汽輪機的凝汽系統(tǒng)及設(shè)備課件

1、000fwcfwttthhhhhhHQHtH0hfwhch0fwhh第四章第四章 汽輪機的凝汽系統(tǒng)及設(shè)備汽輪機的凝汽系統(tǒng)及設(shè)備一、凝汽設(shè)備的工作原理一、凝汽設(shè)備的工作原理根據(jù)汽輪發(fā)電機組的熱效率進(jìn)行分析根據(jù)汽輪發(fā)電機組的熱效率進(jìn)行分析 第一節(jié)第一節(jié) 凝汽設(shè)備的工作原理和任務(wù)凝汽設(shè)備的工作原理和任務(wù) 其中其中 ， 為整機理想焓降；為整機理想焓降； 為蒸汽初焓；為蒸汽初焓； 為每為每kg蒸汽在鍋爐中的吸熱量。蒸汽在鍋爐中的吸熱量。為給水焓。為給水焓。為排汽焓；為排汽焓； 分析上式：要提高效率，則提高理想焓降，即提高新蒸汽的分析上式：要提高效率，則提高理想焓降，即提高新蒸汽的初焓，初焓，降低排汽焓降

2、低排汽焓（壓力）。本章只是（壓力）。本章只是討論降低排汽焓值的問題討論降低排汽焓值的問題。 要降低排汽焓值，就得降低排汽壓力。要降低排汽焓值，就得降低排汽壓力。一般來說，排汽壓力每降低一般來說，排汽壓力每降低2 kpa，循環(huán)，循環(huán)熱效率就可以提高約熱效率就可以提高約3.5 %。所以，降低。所以，降低排汽壓力對提高火電廠循環(huán)熱效率是一個排汽壓力對提高火電廠循環(huán)熱效率是一個非常有效的措施。非常有效的措施。 降低排汽壓力的降低排汽壓力的最有效的辦法最有效的辦法是：是：使使排汽在密封容器中、在溫度較低的條件下排汽在密封容器中、在溫度較低的條件下受到冷卻而凝結(jié)成水，體積突然縮?。ㄈ缡艿嚼鋮s而凝結(jié)成水，體

3、積突然縮?。ㄈ缭谠?.0049Mpa下，蒸汽比水的容積大下，蒸汽比水的容積大28000倍）而形成真空倍）而形成真空。同時再用抽氣器或者真。同時再用抽氣器或者真空泵將漏入空氣不斷地抽出，空泵將漏入空氣不斷地抽出，保持真空保持真空。在凝結(jié)中生成的凝結(jié)水，經(jīng)匯集以后，在凝結(jié)中生成的凝結(jié)水，經(jīng)匯集以后，又又重新送入鍋爐作為給水，反復(fù)循環(huán)使用重新送入鍋爐作為給水，反復(fù)循環(huán)使用。這就是凝汽設(shè)備的工作原理。這就是凝汽設(shè)備的工作原理。tH0p0tcp1cp1tH（1）建立建立并并維持維持高度真空高度真空，即降低排汽焓值，提高理想，即降低排汽焓值，提高理想焓降，使蒸汽中較多的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能。焓降，使蒸汽中較多

4、的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能。（2）將蒸汽凝結(jié)成水，并將）將蒸汽凝結(jié)成水，并將凝結(jié)水凝結(jié)水回收到鍋爐作為回收到鍋爐作為給水給水。（3）利用熱力除氧原理真空除氧，提高凝結(jié)水品質(zhì)。）利用熱力除氧原理真空除氧，提高凝結(jié)水品質(zhì)。（4）起到熱力系統(tǒng)蓄水作用，是熱力系統(tǒng)穩(wěn)定調(diào)節(jié)的緩）起到熱力系統(tǒng)蓄水作用，是熱力系統(tǒng)穩(wěn)定調(diào)節(jié)的緩沖器。沖器。 為了完成上述任務(wù)，必須采用凝汽系統(tǒng)，保證以下幾為了完成上述任務(wù)，必須采用凝汽系統(tǒng)，保證以下幾個平衡：個平衡：l熱量平衡熱量平衡循環(huán)水泵；循環(huán)水泵；l質(zhì)量平衡質(zhì)量平衡凝結(jié)水泵；凝結(jié)水泵；l空氣平衡空氣平衡抽氣設(shè)備；抽氣設(shè)備；0.030.07atmcp ： 降低排汽焓值，提高理想焓降

5、，可以提高效率。降低排汽焓值，提高理想焓降，可以提高效率。 但不是排汽壓力越低越好。這是因為：但不是排汽壓力越低越好。這是因為：(1）當(dāng)降低排汽壓力，）當(dāng)降低排汽壓力，則比容則比容v 增加增加，汽輪機，汽輪機排汽部分的尺排汽部分的尺寸增大寸增大，成本上升。而且，成本上升。而且制造困難制造困難，材料也受到限制。，材料也受到限制。(2）當(dāng)降低排汽壓力，則比容）當(dāng)降低排汽壓力，則比容v 增加，增加，凝汽器的冷卻面積增凝汽器的冷卻面積增大大，冷卻水量增大，冷卻水量增大，廠用電增大廠用電增大。 因此，對排汽壓力和其他幾個方面要作技術(shù)經(jīng)濟對比而因此，對排汽壓力和其他幾個方面要作技術(shù)經(jīng)濟對比而定。一般，定。

