凝汽器設(shè)備及運(yùn)行

1、汽輪機(jī)凝汽器凝汽器設(shè)備及運(yùn)行宿州皖能環(huán)保電力有限公司二零一六年七月五日凝汽設(shè)備的主要內(nèi)容凝汽設(shè)備的組成、作用和結(jié)構(gòu)凝汽設(shè)備的運(yùn)行凝汽器設(shè)備的檢驗(yàn)方法2022-5-12凝汽設(shè)備凝汽設(shè)備組成凝汽設(shè)備組成 凝汽設(shè)備包括：凝汽器、凝結(jié)水泵、循環(huán)水泵以及這些部件間的連接管道和附件組成2022-5-12凝汽器的工作原理和作用作用：建立和維持真空，使汽輪機(jī)排汽壓力降低，理想焓降增大，提高循環(huán)熱效率；將汽輪機(jī)的排汽凝結(jié)為水,為鍋爐提供純凈的凝結(jié)水在機(jī)組啟、停中回收疏水對凝結(jié)水和凝汽器補(bǔ)水進(jìn)行一級真空除氧2022-5-12工作原理根據(jù)水蒸汽的性質(zhì)，在低壓條件下，汽態(tài)與液態(tài)的比體積相差極大（5 kPa時，蒸汽比水

2、的比體積大28000倍），這樣，原來為蒸汽充滿的空間，一旦被冷卻，凝結(jié)成30左右的凝結(jié)水，則在該密閉空間，將因體積驟然縮小而形成高度真空。 前提：密封、無空氣。飽和壓力f（飽和溫度）30左右的飽和壓力對應(yīng)約4kPa絕對壓力，表壓約-97kPa,真空97kPa2022-5-12 建立并維持凝汽器真空，必須隨時維持三個平衡： 1）質(zhì)量平衡，進(jìn)入蒸汽量等于抽出凝結(jié)水量； 2）熱量平衡，蒸汽放出的熱量等于冷卻水（循環(huán)水）帶走的熱量； 3）空氣平衡，漏入空氣量等于抽出空氣量。流程：汽輪機(jī)排出的蒸汽凝汽器汽側(cè)，與銅管接觸凝結(jié) 放出潛熱凝結(jié)水沿管壁熱井加熱器。 冷卻水冷卻水溫tw1 tw2凝汽器內(nèi)平衡及流程

3、tw1tw2tstc凝汽器類型分為混合式凝汽器和表面式凝汽器兩類。 混合式凝汽器：排汽與冷卻水直接混合接觸而使蒸汽凝結(jié)優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，能建立高真空缺點(diǎn)：要求循環(huán)水的質(zhì)量與凝結(jié)水相同。目前這種凝汽器主要用于間接空氣冷卻凝汽系統(tǒng)中。表面式凝汽器：排汽在冷卻表面一側(cè)凝結(jié)，而冷卻工質(zhì)在另一側(cè)流動，互不接觸。一般表面式凝汽器以水為冷卻介質(zhì)優(yōu)點(diǎn)：傳熱系數(shù)高，能建立高真空，且能保持凝結(jié)水潔凈；缺點(diǎn)：消耗大量有色金屬，制造成本高?，F(xiàn)代發(fā)電廠的汽輪機(jī)組一般都采用表面式凝汽器。 凝汽器結(jié)構(gòu)凝汽器由外殼、水室、管板、隔板、冷卻水管等組成。表面式凝汽器結(jié)構(gòu)簡圖表面式凝汽器結(jié)構(gòu)簡圖1 1凝汽器外殼凝汽器外殼

4、 2 2、3 3水室端蓋水室端蓋 4 4管板管板 1、凝結(jié)水過冷度定義：熱井中凝結(jié)水溫度tc低于凝汽器喉部壓力下蒸汽飽和溫度ts的 程度。一般為-0.5-1。 2、汽阻 定義：在凝汽器汽側(cè)，從凝汽器的喉部到抽氣口的壓力降，一般取260400Pa。 產(chǎn)生原因：1）蒸汽進(jìn)入冷卻管束第一排的局部阻力； 2）蒸汽流經(jīng)管束的沿程阻力。sctttcccppp 3、水阻定義：冷卻水流經(jīng)凝汽器時流動阻力。 產(chǎn)生原因：1）在水室及進(jìn)出冷卻水管時的局部阻力； 2）冷卻水在冷卻水管中的沿程阻力。當(dāng)冷卻水管被雜 物堵塞時，水阻明顯增大。4、冷卻水流程定義：冷卻水在凝汽器中依次流過冷卻水管的次數(shù)。 在水源充足的地區(qū)、大

