凝汽器

第六篇凝汽设备的运行

?凝汽器的作用 ?凝汽器的结构 ?凝汽器的正常运行 ?凝汽器的抽汽器介绍

凝汽设备的任务

? (1)在汽轮机排汽口建立并保持规定的真空，以提高循环效率；

?(2)将汽轮机排汽凝结成洁净的凝结水作为锅炉给水，重新送回锅炉。 ?(3) 除掉凝结水中氧气，以减少氧气对主凝结水管路的腐蚀。

真空与循环效率

?当背压由10kPa降至5kPa时，其循环热效率将从40.2％提高到42.2％ 但它由两方面因素来决定： （1）末级蒸汽参数的降低，蒸汽比容的增加，汽轮机的后汽缸和末级叶片势必相应增大和增长，这样会使汽缸十分庞大。

（2）背压的降低，需加大凝汽器的冷却面积，增加循环水量和厂用电，增加整套辅机的投资以及运行费用。

我国电站汽轮机的背压一般按3—7kPa 凝汽设备的组成

?凝汽设备主要由凝汽器、抽气器、凝结水泵、循环水泵以从这些部件之间的连接管道和附件

组成。

?凝汽设备的原则性热力系统：描述凝汽系统基本组成和工作原理。

凝汽设备的原则性热力系统 凝汽器的工作原理

?凝汽器中真空的形成主要原因是由于汽轮机的排汽被冷却成凝结水，其比容急剧缩小。如蒸

汽在绝对压力4kPa时蒸汽的体积比水的体积大3万多倍。当排汽凝结成水后，体积就大为缩小，使凝汽器内形成高度真空。

凝汽器的真空形成和维持必须具备三个条件

?（1） 凝汽器的铜管必须通过一定的冷却水量。

?（2） 凝结水泵必须不断的把凝结水抽走，避免水位升高，影响蒸汽的凝结。 ?（3） 抽汽器必须把漏入的空气和排汽中的其它气体抽走。

凝汽设备的要求

?(1)凝汽器应具有较高的传热系数 ；

?(2)凝汽器本体及真空系统要有高度的严密性 ； ?(3)低凝结水过冷度；不超过0.5—1℃ ； ?(4)凝汽器的汽阻、水阻要小；

?(5)与空气一起被抽气器抽出的未凝结蒸汽量应尽可能少 ； ?(6)凝结水的含氧量要小 ； ?(7)便于清洗冷却水管 ；

?(8)凝汽器的总体结构及布置方式应便利于制造、运输、安装及维修等 凝汽器设备运行情况良好主要表现在哪些方面

?凝汽设备运行情况良好主要表现在以下三个方面： 保证达到最有利真空；凝结水的过冷度小；

保证凝结水的品质合格。

表面式凝汽器的结构和分类

?在表面式凝汽器中，冷却工质与蒸汽冷却表面隔开互不接触。

?分为空气冷却式和水冷却式两种，分别被称为空冷式凝汽器和水冷式凝汽器。

?用水做冷却介质时．凝汽器的传热系数高，在保持洁净的和含氧量极小的凝结水的条件下，获得和保持高真空。它是现代电站汽轮机装置中采用的主要型式，只存在严重缺水地区的电站．才用空气冷却凝汽器。 表面式凝汽器的构造简图

表面式凝汽器的构造由哪些部件组成

? 凝汽器主要由外壳、水室、管板、铜管、与汽轮机连接处的补偿装置和支架等部件组成。凝汽器有一个圆形（或方形）的外壳，两端为冷却水水室，冷却水管固定在管板上，冷却水从进口流入凝汽器，流经管束后，从出水口流出。汽轮机的排汽从进汽口进入凝汽器与温度较低的冷却水管外壁接触而放热凝结。排汽所凝结的水最后聚集在热水井中，由凝结水泵抽出。不凝结的气体流经空气冷却区后，从空气抽出口抽出。以上就是凝汽器的工作过程。 表面式凝汽器的分类

