汽轮机设备及运行第五章优秀PPT.ppt
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1、汽轮机设备及运行第五章你现在浏览的是第一页,共60页第五章 汽轮机的凝汽设备第一节 凝汽设备的任务及组成第二节 表面式凝汽器的结构及分类第三节 凝汽器的热力特性第四节 抽气器第五节 凝汽器的运行与监督第六节 凝汽器的清洗你现在浏览的是第二页,共60页第一节 凝汽设备的任务及组成 5.15.1 凝汽设备的任务及组成凝汽设备的任务及组成 凝汽设备是凝汽式汽轮机装置的重要组成部分之一,它凝汽设备是凝汽式汽轮机装置的重要组成部分之一,它的工作情况直接影响到整个装置的热经济性和运行可靠性。的工作情况直接影响到整个装置的热经济性和运行可靠性。凝汽设备在汽轮机装置的热力循环中起着凝汽设备在汽轮机装置的热力循
2、环中起着冷源作用冷源作用。降低汽轮机排汽的压力和温度,就可以减小冷源损失,提高降低汽轮机排汽的压力和温度,就可以减小冷源损失,提高循环热效率。循环热效率。一、凝汽设备的任务一、凝汽设备的任务热热力力循循环环热热效效率率曲曲线线你现在浏览的是第三页,共60页 5.15.1 凝汽设备的任务及组成凝汽设备的任务及组成 在凝汽器中,不断循环的冷却水创造凝汽器中的低温在凝汽器中,不断循环的冷却水创造凝汽器中的低温环境,使排汽释放汽化潜热而发生凝结。凝汽器中蒸汽凝环境,使排汽释放汽化潜热而发生凝结。凝汽器中蒸汽凝结的空间是结的空间是汽液两相共存汽液两相共存的,的,汽侧压力等于蒸汽凝结温度汽侧压力等于蒸汽凝
3、结温度所对应的饱和压力所对应的饱和压力。蒸汽凝结温度由冷却条件决定。只要。蒸汽凝结温度由冷却条件决定。只要冷却水温不高,蒸汽凝结温度也不高,一般为冷却水温不高,蒸汽凝结温度也不高,一般为3030左右,左右,所对应的饱和压力约为所对应的饱和压力约为4-5kPa,4-5kPa,该压力大大低于大气压力,该压力大大低于大气压力,从而在凝汽器中形成从而在凝汽器中形成高度真空高度真空。凝汽设备的凝汽设备的最主要的作用有两方面最主要的作用有两方面:一是在汽轮机排:一是在汽轮机排汽口建立并维持一定的真空;二是保证蒸汽凝结并回收凝汽口建立并维持一定的真空;二是保证蒸汽凝结并回收凝结水作为锅炉给水。结水作为锅炉给
4、水。此外,凝汽设备还是凝结水和补给水去除氧器之前的此外,凝汽设备还是凝结水和补给水去除氧器之前的先期除氧设备;接受机组启停和运行中的疏水和甩负荷先期除氧设备;接受机组启停和运行中的疏水和甩负荷过程中旁路排汽,以回收热量和减少循环工质损失。过程中旁路排汽,以回收热量和减少循环工质损失。你现在浏览的是第四页,共60页 5.15.1 凝汽设备的任务及组成凝汽设备的任务及组成二、凝汽设备的组成二、凝汽设备的组成 以水为冷却介质的凝汽设备,一般由以水为冷却介质的凝汽设备,一般由凝汽器、凝结水泵、凝汽器、凝结水泵、抽气器、循环水泵抽气器、循环水泵以及它们之间的连接管道和附件组成。最以及它们之间的连接管道和
5、附件组成。最简单的凝汽设备示意图如图示。简单的凝汽设备示意图如图示。最简单的凝汽设备示意图最简单的凝汽设备示意图1.1.凝汽器:凝汽器:凝结乏汽,建立真凝结乏汽,建立真空,收集凝结水并进行除氧。空,收集凝结水并进行除氧。2.2.循环水泵:循环水泵:提供连续足量的循提供连续足量的循环冷却水,带走蒸汽的热量。环冷却水,带走蒸汽的热量。3.3.凝结水泵:凝结水泵:向锅炉输送洁净的向锅炉输送洁净的给水。给水。4.4.抽气器:抽气器:排出不凝结气体,维排出不凝结气体,维持凝汽器真空。持凝汽器真空。你现在浏览的是第五页,共60页三、凝汽设备的要求三、凝汽设备的要求 凝汽设备满足的要求:凝汽设备满足的要求:
