凝汽器与真空系统ppt课件
真空系统课件

系统故障处理:凝汽器真空下降
现象: • CRT、就地各凝汽器真空指示下降; • 排汽温度升高,凝结水温度升高; • 机组在同一负荷下,蒸汽流量增加,调节级压力升高; • 真空降至-86KPa,或排汽温度上升至65℃,报警发出 原因: • 循环水泵工作失常或跳闸,循泵出口碟阀开度减小或全关,凝汽器循 环水进、出水阀被误关等致使循环水量减少或中断; • 凝汽器铜管脏污; • 运行真空泵工作不正常或跳闸; • 真空破坏阀误开或未关严,真空系统管道和其它设备系统损坏或泄漏, 真空系统阀门外漏故障; • 轴封供汽压力明显降低,轴加水位及负压异常; • 凝汽器热井水位过高; • 低压缸防爆门破裂;
水环真空泵主要用于粗真空、抽气量大的工艺过程中。 在化工、石油、轻工、医药及食品工业中得到了广泛地应 用,如真空过滤、真空送料、真空浓缩、真空脱气等。
水环真空泵的工作原理
水环式真空泵是一种容积泵。如下图所示,叶轮与泵壳不是同一轴心而是有一 定偏心值,当转子转动时,会使转动部分容积逐渐增大而吸气,逐渐减小就会将 气体排出。具体地说,偏心安装在充有适量工作水的泵体内,带有若干前弯叶片的 转子在泵体内旋转时,会形成一个与泵体近似的水环,水环、叶片及泵两侧端盖 围成若干个小空间。转子每转动一周,每个小空间均由小到大、由大到小发生周 期性变化。当空间变化过程为小到大时,该空间就会产生真空,经进气口吸入气 体。当空间变化过程为大到小时,该空间则会产生压力,气体被压缩后经排气口 排出。当转子连续转动时,泵会不间断地进行吸、排气过程,从而实现了抽吸真 空的目的。这其中,工作水起到:有如活塞;冷却抽出的气体;冷凝抽出的水蒸汽 的作用。
系统启动前检查
1. 确认开式循环冷却水系统、凝结水系统、(轴封系统) 投入正常; 2. 影响建立真空的所有系统检查正常; 3. 确认真空泵电机绝缘合格后送电,送上就地柜控制电 源; 4. 确认真空泵气水分离器液位正常,干扰信号已复归, 就地盘遥控/就地控制开关切“遥控”位置; 5. 确认系统各阀门均处于启动前的状态; 6. 确认系统各热工表计均已投入正常; 7. 确认真空泵板式换热器已投入,真空泵气水分离器水 位自动 确认真空泵表计、凝汽器真空变送器投入正常; 2. 启动一台真空泵,真空泵进口气动阀应自动开启; 3. 现场检查真空泵的声音、振动、温度等正常,并记录其电流; 4. 检查真空泵气水分离器水位正常; 5. 检查另一台真空泵正常后投备用。 停止: 真空系统停运应具备以下条件: 1. 汽机转速到零; 2. 凝结水泵再循环,凝结水精处理已退出运行; 3. 汽机排汽温度<47℃。 破坏真空: 1. 停止真空泵运行,开启真空破坏阀破坏真空; 2. 在机组紧急停运时,应迅速破坏真空缩短停机惰走时间。 3. 机组运行中,停止运行真空泵应检查并确认真空泵进口气动阀关闭、 凝汽器真空正常,若停运真空泵需检修,做好相应的隔离措施。
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。
凝汽器真空的原因

凝汽器真空的原因
凝汽器真空的原因是通过将蒸汽与冷却介质接触从而冷凝成为液体。
在凝汽器中冷却介质(通常是水或空气)处于低温状态,而蒸汽则处于较高的温度。
当蒸汽接触到冷却介质时,热量会从蒸汽传递到冷却介质中,导致蒸汽的温度下降。
当蒸汽的温度下降到饱和温度以下时,蒸汽就会凝结成液体。
在凝汽过程中,液体状态的产生会导致原先所占据的空间被填满,因此空间中的气体会被抽出,形成真空。
而凝汽器内部存在排气装置,可以将产生的气体排出系统,更加有效地保持凝汽器的真空状态。
第四章凝汽设备及系统

