凝汽器设备及运行

2、空气对凝汽器真空的影响
1） 空气分压的存在使凝汽器压力pc略有增大。 2） 空气的存在增大凝汽器冷却水管外侧的放热系数，阻碍蒸汽 放热。 原因： 主凝结区的空气平均分压很小； 但冷却水管外围附近由于蒸汽的凝结，空气分压增加明显。空 气在冷却水管外围增多，使得蒸汽分子只有通过扩散才能靠近 冷却水管外侧，因此空气大大阻碍蒸汽放热。
2、冷却水温升Δt
减小Δt的方法有两种： 1、减小凝汽器热负荷，及减小qmn。——这也是汽轮机在低负荷时真空高的原因 2、增大冷却水量qmww。 3、一般当Δt大于8-12℃时，应增加冷却水量， Δt小于6℃时减少冷却水 量。 冷却倍率：冷却 Dw m 水量比被凝结蒸 Dc 汽量的倍数。 m值越大，温升Δt越小，凝汽器压力pc降低越多，真空越高。 同时，冷却水量Dw↑，循环水泵耗功↑。

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2、水压试验
目的：停机时，全面查找凝汽器及真空系统泄 漏的最好方法 1、系统所有管道、阀门检修完毕（焊口及法兰 不得保温），疏水门、空气门已打开。 2、凝汽器汽测已清理完毕，支撑弹簧已经加固 好，水位计正确，真空表已隔离，监视设施到 位 3、凝汽器内注入化学水，注意不要使水进入油 系统，检查、标注，然后放水、恢复系统。
ts
tc
tw1
tw2
凝汽器类型
分为混合式凝汽器和表面式凝汽器两类。

混合式凝汽器：排汽与冷却水直接混合接触而使蒸汽凝结

优点：结构简单，制造成本低，能建立高真空
缺点：要求循环水的质量与凝结水相同。
目前这种凝汽器主要用于间接空气冷却凝汽系统中。

表面式凝汽器：排汽在冷却表面一侧凝结，而冷却工质在另 一侧流动，互不接触。一般表面式凝汽器以水为冷却介质
t tc ts
2、汽阻 定义：在凝汽器汽侧，从凝汽器的喉部到抽气口的压力降，一般取 260～400Pa。
pc pc pc
产生原因：1）蒸汽进入冷却管束第一排的局部阻力； 2）蒸汽流经管束的沿程阻力。
3、水阻 定义：冷却水流经凝汽器时流动阻力。 产生原因：1）在水室及进出冷却水管时的局部阻力； 2）冷却水在冷却水管中的沿程阻力。当冷却水管被杂 物堵塞时，水阻明显增大。 4、冷却水流程 定义：冷却水在凝汽器中依次流过冷却水管的次数。
胶球自动清洗系统

1-二次滤网；2-反冲洗蝶阀；3-注球管；4-凝汽 器；5-胶球；6-收球网；7-胶球泵；8-加球室
胶球清洗
凝汽设备严密性检验方法
一、凝汽器汽测的严密性 1、真空严密性试验 2、水压试验 3、其他方法（蜡烛法、肥皂法、惰性气体法） 二、凝汽器水侧的严密性

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二、凝汽器的最佳真空
1、极限真空 使汽轮机末级动叶达到 膨胀极限压力的真空称为极 限真空。 2、最佳真空 在提高真空过程中，当 汽轮机功率的增加和循环水 泵耗功增加之差为最大时的 真空，称为最佳真空。
max P net P el P p
ΔP ΔPel Δ Pp
ΔPei-Pp
冷却水增量ΔW
3、运行好坏的标志 达到最佳真空，凝结水 过冷度小，凝结水品质合格 。
三、空气的危害
1、进入凝汽器的空气量
1)凝汽器中的空气来源：汽轮机后轴封、法兰缝 隙等漏入； 随主蒸汽带来。 2)空气量：严密性正常时，进入凝汽器的空气量 不到蒸汽量的万分之一 在汽轮机运行时，保持真空系统的严密性，直接 影响汽轮机运行的经济性。真空下降1％，汽耗 率增加1％。要对真空度进行监视，真空度低于 规定值时，要进行报警。
汽轮机凝汽器
凝汽器设备及运行
宿州皖能环保电力有限公司
二零一六年七月五日
凝汽设备的主要内容

凝汽设备的组成、作用和结构 凝汽设备的运行 凝汽器设备的检验方法
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凝汽设备

凝汽设备组成
凝汽设备包括：凝汽器
、抽气器、凝结水泵、
循环水泵以及这些 部件间的连接管道 和附件组成
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凝汽器的清洗

清洗的主要方法有化学清洗、机械清洗、水力 清洗、热力清洗、声波清洗及人工捅刷清洗等。 Nhomakorabea
化学清洗在汽轮机停运时才能操作，它会直接影响汽 轮发电机运行，且化学试剂对铜管还有腐蚀，3%盐 酸溶液。 胶球清洗技术的球分为硬质胶球、软质胶球和砂质胶 球。砂质胶球对硬垢清洗效果好，但对管道也有一定 的损伤，不能长期使用，只能间歇使用。 人工疏通冷却水管(用铁扦或铜丝刷通过人工一根一 根捅刷冷却管)的效果较好，但需要停机进行，工作 量很大，劳动强度也大，工作环境非常艰苦 人工高压水枪清洗是近年出现的一种机械清洗方法， 它的效果与人工疏通冷却水管一样，但降低了清洗的 劳动强度，其缺点与人工疏通基本相同。

