04汽轮机原理课件.ppt
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1、1 1汽轮机原理汽轮机原理Principle of steam turbine广东工业大学能源工程系广东工业大学能源工程系GDUT GDUT Dept.of Energy EngineeringDept.of Energy Engineering2 2第四章第四章 汽轮机凝汽系统及设备汽轮机凝汽系统及设备4-1 凝汽系凝汽系统的工作原理的工作原理4-2 凝汽系凝汽系统4-3 凝汽器凝汽器4-4 抽气抽气设备3 3第四章第四章 汽轮机凝汽系统及设备汽轮机凝汽系统及设备提高汽提高汽提高汽提高汽轮轮机装置的机装置的机装置的机装置的经济经济性,主要有两个途径:性,主要有两个途径:性,主要有两个途径:性
2、,主要有两个途径:一一一一、提提提提高高高高汽汽汽汽轮轮轮轮机机机机的的的的内内内内效效效效率率率率:努努努努力力力力减减减减小小小小各各各各项项项项损损损损失失失失,改善汽轮机通流部分的设计;改善汽轮机通流部分的设计;改善汽轮机通流部分的设计;改善汽轮机通流部分的设计;二二二二、提提提提高高高高装装装装置置置置的的的的循循循循环环环环热热热热效效效效率率率率:提提提提高高高高平平平平均均均均加加加加热热热热温温温温度度度度,可可可可采采采采用用用用回回回回热热热热循循循循环环环环 ,以以以以减减减减少少少少低低低低韫韫韫韫加加加加热热热热,也也也也可可可可提提提提高高高高初初初初参参参参数数
3、数数,以以以以及及及及采采采采用用用用再再再再热热热热循循循循环环环环等等等等;降降降降低低低低平平平平均均均均放放放放热热热热温温温温度度度度,而而而而这这这这正正正正是是是是凝凝凝凝汽汽汽汽设设设设备备备备的的的的主主主主要要要要任务任务任务任务。4 44-1 凝汽设备的组成及应用凝汽设备的组成及应用一、凝汽一、凝汽一、凝汽一、凝汽设备设备的的的的组组成成成成 主要设备有凝汽器、凝结水泵、抽气器、循环水泵等。主要设备有凝汽器、凝结水泵、抽气器、循环水泵等。主要设备有凝汽器、凝结水泵、抽气器、循环水泵等。主要设备有凝汽器、凝结水泵、抽气器、循环水泵等。(1 1)汽轮机汽轮机汽轮机汽轮机;(2
4、 2)发电机发电机发电机发电机;(3 3)凝凝凝凝汽汽汽汽器器器器:使使使使排排排排汽汽汽汽在在在在凝凝凝凝汽汽汽汽器器器器3 3中中中中不不不不断断断断地地地地凝凝凝凝结结结结成成成成水水水水,建建建建立立立立高高高高度度度度真真真真空空空空;将将将将凝凝凝凝结时放出的热量排出、将生成的凝结水汇集送走;结时放出的热量排出、将生成的凝结水汇集送走;结时放出的热量排出、将生成的凝结水汇集送走;结时放出的热量排出、将生成的凝结水汇集送走;(4 4)循环水泵循环水泵循环水泵循环水泵:为凝汽器提供冷却水;:为凝汽器提供冷却水;:为凝汽器提供冷却水;:为凝汽器提供冷却水;(5 5)凝结水泵凝结水泵凝结水
5、泵凝结水泵:不断地把蒸汽凝结时生:不断地把蒸汽凝结时生:不断地把蒸汽凝结时生: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成的凝结水从凝汽器底部热井中抽成的凝结水从凝汽器底部热井中抽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;出,并送往给给水回热加热系统;出,并送往给给水回热加热系统;出,并送往给给水回热加热系统;(6 6)抽气器抽气器抽气器抽气器:抽出漏入凝汽器内的空气,:抽出漏入凝汽器内的空气,:抽出漏入凝汽器内的空气,: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。以维持高度真空。以维持高度真空。4-1 凝汽系统工作原理凝汽系统工作原理汽汽汽汽轮轮轮轮机机
