温为水的定压比热，在常温 ；冷却冷却(lngqu)(lngqu)水进口温度，水进口温度，；冷却冷却(lngqu)(lngqu)水出口温度，水出口温度，；冷却冷却(lngqu)(lngqu)水管外表总面积，水管外表总面积，；为从蒸汽到冷却为从蒸汽到冷却(lngqu)(lngq

26、u)水总传热系水总传热系 ；为从蒸汽到冷却为从蒸汽到冷却(lngqu)(lngqu)水平均传热温差，水平均传热温差，。第16页/共32页第十七页，共32页。18图图4-94-9为凝汽器中蒸汽和冷却水的温度沿冷却表面积的变化情况。为凝汽器中蒸汽和冷却水的温度沿冷却表面积的变化情况。曲线曲线1 1表示凝汽器中蒸汽表示凝汽器中蒸汽凝结温度凝结温度 的变化，可以看出：在主凝结区，的变化，可以看出：在主凝结区，沿冷却表面积基本沿冷却表面积基本(jbn)(jbn)不变，到了空气区，不变，到了空气区，空气含量大量增加，这时的蒸汽分空气含量大量增加，这时的蒸汽分 压明显低于凝汽器内压力压明显低于凝汽器内压力

27、，相对应的饱和温度相对应的饱和温度 明显下降。明显下降。曲线曲线2 2表示冷却水沿冷却表面积从进口温度表示冷却水沿冷却表面积从进口温度 逐步到出口温度逐步到出口温度 的变化情况，的变化情况，其温升其温升 。蒸汽凝结温度。蒸汽凝结温度 与冷却水出口温度与冷却水出口温度 之传热端差，之传热端差，。图图4-9第17页/共32页第十八页，共32页。19（一）凝汽器内压力的确定（一）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

28、，就就得得先先求求出出排排汽汽温温度度。排排汽汽温温度度的的高高低低取取决决于于冷冷却却水水的的进进口口温温度度、冷冷却却水水的的温温升升和和传传热热(chun(chun r)r)端端差差。凝凝汽汽器器内内的的压压力力 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：（4-8 4-8）其其 中中 ，-冷却水的进口温度冷却水的进口温度 ；-冷却水的温升，冷却水的温升，；-传热传热(chun r)(chun r)端差，端差，。只只要要求求得得了了温温度度 之之 值值，就就可可以以从从水水蒸蒸汽汽表表中中查查得得相相对对应应的的压压力力 ，也就确定了凝汽器

29、内的压力，也就确定了凝汽器内的压力 。第18页/共32页第十九页，共32页。20 影响凝汽器内的压力影响凝汽器内的压力 的主要因素有：的主要因素有：1.1.冷却水的进口温度冷却水的进口温度(wnd)(wnd)冷冷却却水水的的进进口口温温度度(wnd)(wnd)取取决决于于电电厂厂所所在在的的地地理理位位置置、季季节节和和供供水水方式。电厂供水方式有直流供水方式和循环供水方式两种。方式。电厂供水方式有直流供水方式和循环供水方式两种。在在直直流流供供水水系系统统中中 ，电电厂厂从从河河流流上上游游取取水水，冷冷却却水水流流经经汽汽轮轮机机凝凝汽汽器、冷油器和有关冷却器之后，排入河流下游。器、冷油器

30、和有关冷却器之后，排入河流下游。采采用用循循环环供供水水方方式式时时 ，冷冷却却水水则则沿沿着着联联结结凝凝汽汽器器等等有有关关装装置置的的回回路路循循环环流流动动，取取自自水水源源的的水水只只作作为为损损失失的的补补充充水水，故故采采用用循循环环供供水水方方式式可可以以节节约大量的水。约大量的水。直直流流供供水水系系统统比比较较简简单单，投投资资少少，运运行行费费用用低低。我我国国南南方方的的电电厂厂，一一般般都都建建在在沿沿江江、沿沿河河、沿沿海海岸岸或或者者沿沿大大的的水水库库。而而北北方方的的电电厂厂，由由于于水水源源不足，多采用循环供水方式。不足，多采用循环供水方式。第19页/共32