6、一般，最佳排汽壓力最佳排汽壓力為為 ，通常取，通常取0.05atm。水冷凝器系統(tǒng)水冷凝器系統(tǒng)開式循環(huán)水系統(tǒng)：借助天然水源。開式循環(huán)水系統(tǒng)：借助天然水源。閉式循環(huán)水系統(tǒng)：用冷卻塔冷卻循環(huán)水。閉式循環(huán)水系統(tǒng)：用冷卻塔冷卻循環(huán)水。第二節(jié)、凝汽系統(tǒng)第二節(jié)、凝汽系統(tǒng)1、最簡單的凝汽設(shè)備原則性系統(tǒng)圖、最簡單的凝汽設(shè)備原則性系統(tǒng)圖（圖（圖4-1）。）。（1）汽輪機；（）汽輪機；（2）發(fā)電機；）發(fā)電機；（3）凝汽器凝汽器：使排汽在凝汽器：使排汽在凝汽器3中不斷地凝結(jié)成水，建立高度中不斷地凝結(jié)成水，建立高度真空；將凝結(jié)時放出的熱量排出、將生成的凝結(jié)水匯集送走；真空；將凝結(jié)時放出的熱量排出、將生成的凝結(jié)水匯集送走

7、； （4）循環(huán)水泵循環(huán)水泵：為凝汽器提供冷卻水；：為凝汽器提供冷卻水；（5）凝結(jié)水泵凝結(jié)水泵：不斷地把蒸汽凝結(jié)時生成的凝結(jié)水從凝汽器底：不斷地把蒸汽凝結(jié)時生成的凝結(jié)水從凝汽器底部熱井中抽出，并送往給給水回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)；部熱井中抽出，并送往給給水回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)； （6）抽氣器抽氣器：抽出漏入凝汽器內(nèi)的空氣，以維持高度真空。：抽出漏入凝汽器內(nèi)的空氣，以維持高度真空?？绽淠飨到y(tǒng)空冷凝器系統(tǒng)直接空冷系統(tǒng)直接空冷系統(tǒng)間接空冷系統(tǒng)間接空冷系統(tǒng)帶表面式凝汽器的間接帶表面式凝汽器的間接空冷系統(tǒng)（哈蒙系統(tǒng)）空冷系統(tǒng)（哈蒙系統(tǒng)） 帶噴射式凝汽器的間接帶噴射式凝汽器的間接空冷系統(tǒng)（海勒系統(tǒng)）空冷系統(tǒng)（海勒系統(tǒng)） （1

8、）直接空氣冷卻系統(tǒng)直接空氣冷卻系統(tǒng)： 用空氣作為冷卻工質(zhì)的凝汽器稱為空氣直接冷卻式凝汽用空氣作為冷卻工質(zhì)的凝汽器稱為空氣直接冷卻式凝汽系統(tǒng)，如圖系統(tǒng)，如圖 。 汽輪機的排汽送到熱交換器管束內(nèi)直接凝結(jié)成水。熱交汽輪機的排汽送到熱交換器管束內(nèi)直接凝結(jié)成水。熱交換器管束外側(cè)則利用強制通風(fēng)帶走蒸汽凝結(jié)時放出的汽化潛換器管束外側(cè)則利用強制通風(fēng)帶走蒸汽凝結(jié)時放出的汽化潛熱。由于空氣傳熱系數(shù)小、則要求冷卻面積大。因此，這種熱。由于空氣傳熱系數(shù)小、則要求冷卻面積大。因此，這種空氣直接冷卻式凝汽器體積龐大，無法和普通凝汽器一樣安空氣直接冷卻式凝汽器體積龐大，無法和普通凝汽器一樣安裝在汽輪機的下部，而是要遠(yuǎn)離汽輪

9、機安裝在裝在汽輪機的下部，而是要遠(yuǎn)離汽輪機安裝在廠房外面廠房外面或或廠廠房頂部房頂部。因此，其汽輪機的排汽管道很長。這種空氣直接冷。因此，其汽輪機的排汽管道很長。這種空氣直接冷卻式凝汽系統(tǒng)，在世界各國已有較多采用，占空冷凝器系統(tǒng)卻式凝汽系統(tǒng)，在世界各國已有較多采用，占空冷凝器系統(tǒng)發(fā)電機組的發(fā)電機組的60以上，目前最大機組已超過以上，目前最大機組已超過600MW。 采用采用的冷卻單元有多排管、雙排管、單排管。目前主要生產(chǎn)公司的冷卻單元有多排管、雙排管、單排管。目前主要生產(chǎn)公司有德國有德國GEA、美國、美國SPX、國內(nèi)哈空調(diào)、江蘇雙良等。、國內(nèi)哈空調(diào)、江蘇雙良等。（2）間接空氣冷卻系統(tǒng)間接空氣冷卻

10、系統(tǒng)：空氣冷卻式凝汽系統(tǒng)如圖所示。其主空氣冷卻式凝汽系統(tǒng)如圖所示。其主要設(shè)備有：混合式凝汽器、凝結(jié)水泵、循環(huán)水泵、空氣冷卻塔、要設(shè)備有：混合式凝汽器、凝結(jié)水泵、循環(huán)水泵、空氣冷卻塔、空氣冷卻器等。其中，空氣冷卻塔是一個巨大的建筑物，呈雙空氣冷卻器等。其中，空氣冷卻塔是一個巨大的建筑物，呈雙曲旋轉(zhuǎn)形，空氣冷卻器布置在空氣冷卻塔下部周圍墻體上。利曲旋轉(zhuǎn)形，空氣冷卻器布置在空氣冷卻塔下部周圍墻體上。利用高低壓力差，將冷風(fēng)通過空氣冷卻器吸入塔內(nèi)，形成自然對用高低壓力差，將冷風(fēng)通過空氣冷卻器吸入塔內(nèi)，形成自然對流。由于流過空氣冷卻器的空氣的自然對流，將循環(huán)水中的熱流。由于流過空氣冷卻器的空氣的自然對流，

