凝汽設(shè)備運(yùn)行的培訓(xùn)課程

1、凝汽設(shè)備運(yùn)行的培訓(xùn)課程一、凝汽器的壓力凝汽器空間：汽側(cè)空間+水側(cè)空間。凝汽器汽側(cè)空間氣體組成：蒸汽不凝結(jié)氣體：原蒸汽中夾帶（很少）+真空系統(tǒng)不嚴(yán)密漏入系統(tǒng)的空氣。凝汽器壓力：汽側(cè)空間壓力。凝汽器壓力計算：根據(jù)道爾頓定律，汽側(cè)空間的總壓力=各組分分壓力之和，即 Pc=Ps+Pa （11-1） Pc-凝汽器總壓力。 Ps-蒸汽分壓力。 Pa-空氣分壓力。二、凝汽器排汽溫度的確定主凝區(qū)空冷區(qū)圖11-20 凝汽器內(nèi)蒸汽凝結(jié)溫度及冷卻水溫度沿冷卻表面的變化曲線1.主凝結(jié)區(qū)與空氣冷卻區(qū)主凝結(jié)區(qū)：凝汽器排汽首先流過主凝結(jié)區(qū)，是主要換熱面，簡稱主凝區(qū)?？諝饫鋮s區(qū)：占總換熱面積的5%-10%，冷卻抽氣口抽出的汽

2、氣混合物，減小容積流量，減輕抽氣器負(fù)荷，減少工質(zhì)損失，簡稱空冷區(qū)。2.排汽溫度tsts=tw2+t=tw1+t+t （11-2） ts-蒸汽凝結(jié)溫度，。 t-冷卻水溫升， 。 tw1-冷卻水的進(jìn)口溫度， 。 tw2-冷卻水的出口溫度， 。 t-凝汽器端差，。2.排汽溫度ts影響因素：冷卻水入口溫度：冷卻水入口溫度越高，排汽溫度越高。冷卻水溫升：冷卻水溫升越高，排汽溫度越高。凝汽器端差：凝汽器端差越高，排汽溫度越高。3.冷卻水的進(jìn)口溫度tw1冷卻水進(jìn)口溫度的大小取決于當(dāng)?shù)氐臍夂蚝凸┧绞健Ｆ渌麠l件不變時，冬季氣溫低，則冷卻水進(jìn)口溫度也低，排汽溫度低。夏季氣溫高，冷卻水進(jìn)口溫度高，排汽溫度高。循環(huán)

3、供水時，決定于冷水塔或噴水池的冷卻效果。4.冷卻水溫升t4.冷卻水溫升t4.冷卻水溫升t影響因素：汽輪機(jī)排汽量（汽輪機(jī)負(fù)荷）：負(fù)荷越高，凝汽器循環(huán)倍率越小，冷卻水溫升越高，排汽溫度越高。冷卻水量：冷卻水量越小，凝汽器循環(huán)倍率越小，冷卻水溫升越高，排汽溫度越高。5.凝汽器端差t定義：在凝汽器中汽輪機(jī)排汽壓力下的飽和溫度（排汽溫度）ts與冷卻水出口溫度tw2之差稱為凝汽器的端差，用符號t表示。即： 影響因素：冷卻面積：冷卻面積越小，凝汽器端差越大，排汽溫度越高。冷卻水量：冷卻水量越小，凝汽器端差越大，排汽溫度越高。傳熱系數(shù)：傳熱系數(shù)越小，凝汽器端差越大，排汽溫度越高。5.凝汽器端差t范圍：設(shè)計時，

4、一般取t=310。對于單流程凝汽器，取t=79。對于多流程凝汽器，取t=4.56.5。三、凝汽器壓力的確定主凝結(jié)區(qū)的凝結(jié)溫度： ts=tw1+t+t (11-9)主凝結(jié)區(qū)的壓力：在凝汽器結(jié)構(gòu)一定的情況下，主凝結(jié)區(qū)的壓力：三、凝汽器壓力的確定影響因素：（影響tw1的因素)冬季氣溫低，則冷卻水進(jìn)口溫度也低，排汽溫度低，凝汽器壓力低。夏季氣溫高，冷卻水進(jìn)口溫度高，排汽溫度高，凝汽器壓力高。循環(huán)供水時，決定于冷水塔或噴水池的冷卻效果。三、凝汽器壓力的確定影響因素：（影響t的因素）汽輪機(jī)排汽量（汽輪機(jī)負(fù)荷）：負(fù)荷越高，凝汽器循環(huán)倍率越小，冷卻水溫升越高，排汽溫度越高，凝汽器壓力越高。冷卻水量：冷卻水量越

