真空系统和冷凝系统
通过冷凝产生真空
冷却水出 去真空泵
冷凝水循环泵
图 7 通过冷凝液注入移走过热，并防止管子上端沉淀的冷凝装置
结论： 冷凝是一种产生真空的很重要的方法，冷凝也是产生真空的最经济的方法之一。因此，所 有可冷凝的组分应首先冷凝，只有那些绝对不能冷凝的组分才用真空泵除去。
参考文献： [1] GEA Wiegand GmbH 产品目录: 喷射泵，混合器，加热器，真空系统
混合冷凝器的一个优点是：成本低和冷却介质的充分利用。冷却介质几乎能被加热至冷凝 蒸汽的沸点，而不需要大的冷凝器。这是由于直接热传递的传热系数很高。另一优点是装置对 杂质或结垢等不敏感。
3
有时存在冷凝液和冷却介质相混的缺点，水是冷却介质，而冷凝的蒸汽不是水蒸汽，冷却 水即成为杂质，这从污染的角度考虑常常是不允许的。被冷凝的蒸汽作为回收的产品，这种情 况下不能使用混合冷凝器，而要用表面冷凝器来代替。图 3 为固定管束的管式冷凝器。冷却水 流过管子，在管子周围产生冷凝。这种设计的困难在于冷凝表面的清洗。
物质 水 甲烷 庚烷 苯 乙醇
潜热 kJ/kg 2257 510 317 394 846
1
当蒸汽冷凝时，汽相转变为液相，体积大大减小。如 1kg 的水蒸汽，在 1000 mbar 下，体积 为 1694 升，冷凝时减至 1 升。如此大的体积减小，就可产生真空。例如，在常压下，100℃的 水蒸汽密封于容器中，然后冷却至 20℃，水蒸汽几乎全部冷凝，在容器中的压力为 24mbar， 正好对应于 20℃时水的饱和蒸汽压。在玻璃罐中保存水果正是用冷凝产生真空的原理。
通过冷凝产生真空
龚卫星 博士
气相变成液相的过程称为冷凝，其反过程为汽化。蒸汽冷凝时，放出的冷凝潜热，必须用 冷却介质使其移走；而当汽化时，必须供给系统汽化潜热。
T 932-2023 凝汽器与真空系统运行维护导则
DL/T 932-2023 凝汽器与真空系统运行维护导则摘要：本文档是针对凝汽器与真空系统的运行维护制定的指南。
凝汽器是发电厂中的重要组件，它具有冷凝汽水和提供真空的功能。
正确的运行维护可以保证凝汽器的高效运行，延长其寿命，降低故障率。
本文档介绍了凝汽器和真空系统的基本原理，运行维护的注意事项，以及常见问题的解决方法。
1. 引言凝汽器是发电厂中的重要设备，其主要作用是将汽轮机排出的高温高压蒸汽冷凝成水，以便重新加热为饱和蒸汽进入汽轮机。
同时，凝汽器还提供真空给汽轮机冷凝侧系统和其他设备使用。
正确的运行维护能够保证凝汽器的高效运行和延长其使用寿命。
2. 凝汽器基本原理凝汽器通过冷却剂（通常为冷却水）与蒸汽进行热交换，将蒸汽冷凝成水。
凝汽器可分为直接冷却式凝汽器和间接冷却式凝汽器。
直接冷却式凝汽器是将凝汽周期性地喷洒在冷却水上，通过水和蒸汽的直接接触，将蒸汽冷凝为水。
间接冷却式凝汽器则是通过多级换热器将蒸汽间接冷凝。
3. 凝汽器运行维护注意事项3.1 温度控制在凝汽器运行过程中，控制凝汽器排出水的温度非常重要。
合理的水温控制可以保证凝汽器的高效运行。
过高的排水温度可能导致蒸汽未完全冷凝，从而降低了凝汽器的效率。
3.2 水质管理凝汽器中水质的管理对于凝汽器的运行至关重要。
水中的杂质和化学物质可能对凝汽器造成腐蚀和堵塞。
因此，定期检测水质，进行必要的水处理以及保持冷却水的清洁是非常重要的。
3.3 清洗和维护定期对凝汽器进行清洗和维护是保证其正常运行的关键。
清除积聚在凝汽器管道内壁的污垢和沉淀物可以提高凝汽器的换热效率。
同时，检测凝汽器管道是否存在泄漏、腐蚀等问题，并及时修复。
3.4 压力控制凝汽器的排气压力对凝汽器的性能有重要影响。
过高或过低的排气压力都不利于凝汽器的运行。
