發(fā)電廠汽輪機真空抽氣系統(tǒng)結構及其原理

1、第一章 汽輪機真空抽氣系統(tǒng)結構及其原理一、 汽輪機真空抽氣系統(tǒng)的工作原理1、 主要原因是由于汽輪機的排汽被冷卻成凝結水，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3 萬多倍。當排汽凝結成水后，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） 凝結水泵必須不斷地把凝結水抽走，避免水位升高，影響蒸汽的凝結。3） 抽氣器必須把漏入的空氣和排氣中的其它氣體抽走。對于凝汽式汽輪機組，需要在汽輪機的汽缸內(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氣體從汽輪機及凝汽器內(nèi)抽出。真空

2、系統(tǒng)就是用來建立和維持汽輪機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的負壓或真空。二、 汽輪機真空抽氣系統(tǒng)的常規(guī)設計對于600MW汽輪機組，目前真空抽氣系統(tǒng)采用的抽氣設備多數(shù)是水環(huán)式真空泵和射氣式抽氣器結合。真空抽氣系統(tǒng)主要包括汽輪機的密封裝置、真空泵以及相應的閥門、管路等設備和部件。三、 岱海電廠的設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。凝汽器蒸汽凝結區(qū)真空抽氣系統(tǒng)，主要包括水環(huán)式真空泵和驅動電機，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)式真空泵是關鍵設備，抽真空系統(tǒng)

3、共配置3 臺水環(huán)式機械真空泵，用于抽吸凝汽器內(nèi)的空氣及不可冷凝氣體。電動機與真空泵采用直聯(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，加快機組啟動過程。設置凝汽器水室真空系統(tǒng)的目的是：在機組啟動時，用來抽出凝汽器水室內(nèi)的空氣，使水室建立負壓，以幫助循環(huán)水系統(tǒng)正常地工作；在機組正常運行期間，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壓，使水室內(nèi)充滿循環(huán)水。四、 重點設備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動軸、浮動軸承端泵蓋、浮動軸承端錐體、泵體、第一級轉子、第二級轉子、固定軸承端錐體、固定軸承端泵蓋

4、和軸承組成。水環(huán)式真空泵的殼體由若干零件組成，不同形式的水環(huán)泵，其殼體結構也不同。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)。同時在殼體側面的適當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，它仍屬于機械式離心泵，在圓筒形泵殼內(nèi)偏心安裝著葉輪轉子。當葉輪在電動機的帶動下旋轉時，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

5、布置，水環(huán)相對于葉片作相對運動，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運動，當兩葉片間的“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轉子 5驅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

6、”的作用，還有散熱（對壓縮過程）、密封（葉輪和配氣板之間）、冷卻（軸封件）等作用。因此泵的工作轉速（對應一定的水環(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，當水溫升高時，其抽吸能力下降。因此，在運行中，要注意保證設備工作水冷卻器的正常運行。1） 在運行啟動時，未向汽機軸封供汽時，不要啟動抽氣器或真空泵，這在熱態(tài)啟動時尤其要注意。2） 無負荷下空轉，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80，應逐步增加負荷或改善真空，以降低排氣溫度。4） 如果真空降低時而

7、排汽缸噴水投運時，要注意低壓缸轉子的脹差，以防過大。5） 排汽溫度達80時報警，應采取以下措施：（1） 改善真空。（2） 在低負荷下增加15%的額定負荷。（3） 如果未并網(wǎng)，降低轉速至暖機轉速。（4） 如果原來在暖機轉速，返回到盤車轉速。（5） 投入排汽缸噴水。設備參數(shù)：序號項 目單位數(shù)據(jù)1設備名稱水環(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泵轉速r/min59012軸功率kW8313極

8、限真空度kPa.a3.314換熱器型式板式換熱器(入口設置Y型濾網(wǎng))15換熱器面積m212.816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電動機型式三相異步電機20電動機型號Y2-355M1-1021電動機額定功率kW11022電動機額定電壓V38023最大噪聲值dB(A)8524設備外形尺寸(長寬高)mm4700X1500X200025設備凈重量kg600026設備運行重量kg650027最大檢修重量kg600028泵殼體材質(zhì)CI/ASTM A4829泵蓋材質(zhì)CI/ASTM A4830葉輪材質(zhì)ASTM A536高質(zhì)量球墨鑄鐵31軸材質(zhì)A

9、NSI C-104532軸套材質(zhì)無33分離器材質(zhì)Q235A34冷卻水換熱器板材鈦材五、 重點設備2：凝汽器水室真空抽氣水環(huán)式真空泵一臺機組凝汽器的水側配置1臺100%容量的水環(huán)式真空泵。設備參數(shù)：序號項 目單位數(shù)據(jù)1設備名稱水環(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)式真空泵機組 2BE1 253-0BY44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旋轉方向(從被驅動端看)順時針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吸入側接口尺寸mmDN15015排出側接口尺寸mmDN15016所需占地面積(mm&

10、#215;mm)約3000×2200mm17泵組重量kg約400018電動機19制造廠家北京畢捷電機股份有限公司20額定功率防護等級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 2BX 06027護罩材料碳鋼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)的主要設備包括： 、 、 、 等。2、 岱海凝汽

11、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 ，冷卻水為 ，凝汽器鈦管總數(shù)為 根，鈦管規(guī)格為 和 。3、 凝汽器鈦管管口在進出口水室側標高要比返回水室側低 mm，以便于凝汽器停運后 。4、 凝汽器與低壓缸采用 連接，基礎為 。5、 汽側真空泵型號為 ，型式為 ，轉速為 r/min。二、 選擇題1、 按冷卻方式分類，汽輪機可分為（ ）。A. 水冷式 B. 直接水冷式 C. 間接空冷式 D. 以上都是2、 岱海汽側真空泵的型式為（ ）。A. 射汽式 B. 機械式 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、 以下哪些設備是為了保

12、證凝汽器高效運行而設置的（ ）。A. 二次濾網(wǎng) B. 收球網(wǎng) C. 水側真空泵 D. 以上都是5、 凝汽器出口凝結水含氧量標準為（ ）mg/L除氧器氧量標準為（ ）µg/L。A. 10 B. 15 C. 20 D. 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、 簡述真空嚴密性試驗方法及標準？4、 熱力除氧的原理是什么？5、 凝汽器查漏的方法有哪些？應注意什么？答案一、 填空題1、 凝汽器 真空泵 循環(huán)泵 凝結水泵。2、 N-34000-5 34000 岱海湖水 38916 25×0.5 25×0.7。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、 A4、 D5、 B D三、 問答題6、 答：常用換熱器分為混合式和表面式。混合式換熱器如除氧器。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、氫冷水冷卻器等。7、 答：相同時間內(nèi)循環(huán)冷卻水量與蒸汽凝結量的比值，岱海凝汽器循環(huán)倍率為60。8、 答：真空嚴密性試驗方法：關閉汽側真空泵入口門；停運汽側真空