电厂汽轮机原理及系统 ch4 汽轮机凝汽设备及系统.ppt

Ch4 汽轮机凝汽设备及系统 本章内容概述 4.1 汽轮机凝汽设备及系统 凝汽系统的作用、原理与组成 凝汽器压力及其影响因素 凝汽器的运行特性 多压凝汽器 抽气设备 4.2 发电厂空冷系统 发电厂空冷系统类型 设计背压及主要设计参数 变工况运行特点及要求 4.1.1 凝汽系统的作用、原理与组成 作用与功能 冷端放热、回收工质 朗肯循环中，冷端放热、凝结排汽 建立、维持真空 汽轮机尾部建立并维持真空，增大机组理想焓降 热力除氧、改善凝水品质 热力物理分解除去凝水及补水中的氧气，防止加热器及锅炉的氧腐蚀 原理 在汽、水共存体系中，压力决定于汽、水热力平衡温度，即该温度对应的汽、水饱和压力 凝汽器为开口系统，进入的蒸汽量与排出的凝水量保持平衡，汽、水空间的分界面稳定，为准封闭系统，其压力同样决定于汽、水热力平衡温度 4.1.1 凝汽系统的作用、原理与组成 凝汽系统的组成 凝汽器、循环水泵与循环水系统、凝结水泵、抽气器等组成。 凝汽器 将蒸汽凝结成水的大型换热器，有表面式和混合式两种。 冷却介质 水和空气 型式 水冷管、壳表面式，空冷管膜式 管、壳表面式 水在管侧，单流程或多流程，汽在壳侧 4.1.1 凝汽系统的作用、原理与组成 循环水系统 水源、循环水泵、管道等，循环水泵泵送冷却水，输运蒸汽释放的汽化潜热 开式循环 江、河、湖、海为水源，冷却水单次使用 闭式循环 冷却塔为冷源，冷却水循环多次使用 凝结水泵 抽送凝结水至低压加热器，维持凝汽器热井水位 抽气器 抽排凝结释放和漏入的不凝结气体，保证凝结传热面良好的凝结换热条件 型式 射汽抽气器、射水抽气器、水环真空泵、列勃兰式 4.1.2 凝汽器压力及其影响因素 凝汽器内压力 总压与分压 不凝结气体和蒸汽组成的多组分气体 道尔顿定律：总压力为组成气体分压力之和 4.1.2 凝汽器压力及其影响因素 传热过程与凝汽器压力的确定 传热过程 4.1.2 凝汽器压力及其影响因素 热量输运与冷却水温升 蒸汽的放热被冷却水吸收 热量输运 循环倍率 冷却循环水的流量与蒸汽量的比 增大m，减小温升，降低凝汽器压力，但增大泵耗。开式循环60左右，闭式循环50左右 4.1.2 凝汽器压力及其影响因素 传热方程 传热过程 管外凝结放热、管壁导热、管内污垢导热和冷却水的对流传热。采用集总参数模型 传热方程 对数平均集总参数模型 对数平均温度 4.1.2 凝汽器压力及其影响因素 传热系数 HEI 公式 4.1.2 凝汽器压力及其影响因素 别尔曼(前苏联)公式 4.1.3 影响凝汽器压力的因素 冷却水进口温度 决定于环境条件和冷却设备特性 水源 江、河、湖、海，深海水 冷却塔 空气干度、风，冷却负荷 冷却水量 冷却水量大，温升小，凝汽器压力低，但循环水泵功耗大 传热性能 汽侧 管束排列，不凝结气体，传热表面，结垢 管壁 冷却管材料，铜管、不锈钢、钛管 水侧 结垢 盐类、污泥和腐蚀物等物理垢，藻类、贝壳等生物垢。防垢，清洗（凝汽器胶球系统 ） 对流传热 冷却水流速、水温。强化传热 4.1.4 凝汽器的运行特性 凝汽器的运行性能指标 压力 汽器传热管上部的绝对凝压力 冷却水温升 凝汽器循环冷却水进、出口温差 端差 凝汽器压力对应的蒸汽饱和温度与冷却水出口温度的差 过冷度 凝汽器压力对应的蒸汽饱和温度与热井中凝结水的温差 凝结水含氧量 凝结水中含氧量 汽阻 凝汽器喉部与抽气口间的压差 水阻 循环冷却水在凝汽器内循环水通道所受的阻力 凝汽器的运行特性（变工况） 运行特性　凝汽器压力与机组负荷、冷却水量、冷却水进口温度的对应关系 4.1.4 凝汽器的运行特性 运行特性分析 最佳真空、极限真空 最佳(或经济)真空 当循环水泵的功耗增大量与机组有效出力增多量相等时，对应的真空即为最佳(或经济)真空 极限真空 循环水进口温度所对应的蒸汽饱和压力为极限真空 最大有效真空 末级动叶达到极限膨胀时所对应的真空为最大有效真空 4.1.4 凝汽器的运行特性 汽阻 由于抽汽设备容量的限制，在凝汽器真空系统漏入空气量增多时，汽阻就会增大，从而使凝汽器的真空下降。 汽阻的增大，抽气能力下降，引起凝结水过冷度增大、凝水的含氧量提高。 在漏入空气量增多时，应相应地增大抽气设备的出力，保持凝汽器的正常真空，并使凝水的过冷度及含氧量控制在合理的范围内。 水阻 水阻是指冷却水在凝汽器内循环通道中受到的阻力。增大水阻，循环水泵的功耗就要加大，厂用电增多。 在水泵压头一定时，水阻增大将使凝汽器冷却管中的水速减小，导致传热系数减小、冷却水的温升提