發(fā)電廠汽輪機(jī)真空抽氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其原理

1、第一章汽輪機(jī)真空抽氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其原理一、汽輪機(jī)真空抽氣系統(tǒng)的工作原理1、主要原因是由于汽輪機(jī)的排汽被冷卻成凝結(jié)水，其比容急劇縮小。如蒸汽在絕對壓力4Kpa時蒸汽的體積比水的體積達(dá)3萬多倍。當(dāng)排汽凝結(jié)成水后，體積就大為縮小，使凝汽器內(nèi)形成高度真空。2、真空的形成和維持必須具備三個條件：1）凝汽器鈦管必須通過一定的冷卻水量。2）凝結(jié)水泵必須不斷地把凝結(jié)水抽走，避免水位升高，影響蒸汽的凝結(jié)。3）抽氣器必須把漏入的空氣和排氣中的其它氣體抽走。對于凝汽式汽輪機(jī)組，需要在汽輪機(jī)的汽缸內(nèi)和凝汽器中建立一定的真空，正常運行時也需要不斷地將由不同途徑漏入的不凝結(jié)氣體從汽輪機(jī)及凝汽器內(nèi)抽出。真空系統(tǒng)就是用來建立和

2、維持汽輪機(jī)組的低背壓和凝汽器的真空。低壓部分的軸封和低壓加熱器也依靠真空抽氣系統(tǒng)的正常工作才能建立相應(yīng)的負(fù)壓或真空。二、汽輪機(jī)真空抽氣系統(tǒng)的常規(guī)設(shè)計對于600MW汽輪機(jī)組，目前真空抽氣系統(tǒng)采用的抽氣設(shè)備多數(shù)是水環(huán)式真空泵和射氣式抽氣器結(jié)合。真空抽氣系統(tǒng)主要包括汽輪機(jī)的密封裝置、真空泵以及相應(yīng)的閥門、管路等設(shè)備和部件。三、岱海電廠的設(shè)備配置及選型我公司真空抽氣系統(tǒng)采用了凝汽器蒸汽凝結(jié)區(qū)真空抽氣系統(tǒng)和水室真空抽氣系統(tǒng)兩部分組成。凝汽器蒸汽凝結(jié)區(qū)真空抽氣系統(tǒng)，主要包括水環(huán)式真空泵和驅(qū)動電機(jī)，氣水分離器，工作水冷卻和連接管道及所有控制部件等。其中水環(huán)式真空泵是關(guān)鍵設(shè)備，抽真空系統(tǒng)共配置3臺水環(huán)式機(jī)械真

3、空泵，用于抽吸凝汽器內(nèi)的空氣及不可冷凝氣體。電動機(jī)與真空泵采用直聯(lián)方式，正常運行時，2臺運行1臺備用。機(jī)組啟動時，可3臺泵同時投入運行，以快速建立凝汽器真空，加快機(jī)組啟動過程。設(shè)置凝汽器水室真空系統(tǒng)的目的是：在機(jī)組啟動時，用來抽出凝汽器水室內(nèi)的空氣，使水室建立負(fù)壓，以幫助循環(huán)水系統(tǒng)正常地工作；在機(jī)組正常運行期間，抽出循環(huán)水因溫度升高而游離出來的空氣，維持水室一定程度的負(fù)壓，使水室內(nèi)充滿循環(huán)水。四、重點設(shè)備1:凝汽器蒸汽區(qū)真空抽氣水環(huán)式真空泵水環(huán)式真空泵的主要部件有驅(qū)動軸、浮動軸承端泵蓋、浮動軸承端錐體、泵體、第一級轉(zhuǎn)子、第二級轉(zhuǎn)子、固定軸承端錐體、固定軸承端泵蓋和軸承組成。水環(huán)式真空泵的殼體由

4、若干零件組成，不同形式的水環(huán)泵，其殼體結(jié)構(gòu)也不同。但在殼體內(nèi)都有一個圓柱體的空間，葉輪偏心的裝在這個空間內(nèi)。同時在殼體側(cè)面的適當(dāng)位置開有吸氣口和排氣口，實現(xiàn)軸向的吸氣和排氣。殼體不僅為葉輪提供工作空間，而且更重要的是殼體還直接影響泵內(nèi)的能量交換。水環(huán)式真空泵工作之前需要向泵內(nèi)灌注一定數(shù)量的水，這些水起著傳遞能量的媒介作用，故把這些水稱為工作介質(zhì)。這種泵的抽真空原理與射流式抽氣器不同，它仍屬于機(jī)械式離心泵，在圓筒形泵殼內(nèi)偏心安裝著葉輪轉(zhuǎn)子。當(dāng)葉輪在電動機(jī)的帶動下旋轉(zhuǎn)時，工質(zhì)在葉片的推動下獲得圓周速度，由于離心力的作用被甩向外徑，形成沿泵殼旋流的水環(huán)，由于葉輪的偏心布置，水環(huán)相對于葉片作相對運動，