11、將循環(huán)水中的熱量帶走。循環(huán)水的溫度在空氣冷卻器中得到降低之后，送入混量帶走。循環(huán)水的溫度在空氣冷卻器中得到降低之后，送入混合式凝汽器中去凝結(jié)汽輪機的排汽。合式凝汽器中去凝結(jié)汽輪機的排汽。 這種空氣冷卻式凝汽系統(tǒng)，設(shè)備、建筑費用高，但可以節(jié)這種空氣冷卻式凝汽系統(tǒng)，設(shè)備、建筑費用高，但可以節(jié)約大量的水。約大量的水。 我國我國山西大同第二發(fā)電廠山西大同第二發(fā)電廠有兩臺有兩臺200MW 汽輪發(fā)汽輪發(fā)電機組用了電機組用了 此系統(tǒng)此系統(tǒng) 。Hamon間接空冷系統(tǒng)間接空冷系統(tǒng)Heller 系統(tǒng)系統(tǒng)空氣冷空氣冷卻式凝卻式凝汽系統(tǒng)汽系統(tǒng)直接空直接空氣冷卻氣冷卻系統(tǒng)系統(tǒng)2、運行對凝汽設(shè)備的要求：、運行對凝汽設(shè)備的

12、要求：（1）凝汽器冷卻管應(yīng)）凝汽器冷卻管應(yīng)具有較好的傳熱系數(shù)具有較好的傳熱系數(shù)，保證良好的傳，保證良好的傳熱效果，獲得較高的真空度，同時盡可能的減少換熱面積。熱效果，獲得較高的真空度，同時盡可能的減少換熱面積。（2）凝結(jié)水溫度不應(yīng)低于排汽壓力對應(yīng)的飽和溫度凝結(jié)水溫度不應(yīng)低于排汽壓力對應(yīng)的飽和溫度，以免，以免增加增加過冷度過冷度。這和供水方式、季節(jié)、地理位置有關(guān)；。這和供水方式、季節(jié)、地理位置有關(guān)；（3）蒸汽在凝汽器內(nèi)的流動）蒸汽在凝汽器內(nèi)的流動阻力要小阻力要小，以降低排汽口壓力，以降低排汽口壓力和減少凝結(jié)水過冷度。和減少凝結(jié)水過冷度。第三節(jié) 凝汽器凝汽器有混合式和表面式凝汽器兩大類。凝汽器有混

13、合式和表面式凝汽器兩大類。 一、混合式凝汽器一、混合式凝汽器 混合式凝汽器混合式凝汽器(圖圖 4-4 )是使排汽在是使排汽在冷卻水中直接冷卻而凝結(jié)成水。在混合冷卻水中直接冷卻而凝結(jié)成水。在混合式凝汽器內(nèi)，從汽輪機中排出的式凝汽器內(nèi)，從汽輪機中排出的乏汽直乏汽直接與冷卻水混合接與冷卻水混合而得到凝結(jié)。冷卻水從而得到凝結(jié)。冷卻水從安裝在混合式凝汽器上部周圍的噴嘴噴安裝在混合式凝汽器上部周圍的噴嘴噴出，排汽由上部進(jìn)汽口進(jìn)入，與冷卻水出，排汽由上部進(jìn)汽口進(jìn)入，與冷卻水混合而得到凝結(jié)，凝結(jié)水與冷卻水一起混合而得到凝結(jié)，凝結(jié)水與冷卻水一起用水泵抽走。不凝結(jié)的用水泵抽走。不凝結(jié)的空氣空氣，用，用抽氣器抽氣器

14、或者真空泵不斷地抽出。這種凝汽器結(jié)或者真空泵不斷地抽出。這種凝汽器結(jié)構(gòu)簡單，冷卻效果好，制造成本低。構(gòu)簡單，冷卻效果好，制造成本低。二、表面式凝汽器二、表面式凝汽器 在表面式凝汽器內(nèi)，冷卻工質(zhì)與蒸汽由冷卻表面隔開。根據(jù)冷在表面式凝汽器內(nèi)，冷卻工質(zhì)與蒸汽由冷卻表面隔開。根據(jù)冷卻工質(zhì)不同，表面式凝汽器又分為卻工質(zhì)不同，表面式凝汽器又分為空氣冷卻空氣冷卻和和水冷卻水冷卻兩種。兩種。用水作為冷卻工質(zhì)的凝汽器簡稱為用水作為冷卻工質(zhì)的凝汽器簡稱為表面凝汽器表面凝汽器。由于水的傳熱由于水的傳熱系數(shù)比空氣大，系數(shù)比空氣大， 能保證凝汽器能保證凝汽器內(nèi)維持高度真內(nèi)維持高度真空和獲得潔凈空和獲得潔凈的凝結(jié)水。因的