优点：传热系数高，能建立高真空，且能保持凝结水洁净； 缺点：消耗大量有色金属，制造成本高。
现代发电厂的汽轮机组一般都采用表面式凝汽器。
凝汽器结构
凝汽器由外壳、水室、管板、隔板、冷却水管等组成。
表面式凝汽器结构简图 1－凝汽器外壳 2、3－水室端盖
4－管板
1、凝结水过冷度 定义：热井中凝结水温度tc低于凝汽器喉部压力下蒸汽饱和温度ts的 程度。一般为-0.5℃～-1℃。
1、真空严密性试验
目的：监视运行中机组真空系统的严密性 汽轮机负荷降到80%的额定负荷 真空不 低于-87KPa(92KPa) 关闭主抽汽总门 纪录5min（取中间3min） 合格标准：每分钟下降≤0.13KPa为优秀，下 降≤0.4KPa/min为合格，每分钟下降＞ 0.13KPa且≤0.27KPa为良好。
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凝汽器内平衡及流程
建立并维持凝汽器真空，必须随时维持三个平衡： 1）质量平衡，进入蒸汽量等于抽出凝结水量； 2）热量平衡，蒸汽放出的热量等于冷却水（循环水）带走的热量； 3）空气平衡，漏入空气量等于抽出空气量。 流程： 汽轮机排出的蒸汽凝汽器汽 侧，与铜管接触凝结 放 出潜热凝结水沿管壁热井 加热器。 冷却水 冷却水温tw1 tw2
凝汽器的管束布置
评定凝汽器指标： 真空 凝结水过冷度 凝结水含氧量 水阻 空气冷却区所排出 的汽气混合物的过 冷度 三角形 管束布置原则： • 管束第一排应稀疏些 • 留有一定的蒸汽通道 • 蒸汽、空气混合物到抽气口途径短 • 设挡汽板 • 留有到热井的蒸汽通道 • 有空气冷却区 • 设凝结水挡板 正方形

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冷却倍率m约在50－120范围内，与流程和供水方式有关： 单程、开式循环 m：80－120 双程、开式循环 m：50－80 双程、闭式循环 m：50
凝汽器热力特性曲线：凝汽器真空与凝汽量 及冷却水温度的变化关系
3、传热端差δt
其他条件不变，端差增大时，凝汽器真空将下降
影响端差的因素： 1、换热面的清洁情况 2、汽测、水侧是否积有空气 3、凝汽器汽阻的大小 4、凝汽器的热负荷
水环真空泵



真空越高，抽吸 的质量流量越小 水环式真空泵功 耗低，运行维护 方便。 价格贵
凝汽设备运行监视与调节

监视参数



凝汽器喉部压力pc 抽气器入口压力（混合室） 冷却水入口、出口温度 凝结水温度 热井水位
凝汽器设备运行保护

调节与保护



热井水位调节 凝结水泵的保护 循环水泵的保护 排汽温度过高喷水保护
在水源充足的地区、大机组，采用单流程； 在水源紧张的地区、小机组，采用双流程。
影响凝汽器压力（真空） pc 的因素
1、冷却水进口温度tw1
决定于电站所处地的气候、季节、冷却塔效率（闭式循环）
冬季tw1低， ts低，凝汽器压力pc低，真空高； 夏季高tw1 ，ts高，凝汽器压力pc高，真空低； 采用冷水塔或喷水池时，还决定于冷却效率。
辐向
射水抽气器
射水抽气器由射水泵来的工作水进 入喷嘴，在喷嘴出口形成高速水流， 在混合室形成真空，把凝汽器的空气 吸入，然后混合、扩压。为了防止射 水泵发生故障后水和空气倒流入凝汽 器，设置逆止阀。
射水抽气器不消耗蒸汽，运行费用 较低，系统简单，结构紧凑等优点， 要求设专用水泵，而且损失工质不能 回收。适用于滑压运行和滑参数启动 的单元制再热机组。
凝汽器的工作原理和作用

作用：




建立和维持真空，使汽轮机排汽压力降低，理 想焓降增大，提高循环热效率； 将汽轮机的排汽凝结为水,为锅炉提供纯净的凝 结水 在机组启、停中回收疏水 对凝结水和凝汽器补水进行一级真空除氧
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工作原理


根据水蒸汽的性质，在低压条件下，汽态 与液态的比体积相差极大（5 kPa时，蒸汽 比水的比体积大28000倍），这样，原来为 蒸汽充满的空间，一旦被冷却，凝结成 30℃左右的凝结水，则在该密闭空间，将 因体积骤然缩小而形成高度真空。 前提：密封、无空气。 饱和压力＝f（饱和温度） 30℃左右的饱和压力对应约4kPa绝对压力， 表压约-97kPa,真空97kPa
3、空气对凝汽器运行的影响
1）使蒸汽分压降低，引起过冷度； 2）使排汽压力、排汽温度升高，降低机组的经济性； 3）使低压缸温度升高而变形，造成机组振动； 4）使凝结水中的含氧量增加，腐蚀低压加热器和低压管道； 5）使传热阻力增大，端差增大。
4、空气对过冷度的影响
过冷度：过冷现象中凝结水温度低于凝汽器入口蒸汽温度的度数。 凝结水产生过冷度的原因： 1） 由于空气及汽阻存在，降低了热井附近蒸汽的分压力； 2） 凝结水下落过程中受冷却水的多次冷却； 3） 冷却水管束排列不合理； 4） 热井中水位过高，淹没冷却水管，使凝结水管被进一步冷 却。 过冷的危害： 1）使得凝结水易吸收空气，含氧量增加，加快管道腐蚀。 2）凝结水温度低，在回热加热中需要更多的消耗抽气，影响经 济性。