6、机机装装装装置置置置中中中中的的的的凝凝凝凝汽汽汽汽设设设设备备备备是是是是起起起起了了了了一一一一种种种种热热热热力力力力学学学学中中中中“冷冷冷冷源源源源”的的的的作作作作用用用用,降降降降低低低低冷冷冷冷源源源源的的的的温温温温度度度度就就就就能能能能提提提提高高高高循循循循环环环环的的的的热热热热效效效效率。率。率。率。l在汽轮机的排汽口建立并保持高度真空;在汽轮机的排汽口建立并保持高度真空;在汽轮机的排汽口建立并保持高度真空;在汽轮机的排汽口建立并保持高度真空;l将将将将由由由由排排排排汽汽汽汽凝凝凝凝结结结结而而而而成成成成的的的的凝凝凝凝结结结结水水水水作作作作为为为为锅锅锅锅炉
7、炉炉炉的的的的给给给给水水水水,循循循循环环环环使用;使用;使用;使用;l真空除氧;真空除氧;真空除氧;真空除氧;l热力系统蓄水、调节作用。热力系统蓄水、调节作用。热力系统蓄水、调节作用。热力系统蓄水、调节作用。二、凝汽系统的任务二、凝汽系统的任务二、凝汽系统的任务二、凝汽系统的任务 6 6若若若若没没没没有有有有凝凝凝凝汽汽汽汽设设备备,汽汽汽汽轮轮机机机机的的的的最最最最低低低低排排排排汽汽汽汽压压力力力力是是是是大大大大气气气气压压,循循循循环环热热效效效效率率率率 s s只只只只有有有有37.1237.12,而而而而当当当当p p c c=5.0kPa=5.0kPa时时,t t45.5
8、545.55,两两两两者者者者之之之之差差差差 的的的的 相相相相 对对 值值 t t/t t达达达达18.518.5。4-1 凝汽系统工作原理凝汽系统工作原理三、凝汽设备的作用三、凝汽设备的作用 7 7汽汽汽汽轮轮机机机机的的的的排排排排汽汽汽汽压压力力力力也也也也不不不不是是是是越越越越低低低低越越越越好好好好,而而而而是是是是有有有有一一一一个个个个最最最最佳佳佳佳值值:在在在在凝凝凝凝汽汽汽汽器器器器中中中中保保保保持持持持真真真真空空空空是是是是需需需需要要要要消消消消耗耗耗耗能能能能量量量量的的的的,在在在在某某某某个个个个排排排排汽汽汽汽压压力力力力下下下下,汽汽汽汽轮轮机机机机
9、因因因因真真真真空空空空的的的的提提提提高高高高而而而而增增增增加加加加的的的的功功功功率率率率等等等等于于于于(甚甚甚甚至至至至小小小小于于于于)凝凝凝凝汽汽汽汽设设备备所所所所增增增增大大大大的的的的能能能能量量量量消消消消耗耗耗耗。因因因因此此此此,继续继续降低排汽降低排汽降低排汽降低排汽压压力就会得不力就会得不力就会得不力就会得不偿偿失;失;失;失;另另另另一一一一方方方方面面面面,排排排排汽汽汽汽压压力力力力降降降降低低低低时时,势势必必必必增增增增大大大大末末末末级级排排排排汽汽汽汽余余余余速速速速损损失失失失,这这样样降降降降低低低低排排排排汽汽汽汽压压力力力力所所所所得得得得到
10、到到到的的的的效效效效益益益益也也也也就就就就被抵消了;被抵消了;被抵消了;被抵消了;近近近近代代代代汽汽汽汽轮轮机机机机的的的的设设计计排排排排汽汽汽汽压压力力力力一一一一般般般般都都都都在在在在0.00290.00290.0069MPa0.0069MPa的范的范的范的范围围内,而不采用更低的数内,而不采用更低的数内,而不采用更低的数内,而不采用更低的数值值。4-1 凝汽系统工作原理凝汽系统工作原理三、凝汽设备的作用三、凝汽设备的作用 4-2 凝汽系统凝汽系统开式开式闭式式一、水冷系统一、水冷系统一、水冷系统一、水冷系统4-2 凝汽系统凝汽系统二、空冷系统二、空冷系统二、空冷系统二、空冷系统
