凝汽器的工作原理.PPT

华能伊敏煤电有限责任公司发电厂 HUANENG YIMIN COAL ELECTRICITY CO.LTD POWER PLANT 伊敏电厂发电部培训教材 华能伊敏煤电有限责任公司发电厂 HUANENG YIMIN COAL ELECTRICITY CO.LTD POWER PLANT 电厂发电部培训教材 凝汽器的工作原理 工作原理 凝汽设备是凝汽式汽轮机装置的重要组成部分之一，它的工作情况直接影响到整个装置的热经济性和运行可靠性。凝汽设备在汽轮机装置的热力循环中起着冷源作用。降低汽轮机排汽的压力和温度，就可以减小冷源损失，提高循环热效率。降低排汽参数的有效办法是将排汽引入凝汽器凝结为水。若机组运行不当使排汽压力比正常值升高1%，Δηt∕ηt将降低1%以上；若使排汽温度下降5℃，则Δηt∕ηt将升高1%以上。这对于大型机组是很可观的，由此可见凝汽设备的重要性。以水为冷却介质的凝汽设备，一般由凝汽器、凝结水泵、抽气设备、循环水泵以及它们之间的连接管道和附件组成。 工作原理 1.凝结水泵 2.抽汽设备 3.汽轮机 4.凝汽器 5.循环水泵 工作原理 最简单的凝汽设备示意图如上图所示。汽轮机3的排汽排入凝汽器4，其热量被循环水泵5不断打入凝汽器的冷却水带走，自身凝结为凝结水汇集在凝汽器的底部热井，同时由凝结水泵1抽出送往锅炉作为给水。凝汽器的压力很低，外界空气易漏入。为防止不凝结的空气在凝汽器中不断积累升高凝汽器内的压力，采用抽气设备2不断将空气抽出。在凝汽器中，不断循环的冷却水创造凝汽器中的低温环境，使排汽释放汽化潜热而发生凝结。凝汽器中蒸汽凝结的空间是汽液两相共存的，汽侧压力等于蒸汽凝结温度所对应的饱和压力。蒸汽凝结温度由冷却条件决定。只要冷却水温不高，蒸汽凝结温度也不高，一般为30℃左右，所对应的饱和压力约为4～5KPa，该压力大大低于大气压力，从而在凝汽器中形成高度真空。 工作原理 凝汽设备的最主要的作用有两方面：一是在汽轮机排汽口建立并维持一定的真空；二是保证蒸汽凝结并回收凝结水作为锅炉给水。电厂运行中，为防止锅炉及汽轮机通流部分结垢、腐蚀，对给水品质的要求非常严格。如果给水全用化学处理水的话，则大容量机组的设备投资和运行费用将会很昂贵。所以必须将凝汽器回收的大量凝结水作为给水，但要严格保证其水质。此外，凝汽设备还是凝结水和补给水去除氧器之前的先期除氧设备；并接受机组启停和正常运行中的疏水和甩负荷过程中旁路排汽，以回收热量和减少循环工质损失。 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）凝汽器冷却水管必须通过一定的冷却水量。 （2） 凝结水泵必须不断地把凝结水抽走，避免水位升高，影响蒸汽的凝结。 （3）抽气设备必须把漏入的空气和排汽中的其它气体抽走。 工作原理 对凝汽器的要求是： （1）有较高的传热系数和合理的管束布置。 （2）凝汽器本体及真空管路系统要有高度的严密性。 （3）汽阻及凝结水过冷度要小。 （4）水阻要小。 （5）凝结水的含氧量要小。 （6）便于清洗冷却水管。 凝汽器的控制参数 1 .凝汽器压力（真空度）： 一般真空容器设备的真空度，是根据该设备为实现某种工艺过程所必需的工作条件而确定的。然而在汽轮机排汽口建立与维持一定的真空度，却是凝汽器乃至凝汽设备本身的主要任务。凝汽器压力（真空度）是表征凝汽器工作特性的主要指标。通常泛指的凝汽器压力是凝汽器壳侧蒸汽凝结温度对应的饱和压力。但是实际上凝汽器壳侧各处压力并不相等。 凝汽器的控制参数 凝汽器内是蒸汽和空气组成的混合气体，它的压力Pco是蒸汽分压力Ps与空气分压力Pa之和。但在占凝汽器很大一部分的蒸汽凝结区内，空气的相对含量很小，可以忽略不计，故起决定作用的还是蒸汽，因此，可以很准确地认为凝汽器内的压力由与之相对应的饱和温度ts来确定。冷却水以温度tw1进入凝汽器，其温度随冷却面积的增加而升高，出口温度为tw2；进入凝汽器内的蒸汽隔着冷却水管首先与出口冷却水进行热交换，根据传热原理，蒸汽放热后的温度一定高于冷却水出口温度tw2两者之差称为端差δt，则汽轮机排入凝汽器的蒸汽饱和温度可由下式确定： 凝汽器的控制参数 图所示为凝汽器中蒸汽和冷却水沿冷却面积的温度变化关系 凝汽器的控制参数 ts＝tww1＋Δt＋δt 式中ts——凝汽器压力Pco相对应