因此，定期检查和调整凝汽器的排气压力是非常必要的。
4. 常见问题及解决方法4.1 凝汽器漏水问题描述凝汽器在运行过程中出现漏水现象，造成水资源的浪费。
精制车间节水与冷凝真空系统
味精 的生产过程要用 大量 的冷却水 。特别是 味 精结 晶罐的冷凝真空 系统 ， 必须用大量 的冷却水将
蒸发结晶过程 的低温 汁汽 冷凝 ， 才能获得 所需 的真 空度 ， 这是维持味精结 晶过程正常生产的必要条件 。
真空泵 ； 冷凝器既可 以集 中 ， 可以分为若干个 。 也
ｌ 湿式 真空 系统 ：同一 台设备兼有 冷凝 和抽 气 － ２
流动 ， 气 的温度接 近进水 的温度 。 两种不 同的 排 这
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发 酵 科 技 通 讯
工作方 式使 它们 的效 果有很 大 的差别 。
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３卷 ９
凝器 的排水 温度 和进入 汁汽 的温度 ，算 出两者 的
差额 ， 它直接 反映冷 凝器 的性能 。 良好 的逆 流冷凝 器 的这一 温差 为 ４Ｃ ６Ｃ，较 差者 为 ８ ￣～￣ ℃或更 大 ；
水 与 汁汽直 接接触 ， 将后 者冷凝 ， 凝结水 和冷 却水 混 合一起 排 出 。但 汁汽 中总还余 下少 量 的空 气和 未 凝结 的水蒸 气 ，必须将这 些气 体抽 去才能形 成
真 空壮态 。 不凝 缩气 体的排 除有两 种方式 ， 一种 是
和冷 凝水 一起从 冷凝 器的尾 管排 出 ，例如 在喷射 冷凝 器 ， 因为气体 和水 一起排 出 ， 于湿式 真空 系 属 统。 另一种 是将不 凝缩 气体 与水分别 排 出。 气体不
在湿式 系统 ， 水和 汁汽都从 器体 的上方 进入 ， 水和气 体从 底部排 出 ， 和气体 是顺 流式工 作 ， 水 排 出气体 的温 度等 于排水 的温度 。 而在 干式 系统 ， 水 从上方 进入 ，底部 排 出 ，汁汽则 从器 体 的下 方进 入 ， 缩气 体从 顶部排 出 ， 体对水 而言是 逆 向 不凝 气
冷冻真空干燥原理,系统构成及其功能特点
冷冻真空干燥原理,系统构成及其功能特点
冷冻真空干燥是一种通过低温和真空条件下将水分从物体中蒸发出来的干燥方法。
其原理是利用冷冻技术，将物体冷却至低温，使水分结冰，然后在真空条件下通过升温使冰直接蒸发为水蒸气，从而实现干燥的目的。
冷冻真空干燥系统主要由以下几个组成部分构成：
1. 冷冻机组：用于提供低温环境，通常采用制冷剂循环系统，通过压缩机、蒸发器和冷凝器等组件实现冷却作用。
2. 真空系统：用于提供真空环境，通常采用真空泵和真空容器等组件，通过抽气将系统内的气体抽除，从而形成真空。
3. 控制系统：用于对整个干燥过程进行控制，包括温度、压力和时间等参数的设定和监控。
冷冻真空干燥系统的功能特点包括：
1. 高效干燥：通过低温和真空条件下的干燥方式，能够快速、高效地将水分从物体中蒸发出来，干燥效果好。
2. 保持物体品质：由于在低温和真空条件下进行干燥，可以避免物体受热或氧化等损伤，能够更好地保持物体的原有品质。
3. 广泛适用性：冷冻真空干燥系统适用于各种不同类型的物体，包括食品、药品、化工品等，具有广泛的应用领域。
4. 自动化控制：通过控制系统实现对整个干燥过程的自动化控制，可以减少操作人员的工作量，提高生产效率。
5. 环保节能：由于采用低温和真空条件下的干燥方式，能够减少能源的消耗，对环境友好，具有节能的特点。
真空锅炉工作原理