11、直直接接空空冷冷优点点:不不需需中中间介介质;传热温差大温差大.直直接接空空冷冷缺缺点点:体体积大大;强制通制通风间接空冷缺点:复杂间接空冷缺点:复杂10104-3 凝汽器凝汽器一、凝汽器形式:混合式、表面式、空气凝汽器一、凝汽器形式:混合式、表面式、空气凝汽器一、凝汽器形式:混合式、表面式、空气凝汽器一、凝汽器形式:混合式、表面式、空气凝汽器混混混混合合合合式式式式优优优优点点点点:结结结结构构构构简简简简单单单单、冷冷冷冷却却却却效效效效果果果果好好好好、制制制制造造造造成成成成本本本本低低低低、形形形形成成成成和和和和保保保保持持持持真真真真空空空空能能能能力力力力强强强强、效果好;效果
12、好;效果好;效果好;缺缺缺缺点点点点:对对对对冷冷冷冷却却却却水水水水水水水水质质质质要要要要求求求求高高高高。故故故故现现现现代代代代汽汽汽汽轮机装置中一般不采用混合式凝汽器。轮机装置中一般不采用混合式凝汽器。轮机装置中一般不采用混合式凝汽器。轮机装置中一般不采用混合式凝汽器。11114-3 凝汽器凝汽器1-1-蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽入入入入口口口口;2-2-冷冷冷冷却却却却水水水水管管管管,3-3-管管管管板板板板;4-4-冷冷冷冷却却却却水水水水进进水水水水管管管管;5-5-冷冷冷冷却却却却水水水水回回回回流流流流水水水水室室室室;6-6-冷冷冷冷却却却却水水水水出出出出水水水水管管管管;7-
13、7-凝凝凝凝结结水水水水集集集集水水水水箱箱箱箱(热热井井井井);8-8-空空空空气气气气冷冷冷冷却却却却区区区区;9-9-空空空空气气气气冷冷冷冷却却却却区区区区档档档档板板板板;10-10-主主主主凝凝凝凝结结区区区区;11-11-空空空空气气气气抽出口。抽出口。抽出口。抽出口。二、表面式凝汽器二、表面式凝汽器二、表面式凝汽器二、表面式凝汽器结构及工作流程结构及工作流程结构及工作流程结构及工作流程 12124-3 凝汽器凝汽器三、凝汽器内三、凝汽器内三、凝汽器内三、凝汽器内压压力的确定力的确定力的确定力的确定 理想情况:蒸汽和冷却水之间的传热端差等于零。理想情况:蒸汽和冷却水之间的传热端差
14、等于零。理想情况:蒸汽和冷却水之间的传热端差等于零。理想情况:蒸汽和冷却水之间的传热端差等于零。实际情况:存在有限传热端差。实际情况:存在有限传热端差。实际情况:存在有限传热端差。实际情况:存在有限传热端差。13134-3 凝汽器凝汽器三、凝汽器内三、凝汽器内三、凝汽器内三、凝汽器内压压力的确定力的确定力的确定力的确定 图图图图中中中中曲曲曲曲线线线线1 1:蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽凝凝凝凝结结结结温温温温度度度度t ts s的的的的变化。变化。变化。变化。图图图图中中中中曲曲曲曲线线线线2 2:冷冷冷冷却却却却水水水水温温温温升升升升tt=t tw2w2-t tw1w1。传传传传热热热热端端端端差差
15、差差,用用用用 t t表表表表示,即示,即示,即示,即 t tt ts s-t tw2w2。1414排排排排汽汽汽汽温温温温度度度度的的的的高高高高低低低低取取取取决决决决于于于于冷冷冷冷却却却却水水水水的的的的进进口口口口温温温温度度度度、冷冷冷冷却却却却水的温升水的温升水的温升水的温升和和和和传热传热端差端差端差端差 。可表示。可表示。可表示。可表示为为 :t ts s=t=tw1w1+tt+tt 其其其其 中中中中 ,t tw1w1-冷冷冷冷 却却却却 水水水水 的的的的 进进 口口口口 温温温温 度度度度 ;tt-冷冷冷冷 却却却却 水水水水 的的的的 温温温温 升升升升 ;tt-传传