6、1.1.具有较高的传热系数;具有较高的传热系数;2.2.有良好的严密性;有良好的严密性;3.3.尽可能的降低凝结水的过冷度。尽可能的降低凝结水的过冷度。4.4.凝汽器的汽阻、水阻要小。凝汽器的汽阻、水阻要小。5.5.力求抽气功耗最小;力求抽气功耗最小;6.6.凝结水的溶氧量要小;凝结水的溶氧量要小;7.7.便于安装、检修、清洗维护。便于安装、检修、清洗维护。5.15.1 凝汽设备的任务及组成凝汽设备的任务及组成你现在浏览的是第六页,共60页第二节 表面式凝汽器的结构和类型 5.2 5.2 表面式凝汽器的结构和类型表面式凝汽器的结构和类型 凝汽器可分为表面式和混合式两大类。根据冷却介质不凝汽器可
7、分为表面式和混合式两大类。根据冷却介质不同,表面式凝汽器又分为空气冷却式和水冷却式两种。其中,同,表面式凝汽器又分为空气冷却式和水冷却式两种。其中,水冷却式凝汽器应用得较广泛,因此,水冷却表面式凝汽器水冷却式凝汽器应用得较广泛,因此,水冷却表面式凝汽器常简称为表面式凝汽器。空冷式凝汽器只在缺水地区使用。常简称为表面式凝汽器。空冷式凝汽器只在缺水地区使用。空气冷却凝汽器是以空气作为冷却介质,把蒸汽凝结空气冷却凝汽器是以空气作为冷却介质,把蒸汽凝结成水。发电厂采用翅片管式的空冷散热器,直接或间接用成水。发电厂采用翅片管式的空冷散热器,直接或间接用环境空气来冷凝汽轮机排汽的冷却系统,称为空冷系统。环
8、境空气来冷凝汽轮机排汽的冷却系统,称为空冷系统。采用空冷系统的汽轮发电机组简称为空冷机组。与同容量采用空冷系统的汽轮发电机组简称为空冷机组。与同容量湿冷机组相比,空冷机组冷却系统本身可节水湿冷机组相比,空冷机组冷却系统本身可节水97%97%以上,以上,全厂性节水约全厂性节水约65%65%。所以,空冷机组是。所以,空冷机组是“富煤缺水富煤缺水”地区地区或干旱地区建设火力发电厂的最佳选择。或干旱地区建设火力发电厂的最佳选择。你现在浏览的是第七页,共60页 5.2 5.2 表面式凝汽器的结构和类型表面式凝汽器的结构和类型你现在浏览的是第八页,共60页 5.2 5.2 表面式凝汽器的结构和类型表面式凝
9、汽器的结构和类型你现在浏览的是第九页,共60页 5.2 5.2 表面式凝汽器的结构和类型表面式凝汽器的结构和类型你现在浏览的是第十页,共60页 5.2 5.2 表面式凝汽器的结构和类型表面式凝汽器的结构和类型你现在浏览的是第十一页,共60页 5.2 5.2 表面式凝汽器的结构和类型表面式凝汽器的结构和类型你现在浏览的是第十二页,共60页 5.2 5.2 表面式凝汽器的结构和类型表面式凝汽器的结构和类型你现在浏览的是第十三页,共60页汽轮机排汽管道汽轮机排汽管道 5.2 5.2 表面式凝汽器的结构和类型表面式凝汽器的结构和类型你现在浏览的是第十四页,共60页排汽管道的布置 5.2 5.2 表面式
