凝汽器與真空系統(tǒng)

1、3/11/2022編輯課件1培訓3/11/2022編輯課件2l凝汽器真空的一些概念l影響凝汽器真空的因素l真空嚴密性與真空查漏l凝汽器臟污與清洗l循環(huán)水量和循環(huán)水溫l真空泵工作狀態(tài)對機組真空的影響l影響真空泵效率的因素l真空泵的汽蝕和汽蝕保護l兩種真空泵的比較 3/11/2022編輯課件3l啟動時，凝汽器真空的建立依賴于真空泵將凝汽器中的空氣抽出。 l機組沖轉(zhuǎn)后，加入凝汽器的汽輪機排汽受到循環(huán)水的冷卻而凝結(jié)成水，其體積大大地縮小，原來由蒸汽充滿的容器空間就形成了高度真空。 3/11/2022編輯課件4l靠循環(huán)水不間斷地將排汽的熱量帶走，使得蒸汽的凝結(jié)過程不間斷地進行。 l靠真空泵或各種抽氣器將

2、不凝結(jié)的氣體不間斷地地排出，使這些氣體不至于在凝汽器中積累而造成真空的破壞。 3/11/2022編輯課件5ltstw1ttl式中：ts 與凝汽器壓力Pc相對應的飽和蒸汽溫度，；ltw1循環(huán)水進口溫度，；lt循環(huán)水溫升，；lt凝汽器端差。 k凝汽器的傳熱系數(shù)； Ac凝汽器的換熱面積； Dw循環(huán)水流量。1ettDwkAc3/11/2022編輯課件6l循環(huán)水進口溫度tw1主要受運行方式和環(huán)境影響 l循環(huán)水溫升t與蒸汽流量和循環(huán)水流量有關(guān)； l凝汽器端差t與循環(huán)水流量、循環(huán)水流速、循環(huán)水進口溫度、蒸汽流量、凝汽器銅管（或鈦管）表面清潔程度、真空系統(tǒng)嚴密程度等因素有關(guān)。 3/11/2022編輯課件7l凝

3、汽器的最佳真空有最佳設計真空和最佳運行真空兩種概念。 l凝汽器的最佳設計真空是指在新設計一個發(fā)電廠時，整個發(fā)電廠冷卻系統(tǒng)中所選擇的設備容量、參數(shù)、設備相互匹配以及年運行費用為最少時所確定的凝汽器壓力。l凝汽器的最佳運行真空是指在一個已投運的熱力系統(tǒng)中，設備的型式、容量、參數(shù)及設備間的匹配關(guān)系都確定的條件下，使熱力系統(tǒng)運行時的熱耗為最小的凝汽器壓力。 3/11/2022編輯課件8l極限真空是指汽輪機的背壓降低到某一數(shù)值后，蒸汽的膨脹有部分是在末級動葉柵后進行的，這些蒸汽已不具備做功能力。我們將蒸汽在末級動葉斜切部分膨脹達到極限時的背壓，稱為極限背壓，它對應的真空稱為極限真空。 3/11/2022

4、編輯課件9l一般來講，在其它條件無法改變的情況下，提供凝汽器的真空只有通過增加循環(huán)水流量來達到。假使從某一運行工況開始，增加循環(huán)水量，提高凝汽器真空，使汽輪機的功率增加PT，同時循環(huán)水泵的耗功增加PP，功率差P，只有P0時，在經(jīng)濟上才是合算的。由于P隨凝汽器的真空值不同而有所變化，我們總可以找到P為最大時的一個運行工況。Pmax所對應的真空即是最佳真空（見圖）。 3/11/2022編輯課件103/11/2022編輯課件11l凝結(jié)水泵以及低加疏水泵軸向密封不嚴；l 汽輪機端部軸封工作不正常；l 汽輪機排汽缸和凝汽器喉部連接法蘭或焊縫處漏氣；l汽輪機低壓缸結(jié)合面以及表計接頭等不嚴密；l真空系統(tǒng)閥門