16、 热热 端端端端 差差差差 。只只只只要要要要求求求求得得得得了了了了温温温温度度度度t ts s之之之之值值,就就就就可可可可以以以以从从从从水水水水蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽表表表表中中中中查查得得得得相相相相对对应应的的的的压压力力力力 p pc c(p ps s )。)。)。)。4-3 凝汽器凝汽器三、凝汽器内压力的确定三、凝汽器内压力的确定三、凝汽器内压力的确定三、凝汽器内压力的确定 15151.1.冷却水进口温度冷却水进口温度冷却水进口温度冷却水进口温度t tw1w1 4-3 凝汽器凝汽器四、影响凝汽器压力的因素四、影响凝汽器压力的因素四、影响凝汽器压力的因素四、影响凝汽器压力的因素 开开开
17、开式式式式供供供供水水水水系系系系统统统统中中中中完完完完全全全全取取取取决决决决于于于于自自自自然然然然条条条条件件件件,随随随随季季季季节节节节的变化而变化。的变化而变化。的变化而变化。的变化而变化。冬冬冬冬季季季季t tw1w1较较较较低低低低,t ts s也也也也低低低低,相相相相应应应应地地地地p pc c也也也也低低低低,即即即即凝凝凝凝汽汽汽汽器器器器真真真真空空空空变变变变高高高高;夏夏夏夏季季季季t tw1w1较较较较高高高高,t ts s也也也也高高高高,相相相相应应应应地地地地p pc c也高,凝汽器真空变低。也高,凝汽器真空变低。也高,凝汽器真空变低。也高,凝汽器真空变
18、低。水水水水面面面面温温温温度度度度和和和和水水水水底底底底温温温温度度度度不不不不一一一一样样样样,可可可可以以以以相相相相差差差差2 23 3 。闭闭闭闭式式式式供供供供水水水水系系系系统统统统中中中中,t tw1w1主主主主要要要要决决决决定定定定于于于于冷冷冷冷水水水水塔塔塔塔或或或或冷冷冷冷却却却却水池的冷却效果。水池的冷却效果。水池的冷却效果。水池的冷却效果。t ts s=t=tw1w1+tt+tt1616低低低低温温温温范范范范围围围围内内内内,水水水水的的的的比比比比焓焓焓焓h h w2w2、h h w1w1在在在在数数数数值值值值上上上上约约约约等等等等于于于于水水水水温温温
19、温t tw2w2、t tw1w1的的的的4.1874.187倍倍倍倍,则则则则根根根根据据据据凝凝凝凝汽汽汽汽器器器器的的的的热平衡方程式求出热平衡方程式求出热平衡方程式求出热平衡方程式求出 :2.2.冷却水温升冷却水温升冷却水温升冷却水温升tt 4-3 凝汽器凝汽器四、影响凝汽器压力的因素四、影响凝汽器压力的因素四、影响凝汽器压力的因素四、影响凝汽器压力的因素 t ts s=t=tw1w1+tt+tt1717冷却倍率冷却倍率冷却倍率冷却倍率:m=m=D Dww/D Dc c称为称为称为称为冷却倍率冷却倍率冷却倍率冷却倍率。mm值值值值越越越越大大大大,冷冷冷冷却却却却水水水水的的的的温温温温
20、升升升升越越越越小小小小,凝凝凝凝汽汽汽汽器器器器内内内内压压压压力力力力越越越越低低低低,从从从从而而而而可可可可以提高电厂热效率。以提高电厂热效率。以提高电厂热效率。以提高电厂热效率。但是,但是,但是,但是,mm大则冷却水量大,冷却水泵功率大。大则冷却水量大,冷却水泵功率大。大则冷却水量大,冷却水泵功率大。大则冷却水量大,冷却水泵功率大。一一一一般般般般,单单单单流流流流程程程程凝凝凝凝汽汽汽汽器器器器,m m=80 80 120120;对对对对于于于于双双双双流流流流程程程程凝凝凝凝汽汽汽汽器器器器,m=6070 m=6070。(h hc c-h h c c)每每每每1kg1kg蒸蒸蒸蒸