5、小，凝汽器循環(huán)倍率越小，冷卻水溫升越高，排汽溫度越高，凝汽器壓力越高。三、凝汽器壓力的確定影響因素：（影響t的因素）冷卻面積：冷卻面積越小，凝汽器端差越大，排汽溫度越高。冷卻水量：冷卻水量越小，凝汽器端差越大，排汽溫度越高。傳熱系數(shù)：傳熱系數(shù)越小，凝汽器端差越大，排汽溫度越高。四、凝汽器真空的確定凝汽器真空：當(dāng)?shù)卮髿鈮号c凝汽器內(nèi)絕對壓力的差值。用符號Pv表示。 Pv=P0-Pc (11-12) Pv-凝汽器真空，Pa。 P0-當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Γ琍a 。 Pc-凝汽器內(nèi)絕對壓力，Pa 。在凝汽器結(jié)構(gòu)一定的情況下，有四、凝汽器真空的確定影響因素：（影響tw1的因素)冬季氣溫低，則冷卻水進(jìn)口溫度也低，排

6、汽溫度低，凝汽器壓力低，凝汽器真空高。夏季氣溫高，冷卻水進(jìn)口溫度高，排汽溫度高，凝汽器壓力高，凝汽器真空低。循環(huán)供水時，決定于冷水塔或噴水池的冷卻效果。四、凝汽器真空的確定影響因素：（影響t的因素）汽輪機(jī)排汽量（汽輪機(jī)負(fù)荷）：負(fù)荷越高，凝汽器循環(huán)倍率越小，冷卻水溫升越高，排汽溫度越高，凝汽器壓力越高，凝汽器真空越低。冷卻水量：冷卻水量越小，凝汽器循環(huán)倍率越小，冷卻水溫升越高，排汽溫度越高，凝汽器壓力越高，凝汽器真空越低。四、凝汽器真空的確定影響因素：（影響t的因素）冷卻面積：冷卻面積越小，凝汽器端差越大，排汽溫度越高，凝汽器壓力越高，凝汽器真空越低。冷卻水量：冷卻水量越小，凝汽器端差越大，排汽

7、溫度越高，凝汽器壓力越高，凝汽器真空越低。傳熱系數(shù)：傳熱系數(shù)越小，凝汽器端差越大，排汽溫度越高，凝汽器壓力越高，凝汽器真空越低。五、凝汽器的熱力特性曲線凝汽器熱力特性：凝汽器真空（排汽壓力）與與排汽量、冷卻水量及冷卻水入口溫度之間的相互關(guān)系。凝汽器的熱力特性曲線：在冷卻面積一定，冷卻水量也一定時，對應(yīng)于每一個冷卻水進(jìn)水溫度，可求出凝汽器真空（排汽壓力）與凝汽量之間的關(guān)系，將此關(guān)系繪成曲線，即為凝汽器的熱力特性曲線。圖11-21 凝汽器的熱力特性曲線五、凝汽器的熱力特性曲線在凝汽器的熱力特性曲線中，在排汽量一定的情況下，冷卻水溫度越高，凝汽器排汽壓力越高，凝汽器真空越低。在冷卻水溫度一定的情況下

