第四章_汽轮机的凝汽系统及设备.ppt

第三节 凝汽器 四、凝汽器内压力的确定 2、蒸汽与空气分压： 由于空气的漏入，凝汽器内的总压力 为蒸汽分压和空气分压之和： 其中，x为蒸汽干度。实际上，在正常情况下，在凝汽器中的大部分区域，蒸汽占绝大多数，空气含量很小，即 ，故： (5-11) 其中 (5-15) (5-16) 当有99%蒸汽凝结，即x=0.01，这样，由上式可得 。 即蒸汽分压 接近于总压力。绝大部分蒸汽在压力的饱和温度下凝结。空气对蒸汽凝结的影响，只是在沿流程的末尾区段（空气冷却区）才明显。 * 第四章 汽轮机的凝汽系统及设备 一、凝汽设备的工作原理 1、工作原理： 根据汽轮发电机组的热效率进行分析 第一节 凝汽设备的工作原理和任务 其中 ， 为整机理想焓降； 为蒸汽初焓； 为每kg蒸汽在锅炉中的吸热量。 为给水焓。 为排汽焓； 分析上式：要提高效率，则提高理想焓降，即提高新蒸汽的初焓，降低排汽焓（压力）。本章只是讨论降低排汽焓值的问题。 要降低排汽焓值，就得降低排汽压力。一般来说，排汽压力每降低2 kpa，循环热效率就可以提高约3.5 %。所以，降低排汽压力对提高火电厂循环热效率是一个非常有效的措施。 降低排汽压力的最有效的办法是：使排汽在密封容器中、在温度较低的条件下受到冷却而凝结成水，体积突然缩小（如在0.0049Mpa下，蒸汽比水的容积大28000倍）而形成真空。同时再用抽气器或者真空泵将漏入空气不断地抽出，保持真空。在凝结中生成的凝结水，经汇集以后，又重新送入锅炉作为给水，反复循环使用。这就是凝汽设备的工作原理。 2、主要任务： （1）建立并维持高度真空，即降低排汽焓值，提高理想焓降，使蒸汽中较多的热能转变为机械能。 （2）将蒸汽凝结成水，并将凝结水回收到锅炉作为给水。 （3）利用热力除氧原理真空除氧，提高凝结水品质。 （4）起到热力系统蓄水作用，是热力系统稳定调节的缓冲器。 为了完成上述任务，必须采用凝汽系统，保证以下几个平衡： 热量平衡－循环水泵； 质量平衡－凝结水泵； 空气平衡－抽气设备； 3、排汽压力的最佳值： 降低排汽焓值，提高理想焓降，可以提高效率。 但不是排汽压力越低越好。这是因为： (1）当降低排汽压力，则比容v 增加，汽轮机排汽部分的尺寸增大，成本上升。而且制造困难，材料也受到限制。 (2）当降低排汽压力，则比容v 增加，凝汽器的冷却面积增大，冷却水量增大，厂用电增大。 因此，对排汽压力和其他几个方面要作技术经济对比而定。一般，最佳排汽压力为 ，通常取0.05atm。 水冷凝器系统 开式循环水系统：借助天然水源。 闭式循环水系统：用冷却塔冷却循环水。 第二节、凝汽系统 1、最简单的凝汽设备原则性系统图（图4-1）。 （1）汽轮机；（2）发电机； （3）凝汽器：使排汽在凝汽器3中不断地凝结成水，建立高度真空；将凝结时放出的热量排出、将生成的凝结水汇集送走； （4）循环水泵：为凝汽器提供冷却水； （5）凝结水泵：不断地把蒸汽凝结时生成的凝结水从凝汽器底部热井中抽出，并送往给给水回热加热系统； （6）抽气器：抽出漏入凝汽器内的空气，以维持高度真空。 空冷凝器系统 直接空冷系统 间接空冷系统 带表面式凝汽器的间接空冷系统（哈蒙系统） 带喷射式凝汽器的间接空冷系统（海勒系统） （1）直接空气冷却系统： 用空气作为冷却工质的凝汽器称为空气直接冷却式凝汽系统，如图 。 汽轮机的排汽送到热交换器管束内直接凝结成水。热交换器管束外侧则利用强制通风带走蒸汽凝结时放出的汽化潜热。由于空气传热系数小、则要求冷却面积大。因此，这种空气直接冷却式凝汽器体积庞大，无法和普通凝汽器一样安装在汽轮机的下部，而是要远离汽轮机安装在厂房外面或厂房顶部。因此，其汽轮机的排汽管道很长。这种空气直接冷却式凝汽系统，在世界各国已有较多采用，占空冷凝器系统发电机组的60％以上，目前最大机组已超过600MW。 采用的冷却单元有多排管、双排管、单排管。目前主要生产公司有德国GEA、美国SPX、国内哈空调、江苏双良等。 （2）间接空气冷却系统：空气冷却式凝汽系统如图所示。其主要设备有：混合式凝汽器、凝结水泵、循环水泵、空气冷却塔、空气冷却器等。其中，空气冷却塔是一个巨大的建筑物，呈双曲旋转形，空气冷却器布置在空气冷却塔下部周围墙体上。利用高低压力差，将冷风通过空气冷却器吸入塔内，形成自然对流。由于流过空气冷却