汽轮机原理第四章凝汽设备05042800教程.ppt

排汽进入凝汽器，被由循环水泵供给的冷却水冷却凝结为水，凝结水不断被凝结水泵抽走。由于凝汽器内压力很低，空气会从不严密处漏入凝汽器。由于空气不能凝结，同时会阻碍蒸气和冷却水之间的换热，需用抽气器将其不断的抽走。 （1）凝汽器：高度真空（降低排汽压力和排汽温度） ，使排汽在凝汽器中不断地凝结成水；将放出的热量带走，将生成的凝结水汇集送走； 优良凝器应满足的要求: 循环水系统：由循环水泵、水源、管道等组成，由循环水泵泵送冷却水，带走蒸汽释放的汽化潜热。 二、空冷凝汽系统 利用空气带走排汽热量的系统。 3、根据流程不同分为： 优点：结构简单、成本低、冷却效果好。 凝汽器分为主凝结区和空气冷却区。 设置空气冷却区的目的：①使尚未凝结的蒸汽凝结，减少工质损失;②减小汽体体积，减轻抽气设备负荷。 五、 凝汽器的管束布置和真空除氧 加热蒸汽通入热井，混合加热凝结水至饱和温度，除氧效果好 第四节 抽气设备 ⑵传热系数K 冷却水管的圆筒形管壁传热看成平壁传热： ----水侧放热系数 ----蒸汽空气混合物向冷却水管壁放热的热阻 ----蒸汽空气混合物向冷却水管壁放热的放热系数 ----管壁本身热阻 ----管内壁到冷却水的放热热阻 ----凝汽器总热阻 传热过程的热阻取决于三个环节：①管外凝结放热、 ②管壁导热、 ③管内壁对流换热。 ①管外凝结放热影响因素主要有： a水膜厚度 b汽侧空气含量 富空气区 凝结水膜 实验表明：纯净蒸汽的凝结放热系数很高，可达63000kJ/m2.h.K，如凝汽器中有少量空气，其凝结放热系数只有28000kJ/m2.h.K, 在空冷区，由于空气含量较大，放热系数只有2000～6500kJ/m2.h.K 蒸汽中含有少量空气即可恶化传热。 水膜厚度受凝结量和管束排列影响，水膜内外可能有1.3～6.7℃的温差。 ②影响管壁热阻的因素 管壁厚度（1-2mm) 材料导热系数 采用导热性能优良的铜 钛管或不锈钢管 管内结垢 物理垢(如矿物垢) 生物垢 导热热阻增大 传热系数减小 端差增大 流速（主要因素） 流速 对流传热↑ ③影响水侧热阻的因素 循环水泵功耗↑ 流速 实际传热系数的计算 经验公式或经验图表 HEI 公式 未修正传热系数，与流速的平方根及 管径有关 冷却水温度修正系数 冷却管材料修正系数 清洁系数 1.5-2m/s 别尔曼(前苏)公式 清洁程度修正系数 流速与管径修正系数 冷却水进口温度修正系数 冷却水流程修正系数 负荷修正系数 最佳真空：循环水量增大，凝汽器真空上升，因真空提高机组所多发的电功率，与增加循环水量所多消耗的循环水泵功耗之间的差值为最大时的真空，即为凝汽器的最佳真空。 极限真空：当由于背压降低而增加的有效焓降等于余速损失的增量时，所对应的真空（循环水进口温度所对应的蒸汽饱和压力为极限真空）。 (二)凝汽器的最佳真空 △Pel △Pp △Pnet 最佳的循环水量，应是增大循环水量时，使机组真空提高多发的电功率△Pel与增加循环水量循环水泵所多消耗的电功率△Pp 之间的差值△Pnet为最大。 该循环水量所对应的真空称为凝汽器的最佳真空，(pc)opt （一）凝汽器的管束布置 三角形排列法：密集程度最大，通道狭窄，通道汽阻最大，湍动度大，换热效果好。 正方形排列法：通道面积比三角形大，汽阻小，湍动度大，换热效果好。 辐向排列法：通道面积大，汽阻最小，换热效果没有前两者好。 减小汽阻 减小过冷度 均匀热负荷（总体传热系数较高） 凝汽器管束 布置的要求 卵形管束布置的凝汽器在组装中 教堂窗式管束布置的凝汽器 向心式管束布置的凝汽器在组装中 （二）真空除氧 凝结水含氧量大，增大铜管腐蚀、凝结水系统管道阀门腐蚀，凝汽器都设真空除氧装置。有淋盘除氧和鼓泡除氧。 60％额定负荷以上，除氧效果好；低负荷和机组启动时，蒸汽量少，蒸汽不能冲向热井，除氧效果较差。 淋盘除氧 鼓泡除氧 抽气器的作用： 2. 抽取凝汽器汽侧空间的不凝结气体，以保持汽侧良好的传热状态和凝汽器真空。 1. 机组启动时，在汽轮机内部建立真空； 抽气器的类型： 1.射流式抽气器 2. 水环式真空泵 射汽抽气器 射水抽气器 用于小型机组 用于大型机组 * 第一节 凝汽设备的工作原理第二节 凝汽系统第三节 凝汽器第四节 抽气设备第五节 多压式凝汽器 第四章 汽轮机的凝汽系统及设备 第一节 凝汽设备的工作原理 一、凝汽设备的工作原理 凝汽器 凝结水泵 循环水泵 汽轮机 抽气器 1.凝汽设备的工作原理 凝汽设备组成:凝汽器、抽气器、循环水泵和凝结水泵、管道、阀门。 （2）循环水泵：为凝汽器提供冷却水； （3）凝结水泵：从凝汽器底部热井中抽走凝结水，并送往