《汽轮机原理》第04章摘要.ppt

第四章 汽轮机的凝汽系统及设备 现代火电厂都用凝汽式汽轮机发电。因此，都具备凝汽设备。凝汽设备工作好坏，对火电厂的经济性影响很大。 第一节 凝汽系统的工作原理 1，工作原理： 根据汽轮发电机组的热效率进行分析 其 中 ， ------ 整 机 理 想 焓 降 ； ------- 蒸 汽 初 焓 ； ( - ) ---- 为 每 kg 蒸 汽 在 锅 炉 中 的 吸 热 量 。 ——排汽焓； ——给水焓。 第三节 凝汽器 凝 汽 器 有 混 合 式 和 表 面 式 凝 汽 器 两 大 类 。 一、混合式凝汽器 混合式凝汽器是使排汽在冷却水中直接冷却而凝结成水。 冷却水从安装在混合式凝汽器上部周 围的喷嘴喷出，排汽由上部进汽口 进入，与冷却水混合而得到凝结， 凝结水与冷却水一起用水泵抽走。 这种凝汽器结构简单，冷却效果好， 制造成本低。但凝结水与冷却水混合， 不能作为锅炉给水。多用于间接空冷 凝汽系统。 3.运行对凝汽设备的要求： （1）凝汽器冷却管应具有较好的传热系数，保证良好的传热效果。自然冷却水泥沙、污染，要清洗； （2）凝结水温度不应过多低于排汽压力对应的饱和温度，以免增加过冷度。这和供水方式、季节、地理位置有关； （3）蒸汽在凝汽器内的阻力要小，以降低排汽口压力和减少凝结水过冷度。 三、凝汽器内蒸汽的凝结过程 1、凝 结 特 点 假设只有水蒸汽存在，并且凝汽器内各处的压力都相等，则蒸汽应在与压力相对应的饱和温度下凝结。实际上并非如此，因为： 1，排汽从凝汽器进口向空气抽出口流动，由于阻力存在，则凝汽器内各处压力都不相同； 2，整个系统不可能完全密封，有空气漏入。则凝汽器内各处空气分压也不相同，凝结时的饱和温度也不相同。 这样，由于阻力和空气的存在，蒸汽分压降低，使凝结水温度低于凝汽器进口处的 蒸 汽 温 度 ，造成凝结水过冷。 蒸汽与空气分压：由于空气漏入凝汽器的汽侧，故凝汽器的压力pc应是混合气体的总压。根据ts求得的对应饱和压力pc只是蒸汽空气混合物中蒸汽的分压力ps。根据理想气体状态方程式，在凝汽器中，按蒸汽、空气体积和温度相等可得到： 汽阻 使凝汽器蒸汽入口压力升高，经济性降低； 使凝结水的过冷度和含氧量增大。 凝结水过冷： 凝结水的理想温度应该是凝汽器工作压力下的饱和温度，当凝结水的温度低于凝汽器压力下的饱和温度时，即为凝结水过冷，所低的度数称为过冷度。 后果：热经济性下降，含氧量增加。 原因： 冷却管外表水膜（外侧饱和温度，内侧管内冷却水温度），水滴温度为内侧，即冷却水温度； 汽阻所致； 空气漏入，导致空气分压提高，蒸汽分压降低，而凝结水是在对应蒸汽分压的饱和温度下冷凝。 四、凝汽器内压力的确定 当 蒸 汽 处 于 饱 和 状 态 时 ， 其 压 力 与 温 度 是 一 一 对 应 的 。 所 以 ，凝 汽 器 内 压 力 取 决 于 蒸 汽 凝 结 温 度 。 为 了 求 得 凝 汽 器 内 压 力 ， 就 得 先 求 出 排 汽 温 度 。排 汽 温 度 的 高 低 取 决 于 冷 却 水 的 进 口 温 度 、冷 却 水 的 温 升 和 传 热 端 差 。 凝 汽 器 内 的 压 力 可 根 据 相 应 的 饱 和 温 度 求 得 ， 而 排 汽 温 度 可 表 示 为 ： = + + 其 中 ， ------- 冷 却 水 的 进 口 温 度 ； ------ 冷 却 水 的 温 升 ； --------传 热 端 差 。 只要求得了温度 之 值 ， 就可以从水蒸汽表中查得相对应的压力 。 注： 主要取决于k(kJ/m2.h.k), Δt的影响与Dw有关 4. 凝汽器的变工况 一、基本概念 凝汽器的工作条件受负荷Dc、季节tw1和循环水泵运行Dw的影响，从而影响凝汽器的工作压力pc。 变工况特性曲线: pc=f(Dc、Dw、tw1) 二、工况变化对冷却水温升和传热端差的影响 分析：直接影响pc的原因是ts，而ts又与△t 、tw1及δt有关，转而研究Dc、Dw、tw1 对△t 、 δt 的影响。 不同的Dw下，△t有不同的变化斜率，冷却水温升与负