31、页第二十页，共32页。212.2.冷却水的温升冷却水的温升 冷却水的温升冷却水的温升 可根据可根据(gnj)(gnj)凝汽器的热平衡方程式求出：凝汽器的热平衡方程式求出：从从 而而 ，(4-9 )(4-9 )上上 二二 式式 中中 ，-进入凝汽器的凝汽量进入凝汽器的凝汽量 （kg/h)kg/h)；-进入凝汽器的冷却水量（进入凝汽器的冷却水量（kg/h)kg/h)；-排汽焓值和凝结水焓值排汽焓值和凝结水焓值 （kJ/kg)kJ/kg)；-冷却水进、出口焓值冷却水进、出口焓值(kJ/kg)(kJ/kg)。第20页/共32页第二十一页，共32页。22 冷冷 却却 倍倍 率率 m m 称称为为冷冷却却

32、倍倍率率（或或循循环环倍倍率率），它它表表示示凝凝结结单单位位蒸蒸汽汽汽汽量量所所需需要要的的冷冷却却水水量量 。m m值值越越大大，则则冷冷却却水水的的温温升升越越小小，凝凝汽汽器器内内压压力力越越低低，会会使使整整机机理理想想焓焓降降增增加加，从从而而可可以以提提高高电电厂厂热热效效率率。但但是是，m m大大则则冷冷却却水水量量大大，冷冷却却水水泵泵功功率率大大。m m 值值大大小小要要通通过过经经济济技技术术对对比比后后确确定定。一一般般，对对于于单单流流程程凝凝汽汽器器，m m=80=80 120 120 范范围围(fnwi)(fnwi)之之内内；对对于于双双流流程程凝凝汽汽器器 m=

33、6070 m=6070 范围范围(fnwi)(fnwi)之内之内 。每每1kg1kg蒸蒸汽汽在在凝凝结结时时所所放放出出的的潜潜热热，约约2200kJ/kg2200kJ/kg，变变化很小，这样，式（化很小，这样，式（4-94-9）为：）为：（4-10）第21页/共32页第二十二页，共32页。233.3.传热端差传热端差 传传热热端端差差和和冷冷却却面面积积(min(min j)j)、传传热热量量及及传传热热系系数数有有关关系系。蒸蒸汽汽与与冷冷却却水水平平均传热端差可表示为：均传热端差可表示为：（4-11）将（将（4-114-11）代人（）代人（4-74-7）得：）得：（4-12）分析上式可知

34、：对于某凝汽器，冷却水管冷却面积确定，在排汽量和分析上式可知：对于某凝汽器，冷却水管冷却面积确定，在排汽量和总体传热系数总体传热系数k k不变的前提下，传热端差随冷却水量的减少而减少。不变的前提下，传热端差随冷却水量的减少而减少。当凝汽器运行时间较长，冷却水较赃，冷却表面结垢，或真空系统当凝汽器运行时间较长，冷却水较赃，冷却表面结垢，或真空系统不严密、抽气设备工作不正常时，这些都会影响不严密、抽气设备工作不正常时，这些都会影响(yngxing)(yngxing)传热效果，使传热效果，使总体传热系数总体传热系数k k降低，引起传热端差升高，导致凝汽器压力升高，真空度降降低，引起传热端差升高，导致

35、凝汽器压力升高，真空度降低。低。第22页/共32页第二十三页，共32页。24五、多五、多 压压 凝凝 汽汽 器器 现代大功率汽轮机都采用多缸多排汽口。为了现代大功率汽轮机都采用多缸多排汽口。为了(wi le)(wi le)提提高大功率汽轮机的经济性，常采用多压凝汽器。多压凝汽器就是高大功率汽轮机的经济性，常采用多压凝汽器。多压凝汽器就是将凝汽器的汽侧分隔成与汽轮机排汽口个数相同的两个或更多的将凝汽器的汽侧分隔成与汽轮机排汽口个数相同的两个或更多的互不相通的部分。图互不相通的部分。图4-104-10为双压凝汽器的示意图。进水侧的冷却为双压凝汽器的示意图。进水侧的冷却水温度较低，其对应汽侧压力也较