10、凝汽器的结构和类型表面式凝汽器的结构和类型你现在浏览的是第十五页,共60页 水冷表面式凝汽器的结构简图如图。水冷表面式凝汽器的结构简图如图。5.2 5.2 表面式凝汽器的结构和类型表面式凝汽器的结构和类型你现在浏览的是第十六页,共60页一、表面式凝汽器的分类一、表面式凝汽器的分类 汽流向心式汽流向心式汽流方向汽流方向冷却水流程冷却水流程单流程单流程水室形式水室形式单一制单一制对分制对分制 汽流向侧式汽流向侧式双流程双流程多流程多流程汽侧压力汽侧压力单压单压多压多压 汽流向上式汽流向上式 汽流向下式汽流向下式 5.2 5.2 表面式凝汽器的结构和类型表面式凝汽器的结构和类型你现在浏览的是第十七页
11、,共60页管束隔板管束隔板冷却管束冷却管束抽气口抽气口挡板挡板空气冷却区空气冷却区热井热井水室隔板水室隔板人孔人孔 5.2 5.2 表面式凝汽器的结构和类型表面式凝汽器的结构和类型二、凝汽器的构造二、凝汽器的构造你现在浏览的是第十八页,共60页 5.2 5.2 表面式凝汽器的结构和类型表面式凝汽器的结构和类型 1.1.凝汽器的外壳凝汽器的外壳 材料:生铁铸造或钢板焊接材料:生铁铸造或钢板焊接 外形:圆形(中小机组)或方箱形(大机组)外形:圆形(中小机组)或方箱形(大机组)你现在浏览的是第十九页,共60页 5.2 5.2 表面式凝汽器的结构和类型表面式凝汽器的结构和类型你现在浏览的是第二十页,共
12、60页 5.2 5.2 表面式凝汽器的结构和类型表面式凝汽器的结构和类型你现在浏览的是第二十一页,共60页 2.2.水室和端盖水室和端盖 材料:生铁或钢板材料:生铁或钢板 5.2 5.2 表面式凝汽器的结构和类型表面式凝汽器的结构和类型你现在浏览的是第二十二页,共60页 3.3.管板和隔板管板和隔板 材料:黄铜和不锈钢材料:黄铜和不锈钢 5.2 5.2 表面式凝汽器的结构和类型表面式凝汽器的结构和类型你现在浏览的是第二十三页,共60页 5.2 5.2 表面式凝汽器的结构和类型表面式凝汽器的结构和类型你现在浏览的是第二十四页,共60页 5.2 5.2 表面式凝汽器的结构和类型表面式凝汽器的结构和
13、类型你现在浏览的是第二十五页,共60页 4.4.凝汽器管凝汽器管 材料:铜管、不锈钢管或钛管材料:铜管、不锈钢管或钛管 5.2 5.2 表面式凝汽器的结构和类型表面式凝汽器的结构和类型你现在浏览的是第二十六页,共60页 5.2 5.2 表面式凝汽器的结构和类型表面式凝汽器的结构和类型凝汽器管的排列方式凝汽器管的排列方式斜放正方形排列方式斜放正方形排列方式三角形排列方式三角形排列方式辐向排列方式辐向排列方式你现在浏览的是第二十七页,共60页 5.2 5.2 表面式凝汽器的结构和类型表面式凝汽器的结构和类型“卵状卵状”管束布置形式管束布置形式管管束束布布置置形形式式你现在浏览的是第二十八页,共60
14、页 5.2 5.2 表面式凝汽器的结构和类型表面式凝汽器的结构和类型“教堂窗式教堂窗式”管束布置形式管束布置形式管管束束布布置置形形式式你现在浏览的是第二十九页,共60页 5.2 5.2 表面式凝汽器的结构和类型表面式凝汽器的结构和类型“带状带状”管束布置形式管束布置形式管管束束布布置置形形式式你现在浏览的是第三十页,共60页 5.2 5.2 表面式凝汽器的结构和类型表面式凝汽器的结构和类型“将军帽将军帽”状管束布置形式状管束布置形式管管束束布布置置形形式式你现在浏览的是第三十一页,共60页 5.5.凝汽器与汽轮机排汽口的连接凝汽器与汽轮机排汽口的连接 5.2 5.2 表面式凝汽器的结构和类型