8、，凝汽器排汽量越大，凝汽器排汽壓力越高，凝汽器真空越低。六、凝汽器的極限真空凝汽器的進(jìn)汽量是由外界負(fù)荷決定的，而冷卻水溫升是有依靠調(diào)節(jié)冷卻水量來控制的。冷卻水量主要由循環(huán)水泵的容量和運(yùn)行臺數(shù)決定。冷卻水量增加，凝汽器溫升減小，排汽壓力降低,凝汽器真空增加，則汽輪機(jī)發(fā)出功率增加。對于一臺結(jié)構(gòu)已定的汽輪機(jī)，蒸汽在末級存在極限膨脹壓力。若排汽壓力低于該值，則蒸汽的部分膨脹只能發(fā)生在動葉之后，產(chǎn)生膨脹不足損失，汽輪機(jī)功率不再增加，反而還因凝結(jié)水溫降低、最末級回?zé)岢槠吭黾佣箼C(jī)組功率減小。凝汽器的極限真空：使汽輪機(jī)作功達(dá)到最大值的排汽壓力所對應(yīng)的真空。凝汽器在極限真空狀態(tài)下運(yùn)行，需要大大增加循環(huán)水量，

9、循環(huán)水泵功耗增加，經(jīng)濟(jì)上不合算。七、凝汽器的最佳真空凝汽器的進(jìn)汽量是由外界負(fù)荷決定的，而冷卻水溫升是有依靠調(diào)節(jié)冷卻水量來控制的。冷卻水量主要由循環(huán)水泵的容量和運(yùn)行臺數(shù)決定。冷卻水量增加，凝汽器溫升減小，排汽壓力降低,凝汽器真空增加，則汽輪機(jī)發(fā)出功率增加；但同時增大循環(huán)水量，會增加循環(huán)水泵的耗功，減小機(jī)組的輸出功率。如果增大循環(huán)水量，凝汽器真空提高，使機(jī)組多發(fā)的電，比循環(huán)水泵多耗的電多，則增大循環(huán)水量是有益的； 否則是不利的。凝汽器的最佳真空：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時的真空。七、凝汽器的最佳真空圖11-22 凝汽器最佳真空的確定PT:汽輪發(fā)電機(jī)組功率的增

10、加值；PP:水泵功率的增加值八、凝汽設(shè)備運(yùn)行監(jiān)視調(diào)節(jié)與保護(hù)監(jiān)視參數(shù)：凝汽器的喉部的壓力Pc抽氣器的混合室壓力冷卻水入口溫度tw1冷卻水出口溫度tw2凝結(jié)水溫度tc熱井水位八、凝汽設(shè)備運(yùn)行監(jiān)視調(diào)節(jié)與保護(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)第四節(jié) 干式冷卻系統(tǒng)空冷系統(tǒng)的特點及類型直接空冷系統(tǒng)海勒式間接空冷系統(tǒng)哈蒙式間接空冷系統(tǒng)應(yīng)用實例一、空冷系統(tǒng)的特點及類型空氣冷卻凝汽器：以空氣作為冷卻介質(zhì)，把蒸汽凝結(jié)成水。簡稱空冷器?？绽湎到y(tǒng)：直接或間接使用環(huán)境空氣來冷凝汽輪機(jī)排汽的冷卻系統(tǒng)。空冷機(jī)組：采用空冷系統(tǒng)的汽輪發(fā)電機(jī)組。空冷系統(tǒng)的優(yōu)點：節(jié)水（65%）?？绽湎到y(tǒng)的缺點：

11、一次性投資高、煤耗高。空冷系統(tǒng)的適用范圍：最適宜用在富煤缺水地區(qū)建設(shè)。空冷系統(tǒng)的類型：直接接空冷系統(tǒng)混合式間接空冷系統(tǒng)（海勒式）表面式間接空冷系統(tǒng)（哈蒙式）二、直接空冷系統(tǒng)工作原理：汽輪機(jī)的排汽送到表面式空冷凝汽器的熱交換器管束內(nèi)直接凝結(jié)成水。熱交換器管束外側(cè)則利用強(qiáng)制通風(fēng)帶走蒸汽凝結(jié)時放出的汽化潛熱。圖11-23 直接空冷系統(tǒng)示意圖定義:直接使用環(huán)境空氣來冷凝汽輪機(jī)排汽的冷卻系統(tǒng)。二、直接空冷系統(tǒng)圖11-24 直接空冷發(fā)電廠外景圖二、直接空冷系統(tǒng)圖11-25 直接空冷系統(tǒng)外景圖1二、直接空冷系統(tǒng)圖11-26 直接空冷系統(tǒng)外景圖2二、直接空冷系統(tǒng)圖11-27 直接空冷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖二、直接空冷系統(tǒng)

