凝汽器和真空系统
凝汽器抽真空系统存在问题的分析与解决
Ａｂ ｔａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ｔｈ ａ ｕ ｍ ｙ ｔｍ ｏ ｏ ｄ ｎ ｅ ｓ ｉｃ ｕ ｅ ｈ ａ ｕ ｍ ｕ ｒｕ ｎ ｏ ｎ ｃｉ ｇ ｐ ｐ ｓ ｈ ｅ ｖ ｃ ｕ ｓ ｓｅ ｆ ｒｃ ｎ ｅ ｓ ｒ ｎ ｌ ｄ ｓ ｔ ｅ ｖ ｃ ｕ ｐ ｍｐ ｇ ｏ ｐｓ ａ ｄ ｃ ｎ ｅ ｔｎ ｉ ｅ ．Ｔ ｅ
关 键 词 ：凝 汽 器 ；抽 真 空 系 统 ； 问题 ：改 进 中 图分 类 号 ： Ｋ２ ４ １１ Ｔ ６． 文 献 标 志 码 ：Ｂ 文 章 编 号 ：１ ０ —１ ８ （０ １ ０ — ０ ８ ０ ０ ７ ８ ｌ２ １ ）９ ０ ３ — ４
Ａ ｎ ｌｓｓａ ｄ Ｓ ｌ ｔｏ ｓｏ ｏ ｌ ｍ ｓｉ ａ ｕ ｍ ｙ ｔ ｍ ｏ ｎ ｅ ｓ ｒ ａ ｙ ｉ ｎ ｏｕ ｉ ｎ ｆＰｒ ｂ ｅ ｎ Ｖ ｃ ｕ Ｓ ｓｅ ｆ ｒ Ｃｏ ｄ ｎ ｅ ｓ
摘
要 ：凝 汽 器 抽 真 空 系 统 包 括 真 空 泵 组 以及 附 属 的连 接 管 路 ，水 环 式 真 空 泵 固有 的 “ 限 抽 吸 压 力 ” 极
Hale Waihona Puke 运 行特性可能会 对降负荷过程 中 的凝汽 器压力改善 幅度 形成制约 ，不 合理的管路 连接方式可能 会造成
双 背 压 凝 汽 器 失 去 双 背 压 设 计 功 能 。针 对 生 产 现 场 出现 的 一 些 抽 真 空 系 统 问 题 案 例进 行 技 术 分 析 ，提 出并 实 施 了 针对 性 的 解 决 措 施 ，最 后 还 对 改 进 效 果 进 行 了测 试 和 评 价 。
Ｋ —ｉ ， Ｕ ｏｇ ｉ Ｂ ０Ｊ ｇｓｎ Ｔ Ｎ ｉ — ｏｆ， ＥＪｘｎ Ｓ ＮＹ ｎ－ ｎ ｉ ｐ ｆ， Ａ ｉ － ｆ， Ｏ ＧＸａ ｚ ｎ ｎ ｏ ｏｈ
浅谈火力发电厂凝汽器真空系统原理及故障处理
浅谈火力发电厂凝汽器真空系统原理及故障处理发表时间：2016-12-07T15:00:13.553Z 来源：《科学教育前沿》2016年11期作者：李永强[导读] 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达3万多倍。
（大唐国际张家口发电厂河北张家口 075133）【摘要】汽轮发电机组真空系统运行是否正常直接影响着汽轮机组的热经济性和安全性，及时发现和处理凝汽器真空泄露是十分必要的。
【关键词】凝汽器；真空；泄露中图分类号：TM621 文献标识码：Ａ文章编号：ISSN1004-1621（2016）11-0076-02 一、汽轮机真空抽气系统的工作原理1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达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。
2真空的形成和维持必须具备三个条件：1）凝汽器钛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）抽气器必须把漏入的空气和排气中的其它气体抽走。
对于凝汽式汽轮机组，需要在汽轮机的汽缸内和凝汽器中建立一定的真空，正常运行时也需要不断地将由不同途径漏入的不凝结气体从汽轮机及凝汽器内抽出。
真空系统就是用来建立和维持汽轮机组的低背压和凝汽器的真空。
低压部分的轴封和低压加热器也依靠真空抽气系统的正常工作才能建立相应的负压或真空。
二、抽真空系统的作用和形式在机组启动过程中，除氧器加热凝结水后，就可能会有热水进入凝汽器，待到锅炉点火汽轮机进汽暖机时，将有更多的蒸汽进入凝汽器。