?(一)按汽流方向分 ?1．汽流向下式 ?2 汽流向上式 ?3.汽流向心式 ?4．汽流向侧式

按汽流方向分

汽流向侧式凝汽器特点

?汽轮机的排汽进入凝汽器后，因抽气口处压力最低，所以汽流向抽气口处流动。汽流向侧式凝汽器有上下直通的蒸汽通道，保证了凝结水与蒸汽的直接接触。一部分蒸汽由此通道进入下部，其余部分从上面进入管束的两半，空气从两侧抽出。在这类凝汽器中，当通道面积足够大时，凝结水过冷度很小，汽阻也不大。国产机组多数采用这种型式。

汽流向心式凝汽器特点

?汽流向心式凝汽器，蒸汽被引向管束的全部外表面，并沿半径方向流向中心的抽气口。在管束的下部有足够的蒸汽通道，使向下流动的凝结水及热水井中的凝结水与蒸汽相接触，从而凝结水得到很好的回热。这种凝汽器还由于管束在蒸汽进口侧具有较大的通道，同时蒸汽在管束中的行程较短，所以汽阻比较小。此外，由于凝结水与被抽出的蒸汽空气混合物不接触，保证了凝结水的良好除氧作用。其缺点是体积较大。国产200MW机组就采用这种凝汽器。 按冷却水的流程分 按垂直隔板分

按凝汽器汽侧压力分 凝汽器管子排列方式 管束布置图 除氧装置

凝汽器钢管在管板上如何固定

?凝汽器铜管在管板上的固定方法主要有垫装法、胀管法、焊接法（钛管）。垫装法是将管子两端置于管板上，再用填料加以密封。优点是当温度变化时，铜管能自由胀缩，但运行时间长了，

填较会腐烂而造成漏水。胀管法是将铜管置于管板上后，用专用的胀管器将铜管扩胀，扩管后的铜管管端外径比原来大1～1.5mm，与管板间保持严密接触，不易漏水。这种方法工艺简单、严密性好，现在广泛在凝汽器上采用。

凝汽器与汽轮机排口是怎样连接的？排汽缸受热膨胀时如何补偿？

?凝汽器与排汽口的连接方式有焊接、法兰连接、伸缩节连接三种。大机组为保证连接处的严密性，一般用焊接连接。当用焊接方法或法兰盘连接时，凝汽器下部用弹簧支撑。排汽缸受热膨胀时，靠支承弹簧的压缩变形来补偿。小机组用伸缩节连接时，凝汽器放置在固定基础上，排汽缸的温度变化时，膨胀靠伸缩节补偿。也有的凝汽器上部用波形伸缩节与排汽缸连接，下部仍用弹簧支承。

凝汽器汽侧中间隔板起什么作用

?为了减少铜管的弯曲和防止铜管在运行过程中振动，在凝汽器壳体中设有若干块中间隔板。中间隔板中心一般比管板中心高2～5mm，大型机组隔板中心抬高5～10mm。管子中心抬高后，能确保管子与隔板紧密接触，改善管子的振动特性；管子的预先弯曲能减少其热应力；还能使凝结水沿弯曲的管子中央向两端流下，减少下一排管子上积聚的水膜，提高传热效果，放水时便于把水放净。

凝汽器的热力特性曲线

?凝汽器内压力的高低是受许多因素影响的，其中主要因素是汽轮机排入凝汽器的蒸汽量、冷却水的进口温度、冷却水量。这些因素在运行中都会发生很大的变化。凝汽器的压力与凝汽量、冷却水进口温度、冷却水量之间的变化关系称为凝汽器的热力特性。在冷却面积一定，冷却水量也一定时，对应于每一个冷却水进水温度，可求出凝汽器压力与凝汽量之间的关系，将此关系绘成曲线，即为凝汽器的热力特性曲线。 凝汽器的热力特性 凝汽器的热力特性

凝汽器热交换平衡方程式如何表示？

?凝汽器热交换平衡方程式的物理意义是：8 a9 z& Y4 N4 J. s\ 排汽凝结时放出的热量等于冷却水带走热量。1 U: ^/ S) I5 e+ b

方程式为： Dc（hc－hc’）＝Dw（t2－t1）cw （4-1）# c5 ], n$ D5 L' @! N9 w& w 式中 Dc——进入凝汽器的蒸汽量，kg／h； / R# d& m- N2 a hc——汽轮机排汽的焓值，kJ／kg； 1 I4 N* j2 g: s; U/ ~4 @ hc’——凝结水的焓值，kJ／kg； ) z1 f4 g* d' q- h t1 、t2——冷却水的进、出水温度，℃； cw——冷却水的比热容，kJ／（kg?℃）； 8 r( h: w6 d6 c6 x\ Dw——进入凝汽器的冷却水量，kg／h. + r+ ~; L' M8 ~8 M& k. \\+ `