真空锅炉工作原理一、引言真空锅炉是一种利用真空技术进行加热的设备，具有高效、节能、安全等优点。
本文将详细介绍真空锅炉的工作原理及其应用。
二、真空锅炉的工作原理真空锅炉是利用真空度较高的环境中的低温蒸发原理来进行加热的。
其工作原理如下：1. 真空系统：真空锅炉通过真空泵将锅炉内部的气体抽出，形成一定的真空度。
真空度的提高有助于降低沸点，从而实现低温蒸发。
2. 加热系统：真空锅炉通过电加热器或燃烧器提供热量，将锅炉内的水或液体加热。
在低温下，液体的沸点较低，可以在较低的温度下蒸发。
3. 蒸汽系统：在锅炉内部，液体在加热过程中蒸发，产生蒸汽。
蒸汽通过蒸汽管道输送到需要加热的设备或工艺中。
4. 冷凝系统：在蒸汽传递热量后，蒸汽会冷凝成水，释放出大量的热量。
冷凝后的水通过水泵回流到锅炉内，循环利用。
5. 控制系统：真空锅炉配备了先进的自动控制系统，能够实时监测和调节锅炉的温度、压力等参数，确保锅炉的安全运行。
三、真空锅炉的应用真空锅炉广泛应用于各个行业，特别是需要低温加热的工艺中。
以下是几个常见的应用领域：1. 化工工业：真空锅炉可用于化工生产中的蒸馏、脱气、干燥等工艺，可提高产品质量和生产效率。
2. 食品工业：真空锅炉可用于食品加工中的热处理、蒸煮、烘干等工艺，确保食品的卫生和质量。
3. 医药工业：真空锅炉可用于医药生产中的蒸馏、浓缩、干燥等工艺，保证药品的纯度和安全性。
4. 纺织工业：真空锅炉可用于纺织品的染色、烘干等工艺，提高生产效率和产品质量。
5. 建筑工业：真空锅炉可用于建筑材料的干燥、蒸压等工艺，提高产品的强度和耐久性。
四、真空锅炉的优势真空锅炉相比传统的锅炉具有以下优势：1. 高效节能：由于真空锅炉在低温下工作，能够充分利用低温下液体的蒸发潜热，提高能源利用效率。
2. 安全可靠：真空锅炉在运行过程中，由于真空度较高，能够有效降低爆炸、蒸汽泄漏等安全风险。
3. 环保节能：真空锅炉不产生废气、废水等污染物，对环境友好，符合现代环保要求。
凝汽器真空系统的作用
凝汽器真空系统的作用凝汽器真空系统，作为热力发电厂的核心组成部分，其重要性不言而喻。
该系统主要服务于蒸汽轮机，确保其正常、高效地运行。
凝汽器真空系统的作用不仅体现在提高蒸汽轮机的效率上，还涉及整个电厂的经济性、安全性以及环境保护等多个方面。
一、提高蒸汽轮机效率凝汽器真空系统的首要任务是建立和维持凝汽器内的真空状态。
蒸汽轮机在做功后，排出的乏汽进入凝汽器，在真空状态下迅速冷凝成水，这一过程释放出的潜热被冷却水带走。
乏汽的快速冷凝对于蒸汽轮机的连续运行至关重要，因为它确保了蒸汽轮机能够不断地接收新的蒸汽进行做功。
凝汽器内的真空度越高，乏汽冷凝时的压力就越低，对应的饱和温度也就越低。
这意味着冷凝过程可以在更低的温度下进行，从而减小了冷凝过程中不可逆的热损失。
因此，提高凝汽器的真空度有助于提高蒸汽轮机的热效率。
二、提升电厂经济性凝汽器真空系统的良好运行对于电厂的经济性有着显著的影响。
一方面，提高蒸汽轮机的效率意味着在相同的燃料消耗下可以产生更多的电能，从而降低了发电成本。
另一方面，凝汽器真空系统的优化还可以减少冷却水的用量，这对于水资源紧张的地区尤为重要。
此外，凝汽器真空系统的稳定运行还可以延长设备的使用寿命，减少维修和更换设备的费用。
真空系统的故障往往会导致凝汽器内压力升高，乏汽无法及时冷凝，进而造成蒸汽轮机的负荷增加、温度升高，甚至可能引发设备的损坏。
因此，保持凝汽器真空系统的良好状态对于电厂的长期经济运行至关重要。
三、保障电厂安全性凝汽器真空系统不仅在提高电厂经济性方面发挥着重要作用，还在保障电厂安全性方面具有不可忽视的意义。