如果凝汽器内没有建立一定的真空，汽水进入凝汽器就会使凝汽器形成正压，损坏设备。
凝汽器建立真空更是汽轮机冲转必不可少的条件。
凝汽器及一些低压设备（如凝结水泵、疏水泵及部分低压加热器等）在正常运行时，内部处于真空状态，由于管道和壳体不严密，空气就会漏人，从而破坏凝汽器真空，危及汽轮机的安全经济运行。
凝汽器作用介绍和判断凝汽器+真空运行好坏
凝汽器作用介绍和判断凝汽器+真空运行好坏一、什么是凝汽器？作用是什么？凝汽器就是驱动汽轮机做功后排出的蒸汽变成凝结水的热交换设备。
蒸汽在汽轮机内完成一个膨胀做功过程后，在凝汽器凝结过程中，排汽体积急剧缩小，原来被蒸汽充满的空间形成了高度真空，凝结水被汇集到凝汽器热井中。
凝结水经凝结水泵提供动力后依次经过加热器、给水泵等输送到锅炉，从而保证了整个热力循环的连续进行。
为防止凝结水中含氧量增加而引起管道腐蚀，现代大容量汽轮机凝汽器之后还设有除氧器。
作用：1）在汽轮机排汽口造成较高真空，使蒸汽在汽轮机中膨胀到最低压力，增大蒸汽在汽轮机中的可用焓降，提高循环热效率；2）将汽轮机的低压缸排出的蒸汽凝结成水，重新送回锅炉进行循环；3）汇集各种疏水，减少汽水损失。
4）凝汽器也可用于增加除盐水（正常补水）。
二、各种凝汽器的工作原理：①、表面式凝汽器表面式凝汽器中装有大量的铜管，管中通以循环冷却水。
当汽轮机的排汽与凝汽器铜管外表面接触时，因受到铜管内水流的冷却，放出汽化潜热变成凝结水，所放潜热通过铜管管壁不断的传给循环冷却水并被带走。
这样排汽就通过凝汽器不断的被凝结。
排汽被冷却时，其比容急剧缩小，因此，在汽轮机排汽口下凝汽器内部造成较高的真空。
表面式凝汽器的结构示意图如下图：凝汽器运行时，冷却水从前水室的下半部分进来，通过冷却水管（换热管）进入后水室，向上折转，再经上半部分冷却水管流向前水室，最后排出。
低温蒸汽则由进汽口进来，经过冷却水管之间的缝隙往下流动，向管壁放热后凝结为水。
②、混合式凝汽器在混合式凝汽器内，从汽轮机中排出的乏汽直接与冷却水混合而得到凝结。
冷却水从安装在混合式凝汽器上部周围的喷嘴喷出，排汽由上部进汽口进入，与冷却水混合而得到凝结，凝结水与冷却水一起用水泵抽走。
不凝结的空气，用抽气器或者真空泵不断地抽出。
这种凝汽器结构简单，冷却效果好，制造成本低。
结构图如下图：三、真空形成原因在启动过程中凝汽器真空是由主、辅抽汽器将汽轮机和凝汽器内大量空气抽出而形成的。
凝汽器真空系统运行与故障分析
【 关键词 】 功能 ； 真空； 参 数； 处理 ； 对策
２ ． ２ 循环冷 却水初温高 冷 却水初 温直 接影 响着冷 却水温 升和端 差进而影 响真 空。 在冷却 水 流量一定 的情况下， 随 着冷 却水初 温升高 ， 凝 汽器的 真空 相应 降低 ， 因 此冷 却水初温 对凝汽 器真空也有 较大 的影响 ， 而 且在冷 却水不足的情况 下， 其影响更大 。 我厂 采用Ｃ ＲＦ 系统从海 水供水 方式 ， 对冷却水 初温的调
况、 真空系统严 密状 况及抽气 器的工作状况等 因素 制约。 凝 汽器的 清洁系数大 小直 接反映 了凝汽 器铜 管的脏 污程度 和水侧 １ ． ３ 凝 汽器真 空的维持 的传 热性能 ， 清洁 系数 减小 ， 会使凝汽 器的传热 系数变小 ， 加大了冷却水 理 想 工 况下 （ 机 组 排 汽 全 部 是可 凝 结 的蒸 汽 ， 真 空 系统 绝 对 严 与水管 的温差 ， 传热 端差增大 ， 真空 降低 。 冷却管水侧 的脏 污是凝汽 器真