15、凝結(jié)水。因此，國內(nèi)外火此，國內(nèi)外火電廠主要采用電廠主要采用這種凝汽器。這種凝汽器。 1、表面式凝汽器的結(jié)構(gòu)表面式凝汽器的結(jié)構(gòu) 如圖如圖4-5所示，凝汽器的外殼通常鋼所示，凝汽器的外殼通常鋼板做成板做成圓柱形圓柱形、橢圓形橢圓形或者或者方箱形方箱形。外殼兩端連接著形成水室的。外殼兩端連接著形成水室的端蓋端蓋2和和3，外殼內(nèi)的兩端又裝有，外殼內(nèi)的兩端又裝有管板管板4，管板，管板4上裝有很多上裝有很多冷卻管冷卻管。凝汽器內(nèi)部空間被冷卻管分隔成兩部分：凝汽器內(nèi)部空間被冷卻管分隔成兩部分： 蒸汽空間蒸汽空間（汽側(cè)（汽側(cè) ）和）和冷卻水空間冷卻水空間（ 水水 側(cè)側(cè) ）。）。 2、表面式凝汽器的流程表面式凝

16、汽器的流程 冷卻水從進(jìn)口冷卻水從進(jìn)口11進(jìn)入水室進(jìn)入水室15，通過冷卻管流到另一端水室，通過冷卻管流到另一端水室16，轉(zhuǎn)向后，又經(jīng)冷卻管進(jìn)入水室轉(zhuǎn)向后，又經(jīng)冷卻管進(jìn)入水室17，最后由出水口，最后由出水口12排出。排出。 這種稱這種稱為為雙流程凝汽器雙流程凝汽器。還有單流程、三流程、四流程。還有單流程、三流程、四流程。 3、凝結(jié)水凝結(jié)水 汽輪機的排汽進(jìn)入凝汽器，在汽側(cè)與冷卻管接觸而凝結(jié)成水。汽輪機的排汽進(jìn)入凝汽器，在汽側(cè)與冷卻管接觸而凝結(jié)成水。凝結(jié)水匯集到熱井凝結(jié)水匯集到熱井7中，由凝結(jié)水泵抽走并送到低壓加熱器。中，由凝結(jié)水泵抽走并送到低壓加熱器。 4、漏入空氣的抽出漏入空氣的抽出 漏入凝汽器的

17、空氣，通過抽氣口漏入凝汽器的空氣，通過抽氣口8由抽氣器抽出。為了減少抽由抽氣器抽出。為了減少抽氣器的負(fù)荷和回收熱量，氣器的負(fù)荷和回收熱量， 使混有蒸汽的空氣在經(jīng)過一次冷卻，使使混有蒸汽的空氣在經(jīng)過一次冷卻，使蒸汽凝結(jié)。蒸汽凝結(jié)。 在凝汽器內(nèi)專門設(shè)置有空氣冷卻區(qū)在凝汽器內(nèi)專門設(shè)置有空氣冷卻區(qū)9。5、減少汽側(cè)阻力減少汽側(cè)阻力 為了使為了使汽氣混合物汽氣混合物向抽氣口流動，則抽氣口的壓力應(yīng)比凝汽向抽氣口流動，則抽氣口的壓力應(yīng)比凝汽器的壓力更低一些。壓力差就是凝汽器的汽阻。汽阻大，會使凝器的壓力更低一些。壓力差就是凝汽器的汽阻。汽阻大，會使凝汽器入口汽器入口壓力升高、凝結(jié)水的過冷度壓力升高、凝結(jié)水的過

18、冷度和和含氧量增大含氧量增大。因此，應(yīng)設(shè)。因此，應(yīng)設(shè)法減小汽阻。法減小汽阻。 抽氣口的位置不同，凝汽器中汽流流動方向就不一樣，凝汽抽氣口的位置不同，凝汽器中汽流流動方向就不一樣，凝汽器的結(jié)構(gòu)型式也不相同。常見的有如圖器的結(jié)構(gòu)型式也不相同。常見的有如圖3-85所示的四種，即所示的四種，即汽流汽流向下式、汽流向上式、汽流向心式、汽流向側(cè)式向下式、汽流向上式、汽流向心式、汽流向側(cè)式四種。這些多用四種。這些多用于中小型汽輪機組。于中小型汽輪機組。 由于汽輪機單機功率的增大，凝汽器的冷卻面積也在增加，由于汽輪機單機功率的增大，凝汽器的冷卻面積也在增加，冷卻管數(shù)目增多。大機組用冷卻管數(shù)目增多。大機組用多區(qū)

19、域汽流向心式的凝汽器多區(qū)域汽流向心式的凝汽器。這種凝。這種凝汽器的管束分成若干區(qū)域，平行布置在箱體內(nèi)。每個管束區(qū)都有汽器的管束分成若干區(qū)域，平行布置在箱體內(nèi)。每個管束區(qū)都有自己的空氣冷卻區(qū)，蒸汽從四周進(jìn)入各區(qū)域。各個空氣冷卻器的自己的空氣冷卻區(qū)，蒸汽從四周進(jìn)入各區(qū)域。各個空氣冷卻器的汽氣混合物被引入到聯(lián)通目管，由抽氣器抽出。汽氣混合物被引入到聯(lián)通目管，由抽氣器抽出。這種凝汽器的蒸這種凝汽器的蒸汽通流面積大，汽阻小，凝結(jié)水能夠得到充分回?zé)崞髅娣e大，汽阻小，凝結(jié)水能夠得到充分回?zé)帷?國產(chǎn)國產(chǎn)200MW 汽輪機配用三殼體表面式汽輪機配用三殼體表面式N-11220-1型型凝汽器。凝汽器。冷卻面積為

