凝汽器熱力計算.doc

《凝汽器熱力計算.doc》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。

1、1凝汽設(shè)備的作用和特性1.1凝汽設(shè)備的作用凝汽設(shè)備主要由凝汽器（又稱凝結(jié)器、冷凝器等）、冷卻水泵（或稱循環(huán)水泵）、凝結(jié)水泵及抽氣器等組成，其中凝汽器是最主要的組成部分。在現(xiàn)代大型電站凝汽式汽輪機(jī)組的熱力循環(huán)中，凝汽設(shè)備起著冷源的作用，其主要任務(wù)是將汽輪機(jī)排汽凝結(jié)成水，并在汽輪機(jī)排汽口建立與維持一定的真空度。凝氣設(shè)備的任務(wù)是：（1）凝汽器通過冷卻水與乏汽的熱交換，把汽輪機(jī)的排汽凝結(jié)成水。（2）凝結(jié)水由凝結(jié)水泵送至除氧器，經(jīng)過回?zé)峒訜嶙鳛殄仩t給水繼續(xù)重復(fù)使用。（3）不斷的將排汽凝結(jié)時放出的熱量帶走。（4）不斷地將聚集在凝汽器內(nèi)的空氣抽出，在汽輪機(jī)排汽口建立與維持高度的真空度。

2、（5）凝汽設(shè)備還有一定的真空除氧作用。（6）匯集和貯存凝結(jié)水、熱力系統(tǒng)中的各種疏水、排汽，能夠緩沖運(yùn)行中機(jī)組流量的急劇變化、增加系統(tǒng)調(diào)節(jié)穩(wěn)定性。圖1.1為簡單的凝汽設(shè)備原則性系統(tǒng)。冷卻水泵抽來的具有一定壓力的冷卻水（地下水、地表水或海水），流過凝汽器的冷卻水管。汽輪機(jī)的排汽進(jìn)入凝汽器后，蒸汽凝結(jié)成水釋放出的熱量被由冷卻水泵不斷送來的冷卻水帶走，排汽凝結(jié)成水并流入凝汽器底部的熱水井，然后由凝結(jié)水泵送往加熱器和除氧器，送往鍋爐循環(huán)使用。抽氣器不斷地將凝汽器內(nèi)的空氣抽出以保持高度真空-29-圖1.1凝汽設(shè)備的原則性系統(tǒng)1—汽輪機(jī)；2—發(fā)電機(jī)；3—凝汽器；4—抽汽器；5—凝結(jié)水泵

3、；6—冷卻水泵優(yōu)良的凝氣設(shè)備應(yīng)滿足以下要求：（1）凝汽器具有良好的傳熱性能。主要通過管束的合理排列、布置、選取合適的管材來達(dá)到良好的傳熱效果，使汽輪機(jī)在給定的工作條件下具有盡可能低的運(yùn)行背壓。（2）凝汽器本體和真空系統(tǒng)要有高度的嚴(yán)密性。凝汽器的汽側(cè)壓力既低于殼外的大氣壓力，也低于管內(nèi)的水側(cè)壓力。所以如果水側(cè)嚴(yán)密性不好，冷卻水就會滲漏到汽側(cè)，惡化凝結(jié)水水質(zhì)；如果汽側(cè)嚴(yán)密性不好，空氣將漏入汽側(cè)，惡化傳熱效果。（3）凝結(jié)水過冷度要小。具有過冷度的凝結(jié)水將使汽輪機(jī)消耗更多的回?zé)岢槠?，以使它加熱到預(yù)定的鍋爐給水溫度，增大了熱耗率。同時，過冷也會使凝結(jié)水的含氧量增大，從而加劇了對管道