5、不嚴密；l真空系統(tǒng)的設備、管道破損或者焊縫存在問題。 3/11/2022編輯課件12l鹵素檢漏法l氦質(zhì)譜檢漏法l超聲檢漏法l螢光法l汽側(cè)灌水試驗l燭光法l薄膜法 3/11/2022編輯課件13l平板濾網(wǎng)和旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)l二次濾網(wǎng)l膠球清洗l凝汽器管束清洗（機械清洗和化學清洗）l循環(huán)水加藥3/11/2022編輯課件14l判斷標準tl循環(huán)水泵工作不正常。l循環(huán)水泵進口濾網(wǎng)堵塞。l二次濾網(wǎng)堵塞。l管道、排污閥等泄漏。l海水潮位或（河流、水池等水位）的下降。3/11/2022編輯課件15l對于開式循環(huán)，水溫與季節(jié)、地域有關(guān)。l對于閉式循環(huán)，冷卻塔工作性能的好壞有關(guān)，其根本就是與當?shù)貧庀髼l件有著密切的關(guān)系。3

6、/11/2022編輯課件16l葉輪和泵軸的軸線與泵殼體的中心線偏離，兩端由端側(cè)蓋封住，側(cè)蓋端面上開有吸氣口和排氣口，分別與泵的進出口相通。當泵內(nèi)充有適量工作液體時，由于葉輪的旋轉(zhuǎn)，液體向四周甩出，在泵體內(nèi)壁與葉輪之間形成一個旋轉(zhuǎn)的液環(huán)。液體內(nèi)表面與葉輪轂表面及側(cè)蓋端面之間形成月牙形的工作腔室，葉輪葉片又將氣腔分隔成若干互不連通容積不等的封閉水室。在葉輪的前半轉(zhuǎn)（吸入側(cè)），水室容積逐漸增大，氣體經(jīng)吸氣口吸入水室；在葉輪的后半轉(zhuǎn)（排氣側(cè)），水室容積逐漸減小，氣體被壓縮，壓力升高后經(jīng)排氣口排出。 3/11/2022編輯課件173/11/2022編輯課件183/11/2022編輯課件19l由于水環(huán)式真

7、空泵是考水環(huán)與葉輪之間形成的月牙形的工作腔室來抽吸空氣和水蒸汽，腔室壓力一旦等于于水環(huán)水的飽和壓力，水就會汽化，因此腔室的壓力最低不能低于水環(huán)水的飽和壓力，系統(tǒng)的真空就會受到此飽和壓力的限制，若水環(huán)水的溫度升高，飽和壓力也升高，系統(tǒng)的真空就會降低。 3/11/2022編輯課件20l凝汽器中不凝結(jié)氣體和少量水蒸汽被真空泵抽出，凝汽器的壓力總要高于真空泵吸氣腔室的壓力，不凝結(jié)氣體和少量水蒸汽的溫度高于水環(huán)水的溫度，會將熱量帶給水環(huán)水 ，使之溫度升高。3/11/2022編輯課件21l采用閉式循環(huán)的真空泵成套設備都需要配置換熱器板式換熱器或管式換熱器。l管式換熱器中冷卻水為層流，冷卻水和被冷卻水流動成

8、90度，不形成對流。板式換熱器中冷卻水和被冷卻水均為湍流，流動成180度，形成對流。l板式換熱器換熱效率高，因而所需傳熱端差小，能有效降低水環(huán)水溫度，間接提高真空泵效率。l板式換熱器因其結(jié)構(gòu)特點，只適用與溫度、壓力不高的場所，特別適用與電廠的真空系統(tǒng)。3/11/2022編輯課件223/11/2022編輯課件233/11/2022編輯課件24l板式換熱器體積和重量較小，運輸與安裝都相當容易。l板式換熱器結(jié)構(gòu)簡單，拆卸和清洗非常方便。l板式換熱器因運行溫度和壓力低，不容易產(chǎn)生泄漏，一旦出現(xiàn)滲漏或泄漏，又很容易被發(fā)現(xiàn)。3/11/2022編輯課件25l水泵產(chǎn)生汽蝕是由于水汽化后產(chǎn)生汽泡，汽泡集聚在低壓