热量 带走 ， 使得 凝结过 程能不 间断 地进行 ， 这样 凝汽 器中的真空就建 立 高压疏 水扩容 器均 接入凝汽 器， 增加了凝汽 器额外 热负荷 ， 影 响了机组真 起 来了。 简单 地说 ， 此 时凝汽 器中的真空 是 由排 汽凝 结成 水形成 的。 其 空 。 所以机 组稳 定运行 时必须 尽量 降低凝汽 器所承受的额 外热负荷。 ２ ． ４ 凝汽器清洁 系数 对真空的影响 真空 水平的高 低受冷却 介质的温 度、 流 量、 机组 排汽 量 、 凝汽 器传热情
密） ， 只要 进入 凝汽 器的冷 却介 质不 中断， 则 凝汽 器中的真空 即可维 持 空 恶化 的一个 重要 原 因。 运 行时 水 质差或水 中污垢 等 引起 钛管 内表面 在一定 的水平上 。 但实 际上 ， 汽 轮机组 排汽 中总是带 有一 些不 可凝结 的 积 垢或脏 污 ， 会导 致凝汽 器清洁系数下 降。 如果冷 却水管及其 管板被水 还 会造成 凝汽 器的冷 却水量不足 ， 其表现 为冷 却水温 升的 气体 ， 处 于高度 真空状 态下 的凝 汽器及其它部 件 也不 可能做 得 完全 密 中杂 物堵 塞 ， 封， 总有一些空 气通 过不严 密的部位 漏入真空 系统 中。 这两部 分 气体 的 升高 ， 也同样 增加 了端 差 ， 影 响真空 。 清洁系数对 真空 的影 响相对 较小 ， 存在 ， 给凝汽器 的安 全、 经济运行带 来了如下一 些不利的影 响： 但也不容忽视 ， 因为脏 污不仅 降低 了真空 ， 还会） ｊ ｎ ￣ ｌ Ｊ 管 道腐蚀 ， 影 响机组 ａ ） 影 响 凝汽 器 的传 热工况 ， 使 凝汽 器端 差增 大 ， 机 组的 热 效率 降 设备的安 全性 。
凝汽器真空度文档
凝汽器真空的影响因素与改善措施凝汽器真空是表征凝汽器工作特性的主要指标，是影响汽轮机经济运行的主要因素之一。
真空降低使汽轮机的有效焓降减少,会影响汽轮机的出力和机组设备的安全性。
电站凝汽器一般运行经验表明：凝汽器真空每下降1kPa，汽轮机汽耗会增加1.5％—2.5％。
而且，凝汽器真空的降低，会使排汽缸温度升高，引起汽轮机轴承中心偏移，严重时会引起汽轮机组振动。
此外，当凝汽器真空降低时，为保证机组出力不变，必须增加蒸汽流量，而蒸汽流量的增加又将导致铀向推力增大，使推力轴承过负，影响汽轮机的安全运行。
所以在实际的热电厂运行中，最好使凝汽器在设计真空值附近运行。
4.1 真空降低的危害凝汽器是凝汽式机组的一个重要组成部分，其工况的好坏，直接影响整个机组的安全性和经济性。
例如一台200MW的机组，真空每下降1％，引起热耗增加0.029％，少发电约58KW，而一台600MW的机组，真空每下降1％，引起热耗增加0.05％，少发电约306KW。
有资料显示，凝汽器每漏入50kg/h的空气，凝汽器真空下降1Kpa，机组的热耗增加约6％－8％。
1)经济方面的影响a. 真空降低，使汽轮机热耗增加。
对于高压汽轮机，真空每降低1％，可使机组热耗增加4.9％。
b真空降低，使凝结水过冷度增加。
对于高压汽轮机，凝结水每过冷1℃，也使热耗增加0.15％。
c 为了提供真空，开大铀封供汽压力和流量，导致油中带水，增大了油耗。
2)安全方面的影响a．由于真空降低，使排汽压力，排汽温度升高，降低了汽轮机经济性。
严重时，由于排汽温度过高，还将引起汽轮机低压缸胀差发生异常变化和低压缸变形，改变机组的中心，造成机组振动，可能引起故障停机。
b．由于真空降低，凝结水中含氧量增加，最高超过100％，凝结水系设备和管道被腐蚀产生的氧化铁进入锅炉，腐蚀炉方的水冷壁、过热器等设备和管道。
c．为了提高真空运行，开大轴封供汽压力和供汽流量，导致轴封漏汽进入润滑油系统，使油中带水，使调节系统失灵，造成机组运行不稳定，给机组的安全运行带来严重的隐患。
凝汽器与真空系统
什么是极限真空?