4、的腐蝕。因此現(xiàn)代汽輪機(jī)要求凝結(jié)水過冷度不超過2℃。（4）凝汽器汽阻、水阻要小。蒸汽空氣混合物在凝汽器內(nèi)由排汽口流向抽氣口時，因流動阻力使其絕對壓力降低，常把這一壓力降稱為汽阻。汽阻的存在會使凝汽器喉部壓力升高，凝結(jié)水過冷度及含氧量都增加，引起機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性降低和管子的腐蝕。對大型機(jī)組汽阻一般為。水阻是冷卻水在凝汽器冷卻管中的流動阻力和進(jìn)出管子及進(jìn)出水室時的局部阻力之和。水阻的大小對冷卻水泵選擇和管道布置都有影響，應(yīng)通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較來確定。-29-（5）抽氣設(shè)備功耗要小。與空氣一起被抽出的未凝結(jié)蒸汽量應(yīng)盡可能地小，以降低抽氣器功耗。通常要求被抽出的蒸汽空氣混合物中，蒸汽含量

5、不超過2/3。（6）凝結(jié)水的含氧量要小。凝結(jié)水含氧量過大將會引起管道腐蝕并惡化傳熱。一般要求高壓機(jī)組凝結(jié)水含氧量小于0.03mg/L。現(xiàn)代大型凝汽器，除了合理布置管束和流道以盡量減少汽阻，從而減少凝結(jié)水含氧量外，還設(shè)有專門的除氧裝置，以保證凝結(jié)水含氧量在規(guī)定值以下。（7）凝汽器的總體結(jié)構(gòu)和布置方式應(yīng)便于清洗冷卻水管、便于運(yùn)輸和安裝等。例如國產(chǎn)首臺600MW機(jī)組凝汽器裝配好后，無水時的重量達(dá)1343t，高約15m，這種龐然大物必須便于運(yùn)輸安裝。國產(chǎn)首臺600MW機(jī)組凝汽器冷卻管長達(dá)14.792m，管子總根數(shù)則多達(dá)30300根，這樣多而細(xì)長的管子清洗工作只有由自動清洗系統(tǒng)承擔(dān)

6、。1.2凝汽器的結(jié)構(gòu)和作用凝汽器是一種固定板管殼式換熱器，凝汽器管側(cè)（或稱冷卻水側(cè)）包括冷卻管、管板、水室等，凝汽器殼側(cè)（或稱汽側(cè)）屬于真空容器。凝汽器可分為混合式與表面式兩大類。在混合式凝汽器中，蒸汽與冷卻水直接混合，這種凝汽器結(jié)構(gòu)簡單，成本低，但其最大的缺點(diǎn)是不能回收凝結(jié)水，所以現(xiàn)代汽輪機(jī)都不采用混合式凝汽器，全部采用表面式凝汽器。在表面式凝汽器中，冷卻工質(zhì)與蒸汽冷卻表面隔開互不接觸。根據(jù)所用的冷卻工質(zhì)不同，又分為空氣式冷卻式和水冷卻式兩種。水冷卻式凝汽器是最常用的一種，由于用水做冷卻工質(zhì)時，凝汽器的傳熱系數(shù)高，又能在保持潔凈的和含氧量極小的凝結(jié)水的條件下，獲得和保持

7、高度真空，因?yàn)楝F(xiàn)代電站汽輪機(jī)中主要采用水冷卻式凝汽器，只有在嚴(yán)重缺水地區(qū)的電站，才使用空氣冷卻式凝汽器。表面式凝汽器結(jié)構(gòu)見圖1.2。凝汽器外殼通常呈橢圓形或矩形，兩端連接著形成水室的蓋端5和6，蓋端與外殼之間裝有管板，管板上裝有很多冷卻水管，使兩端水室相通。冷卻水從進(jìn)口進(jìn)入水室8-29-，經(jīng)冷卻水管進(jìn)入另一端水室9，轉(zhuǎn)向從出口流出。汽輪機(jī)排汽從排汽進(jìn)口進(jìn)入凝汽器冷卻水管外側(cè)空間，通常稱為汽側(cè)，并在冷卻水管外表面凝結(jié)成水，凝結(jié)水匯集到熱水井后由凝結(jié)水泵抽出。冷卻水在凝汽器中要經(jīng)過一次往返后才排出，這種凝汽器稱為雙流程凝汽器：若不