9、區(qū)形成空穴，空穴被流動的水帶到高壓區(qū)，致使蒸汽突然凝聚、收縮，汽泡破裂而產(chǎn)生撞擊。若汽泡附著在葉輪表面，并不斷產(chǎn)生水的汽化和蒸汽的凝聚，就會對泵產(chǎn)生汽蝕。水環(huán)真空泵的特點決定了這種泵容易產(chǎn)生汽蝕。 3/11/2022編輯課件26l采用兩級泵。每一級的壓縮比分別為6/1、5/1，因此壓縮熱降低，水環(huán)水溫升小，水不容易汽化。同時兩級泵將壓縮比降低后，由于壓差小，汽泡不容易破裂，即使破裂，其能量也小得多。l真空泵的冷卻水通過噴嘴形成霧狀水珠，冷卻從凝汽器來的絕大部分水蒸氣，并迅速凝聚結(jié)成水，大大提高泵的效率，同時有效降低進氣溫度，間接地防止汽蝕現(xiàn)象的發(fā)生。3/11/2022編輯課件27l將很小一部分

10、排出口正壓氣體引入真空泵的吸入腔，并在葉輪表面形成一層薄薄的氣體保護膜，用以防止汽蝕。l真空泵進口安裝有大氣噴射器，適當提高泵的吸入腔壓力，防止泵汽蝕。3/11/2022編輯課件283/11/2022編輯課件29l平面式真空泵和錐體式真空泵，這兩種真空泵是目前真空泵的兩個主要流派，多數(shù)火電廠都使用這兩種真空泵。平面式真空泵是第一代水環(huán)真空泵，錐體式真空泵是在平面泵基礎上發(fā)展起來的第二代水環(huán)真空泵，在結(jié)構(gòu)和性能上，錐體泵明顯比平面泵有優(yōu)勢。 3/11/2022編輯課件30l進氣口和排氣口的改進l單級泵改為兩級泵l泵入口管上加冷凝噴嘴l偏心位置的改進3/11/2022編輯課件313/11/2022

11、編輯課件323/11/2022編輯課件333/11/2022編輯課件343/11/2022編輯課件35l效率高錐體泵進氣面積大，開口深入葉輪艙，通道最通暢，進氣阻力小，大大提高泵的抽氣能力。其次，在泵入口管上加冷凝噴水來冷凝可凝氣體，吸入泵的氣體體積會大大減少，進一步提高了泵的抽氣能力。另外，采用兩級泵后，壓縮比降低，也降低了壓縮熱，且壓縮熱分兩次傳遞給水環(huán)水，水環(huán)水的溫升比單級泵小。由于水環(huán)水溫度低，冷卻效果好，因而效率高。 3/11/2022編輯課件36l能有效防止汽蝕 錐體泵采用兩級泵后，由于壓縮熱降低，水環(huán)水溫升小，水不容易汽化。兩級泵將壓縮比降低后，由于壓差小，汽泡不容易破裂，即使破

12、裂，其能量也小得多。l能處理多余的漏入空氣當凝汽器泄漏空氣量增加時，凝汽器的背壓升高，此時進入泵的蒸汽溫度和泵入口冷凝噴水的溫度的溫差更大，其冷凝效果更佳，錐體真空泵的抽氣能力增加，能有效限制凝汽器背壓的提高。3/11/2022編輯課件37l安全可靠 錐體泵因排氣口在下部，受到壓縮力的方向是由下往上，可抵消一部分葉輪的自重，故而軸所承受的力最小，磨損小，軸的壽命比平面泵要長。 l錐體泵因排氣口在下部，葉輪也偏于泵的下部，靜止時液位較低，因而起動電流很小。 l由于錐體泵進氣口和排氣口設計在錐體上，錐體深入泵體中，整個葉輪一次澆鑄而成，葉輪的端頭整個環(huán)形加固，使得葉輪結(jié)構(gòu)牢固。 3/11/2022編輯課件3