15、表面式凝汽器的结构和类型你现在浏览的是第三十二页,共60页第三节 凝汽器的热力特性 5.3 5.3 凝汽器的热力特性凝汽器的热力特性 由表面式凝汽器的工作原理可知,在理想情况下,由表面式凝汽器的工作原理可知,在理想情况下,凝汽器的压力应等于冷却水温所对应的饱和蒸汽压力。凝汽器的压力应等于冷却水温所对应的饱和蒸汽压力。实际情况下,凝汽器的压力总是高于这一理想压力。实际情况下,凝汽器的压力总是高于这一理想压力。一、凝汽器内压力一、凝汽器内压力 的确定的确定凝汽器汽侧凝汽器汽侧空间多组分空间多组分介质共存介质共存蒸汽蒸汽不凝结气体不凝结气体原蒸汽中夹带(很少),真空系统不严密漏原蒸汽中夹带(很少),
16、真空系统不严密漏入系统的空气入系统的空气道尔顿定律:汽侧空间的总压力是组成气体分压力之和道尔顿定律:汽侧空间的总压力是组成气体分压力之和你现在浏览的是第三十三页,共60页利用混合气体利用混合气体关系式关系式求得求得假定假定:凝结凝结99%,干度,干度x=0.01凝结凝结99.9%,干度,干度x=0.001凝结凝结99.99%,干度,干度x=0.0001 5.3 5.3 凝汽器的热力特性凝汽器的热力特性你现在浏览的是第三十四页,共60页pspspaps 空冷区主凝结区主凝结区,主凝结区,总压总压pc蒸汽压力蒸汽压力ps,psps决定于汽、水共存的热平决定于汽、水共存的热平衡温度,即对应压力下水蒸
17、汽的衡温度,即对应压力下水蒸汽的饱和温度。凝汽器内的温度决定饱和温度。凝汽器内的温度决定于蒸汽凝结和冷却水加热的换热于蒸汽凝结和冷却水加热的换热过程。过程。空冷区,空冷区,空气所含比重逐渐变大,空气所含比重逐渐变大,ps才明显小于才明显小于pc,ts下降,汽气混合物才被冷却。下降,汽气混合物才被冷却。pc 5.3 5.3 凝汽器的热力特性凝汽器的热力特性 通常,凝汽器的压力是指凝汽器喉部的压力(主凝通常,凝汽器的压力是指凝汽器喉部的压力(主凝结区),所以,凝汽器的压力可以通过计算凝汽器中蒸结区),所以,凝汽器的压力可以通过计算凝汽器中蒸汽的凝结温度来确定凝汽器的压力。汽的凝结温度来确定凝汽器的
18、压力。你现在浏览的是第三十五页,共60页主凝结区空冷区t水2 蒸汽1tstw1tw2tst冷却水温升冷却水温升冷却水的进、出口温差。冷却水的进、出口温差。传热端差传热端差 凝汽器进口压力下的蒸凝汽器进口压力下的蒸汽饱和温度与冷却水出口温汽饱和温度与冷却水出口温度的差。度的差。主凝结区的凝结温度:主凝结区的凝结温度:主凝结区主凝结区:5.3 5.3 凝汽器的热力特性凝汽器的热力特性凝汽器中蒸汽与冷却水温度凝汽器中蒸汽与冷却水温度沿冷却面积的分布示意图沿冷却面积的分布示意图你现在浏览的是第三十六页,共60页影响凝汽器内压力的三个因素:影响凝汽器内压力的三个因素:1.1.冷却水进口冷却水进口温度温度
19、 季节与气候(主要因素)季节与气候(主要因素)夏季夏季冬季冬季夏季真空夏季真空 冬季真空冬季真空南方真空南方真空北方真空北方真空同样条件同样条件供水方式供水方式由热平衡方程求得由热平衡方程求得:2.2.冷却水温升冷却水温升冷却水的温升可根据凝汽器的换热方程求得。冷却水的温升可根据凝汽器的换热方程求得。蒸汽的放热量等于冷却水的吸收量。热平衡方程为:蒸汽的放热量等于冷却水的吸收量。热平衡方程为:5.3 5.3 凝汽器的热力特性凝汽器的热力特性冷水塔和喷水池的冷却效果冷水塔和喷水池的冷却效果开式开式闭式闭式水源水源-江、河、湖、海江、河、湖、海你现在浏览的是第三十七页,共60页直流(开式)供水直流(
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