20、冷卻面積為3*3740=11220，冷卻管數(shù)為，冷卻管數(shù)為3*5667=17001根。根。 國產(chǎn)國產(chǎn)300MW汽輪機的凝汽器為汽輪機的凝汽器為N-17650型型單殼體、對分、雙流單殼體、對分、雙流 程表面式凝汽器。冷卻面積為程表面式凝汽器。冷卻面積為17650，冷卻管數(shù)為，冷卻管數(shù)為9758*2根。根。三、凝汽器內(nèi)蒸汽的凝結(jié)過程三、凝汽器內(nèi)蒸汽的凝結(jié)過程 蒸汽在凝汽器內(nèi)的凝結(jié)過程包括珠狀凝結(jié)和膜狀凝結(jié)兩種蒸汽在凝汽器內(nèi)的凝結(jié)過程包括珠狀凝結(jié)和膜狀凝結(jié)兩種凝結(jié)過程。凝結(jié)過程。影響蒸汽凝結(jié)過程的主要因素有：影響蒸汽凝結(jié)過程的主要因素有：l凝汽器內(nèi)冷卻水管的布置排列方式；凝汽器內(nèi)冷卻水管的布置排列方

21、式；l凝汽器內(nèi)蒸汽的流動速度；凝汽器內(nèi)蒸汽的流動速度；l凝汽器內(nèi)的空氣含量；凝汽器內(nèi)的空氣含量；四、凝汽器內(nèi)壓力的確定四、凝汽器內(nèi)壓力的確定 cp1swtttt t1wt2swtttstcp 當(dāng)蒸汽處于飽和狀態(tài)時，其壓力與溫度是一一對應(yīng)的。所以，當(dāng)蒸汽處于飽和狀態(tài)時，其壓力與溫度是一一對應(yīng)的。所以，凝汽器內(nèi)壓力取決于蒸汽凝結(jié)溫度。為了求得凝汽器內(nèi)壓力，就得凝汽器內(nèi)壓力取決于蒸汽凝結(jié)溫度。為了求得凝汽器內(nèi)壓力，就得先求出排汽溫度。排汽溫度的高低取決于冷卻水的先求出排汽溫度。排汽溫度的高低取決于冷卻水的進(jìn)口溫度、冷卻進(jìn)口溫度、冷卻水的溫升水的溫升和和傳熱端差傳熱端差。 凝汽器內(nèi)的壓力凝汽器內(nèi)的壓力

22、 可根據(jù)相應(yīng)的飽和溫度求得，而排汽溫度可根據(jù)相應(yīng)的飽和溫度求得，而排汽溫度可表示為：可表示為： 其中其中 ， 冷卻水的進(jìn)口溫度；冷卻水的進(jìn)口溫度； 冷卻水的溫升；冷卻水的溫升； 傳熱端差。傳熱端差。 （4-8）只要求得了溫度只要求得了溫度 之值之值 ， 就可以就可以從從水蒸汽表水蒸汽表中查得相對應(yīng)的壓力中查得相對應(yīng)的壓力 。（一）冷卻水的進(jìn)口溫度（一）冷卻水的進(jìn)口溫度 冷卻水的進(jìn)口溫度取決于電廠所在的冷卻水的進(jìn)口溫度取決于電廠所在的地理位置、季節(jié)地理位置、季節(jié)和和供供水方式水方式。電廠供水方式有。電廠供水方式有直流供水方式直流供水方式和和循環(huán)供水方式循環(huán)供水方式兩種。兩種。1. 在直流供水系統(tǒng)

23、在直流供水系統(tǒng)中，電廠從河流上游取水，冷卻水流經(jīng)汽輪中，電廠從河流上游取水，冷卻水流經(jīng)汽輪機凝汽器、冷油器和有關(guān)冷卻器之后，排入河流下游。機凝汽器、冷油器和有關(guān)冷卻器之后，排入河流下游。2. 采用采用循環(huán)供水方式循環(huán)供水方式時，冷卻水則沿著聯(lián)結(jié)凝汽器等有關(guān)裝置時，冷卻水則沿著聯(lián)結(jié)凝汽器等有關(guān)裝置的回路循環(huán)流動，取自水源的水只作為損失的補充水，故采用的回路循環(huán)流動，取自水源的水只作為損失的補充水，故采用循環(huán)供水方式可以節(jié)約大量的水。循環(huán)供水方式可以節(jié)約大量的水。 直流供水系統(tǒng)比較簡單，投資少，運行費用低。我國南方直流供水系統(tǒng)比較簡單，投資少，運行費用低。我國南方的電廠，一般都建在的電廠，一般都建

24、在沿江、沿河、沿海岸沿江、沿河、沿海岸或者沿大的或者沿大的水庫水庫。而。而北方北方的電廠，由于水源不足，多采用的電廠，由于水源不足，多采用循環(huán)供水方式。循環(huán)供水方式。1wt（二）冷卻水的溫升（二）冷卻水的溫升 1、冷卻水的溫升、冷卻水的溫升可根據(jù)凝汽器的可根據(jù)凝汽器的熱平衡方程式熱平衡方程式求出：從而，求出：從而，t 2121()()4.187()4.187cccwwwwwwwD hhDhhDttDt 4.1874.187()ccccwchhhhtDmD cDwD cchh、21wwhh 、以上二式中，以上二式中， -進(jìn)入凝汽器的凝汽量進(jìn)入凝汽器的凝汽量(kg/h)； (5-2 )(5-3)-