如前所述，真空系统的故障可能导致蒸汽轮机的负荷增加和温度升高，这不仅会影响设备的正常运行，还可能引发安全事故。
例如，过高的温度可能导致蒸汽轮机叶片的变形或断裂，进而造成设备的严重损坏。
此外，凝汽器内压力的升高还可能导致冷却水管路的破裂，冷却水泄漏到高温设备中可能引发爆炸等严重后果。
三效蒸发器的设计
三效蒸发器的设计三效蒸发器是一种高效能、节能环保的蒸发装置，适用于各种工业生产过程中的脱水、浓缩和回收溶液等。
它采用了多级蒸发的工艺，通过热量的多次利用，最大限度地提高了热效能的利用率。
下面我将详细介绍三效蒸发器的设计。
1.设计原理2.设计要点（1）热源系统：三效蒸发器通常采用蒸汽作为热源。
在设计中需合理配置热源供应系统，确保蒸汽充足、稳定，以满足各级蒸发器的热量需求。
（2）蒸发系统：蒸发系统是整个蒸发器的核心部分。
蒸发器内通常包含三个蒸发槽，分别称为高浓度槽、中浓度槽和低浓度槽。
原始溶液首先进入高浓度槽进行初步蒸发，产生低浓度的蒸发液，然后进入中浓度槽进行第二次蒸发，再次产生更低浓度的蒸发液，最后进入低浓度槽进行第三次蒸发，最终产生高浓度的浓缩液和低浓度的蒸发物。
（3）冷凝系统：冷凝系统用于将蒸发器中的蒸汽冷凝成水。
在设计中需合理配置冷凝器，以确保冷凝器能够有效地将蒸汽冷凝成水，使得冷凝器能够稳定运行。
（4）真空系统：真空系统主要用于维持蒸发器内的真空度。
在设计中需合理配置真空泵，以保证蒸发器内的真空度始终处于适宜的范围内。
3.设计步骤（1）确定蒸发器的处理负荷：根据需要处理的溶液的流量和浓度，确定蒸发器的处理负荷。
（2）计算热平衡：根据溶液的进料温度、浓度和出料浓度，计算出各级蒸发器的进料蒸汽量和出料蒸汽量，并根据蒸发器的效果和效率，计算出各级蒸发器的热平衡。
（3）确定蒸发器结构参数：根据处理负荷和热平衡计算结果，确定各级蒸发器的结构参数，包括蒸发槽容积、换热面积、蒸发温度和压力等。
（4）进行设备选型：根据蒸发器的结构参数和处理负荷，选择合适的设备，包括蒸发槽、冷凝器、真空泵等。
（5）进行设备布置：根据选定的设备尺寸和工艺要求，进行设备的布置，并确定管道连接、控制系统和安全设备等。
4.设计注意事项（1）蒸发器的设计要充分考虑到溶液的性质和工艺要求，确保设备的稳定运行和优良的工艺效果。
（2）在设计过程中要注意热量的平衡，合理配置热源和冷凝器，确保热量的充分利用和回收。
凝汽器与真空系统课件
专题讲座之一
凝汽器真空建立的原理
• 启动时，凝汽器真空的建立依赖于真空泵 将凝汽器中的空气抽出。
• 机组冲转后，加入凝汽器的汽轮机排汽受 到循环水的冷却而凝结成水，其体积大大 地缩小，原来由蒸汽充满的容器空间就形 成了高度真空。
3
2021/8/25
专题讲座之一
凝汽器真空的维持
• 靠循环水不间断地将排汽的热量带走，使 得蒸汽的凝结过程不间断地进行。
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2021/8/25
专题讲座之一
凝汽器的最佳真空
• 凝汽器的最佳真空有最佳设计真空和最 佳运行真空两种概念。
• 凝汽器的最佳设计真空是指在新设计一 个发电厂时，整个发电厂冷却系统中所 选择的设备容量、参数、设备相互匹配 以及年运行费用为最少时所确定的凝汽 器压力。
• 凝汽器的最佳运行真空是指在一个已投 运的热力系统中，设备的型式、容量、 参数及设备间的匹配关系都确定的条件 下，使热力系统运行时的热耗为最小的 凝汽器压力。
• 在实际运用中应结合实际情况，灵活运 用。
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2021/8/25
