凝汽器真空的确定.doc

凝汽器真空的确定 凝汽系统 发电厂用的汽轮机组绝大部分是凝气式汽轮机。凝汽系统是凝气式汽轮机的一个重要组成部分，系统由凝汽器3、抽气设备4、循环水泵5、凝结水泵6以及相连的管道和阀门等组成。 1.1凝汽系统的工作性能 凝汽器工作性能的好坏，直接影响到整个机组的热经济性和可靠性，主要体现在： （1）从循环效率看，凝汽器真空的好坏，即汽轮机组终参数的高低，对循环效率所产生的影响是和机组初参数的影响同等重要。据调查统计，国产引进型 300MW机组低真空问题最为严重，凝汽器真空值在91%一94%之间，比设计低3~6个百分点，使机组供电煤耗增加8.19/(kw·h)。在进汽温度不变的情况下汽轮机排汽温度每降低10℃，机组的热效率增加3.5%，这在电厂中是相当可观的。 （2）从设备的耗水量看，采用湿式冷却塔的凝汽器用水量占总耗水量的 42.8%~79.5%。 （3）从设备耗电量看，整个机组的辅机耗电量约占其发点量的5%~9%，其中循环水泵、凝结水泵，抽气设备的耗电量也占了较大的比重。 （4）从运行安全性看，根据可靠性统计，凝汽设备故障可使整个机组可用率降低3.8%。 （5）从设备投资看，汽轮机辅机价格约占主机的一半，而辅机价格中的约50%是用于凝汽设备。 （6）从材料消耗看，凝汽器的钢材和钢管材料消耗量也是相当可观的。 由此表明，凝汽系统对于整个电厂设计、布置、安装和运行维护都是十分重要的方面。 1.2凝汽系统的任务 （1）建立维持真空 从热力学第二定律的观点，完整的动力循环必须要有一个冷源，凝气系统在蒸汽动力循环（郎肯循环）中起着冷源作用，在汽轮机末级排气口建立并维持规定的真空，通过降低排汽压力和排汽温度，来提高循环热效率。 （2）凝结作用 汽轮机的工质是经过严格化学处理的水蒸气，凝汽器将汽轮机排汽凝结成水，凝结水经回热抽汽加热、除氧后，作为锅炉给水重复使用。 （3）真空除氧作用 利用热力除氧原理除去凝结水中的溶解气体（主要为氧气），从而提高凝结水品质，防止热力系统低压回路管道、阀门等腐蚀。 （4）蓄水作用 凝汽器既是汇集和储存凝结水、热力系统中的各种疏水、排汽和化学补充水的场所，又是缓解运行中机组流量的急剧变化，从而起到热力系统稳定调节作用的缓冲器。 1.3凝汽系统的类型 发电厂使用的凝气系统主要以水为冷却介质，在严重缺水的发电厂可用空气为冷却介质。 水冷凝气系统的冷却方式又可以分为直流供水方式和循环供水方式：直流供水方式是以江河湖海的天然水源作为冷却水源，其广泛应用于建在大江、大海附近的发电厂；循环供水方式则需要专业的冷却塔，冷却水吸收凝汽器中排汽的压力后，送人冷却塔中进行冷却，冷却后的冷却水重新进入凝汽器中工作，如此循环往复。一般只需要补充少量的冷却水来弥补循环水中的水损失，因此适用于水源不足的地区采用。 空冷凝气系统是指利用空气来带走汽轮机排汽热量的凝气系统，不需要冷却水，厂址选择不受冷却水源的限制，例如坑口电厂。 1.4对凝汽器的要求 为了形成高度的真空，凝汽器应满足下列要求： 具有良好的传热性能。良好的传热性能主要是通过管束的合理排列布置来达到，蒸 汽在凝汽器内不断凝结的结果，使得不凝结气体比例越来越大，传热系数则随之逐步降低，如果能按照蒸汽流动分布相应地设置流道，使蒸汽圆滑地流向空气冷却区，从而使蒸汽负荷均匀地分配于管束，这样不仅有良好的传热性能，而且也会减少汽侧流动阻力和改善除氧效果。 具有高度严密性。运行中，凝汽器的汽侧压力既低于壳外的大气压力，也低于管内的水侧压力。如果水侧严密性不好,则冷却水就会渗漏于汽侧，恶化凝结水水位，这对大机组的安全运行是极大的威胁。另外，如果汽侧严密性不好,那么空气将漏入汽侧，恶化了传热，降低了真空。因此，严密性对凝汽器来说是一个最基本的要求。 具有尽可能小的汽阻和过冷度。汽阻是蒸汽、空气混合物流过凝汽器管束空间的流动阻力损失，汽阻的存在造成凝结过冷度和含氧量增加。凝结水的过冷,降低了循环的热经济性，凝结水含氧量的增加，则加剧了设备腐蚀的危险性，所以性能良好的凝汽器应尽量减少汽阻和过冷度。 具有良好的除氧功能。现在大型凝汽器除了合理布置管束和流道以尽量减少汽阻，从而减少凝结水含氧量外，还设有专门的除氧装置，以保证凝结水含氧量在规定值以下。 具有较小的水阻。水阻是冷却水在凝汽器冷却管中的流动阻力和进出管子及进出水室时的局部阻力之和，这个阻力的大小对循环水泵选择和管道布置都有影响。应通过技术经济比较来确定，所以它是冷却水系统优化设计中的一个重要参数。 凝汽器内压力的确定 在凝汽器内，由于空气分压的存在，各处的蒸汽压力并不完全相等。但只要抽气设备正常运作，在主凝结区域内，空气所占的比例很小，其分压力影响很小，所以蒸汽在凝汽器内的