5、使相鄰兩葉片間的空間容積呈周期性變化，猶如液體活塞在葉柵間做徑向往復(fù)運動，當(dāng)兩葉片間的“水活塞”離心向外推去時，是這空間容積由小逐漸變大，于是就從軸向吸入口把氣體抽吸出來。而當(dāng)葉片間的“水活塞”向軸心方向作相對運動時，空間又逐漸由大變小于是將吸入的氣體逐漸壓縮，通過排氣口排出。隨著葉輪穩(wěn)定轉(zhuǎn)動，每個容積輪番變化，使吸、排氣過程持續(xù)下去。由此看來，水環(huán)式真空泵的工作過程與容積泵很相似。（工作原理如下圖）1排汽管2殼體3排汽口4轉(zhuǎn)子5驅(qū)動軸真空泵的工作水與被壓縮氣體是一起排出的。因此水環(huán)需用新的冷水連續(xù)補(bǔ)水，以保證穩(wěn)定的水環(huán)厚度和溫度。水環(huán)除了起到“液體活塞”的作用，還有散熱（對壓縮過程）、密封（

6、葉輪和配氣板之間）、冷卻（軸封件）等作用。因此泵的工作轉(zhuǎn)速（對應(yīng)一定的水環(huán)厚度），實際工作水溫和配氣孔布置是幾個主要影響因素，對抽汽量、工作效率和壓縮比（包括可達(dá)真空度)起決定性作用。運行注意事項：水環(huán)式真空泵對工作水溫度的要求比較高，當(dāng)水溫升高時，其抽吸能力下降。因此，在運行中，要注意保證設(shè)備工作水冷卻器的正常運行。1)在運行啟動時，未向汽機(jī)軸封供汽時，不要啟動抽氣器或真空泵，這在熱態(tài)啟動時尤其VTTT、/、，、)；要汪后。2)無負(fù)荷下空轉(zhuǎn)，低真空和排氣管未噴水都能使排汽缸溫度升高。3)排汽缸溫度達(dá)80C,應(yīng)逐步增加負(fù)荷或改善真空，以降低排氣溫度。4)如果真空降低時而排汽缸噴水投運時，要注意

7、低壓缸轉(zhuǎn)子的脹差，以防過大。5)排汽溫度達(dá)80c時報警，應(yīng)采取以下措施：(1)改善真空。(2)在低負(fù)荷下增加15%的額定負(fù)荷。(3)如果未并網(wǎng)，降低轉(zhuǎn)速至暖機(jī)轉(zhuǎn)速。(4)如果原來在暖機(jī)轉(zhuǎn)速，返回到盤車轉(zhuǎn)速。(5)投入排汽缸噴水。設(shè)備參數(shù):序號項目單位數(shù)據(jù)1設(shè)備名稱水環(huán)真空泵2制造商納西姆工業(yè)中國有限公司3產(chǎn)地中國4型號TC-115型式錐體雙級泵6干空氣抽氣量(4.5Kpa.18C)kg/h657機(jī)組啟動抽汽時間及背壓min/kPa25/4.58真空泵級數(shù)29一級壓縮比1:510二級壓縮比1:611泵轉(zhuǎn)速r/min59012軸功率kW8313極限真空度kPa.a3.314換熱器型式板式換熱器(入

8、口設(shè)置Y型濾網(wǎng))15換熱器面積2m12.816換熱器冷卻水量m3/h37.517氣水分離器型式旋分式18氣水分離器尺寸mm600X178119電動機(jī)型式二相異步電機(jī)20電動機(jī)型號Y2-355M1-1021電動機(jī)額定功率kW11022電動機(jī)額定電壓V380序號項目單位數(shù)據(jù)23最大噪聲值dB(A)8524設(shè)備外形尺寸（長寬高）mm4700X1500X200025設(shè)備凈重量kg600026設(shè)備運行重量一kg650027最大檢修重量kg600028泵殼體材質(zhì)一CI/ASTMA4829泵蓋材質(zhì)一CI/ASTMA4830葉輪材質(zhì)一ASTMA536高質(zhì)量球墨鑄鐵31軸材質(zhì)一ANSIC-104532軸套材質(zhì)一