专题讲座之一
谢 谢 大 家！
42
2021/8/25
专题讲座之一
25
2021/8/25
专题讲座之一
汽蚀保护1
• 采用两级泵。每一级的压缩比分别为6/1、 5/1，因此压缩热降低，水环水温升小， 水不容易汽化。同时两级泵将压缩比降 低后，由于压差小，汽泡不容易破裂， 即使破裂，其能量也小得多。
• 真空泵的冷却水通过喷嘴形成雾状水珠，冷 却从凝汽器来的绝大部分水蒸气，并迅速凝 聚结成水，大大提高泵的效率，同时有效降 低26进气温度，2间021/8接/25 地防止汽蚀现象的发专题生讲座。之一
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真空系统和冷凝系统
1、真空、冷凝系统的作用是什么？
答：作用：(1)在汽轮机的排汽口建立并维持高度真空，使蒸汽中所含热能尽可能多地在汽轮机中变为机械能，提高热循环的热效率，(2)将汽轮机的排汽凝结成清净的凝结水，重新返回锅炉去，作为锅炉给水。
2、真空、冷凝系统主要有哪些设备组成？
答:主要有主冷凝器冷凝液泵、抽汽喷射器、抽汽冷凝器及连接这些设备的管道和附件。
3、真空形成的原理是什么？
答：蒸汽在密闭容器中(凝汽器)，在温度较低情况下。
冷凝成水时，由于体积迅速缩小，原来被蒸汽充满的密闭空间就形成了高度真空。
4、抽气冷凝器的作用是什么？
答:作用是将漏入主冷凝器的空气和不冷凝蒸汽不断地抽出，维持主冷凝器中蒸汽凝结时形成的真空和良好的传热效果，提高汽轮机的经济性。
5、叙述喷射器的工作原理。
答:下图为喷射器结构简图：
具有P0压力的工作蒸汽在喷嘴中膨胀(P0‘＜P1)，形成一高速汽流射入混合室，因P0‘低于凝汽器中压力P1，所以凝汽中的空气吸入混合室，高速汽流经混合室与来自凝汽器的蒸汽空气混合物混合后，一起以C1的速度进入扩压管，在扩压管中动能转化成压力能，速度不断降低，压力升高，最后在高于大气压力下，排入抽气冷凝器，这就是喷射器的工作原理。
6、抽气凝汽器第一级疏水为什么用U管?第二级却用疏水器?
答：抽气冷凝器是为了回收喷射器从主冷凝器抽来的不凝结的蒸汽，继续凝结成水，减少损失。
由于第一、二级的压差大小不同，根据不同的压力就采用了不同的疏水方法，第一级由于压差较小，采用U型管疏水既可以起水封和疏水作用，同时维修也较方便，第二段由于压力差大，为了达到水封和疏水的目的。
必须装置疏水器。
如第二段不装疏水器而装U型管，则U型管的长度将长到无法安装，所以装疏水器既方便又安全经济。
7、凝汽器为什么要热井?
答:热井的作用是集聚凝结水，有利于冷凝液泵的正常运行，也可做监视凝结水位之用，如无热井，凝结水将不易集聚，并造成凝结水过冷却，影响经济运行。
8、冷凝液泵为什么装空气管？
答:冷凝液泵装空气管的作用是当泵内有少量空气时，立即由空气管排至凝汽器，不使空气集聚在冷凝液泵内，影响泵的正常工作。
9、凝汽器的冷却水为什么从下面进水、上面出水？
答:因为冷却水出水温度比进水高，而温度高的水比重小，则水本身比重差别引起的对流作用，将与水的流动方向相反，因此一般都是下面进水上面出水。
10、冷凝液泵盘根为什么要用凝结水密封？
答:可靠的盘根密封是保证水泵连续运行及迅速投入运行的决定条件。
对保证凝结水的质量也有利。
如用外界水来密封盘根，将使凝结水被污染，因此用凝结水来密封泵盘根，既保证了水泵轴的密封，又保证了凝结水的质量。
11、为什么凝结水泵运行时，凝汽器热井液位过低泵会发生噪音？答:为了保证泵的正常工作条件，泵入口要有一定的水位高度，热井液位过低，会引起水泵产生气蚀，一旦出现气蚀，泵内就会发出异常的噪音。