式中（hc－hc’）的数值在（510～520）×4.186 kJ／kg之间，近似取520×4.186 kJ／kg。 3 S- Q* A7 b7 M

冷却水进口温度tw1

? (一)冷却水进口温度tw1

? 冷却水进口温度tw1决定于地区的气温和供水方式，与凝汽器的运行情况无关。在其他

条件不变的情况下，越低真空越高，因此，冬季比夏季水温低，真空也较高

凝结水温升

极限真空与最佳真空

极限真空与最佳真空

凝汽器的极限真空和最有利真空 ?凝汽器的极限真空

?凝汽器真空的高低，主要决定冷却水的温度和流量。提高真空主要靠降低冷冷却水温或增大却水量。当凝汽器的真空提高时，蒸汽在末级叶片中膨胀，如果背压很低，就可能在斜切部分进行膨胀，背压再降低，膨胀超出了斜切部分后就起不到作用了。这时汽轮机做功将不增加，即此时的真空达到了极限，超过了这个真空，蒸汽在末级叶片出口处继续膨胀造成涡流损失。然而汽轮机在极限真空下运行并不是有利的，因为要建立这样高的真空，就必须消耗相当多的电量，此外造成机组轴向推力增大。 凝汽器的最有利真空

?在给定凝汽器的热负荷和冷却水的进口温度下，增加冷却水量，则凝汽器的真空提高，使机

组的出力增加△Nd，但同时输送冷却水的循环泵功率也增加△Na，△Nd—△Na之差为最大时的冷却水量所对应的真空即为最有利真空。

?冷却倍率 ：每吨排气凝结时所需要的冷却水量，即冷却倍率=冷却水量/排气量。一般取50～80。如一台汽轮机排气量80t/h，冷却水量5000t/h。则冷却倍率为约为63。 ?凝汽器真空与排气温度的关系 ：

?排气温度=冷却水入口温度+冷却水出入口温度差+排气温度与冷却水出口温度之差 ?端差 ：排气温度与冷却水出口温度之差 ?在冷却水量不变的条件下，进入凝汽器的蒸汽增大，端差增大，排气温度升高，凝汽真空降低；端差大小反映了进入凝汽器的蒸汽量、铜管的脏污结垢程度、凝汽设备工作正常与否，因此可根据端差估计凝汽器工作好坏的依据。一般取6～8℃，端差越小，表示凝汽器运行越好。 ?过冷度：排汽温度和凝结水温度之差