36、低；出水侧的冷却水温度较高，水温度较低，其对应汽侧压力也较低；出水侧的冷却水温度较高，因此，其对应汽侧压因此，其对应汽侧压力也较高。力也较高。同理，也有三同理，也有三压、四压凝汽器。采用多压、四压凝汽器。采用多压凝汽器可以提高机组的压凝汽器可以提高机组的经济性经济性 。图4-10第23页/共32页第二十四页，共32页。25 图图4-114-11为双压凝汽器（实线）和单压凝汽器（虚线）的传热过程。在热负荷为双压凝汽器（实线）和单压凝汽器（虚线）的传热过程。在热负荷Q Q、冷却、冷却面积、冷却水量及冷却水进、出口温度相同条件下，经过面积、冷却水量及冷却水进、出口温度相同条件下，经过(jnggu)(

37、jnggu)一系列推导可得出：一系列推导可得出：双压凝汽器双压凝汽器2 2个汽室的蒸汽温度分别为个汽室的蒸汽温度分别为 ，其平均值为，其平均值为 。而单压凝汽器汽室的蒸。而单压凝汽器汽室的蒸汽温度为汽温度为 。显然，。显然，。所对应的压力所对应的压力 低于低于 对应的压力对应的压力 ，即，即 。可使热效率提高。可使热效率提高。图图4-11第24页/共32页第二十五页，共32页。26第25页/共32页第二十六页，共32页。27第四节第四节第四节第四节 抽气抽气抽气抽气(chu q)(chu q)(chu q)(chu q)器器器器 1.1.抽抽气气器器的的作作用用 抽抽气气器器的的作作用用是是将

38、将漏漏入入凝凝汽汽器器内内空空气气不不断断地地抽抽出出，以以维维持持凝凝汽汽器器的的高高度度真真空空。故故抽抽气气器器工工作作的的好好坏坏对对凝凝汽汽器器工工作作的的影影响响很很大大。任任何何一一种种抽抽汽汽器器，不不论论(bln)(bln)其其结结构构和和工工作作原原理理如如何何，都都是是一一种种压压气气器器，它它将将汽汽气气混合物从凝汽器抽气口的压力压缩到高于大气压的出口压力。混合物从凝汽器抽气口的压力压缩到高于大气压的出口压力。2.2.抽抽气气器器的的型型式式 抽抽气气器器的的型型式式有有机机械械式式和和喷喷射射式式两两种种。喷喷射射式式抽抽气气器器结结构构简简单单、工工作作可可靠靠、制

39、制造造成成本本低低、维维护护方方便便、建建立立真真空空快快。常常用用的的喷喷射射式式抽抽气气器器有有射射汽汽抽抽气气器器和和射射水水抽抽气气器器两两种种，工工作作原原理理相相同同工工质质不不同同。前前者者用用蒸蒸汽汽作作工工质质，后后者者用用水作工质。水作工质。第26页/共32页第二十七页，共32页。28 一、射汽抽气器（一）启动抽气器：启动抽气器的作用是在汽轮机启动前给凝汽器建立真空，以缩短机组启动时间。图4-14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(y)远高于音速的高速汽流射入混合室。高速汽流有很强的

40、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，直到压力稍大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27页/共32页第二十八页，共32页。29（二）主抽气器（二）主抽气器 主主抽抽气气器器的的作作用用 ：是是在在汽汽轮轮机机正正常常工工作作时时使使用用，以以维维持持凝凝汽汽器器的的高高度度真真空空。主主抽抽气气器器一一般般都都采采用用带带中中间间冷冷却却器器的的多多级级型型式式。其其目目的的在在于于可可以以得得到到更

41、更高高的的真真空空度度，同同时时也也可可以以回回收收工工质质和和热热量量，提提高经济性。高经济性。两两级级射射汽汽抽抽气气器器工工作作原原理理图图(图图4-15)4-15)。凝凝汽汽器器内内的的汽汽气气混混合合物物由由第第一一级级抽抽气气器器抽抽出出，并并压压缩缩到到某某一一中中间间压压力力（低低于于大大气气压压力力），然然后后进进入入(jnr)(jnr)中中间间冷冷却却器器2 2。在在中中间间冷冷却却器器2 2中中，混混合合物物中中的的部部分分蒸蒸汽汽被被凝凝结结成成水水，而而未未凝凝结结的的汽汽气气混混合合物物又又被被第第二二级级抽抽走走。在在第第二二级抽气级抽气器中，汽气混合物被压缩到略