1.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。 2.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。 3.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。
如图所示为凝汽设备的原则性 系统图。循环水泵4使冷却水不断 地流经凝汽器3。进入凝汽器的蒸 汽被冷源冷却后，凝结成水。凝结 水被凝结水泵5抽出，经过加热器 和除氧器等进入锅炉循环使用。由 于凝汽器在工作时内部具有高度真 空，所以空气会从不严密处漏入。 为了防止空气在凝汽器内积存，就 要不断地将空气抽出，所以，还设 有抽气器6。 凝汽设备的任务是：
•
凝汽器过冷度产生的原因
• ①由于冷却水管管子外表面蒸汽分压力低于管束之间的蒸汽平均 分压力，使蒸汽的凝结温度低于管束之间混合汽流的温度，从而 产生过冷。 ②由于凝结器内存在汽阻，蒸汽从排汽口向下部流动时遇到阻力， 造成下部蒸汽压力低于上部压力，下部凝结水温度较上部低，从 而产生过冷。
③蒸汽被冷却成液滴时，在凝结器冷却水管间流动，受管内循环水冷却， 因液滴的温度比冷却水管管壁温度高，凝结水降温从而低于其饱和温度， 产生过冷。 ④由于凝结器汽侧积有空气，空气分压力增大，蒸汽分压力相对降低，蒸 汽仍在自己的分压力下凝结，使凝结水温度低于排汽温度，产生过冷。 ⑤凝结器构造上存在缺陷，冷却水管束排列不合理，使凝结水在冷却水管 外形成一层水膜，当水膜变厚下垂成水滴时，水滴的温度即水膜内、外层 平均温度低于水膜外表面的饱和温度，从而产生过冷却。 ⑥凝结器漏入空气多或抽气器工作不正常，空气不能及时被抽出，空气分 压力增大，使过冷度增加。 ⑦热水井水位高于正常范围，凝结器部分铜管被淹没，使被淹没铜管中循 环水带走一部分凝结水的热量而产生过冷却。 ⑧循环水温度过低和循环水量过大，使凝结水被过度的冷却，过冷度增加。
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。
机组凝汽器真空系统及钛管灌水查漏运行技术措施【范本模板】
2#机主机真空系统及凝汽器灌水查漏运行技术措施一. 灌水查漏目的:1.检查与凝汽器真空系统连接的管道、阀门（各管道一次门与凝汽器连接管是否有泄漏现象),保证真空系统严密性.2.检查凝汽器钛管及其管板是否漏点，保证机组运行时凝结水水质合格；二. 本次查漏范围：1.先灌水至凝汽器壳体与接颈焊缝200mm以下略低位置（就地位置大约淹没7、8＃低加2/3的位置就可以了)，维持此高水位时间不超过2个小时，检查完真空系统后迅速方水到6.9米汽侧人孔门下方淹没钛管，维持准备加荧光粉进行凝气器钛管查漏。
三. 查漏方案:1.查漏原则：凝汽器及真空系统灌水查漏补水方式为通过凝输泵向凝汽器内补充除盐水,直到水位灌至要求的位置，在灌水过程中应加强对凝汽器底部支撑的检查,防止凝汽器壳体变形。
在水位灌至要求高度后，进行全面检查,如无法确认凝汽器钛管是否存在泄漏,应考虑加入荧光粉查漏，启动凝结水泵打循环2小时后检查,若有漏点根据漏点高度或处理措施确定放水位置放水，在处理后根据泄漏部位及处理情况,经检修人员确认后确定是否需要再次灌水查漏，灌水查漏后水位放至正常机组启动的补水位置,如加入了荧光粉查漏，应将水全部放完,并将相关系统冲洗干净.2.灌水高度:先灌水至外接临时水位计水位指示到汽机房6.9m，再根据检修需要增加水位，但不应高于凝汽器壳体与接颈焊缝200mm，最高水位维持2个小时检查真空系统完毕后迅速放水至6.9米检查3.灌水前必须具备的条件：3.1汽机缸温降至200℃以下；3.2与凝汽器相关联的管路系统检修工作已结束,具备灌水条件；3.3联系检修专工确认凝汽器临时支撑已加固（原已安装有）;3.4参与凝汽器灌水查漏的相关人员已到场；3.5凝汽器临时水位计已接好，并将灌水高度标示清楚；3.62＃机循环水泵停止运行或者#2机循环水入口蝶阀已关闭严密，循环水系统联络门关闭断电隔离,系统放水；3.7如要加荧光粉查漏，凝结水泵需具备启动运行条件。
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极限真空
极限真空是指汽轮机的背压降低到某一 数值后，蒸汽的膨胀有部分是在末级动 叶栅后进行的，这些蒸汽已不具备做功 能力。我们将蒸汽在末级动叶斜切部分 膨胀达到极限时的背压，称为极限背压， 它对应的真空称为极限真空。