?冷却水温升 ：凝汽器冷却水进、出口温度差叫冷却水的温升，其数值一般为5～10℃

凝汽器的热力特性

?凝汽器的压力与凝汽量、循环水进口温度和循环水量之间的变化关系称为凝汽器的热力特性。

传热端差

端差对于正常运行的凝汽器（铜管无堵塞，真空系统严密），端差δt值可以用下面的经验公式计算：

?δt =（dn+7.5）n/（31.5+t1） ?其中 dn=q/A

?式中 dn 凝汽器单位面积的蒸汽负荷 kg/m2 h ? A 凝汽器的传热面积 #3机为3000 m2 ? n 常数 用设计条件下的t１dn δt 值

? 代入求得 通常为５～７ ? t１冷却水入口温度

运行中减小凝汽器的端差的措施

?（1） 尽可能的保持凝汽器传热面的清洁、干净。列如运行中投入胶球清洗系统，检修时要用机械或水力方法捅刷、清洗凝汽器传热面，以及结垢严重时酸洗等。

?（2） 在冷却水中加入一些化学药品，以杀死冷却水中的微生物，减少一些澡类物质在传热表面的附着、繁衍；进一步的处理是除去水中的一些盐类物质，减少结垢。

?（3） 维持真空系统的严密性，减少漏空气。真空严密性试验不合格时，就要设法找出并

消除漏空气点。

?（4） 抽气器应维持在正常、高效的状态下工作，以使凝戚器中的空气水品尽量维持在低限。

?（5） 端差增加的原因；有1；凝汽器铜管水侧或汽侧结垢；2；凝汽器汽侧漏入空气；3；冷却水管堵塞；4；冷却水量减少等。 运行中对凝结水质要求

凝汽器的投运时注意事项。

? 投运前，一定要检查凝汽器静水压试验时的临时支撑已取消，否则将影响凝汽器的膨胀。 ?（2） 凝汽器在抽真空及进入蒸汽后，应注意检查凝汽器各部分的温度和膨胀变形情况，并对真空、水位、排汽温度及循环水的压力、温度等有关参数进行监视。

?（3） 投云循环水之前，禁止有疏水进入凝汽器。抽真空之前，要控制进入凝汽器的疏水量。

?（4） 当真空低于规定值时，严禁投入低压旁路系统。

?（5） 特别注意的是；启动循环水泵时凝汽器的出口必须开启，否则将使凝汽器的端盖变形。特别是在风筒式的冷却塔，将冷却水上塔和下塔的操作中，一定要按操作规程操作。 凝汽器铜管的清洗方法当凝汽器冷却水管结垢或被杂物堵塞时，便破坏了凝汽器的正常工作。使真空下降。因此必须清洗铜管，使其保持较高的清洁程度 ?机械清洗。机械清洗即用钢丝刷、毛刷等机械，用人工清洗水垢。缺点是时间长，劳动强度大，此法已很少采用。

? 酸洗。当凝汽器结有硬垢，真空无法维持时应停机进行酸洗。用酸溶液溶解去除硬质水垢。去除水垢的同时还要采取适当措施防止铜管被腐蚀。

? 采取干燥法。凝汽器有软垢污泥时，可采用通风干燥法处理，其原理是使管内的微生物和软泥龟裂，在通水冲走。

? 反冲洗法。凝汽器中的软垢还可以采用冷却水定期在铜管中反向流动的反冲洗方法来清除。这种方法缺点是要增加管道阀门的投资，系统较复杂。

? 胶球连续清洗法。是将比重接近水的胶球投入循环水中，利用胶球通过冷却水管，清洗铜管内松软的沉积物。是一种较好的清洗方法，目前我国各电厂普遍采用此方法。 ? 高压水泵。（15—20MPa）.高速水流击振冲洗法. 凝汽器铜管腐蚀、损坏造成泄漏的原因 ?运行中凝汽器铜管腐蚀大致可分为三种。

?（1） 电化学腐蚀；由于铜管本身材料质量关系引起电化学腐蚀，造成铜管穿孔，脱锌腐蚀。

?（2） 冲击腐蚀；由于水中含有机械杂物在管口造成涡流，使管子进口端产生溃疡点和剥蚀性损坏。

?（3） 机械损伤；造成机械损伤的原因主要是铜材的热处理不好，管子在涨接时产生的英里以及运行中发生共振等原因造成铜管裂纹。

?凝汽器铜管的腐蚀，其主要形式是脱锌。腐蚀部分的表面因脱锌而变成海绵状，管质变脆，机械强度大大降低。 防止铜管腐蚀的方法

?⑴ 采用耐腐蚀金属制作凝汽器管子，如用钛管制成冷却水管。

⑵ 硫酸亚铁或铜试剂处理 经硫酸亚铁处理的铜管不但能有效地防止新铜管的脱锌腐蚀，而且对运行中已经发生脱锌腐蚀的旧铜管，也可在锌层表面形成一层紧密的保护膜，能有效地抑制脱锌腐蚀的继续发展。 ; k- G& n, z w/ Q o

⑶ 阴极保护法 阴极保护法也是一种防止溃疡腐蚀的措施，采用这种方法可以保护水室、管板和管端免遭腐蚀。

⑷ 冷却水进口装设过滤网和冷却水进行加氯处理。

⑸ 采取防止脱锌腐蚀的措施，添加脱锌抑制剂。防止管壁温度上升，消除管子内表面停滞

搜索“diyifanwen.net”或“第一范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，第一范文网，提供最新初中教育凝汽器 全文阅读和word下载服务。