25、冷卻水進(jìn)出口焓值冷卻水進(jìn)出口焓值(kJ/kg)。-排汽焓值和凝結(jié)水焓值排汽焓值和凝結(jié)水焓值(kJ/kg)； -進(jìn)入凝汽器的冷卻水量進(jìn)入凝汽器的冷卻水量(kg/h)；wcDmD2、冷、冷 卻卻 倍倍 率率 稱為冷卻倍率（或循環(huán)倍率），它表示凝結(jié)單位蒸汽汽量稱為冷卻倍率（或循環(huán)倍率），它表示凝結(jié)單位蒸汽汽量所需要的冷卻水量。所需要的冷卻水量。m值越大，則冷卻水的溫升值越大，則冷卻水的溫升 越小，凝汽器內(nèi)越小，凝汽器內(nèi)壓力越低，會使整機理想焓降增加，從而可以提高電廠熱效率。壓力越低，會使整機理想焓降增加，從而可以提高電廠熱效率。t但是，但是，m大則冷卻水量大，冷卻水泵功率大。故大則冷卻水量大，冷卻水

26、泵功率大。故m值大小要通過值大小要通過經(jīng)濟技術(shù)對比后確定。一般，對于單流程凝汽器，經(jīng)濟技術(shù)對比后確定。一般，對于單流程凝汽器，m=80120范范圍之內(nèi)；對于雙流程凝汽器，圍之內(nèi)；對于雙流程凝汽器，m=6070范圍之內(nèi)。范圍之內(nèi)。 cchh 22005254.1874.187cchhtmmm 3、凝汽器的最有利真空和極限真空、凝汽器的最有利真空和極限真空：（1）凝汽器的最有利真空）凝汽器的最有利真空：凝汽器：凝汽器的進(jìn)汽量是由外界負(fù)荷決定的，而冷的進(jìn)汽量是由外界負(fù)荷決定的，而冷卻水溫升是有依靠調(diào)節(jié)冷卻水量來控卻水溫升是有依靠調(diào)節(jié)冷卻水量來控制的。制的。 每每1kg蒸汽在凝結(jié)時所放出的蒸汽在凝結(jié)時

27、所放出的潛熱潛熱，約，約2200kJ/kg,變化很小，這樣，式（變化很小，這樣，式（5-3）為：）為：冷卻水量增加，可降低冷卻水溫升，降低汽輪機排汽壓力，增大冷卻水量增加，可降低冷卻水溫升，降低汽輪機排汽壓力，增大理想焓降，提高經(jīng)濟性。但是水泵功率要增大。這里有一個最佳理想焓降，提高經(jīng)濟性。但是水泵功率要增大。這里有一個最佳冷卻水量，即冷卻水量增大，使汽輪機功率增加所得到收益大于冷卻水量，即冷卻水量增大，使汽輪機功率增加所得到收益大于水泵功率增大，凈收益最大。這時候的真空稱為凝汽器的最有利水泵功率增大，凈收益最大。這時候的真空稱為凝汽器的最有利真空。真空。（2）凝汽器的極限真空）凝汽器的極限真

28、空：若真空進(jìn)一步增高，使末級葉片的斜切：若真空進(jìn)一步增高，使末級葉片的斜切部分達(dá)到膨脹極限時的真空稱為凝汽器的極限真空。這時候余速部分達(dá)到膨脹極限時的真空稱為凝汽器的極限真空。這時候余速損失增加。損失增加。0 310tCo7 9 Cto4.5 6.5 Ct（三）傳熱端差（三）傳熱端差 傳熱端差和冷卻面積、傳熱量及傳熱系數(shù)有關(guān)系。設(shè)計時，傳熱端差和冷卻面積、傳熱量及傳熱系數(shù)有關(guān)系。設(shè)計時，一般取一般取 。對于單流程凝汽器，取。對于單流程凝汽器，取 ，對，對于多流程凝汽器，取于多流程凝汽器，取 。 作業(yè)與思考題作業(yè)與思考題1，畫出最簡單的凝汽系統(tǒng)圖，其主要設(shè)備及其作用。2，間接空冷系統(tǒng)圖，其主要設(shè)

29、備及其作用。3，凝汽器內(nèi)的壓力如何確定？4，什么是凝汽器的最有利真空和極限真空？一、凝結(jié)特點一、凝結(jié)特點： 假設(shè)只有水蒸汽存在，并且凝汽器內(nèi)各處的壓力都相等，則蒸假設(shè)只有水蒸汽存在，并且凝汽器內(nèi)各處的壓力都相等，則蒸汽應(yīng)在與壓力相對應(yīng)的飽和溫度下凝結(jié)。實際上并非如此，因為：汽應(yīng)在與壓力相對應(yīng)的飽和溫度下凝結(jié)。實際上并非如此，因為：1、排汽從凝汽器進(jìn)口向空氣抽出口流動，由于、排汽從凝汽器進(jìn)口向空氣抽出口流動，由于阻力存在阻力存在，則凝汽，則凝汽器內(nèi)各處壓力都不相同；器內(nèi)各處壓力都不相同；2、整個系統(tǒng)不可能完全密封，有、整個系統(tǒng)不可能完全密封，有空氣漏入空氣漏入。則凝汽器內(nèi)各處空氣。則凝汽器內(nèi)各處

30、空氣分壓也不相同，凝結(jié)時的飽和溫度也不相同。分壓也不相同，凝結(jié)時的飽和溫度也不相同。 這樣，這樣，由于阻力和空氣的存在，蒸汽分壓降低由于阻力和空氣的存在，蒸汽分壓降低，使，使凝結(jié)水溫度凝結(jié)水溫度低于凝汽器進(jìn)口處的低于凝汽器進(jìn)口處的蒸汽溫度蒸汽溫度，造成，造成。1、空氣量：、空氣量：（1）空氣來源）空氣來源：新蒸汽帶入；汽輪機裝置密封不嚴(yán)；負(fù)荷降低時：新蒸汽帶入；汽輪機裝置密封不嚴(yán)；負(fù)荷降低時真空前移，真空前移， 擴大漏汽范圍；擴大漏汽范圍；1()(1)100caejDDk()aejDcD1K15K 1K1K1K1K二、進(jìn)入凝汽器的空氣量和空氣分壓二、進(jìn)入凝汽器的空氣量和空氣分壓（2）設(shè)計漏汽量