12、圖11-28 直接空冷系統(tǒng)散熱翅片管結(jié)構(gòu)圖二、直接空冷系統(tǒng)圖11-29 直接空冷系統(tǒng)冷卻風(fēng)機(jī)二、直接空冷系統(tǒng)優(yōu)點：不需要冷卻水等中間介質(zhì)。系統(tǒng)設(shè)備少，結(jié)構(gòu)簡單，系統(tǒng)投資較少。缺點：粗大的排汽管道密封困難，維持真空困難。啟動時抽真空時間較長。采用強(qiáng)制通風(fēng)，耗電量大，噪音大。冬季冷卻元件易結(jié)冰。應(yīng)用情況：在世界各國已有較多采用，占空冷凝器系統(tǒng)發(fā)電機(jī)組的60以上，目前最大機(jī)組已超過600MW。我國目前也正在發(fā)展600MW機(jī)組，如內(nèi)蒙上都、山西運(yùn)城。生產(chǎn)廠家：目前主要生產(chǎn)公司有德國GEA、美國SPX。國內(nèi)哈空調(diào)、江蘇雙良等。三、海勒式間接空冷系統(tǒng)圖11-30 海勒式間接空冷系統(tǒng)示意圖1-空冷汽輪發(fā)電機(jī)

13、組;2-凝結(jié)水泵;3-循環(huán)水泵;4-水輪發(fā)電機(jī)組;5-節(jié)流閥;6-空冷塔;7-噴射式凝汽器工作原理：循環(huán)水通過循環(huán)水泵升壓后進(jìn)入面式空冷塔下部的冷卻管中。由于流過空冷塔的空氣的自然對流，將循環(huán)水中的熱量帶走。溫度降低后的循環(huán)水進(jìn)入混合式凝汽器中去凝結(jié)汽輪機(jī)的排汽。三、海勒式間接空冷系統(tǒng)圖11-31 海勒式間接空冷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖三、海勒式間接空冷系統(tǒng)優(yōu)點：以微正壓的低壓水系統(tǒng)運(yùn)行，較易掌握。年平均背壓較低，機(jī)組煤耗較低。缺點：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)備多，投資大?；瘜W(xué)水耗水大。系統(tǒng)容易發(fā)生冰凍。應(yīng)用情況：我國山西大同第二發(fā)電廠有兩臺200MW 汽輪發(fā)電機(jī)組用了此系統(tǒng)。四、哈蒙式間接空冷系統(tǒng)圖11-32 海勒

14、式間接空冷系統(tǒng)示意圖1-空冷汽輪發(fā)電機(jī)組;2-凝結(jié)水泵;3-循環(huán)水泵;4-冷卻管;5-空冷塔;6-表面式凝汽器工作原理：循環(huán)水通過循環(huán)水泵升壓后進(jìn)入面式空冷塔下部的冷卻管中。由于流過空冷塔的空氣的自然對流，將循環(huán)水中的熱量帶走。溫度降低后的循環(huán)水進(jìn)入表面式凝汽器中去凝結(jié)汽輪機(jī)的排汽。四、哈蒙式間接空冷系統(tǒng)優(yōu)點：設(shè)備少、節(jié)約廠用電。冷卻水系統(tǒng)與汽水系統(tǒng)分開，兩者水質(zhì)均可保證。冷卻水系統(tǒng)防凍性能好。缺點：空冷塔占地大，基建投資多。系統(tǒng)中要進(jìn)行兩次表面式換熱，使全廠熱效率有所降低。應(yīng)用情況：我國太原第二熱電廠用了此系統(tǒng)。五、國內(nèi)外空冷發(fā)電廠電 廠國 家功率 MW空冷系統(tǒng)投運(yùn)年代烏德里拉斯西班牙150直接空冷1970懷俄達(dá)克美 國330直接空冷1978馬 丁 巴南 非665直接空冷1987加 加 林匈牙利200海勒間冷1969拉 茲 頓原蘇聯(lián)220海勒間冷1970司麥森林德 國300哈蒙間冷