• ③轴封供汽压力不足或中断; • ④凝汽器水位高,淹没部分管束; • ⑤堵管太多。
第四章凝汽设备及系统
3、凝结水过冷 凝结水过冷的主要原因: ①水膜内外表面的平均温度低于所处压力下的饱和
温度; ②冷却水管的排列不当,例如上排冷却水管产生的
第四章凝汽设备及系统
三、凝汽器内压力的确定
第四章凝汽设备及系统
影响凝汽器压力的主要因素 (一)冷却水的进口温度 (二)冷却水温升
第四章凝汽设备及系统
(三)传热端差
第四章凝汽设备及系统
• 1)冷却水温升增大将导致凝汽器真空下降。 • 冷却水温升增大的原因是冷却水量不足,而水量
不足的原因是泵出力不足或水阻大;水阻大的原 因是泵出口阀或凝汽器进水阀开度不足、虹吸破 坏及冷却管堵塞; • 2)凝汽器端差增大将导致凝汽器真空下降。 • 运行中凝汽器端差增大的原因:
第四章凝汽设备及系统
第四章凝汽设备及系统
图5-15 采用多压凝汽器的热效率曲线 1、4—六压;2、5—三压;3—双压
第四章凝汽设备及系统
第四节 抽气设备
• 抽气器的任务:抽气器的任务是抽除凝汽器内不 能凝结的气体,启动时建立真空,运行时维持真 空。
• 分类: • 按原理:分为喷射式抽气器和容积式抽气器。 • 容积式抽气器分为水环式真空泵和机械离心式真
2.多压凝汽器可将低压凝结水引入高压侧加热,以
提高凝结水温,减小低压加热器的抽气量,减小发
电热耗率。
第四章凝汽设备及系统
进行凝结水的回热方法有两种:一是将低压凝 结水用泵打至高压汽室内特制喷嘴中,使水雾化, 充分与高压汽室蒸汽接触而被加热;另一是将低压 凝结水水位提高,依靠重力作用使低压凝结水自流 到高压侧的底盘上,再由底盘下的许多小孔流出被 蒸汽加热。
凝汽器 PPT

Pc:指管束第一排管子以上不超过300mm 处凝汽器壳体内的静压力,习惯上取排 汽压力。降低排汽压力,可使汽轮机利 用更大的热降以提高循环热效率。
50m/s. 蒸汽-空气混合物向抽气口流动时,管其路径要短而直,以降低汽阻。 划分出部分冷却管作为独立的空冷区,空冷区内的蒸汽-空气混合物流速不要
超过50m/s. 为了减少主凝结水的过冷度和含氧量,空气冷却区的布置应尽量使主凝结区
落下的凝结水不与空气含量高的汽气混合物接触,并有适当的蒸汽流向管束 下部回热凝结水。 主凝结区要尽量不设挡板。 空气冷却区的冷却面积一般占全部冷却面积的7~10%。
减小汽阻的最有效办法是 使管束中的蒸汽流线直而 且短捷,减少流线方向上 管束的排数,降低蒸汽在 管束中的流速,一般要求 蒸汽在管束外围进口处的 汽流流速不要超过50m/s.
2.管束的布置:
冷却管布置方式:三角形、正方形、辐射排列。 管束分布原则: 管束之间、管束与壳体之间应设有一定宽度的蒸汽通道,使热负荷均匀。 管束外围要有足够的流通面积,使管束外围进口处的汽流流速不要超过
不锈钢,壁厚一般取0.5~0.7mm。
➢ 数量:
大家有疑问的,可以询问和交流
可以互相讨论下,但要小声点
9
➢ 长度:水室必须伸出基础衡 量之外,后部的扩散角一般 不宜超过30°。
冷却水的程数:对于直流供水的凝汽器,采用单流程或双流程,特别 是汽轮机基础供安装凝汽器的空间较小时采用单流程;对于水源缺乏, 用冷却塔循环供水的情况下一般采用双流程。
凝汽器真空

轴 封 漏 气
轴 加 水 位
水封注水
(5)轴封加热器的影响。轴加水位过低,水封遭到破 坏,凝汽器漏真空。
(6)低压轴封的影响。低压轴封蒸汽压力过低,外界 空气就会通过汽轮机的大轴漏入凝汽器降低凝汽器真 空。
轴封供汽调节阀
溢流调节阀
(7)高低加疏水的影响。高、低压加热器事故疏 水快速打开时时,造成大量热水突然进入凝汽器, 凝汽器热负荷迅速增加,从而使凝汽器真空突然降 低。这对真空影响其实并不大。但如果事故疏水门 误开,导致水位过低,大量蒸汽进入凝汽器,导致 真空迅速下降。
#3高加
正 常 疏 水
除氧器
事 故 疏 水
凝汽器
(8)真空破坏们误开。
真
空
破
溢流
坏
门
水封注水
(9)漏入空气的影响。凝汽器漏入空气是热力发 电厂中最常见的也是最头疼的问题之一。凝汽器漏 入空气,由于空气不凝结,又是热的不良导体,使 凝汽器换热效果大大降低,从而导致2)低压缸排汽温度升高。 (3)负荷自动下降。 (4)真空泵电流增大。 (5)轴向位移增大。
(3)低压缸排汽温度上升,使低压缸温度温度上升, 使低压缸及低压缸转子的膨胀热变形增加,使机组振 动增大。同时,胀差也会增大,使动静间隙减小,甚 至造成动静摩操。
(4)排汽温度过高可能引起凝汽器铜管松弛,破坏 严密性。可能受热膨胀时不漏,等温度降下来就漏了。 (5)真空下降使排汽的容积流量减少,对末几级叶片 工作不利。末级要产生脱流及旋流,同时还会在叶片 的某一部位产生较大的激振力,有可能损坏叶片,造 成事故。
指液体和蒸气处于动态平衡状态即饱 和状态时所具有的压力。
饱和温度与饱和压力是一一对应的关系。饱和压 力越低,对应的饱和温度也越低。
汽轮机凝汽器与真空