9、無33分離器材質(zhì)一Q235A34冷卻水換熱器板材一鈦材五、重點設(shè)備2:凝汽器水室真空抽氣水環(huán)式真空泵一臺機(jī)組凝汽器的水側(cè)配置1臺100%容量的水環(huán)式真空泵。設(shè)備參數(shù)：序號項目單位數(shù)據(jù)1設(shè)備名稱水環(huán)真空泵2制造廠家納西姆工業(yè)（中國）有限公司3型式及型號水環(huán)式真空泵機(jī)組2BE1253-0BY44出力m3/h19905材料6泵殼鑄鐵HT2007葉輪鑄鐵HT2008軸鋼16Mn9底座碳鋼10旋轉(zhuǎn)方向（從被驅(qū)動端看）順日歸11軸密封型式填料密封12軸承型式滾動軸承13主要尺寸14吸入側(cè)接口尺寸mmDN15015排出側(cè)接口尺寸mmDN15016所需占地面積（mmxmm）約3000 x2200mm17泵組重

10、量kg約400018電動機(jī)19制造廠家北京畢捷電機(jī)股份有限公司20額定功率/防護(hù)等級75kw/IP4421水汽分離器22制造廠家山東省北方壓力容器制造有限公司23型式及型號旋風(fēng)分離式/2BXO8O24容器材質(zhì)Q235-A25泵的傳動裝置26聯(lián)軸器型式、型號彈性聯(lián)軸器2BX06027護(hù)罩材料碳鋼28真空表29制造廠家上儀或常州30型式、型號Y-10031量程-0.10MPa32逆止閥33制造廠家上海華托閥門有限公司34型式低壓降真空止回閥35尺寸/材料DN150一、填空題1、凝汽系統(tǒng)的主要設(shè)備包括：、等。2、岱海凝汽器參數(shù)：型號為,型式為雙背壓、雙殼體、單流程、表面式、橫向布置，冷卻面積為m2,

11、冷卻水為,凝汽器鈦管總數(shù)為根，鈦管規(guī)格為和。3、凝汽器鈦管管在進(jìn)出口水室側(cè)標(biāo)高要比返回水室側(cè)低mm,以便于凝汽器停運后。4、凝汽器與低壓缸采用連接，基礎(chǔ)為。5、汽側(cè)真空泵型號為,型式為,轉(zhuǎn)速為r/min二、選擇題1、按冷卻方式分類，汽輪機(jī)可分為（）。A.水冷式B.直接水冷式C.間接空冷式D.以上都是2、岱海汽側(cè)真空泵的型式為（）。A.射汽式B.機(jī)械式C.射水式3、岱海凝汽器支撐方式為（）。A.剛性支撐B.彈性支撐4、以下哪些設(shè)備是為了保證凝汽器高效運行而設(shè)置的（）。A.二次濾網(wǎng)B.收球網(wǎng)C.水側(cè)真空泵D.以上都是5、凝汽器出口凝結(jié)水含氧量標(biāo)準(zhǔn)為（）Pg/L除氧器氧量標(biāo)準(zhǔn)為（）聞/L。A.10B

12、.15C.20D.7三、問答題1、常用換熱器的分類，并舉例說明？2、凝汽器循環(huán)倍率？3、簡述真空嚴(yán)密性試驗方法及標(biāo)準(zhǔn)？4、熱力除氧的原理是什么？5、凝汽器查漏的方法有哪些？應(yīng)注意什么？答案一、填空題1、凝汽器真空泵循環(huán)泵凝結(jié)水泵。2、N-34000-534000m2岱海湖水3891625X0.525X0.7。3、45mm管子的疏水。4、金屬膨脹節(jié)剛性支撐。5、TC-11錐體雙級水環(huán)式真空泵590r/min。二、選擇題1、D2、C3、A4D5BD三、問答題6、答：常用換熱器分為混合式和表面式?；旌鲜綋Q熱器如除氧器。表面式換熱器又分為管殼式和板式。管殼式如高加、低加、凝汽器、主冷油器等；板式如閉冷器、氫冷水冷卻奧生o7、答：相同時間內(nèi)循環(huán)冷卻水量與蒸汽凝結(jié)量的比值，岱海凝汽器循環(huán)倍率為60。8、答：真空嚴(yán)密性試驗方法：關(guān)閉汽側(cè)真空泵入口門；停運汽側(cè)真空泵，時間維持8分