21、汽汽汽汽在在在在凝凝凝凝结结结结时时时时所所所所放放放放出出出出的的的的潜潜潜潜热热热热,一一一一般般般般在在在在214021402220kJ/kg2220kJ/kg左右,取其平均值,则左右,取其平均值,则左右,取其平均值,则左右,取其平均值,则 :2.2.冷却水温升冷却水温升冷却水温升冷却水温升tt 4-3 凝汽器凝汽器四、影响凝汽器压力的因素四、影响凝汽器压力的因素四、影响凝汽器压力的因素四、影响凝汽器压力的因素 t ts s=t=tw1w1+tt+tt1818冷冷冷冷却却却却水水水水温温温温升升升升ttt tw2w2-t tw1w1的的的的大大大大小小小小主主主主要要要要决决决决定定定定
22、于于于于循循循循环环倍倍倍倍率率率率mm,一般一般一般一般为为5 51010。当当当当D Dc c一一一一定定定定时时,若若若若tt变变大大大大了了了了,则则表表表表明明明明冷冷冷冷却却却却水水水水量量量量不不不不足足足足:1)1)杂杂物物物物堵堵堵堵塞塞塞塞;2)2)冷冷冷冷却却却却水水水水吸吸吸吸水水水水井井井井水水水水位位位位太太太太低低低低,吸吸吸吸不不不不上上上上水水水水,“虹吸虹吸虹吸虹吸”破坏或破坏或破坏或破坏或“虹吸虹吸虹吸虹吸”管堵塞;管堵塞;管堵塞;管堵塞;3)3)循循循循环环水水水水泵泵运行运行运行运行恶恶化化化化。由由由由于于于于D Dc c是是是是无无无无法法法法改改
23、改改变变的的的的,控控控控制制制制冷冷冷冷却却却却水水水水温温温温升升升升tt的的的的手手手手段段段段只只只只能能能能是是是是改改改改变变冷冷冷冷却却却却水水水水量量量量D Dww。当当当当增增增增大大大大D Dww时时,tt下下下下降降降降,在在在在同同同同一一一一个个个个D Dc c下,下,下,下,p pc c将降低,此将降低,此将降低,此将降低,此时时机机机机组组的的的的经济经济性将有所提高。性将有所提高。性将有所提高。性将有所提高。2.2.冷却水温升冷却水温升冷却水温升冷却水温升tt 4-3 凝汽器凝汽器四、影响凝汽器压力的因素四、影响凝汽器压力的因素四、影响凝汽器压力的因素四、影响凝
24、汽器压力的因素 t ts s=t=tw1w1+tt+tt1919由由由由凝凝凝凝汽汽汽汽器器器器的的的的传传热热方方方方程程程程可可可可知知知知在在在在蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽凝凝凝凝结结时时,传传给给冷冷冷冷却却却却水水水水的的的的热热量量量量为为:QQ10001000D Dc c(h hc c-h h c c)=)=A Ac cKtKtmm=41874187D Dwwtt 由由由由于于于于空空空空冷冷冷冷区区区区传传热热面面面面积积A Aa a很很很很小小小小,一一一一般般般般可可可可假假假假设设蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽凝凝凝凝结结温温温温度度度度t ts s,沿沿沿沿冷冷冷冷却却却却面面面面积积不不不不
25、变变,而而而而用用用用冷冷冷冷却却却却水水水水的的的的对对数数数数平平平平均均均均温温温温差差差差代代代代替替替替平平平平均均均均传热传热温差,温差,温差,温差,则则 3.3.凝汽器的传热端差凝汽器的传热端差凝汽器的传热端差凝汽器的传热端差 t t 4-3 凝汽器凝汽器四、影响凝汽器压力的因素四、影响凝汽器压力的因素四、影响凝汽器压力的因素四、影响凝汽器压力的因素 t ts s=t=tw1w1+tt+tt20203.3.凝汽器的传热端差凝汽器的传热端差凝汽器的传热端差凝汽器的传热端差 t t 4-3 凝汽器凝汽器四、影响凝汽器压力的因素四、影响凝汽器压力的因素四、影响凝汽器压力的因素四、影响凝
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- 04 汽轮机 原理 课件
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