5、機(jī)組，采用單流程； 在水源緊張的地區(qū)、小機(jī)組，采用雙流程。1、冷卻水進(jìn)口溫度tw1影響凝汽器壓力（真空） pc 的因素決定于電站所處地的氣候、季節(jié)、冷卻塔效率（閉式循環(huán)） 冬季tw1低， ts低，凝汽器壓力pc低，真空高； 夏季高tw1 ，ts高，凝汽器壓力pc高，真空低； 采用冷水塔或噴水池時，還決定于冷卻效率。2、冷卻水溫升t減小t的方法有兩種：1、減小凝汽器熱負(fù)荷，及減小qmn。這也是汽輪機(jī)在低負(fù)荷時真空高的原因2、增大冷卻水量qmww。3、一般當(dāng)t大于8-12時，應(yīng)增加冷卻水量， t小于6時減少冷卻水量。cwDDm 冷卻倍率：冷卻水量比被凝結(jié)蒸汽量的倍數(shù)。m值越大，溫升t越小，凝汽器壓

6、力pc降低越多，真空越高。同時，冷卻水量Dw，循環(huán)水泵耗功。冷卻倍率m約在50120范圍內(nèi)，與流程和供水方式有關(guān)： 單程、開式循環(huán) m：80120 雙程、開式循環(huán) m：5080 雙程、閉式循環(huán) m：50 凝汽器熱力特性曲線：凝汽器真空與凝汽量及冷卻水溫度的變化關(guān)系 3、傳熱端差t其他條件不變，端差增大時，凝汽器真空將下降 影響端差的因素： 1、換熱面的清潔情況 2、汽測、水側(cè)是否積有空氣 3、凝汽器汽阻的大小 4、凝汽器的熱負(fù)荷二、凝汽器的最佳真空 1、極限真空 使汽輪機(jī)末級動葉達(dá)到膨脹極限壓力的真空稱為極限真空。 2、最佳真空 在提高真空過程中，當(dāng)汽輪機(jī)功率的增加和循環(huán)水泵耗功增加之差為最大

7、時的真空，稱為最佳真空。 3、運(yùn)行好壞的標(biāo)志 達(dá)到最佳真空，凝結(jié)水過冷度小，凝結(jié)水品質(zhì)合格。maxnetelpPPP 冷卻水增量WPPpPelPei-Pp三、空氣的危害1)凝汽器中的空氣來源：汽輪機(jī)后軸封、法蘭縫隙等漏入； 隨主蒸汽帶來。2)空氣量：嚴(yán)密性正常時，進(jìn)入凝汽器的空氣量不到蒸汽量的萬分之一 在汽輪機(jī)運(yùn)行時，保持真空系統(tǒng)的嚴(yán)密性，直接影響汽輪機(jī)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。真空下降1，汽耗率增加1。要對真空度進(jìn)行監(jiān)視，真空度低于規(guī)定值時，要進(jìn)行報警。 1、進(jìn)入凝汽器的空氣量1） 空氣分壓的存在使凝汽器壓力pc略有增大。2） 空氣的存在增大凝汽器冷卻水管外側(cè)的放熱系數(shù)，阻礙蒸汽放熱。原因： 主凝結(jié)區(qū)的

8、空氣平均分壓很小； 但冷卻水管外圍附近由于蒸汽的凝結(jié)，空氣分壓增加明顯?？諝庠诶鋮s水管外圍增多，使得蒸汽分子只有通過擴(kuò)散才能靠近冷卻水管外側(cè)，因此空氣大大阻礙蒸汽放熱。 2、空氣對凝汽器真空的影響 1）使蒸汽分壓降低，引起過冷度； 2）使排汽壓力、排汽溫度升高，降低機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性； 3）使低壓缸溫度升高而變形，造成機(jī)組振動； 4）使凝結(jié)水中的含氧量增加，腐蝕低壓加熱器和低壓管道； 5）使傳熱阻力增大，端差增大。 3、空氣對凝汽器運(yùn)行的影響凝結(jié)水產(chǎn)生過冷度的原因：1） 由于空氣及汽阻存在，降低了熱井附近蒸汽的分壓力；2） 凝結(jié)水下落過程中受冷卻水的多次冷卻；3） 冷卻水管束排列不合理；4） 熱井中