31、估計）設(shè)計漏汽量估計（經(jīng)驗公式）：要準(zhǔn)確確定空氣漏入量是有（經(jīng)驗公式）：要準(zhǔn)確確定空氣漏入量是有困難的，通常用下面的經(jīng)驗公式進(jìn)困難的，通常用下面的經(jīng)驗公式進(jìn) 估估 計計 ： 其其 中中 ， - 漏入空氣量漏入空氣量(kg/h)； -凝汽器的設(shè)計進(jìn)汽量凝汽器的設(shè)計進(jìn)汽量(t/h)； -嚴(yán)密系數(shù)，一般取嚴(yán)密系數(shù)，一般取 。 (5- 10)上式也可以用于檢查凝汽設(shè)備的嚴(yán)密程度。這時，上式也可以用于檢查凝汽設(shè)備的嚴(yán)密程度。這時， 為抽汽口測得為抽汽口測得的被抽出的空氣量。的被抽出的空氣量。 為評定的嚴(yán)密等級系數(shù)：為評定的嚴(yán)密等級系數(shù)： =1為優(yōu)，為優(yōu)， = 2為良好，為良好， =3為中等。為中等。()

32、aejD2、蒸汽與空氣分壓：、蒸汽與空氣分壓： 由于空氣的漏入，凝汽器內(nèi)的由于空氣的漏入，凝汽器內(nèi)的總壓力總壓力 為為蒸汽分壓蒸汽分壓和和空氣分壓空氣分壓之和：之和： csappp1 0.623csacppDxD0.6231 0.623accaacDpxDpDxD0001. 0/caDDxppcs1000062. 01cpcp其中，其中，x為蒸汽為蒸汽干度干度。實際上，在正常情況下，在凝汽器中的大部。實際上，在正常情況下，在凝汽器中的大部分區(qū)域，蒸汽占絕大多數(shù)，空氣含量很小，即分區(qū)域，蒸汽占絕大多數(shù)，空氣含量很小，即 ，故：，故：(5-11)其中(5-15)(5-16)當(dāng)有當(dāng)有99%蒸汽凝結(jié)，

33、即蒸汽凝結(jié)，即x=0.01，這樣，由上式可得，這樣，由上式可得 。 即蒸汽分壓即蒸汽分壓 接近于總壓力。絕大部分蒸汽在壓力的飽和溫度下凝接近于總壓力。絕大部分蒸汽在壓力的飽和溫度下凝結(jié)。結(jié)?？諝鈱φ羝Y(jié)的影響，只是在沿流程的末尾區(qū)段空氣對蒸汽凝結(jié)的影響，只是在沿流程的末尾區(qū)段（空氣冷卻（空氣冷卻區(qū)）才明顯。區(qū)）才明顯。0.99382scpp三、空氣漏入對凝汽器工作的影響三、空氣漏入對凝汽器工作的影響 由于空氣的漏入，對凝汽器的工作是有由于空氣的漏入，對凝汽器的工作是有影響影響的的 ： 1、空氣的漏入會使、空氣的漏入會使傳熱效果變差傳熱效果變差，傳熱端差增大。結(jié)果會使排，傳熱端差增大。結(jié)果會使

34、排汽壓力升高，降低了機組的經(jīng)濟性；汽壓力升高，降低了機組的經(jīng)濟性； 2、空氣的漏入，增加了凝結(jié)水中空氣的溶解度，對汽輪機裝置、空氣的漏入，增加了凝結(jié)水中空氣的溶解度，對汽輪機裝置和管道系統(tǒng)金屬產(chǎn)生和管道系統(tǒng)金屬產(chǎn)生腐蝕腐蝕，影響機組的安全性；，影響機組的安全性； 3、空氣的漏入，會使空氣分壓增大，、空氣的漏入，會使空氣分壓增大，使凝結(jié)水的過冷度增加使凝結(jié)水的過冷度增加，影響了機組的經(jīng)濟性。影響了機組的經(jīng)濟性。 第五節(jié) 多壓凝汽器 現(xiàn)代大功率汽輪機都采用現(xiàn)代大功率汽輪機都采用多缸多排汽口多缸多排汽口。為了提高大功率汽輪。為了提高大功率汽輪機的經(jīng)濟性，常采用機的經(jīng)濟性，常采用多壓凝汽器多壓凝汽器。

35、多壓凝汽器就是將凝汽器的。多壓凝汽器就是將凝汽器的汽側(cè)汽側(cè)分隔成分隔成與汽輪機排汽口個數(shù)相同的兩個或更多的互不相通的部分。與汽輪機排汽口個數(shù)相同的兩個或更多的互不相通的部分。圖圖5-16為雙壓凝汽器的示意圖。為雙壓凝汽器的示意圖。 進(jìn)水側(cè)的冷卻水溫進(jìn)水側(cè)的冷卻水溫度較低，其對應(yīng)汽側(cè)壓度較低，其對應(yīng)汽側(cè)壓力也較低；出水側(cè)的冷力也較低；出水側(cè)的冷卻水溫度較高，因此，卻水溫度較高，因此，其對應(yīng)汽側(cè)壓力也較高。其對應(yīng)汽側(cè)壓力也較高。同理，也有三壓、四壓同理，也有三壓、四壓凝汽器。采用多壓凝汽凝汽器。采用多壓凝汽器可以提高機組的經(jīng)濟器可以提高機組的經(jīng)濟性。性。1、抽氣器的作用、抽氣器的作用 抽氣器的作用