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循环水系统的运行方式 两台主循环水泵＋四台风机＋两台辅泵 两台主循环水泵＋四台风机 一台主循环水泵＋四台风机＋两台辅泵 一台主循环水泵＋三台风机＋两台辅泵 一台主循环水泵＋三台风机 一台主循环水泵＋两台辅泵＋两台风机 一台主循环水泵＋两台风机
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凝汽器与真空系统
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1 2020/9/29
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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。
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凝结水泵以及低加疏水泵轴向密封不严； 汽轮机端部轴封工作不正常； 汽轮机排汽缸和凝汽器喉部连接法兰或
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专题讲座之一
真空系统是否严密应由真空严密性试验来 确定。
试验的条件是机组在额定负荷80％以上。
方法：关闭真空泵进口阀门，待阀门完全 关闭后，记录机组真空下降速度。
若真空下降速度小于267Pa/min，则真空 系统严密性属优良；若真空下降速度小于 400Pa/min，则真空系统严密性合格；若 真空下降速度大于665Pa/min，则真空系 统泄漏严重。
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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。
δt
Δt
kAc
k——凝汽器的传热系数； Ac——凝汽器的换热面积；
e Dw 1 Dw——循环水流量。
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凝汽器有关参数变化的特性
循境环影水响进口温度tw1主要受运行方式和环
循环水温升Δt与蒸汽流量和循环水流量 有关；
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一般来讲，在其它条件无法改变的情况下，
提供凝汽器的真空只有通过增加循环水流量
来达到。假使从某一运行工况开始，增加循
环水量，提高凝汽器真空，使汽轮机的功率 增功加率差ΔPΔT，P，同只时有循Δ环P水>0泵时的，耗在功经增济加上Δ才P是P，合 算的。由于ΔP随凝汽器的真空值不同而有所 变化，我们总可以找到ΔP为最大时的一个运 行（工见况 图。 ）。ΔPmax所对应的真空即是最佳真空
靠真空泵或各种抽气器将不凝结的气体 不间断地地排出，使这些气体不至于在 凝汽器中积累而造成真空的破坏。
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4 2020/9/29
循环水温升和凝汽器端差
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极 限 真 空 与 最 佳 真 空 的 关 系
图
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10 2020/9/29
我厂机组凝汽器和真空系统的组成
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12 2020/9/29
2
序号
＃
1
机
经
2
济
真
空
3
的
确
4
定
专题讲座之一
气温条件 14～15℃ 16～21℃
21～25
>25℃
运行方式
一台主循环水泵＋ 三台风机
一台主循环水泵＋ 三台风机＋两台辅 泵
一台主循环水泵＋ 四台风机＋两台辅 泵
两台主循环水泵＋ 四台风机
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15 2020/9/29
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