42、高于大气器中，汽气混合物被压缩到略高于大气压力，再经第二级冷却器压力，再经第二级冷却器4 4进一步凝结进一步凝结并回收工质和热量。最后的空气和少并回收工质和热量。最后的空气和少 量未凝结的蒸汽一起排入大气。量未凝结的蒸汽一起排入大气。第28页/共32页第二十九页，共32页。30 二、射二、射 水水 抽抽 气气 器器 射射水水抽抽气气器器的的工工作作原原理理：射射水水抽抽气气器器的的工工作作原原理理同同射射汽汽抽抽气气器器相相同同，如如图图4-17所所示示。它它主主要要由由工工作作水水进进口口1、喷喷嘴嘴2、混混合合室室5、扩扩压压管管7和和逆逆止止阀阀6等等部部件件所所组组成成。压压力力水水由

43、由射射水水泵泵供供给给，经经喷喷嘴嘴形形成成高高速速射射流流射射出出，从从而将凝汽器中的汽气混合物抽出而将凝汽器中的汽气混合物抽出。射射水水抽抽气气器器特特点点：不不消消耗耗新新蒸蒸汽汽，运运行行费费用用较较射射汽汽抽抽气气器器低低。系系统统简简单单(jindn)、运运行行可可靠靠、维维护护方方便便。但但需需要要另另外外安安装装射射水水泵泵。现现代代大大型型汽汽轮轮机机都都采采用用射射水水抽抽气气器器。国国产产200 MW汽汽轮轮机机就就是是采采用用射射水水抽抽气气器器作作为为主主抽抽汽汽器器。中中小小型型汽汽轮轮机机多多采采用用射射汽汽抽抽气气器作为主抽汽器。器作为主抽汽器。第29页/共32

44、页第三十页，共32页。31 三、三、水水 环环 式式 真真 空空 泵泵 结结构构：国国产产(guchn)300MW和和 600MW汽汽轮轮机机组组的的抽抽气气装装置置都都是是采采用用水水环环式式真真空空泵泵。其其主主要要部部件件有有叶叶轮轮和和壳壳体体。壳壳体体内内形形成成一一个个圆圆柱柱体体空空间间，叶叶轮轮偏偏心心地地安安装装在在壳壳体体内内。在在壳壳体体上上开开有有吸吸气气口口和和出出气气口口，实实行行轴轴向向吸吸气气和和排排气气。叶叶轮轮带带有有前前弯弯叶叶片片，偏偏心心地地安安装装在在充充有有适适量量工工作作水水（密密封封水水）的椭圆形泵体内。的椭圆形泵体内。第30页/共32页第三十

45、一页，共32页。32工作原理：工作原理：当当叶叶轮轮旋旋转转时时，由由于于离离心心力力作作用用，水水向向周周围围运运动动，形形成成一一个个运运动动着着的的圆圆环环（密密封封水水环环）。由由于于偏偏心心地地安安装装的的，水水环环的的内内表表面面也也就就与与叶叶轮轮偏偏心心，叶叶轮轮轮轮毂毂与与水水环环间间形形成成一一个个月月形形空空间间。叶叶轮轮每每转转一周，每两个相邻叶片一周，每两个相邻叶片(ypin)(ypin)与与水水环环间间所所形形成成的的空空间间均均由由小小到到大大，又又由由大大到到小小地地周周期期性性变变化化。当当空空间间处处于于由由小小到到大大变变化化时时，该该空空间间产产生生真真空空，由由进进气气口口吸吸入入气气体体。当当空空间间处处于于由由大大到到小小变变化化时时，该该空空间间产产生生压压力力，吸吸入入的的气气体体被被压压缩缩并并经经排排气气口口排排出出。这这样样，当当叶叶轮轮连连续续运运转转时时，就就不不断断地地重重复复上上述述过过程程，起到一个连续抽气的作用。起到一个连续抽气的作用。第31页/共32页第三十二页，共32页。