9、水位過高，淹沒冷卻水管，使凝結(jié)水管被進(jìn)一步冷卻。 過冷的危害： 1）使得凝結(jié)水易吸收空氣，含氧量增加，加快管道腐蝕。 2）凝結(jié)水溫度低，在回?zé)峒訜嶂行枰嗟南某闅?，影響?jīng)濟(jì)性。4、空氣對過冷度的影響過冷度：過冷現(xiàn)象中凝結(jié)水溫度低于凝汽器入口蒸汽溫度的度數(shù)。凝汽器的管束布置 評定凝汽器指標(biāo)：真空凝結(jié)水過冷度凝結(jié)水含氧量水阻空氣冷卻區(qū)所排出的汽氣混合物的過冷度三角形正方形輻向管束布置原則： 管束第一排應(yīng)稀疏些 留有一定的蒸汽通道 蒸汽、空氣混合物到抽氣口途徑短 設(shè)擋汽板 留有到熱井的蒸汽通道 有空氣冷卻區(qū) 設(shè)凝結(jié)水擋板射水抽氣器 射水抽氣器由射水泵來的工作水進(jìn)入噴嘴，在噴嘴出口形成高速水流，在

10、混合室形成真空，把凝汽器的空氣吸入，然后混合、擴(kuò)壓。為了防止射水泵發(fā)生故障后水和空氣倒流入凝汽器，設(shè)置逆止閥。 射水抽氣器不消耗蒸汽，運(yùn)行費(fèi)用較低，系統(tǒng)簡單，結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)，要求設(shè)專用水泵，而且損失工質(zhì)不能回收。適用于滑壓運(yùn)行和滑參數(shù)啟動的單元制再熱機(jī)組。 水環(huán)真空泵真空越高，抽吸的質(zhì)量流量越小水環(huán)式真空泵功耗低，運(yùn)行維護(hù)方便。價格貴凝汽設(shè)備運(yùn)行監(jiān)視與調(diào)節(jié)監(jiān)視參數(shù)凝汽器喉部壓力pc抽氣器入口壓力（混合室）冷卻水入口、出口溫度凝結(jié)水溫度熱井水位凝汽器設(shè)備運(yùn)行保護(hù)調(diào)節(jié)與保護(hù)熱井水位調(diào)節(jié)凝結(jié)水泵的保護(hù)循環(huán)水泵的保護(hù)排汽溫度過高噴水保護(hù)凝汽器的清洗清洗的主要方法有化學(xué)清洗、機(jī)械清洗、水力清洗、熱力清洗

11、、聲波清洗及人工捅刷清洗等?；瘜W(xué)清洗在汽輪機(jī)停運(yùn)時才能操作，它會直接影響汽輪發(fā)電機(jī)運(yùn)行，且化學(xué)試劑對銅管還有腐蝕，3%鹽酸溶液。膠球清洗技術(shù)的球分為硬質(zhì)膠球、軟質(zhì)膠球和砂質(zhì)膠球。砂質(zhì)膠球?qū)τ补盖逑葱Ч?，但對管道也有一定的損傷，不能長期使用，只能間歇使用。人工疏通冷卻水管(用鐵扦或銅絲刷通過人工一根一根捅刷冷卻管)的效果較好，但需要停機(jī)進(jìn)行，工作量很大，勞動強(qiáng)度也大，工作環(huán)境非常艱苦人工高壓水槍清洗是近年出現(xiàn)的一種機(jī)械清洗方法，它的效果與人工疏通冷卻水管一樣，但降低了清洗的勞動強(qiáng)度，其缺點(diǎn)與人工疏通基本相同。膠球自動清洗系統(tǒng) 1-二次濾網(wǎng)；2-反沖洗蝶閥；3-注球管；4-凝汽器；5-膠球；6-收球網(wǎng)；7-膠球泵；8-加球室 膠球清洗 凝汽設(shè)備嚴(yán)密性檢驗(yàn)方法一、凝汽器汽測的嚴(yán)密性1、真空嚴(yán)密性試驗(yàn)2、水壓試驗(yàn)3、其他方法（蠟燭法、肥皂法、惰性氣體法）二、凝汽器水側(cè)的嚴(yán)密性2022-5-121、真空嚴(yán)密性試驗(yàn)?zāi)康模罕O(jiān)視運(yùn)行中機(jī)組真空系統(tǒng)的嚴(yán)密性汽輪機(jī)負(fù)荷降到80%的額定負(fù)荷 真空不 低于-87KPa(92KPa) 關(guān)閉主抽汽總門 紀(jì)錄5min（取中間3min）合格標(biāo)準(zhǔn)：每分鐘下降0.13KPa為優(yōu)秀，下降0.4KPa/min為合格，每分鐘下降0.13