36、是將漏入凝汽器內(nèi)空氣不斷地抽出，以維持凝汽抽氣器的作用是將漏入凝汽器內(nèi)空氣不斷地抽出，以維持凝汽器內(nèi)的高度真空。故抽氣器工作的好壞對凝汽器工作的影響很大。器內(nèi)的高度真空。故抽氣器工作的好壞對凝汽器工作的影響很大。任何一種抽汽器，不論其結(jié)構(gòu)和工作原理如何，都是一種壓氣器，任何一種抽汽器，不論其結(jié)構(gòu)和工作原理如何，都是一種壓氣器，它將汽氣混合物從凝汽器抽氣口的壓力壓縮到高于大氣壓的出口壓它將汽氣混合物從凝汽器抽氣口的壓力壓縮到高于大氣壓的出口壓力。力。2、抽氣器的型式、抽氣器的型式 抽氣器的型式有抽氣器的型式有機械式機械式和和噴射式噴射式兩種。噴射式抽氣器結(jié)構(gòu)簡單、兩種。噴射式抽氣器結(jié)構(gòu)簡單、工作

37、可靠、制造成本低、維護(hù)方便、建立真空快。常用的噴射式抽工作可靠、制造成本低、維護(hù)方便、建立真空快。常用的噴射式抽氣器有氣器有射汽抽氣器射汽抽氣器和和射水抽氣器射水抽氣器兩種，工作原理相同工質(zhì)不同。前兩種，工作原理相同工質(zhì)不同。前者用蒸汽作工質(zhì)，后者用水作工質(zhì)。者用蒸汽作工質(zhì)，后者用水作工質(zhì)。 啟動抽氣器的作用是在汽輪機啟動前給凝汽器建立真空，以啟動抽氣器的作用是在汽輪機啟動前給凝汽器建立真空，以縮短機組啟動時間?？s短機組啟動時間。 圖圖5-85-8為啟動抽氣器示意圖，它主要由為啟動抽氣器示意圖，它主要由工作噴嘴工作噴嘴A A、混合室混合室B B和和擴壓管擴壓管C C所組成。所組成。 一、射汽抽

38、氣器一、射汽抽氣器1.啟動抽氣器的結(jié)構(gòu)和工作原理啟動抽氣器的結(jié)構(gòu)和工作原理：工質(zhì)是新蒸汽，新蒸汽進(jìn)入工作噴嘴工質(zhì)是新蒸汽，新蒸汽進(jìn)入工作噴嘴A，在噴嘴，在噴嘴A膨脹加速造成一膨脹加速造成一個遠(yuǎn)高于音速的個遠(yuǎn)高于音速的高速汽流高速汽流射入混合室。高速汽流有射入混合室。高速汽流有很強的空吸作用很強的空吸作用，從而將從抽氣口來的汽氣混合汽流帶走，并進(jìn)入擴壓管從而將從抽氣口來的汽氣混合汽流帶走，并進(jìn)入擴壓管C。混合汽?；旌掀髟跀U壓管流在擴壓管C中不斷擴壓，直到壓力稍大于大氣壓力后排入大氣。中不斷擴壓，直到壓力稍大于大氣壓力后排入大氣。 啟動抽氣器功率大建立真空快，但工質(zhì)和工質(zhì)的熱量不能回收，啟動抽氣

39、器功率大建立真空快，但工質(zhì)和工質(zhì)的熱量不能回收，有有經(jīng)濟損失經(jīng)濟損失。故它只作為啟動時用。一旦汽輪機正常工作以后，主抽。故它只作為啟動時用。一旦汽輪機正常工作以后，主抽氣器便投入工作，啟動抽氣器停止工作。氣器便投入工作，啟動抽氣器停止工作。2. 主主 抽抽 氣氣 器器 主抽氣器的作用主抽氣器的作用 ：是在汽輪機正常是在汽輪機正常工作時使用，以維持凝汽器的高度真工作時使用，以維持凝汽器的高度真空空。主抽氣器一般都采用帶中間冷卻。主抽氣器一般都采用帶中間冷卻器的多級型式。其目的在于可以得到器的多級型式。其目的在于可以得到更高的真空度，同時也可以更高的真空度，同時也可以回收工質(zhì)回收工質(zhì)和和熱量熱量，提高經(jīng)濟性。圖，提高經(jīng)濟性。圖5-9為兩級射為兩級射汽抽氣器工作原理圖。汽抽氣器工作原理圖。級抽走。在第二級抽氣器中，汽氣混合級抽走。在第二級抽氣器中，汽氣混合物被壓縮到略高于大氣壓力，再經(jīng)第二物被壓縮到略高于大氣壓力，再經(jīng)第二級冷卻器級冷卻器4進(jìn)一步凝結(jié)并回收工質(zhì)和熱量。進(jìn)一步凝結(jié)并回收工質(zhì)和熱量。最后的空氣和少最后的空氣和少 量未凝結(jié)的蒸汽一起排量未凝結(jié)的蒸汽一起排入大氣。入大氣。（二）射水抽氣器（二）射水抽氣器 射水抽氣器