汽轮机凝汽器与真空汽轮发电机组真空系统漏泄直接影响着汽轮机组的热经济性和安全性,-是影响机组热经济性,一般真空值每降低1,汽耗约增高1.5%--2.5%左右,传热端差每升高1°C,供电煤耗约增加1.5%--2.5%左右,所以真空值的高低对汽轮机的热经济性有很大影响;二是影响二次除氧效果,加剧低压设备管道腐蚀,对机组的安全运行非常不利;三是影响蒸汽凝结及热交换性能,增大过冷度和换热端差,增加真空泵的负担。
凝汽式或抽凝式汽轮机的真空下降原因很多,短时间很难查清或处理,是一项难以解决的问题。
综合自己二十年的工作经验,将影响因素逐级分类,范围逐步缩小,对常见问题基本都能判断准确。
虽然是针对中小机组而言,但大机组也可以借鉴。
大致判断过程是通过端差和过冷却度变化确定大类,再通过温度、压力、液位、负荷及真空波动情况确定原因。
一、当只有真空下降,过冷却度和端差都基本不变时,一般是循环水系统故障。
(1)凝汽器进口管板脏污或出口水室存气会增加设备流动阻力,使循环水进出口压差增大,水量减少,液相传热系数降低,总热阻增大,传热温差(饱和水汽与循环水平均温差)增大,排汽温度升高,真空降低:同时,总传热量基本不变,水量减少,进出口温差增大,进口不变时,出口温度升高。
(2)凝汽器进水管道阻塞,会使循环水泵出口压力与凝汽器入水压力差增大,循环水量减少,真空降低,出口水温升高,凝汽器进出水压差减小。
(3)凝汽器出水管路堵塞或阀门未全开,会使水量减少,真空降低,出口水温升高,整体压力升高,凝汽器进出口压力差下降。
(4)循环水泵故障(水池水温低、入口滤网堵塞、吸入空气、水轮导叶磨损等),会使管路整体压力下降,泵电流降低,真空下降,出水温度升高。
部分循环水泵跳闸,会使水压和排汽真空迅速下降,泵电流消失。
(5)冷却风机断电,会是凝汽器进水温度持续上升,真空不断下降。
循环水故障会使真空降低,但不会使真空波动。
二、当伴随真空下降,只有端差增大,过冷却度没有变化时;此现象基本可以判断为凝汽器铜管结垢。
电厂真空应用系统课件

2023
PART 03
电厂真空应用系统的操作 与维护
REPORTING
真空系统的启动与停止操作
启动操作
在启动真空系统之前,需要检查真空泵、管道、阀门等部件是否正常,确认无 误后按照规定的顺序启动真空泵,并观察真空表的读数,确保系统达到要求的 真空度。
修复与更换
对于损坏的部件进行修复 或更换,按照规定的工艺 和标准进行操作,确保系 统的性能和安全性。
2023
PART 04
电厂真空应用系统的优化 与改进
REPORTING
真空系统的性能优化
优化设计
通过改进系统设计,提高 真空系统的性能和效率。
定期维护
定期对真空系统进行维护 和保养,确保系统正常运 行。
真空是指在给定的空间内,气体 压力低于一个大气压的状态。在 电厂中,真空通常用于指代汽轮
机凝汽器内部的压力状态。
真空度
用来描述真空程度的物理量,通常 以压力单位表示,如帕斯卡、毫米 水柱等。
真空的形成
真空可以通过各种方式形成,如机 械抽气、蒸汽喷射、涡轮鼓风等。
电厂真空应用系统的组成
凝汽器
抽气器
凝汽器是电厂真空应用系统的重要组成部 分,其作用是将汽轮机排出的蒸汽冷凝成 水,同时维持一定的真空度。
案例总结
该案例展示了电厂对技术进步的追求,以及优化改造在提高电厂 经济效益方面的作用。
2023
REPORTING
THANKS
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抽气器的作用是将凝汽器内部的未凝结气 体抽出,以维持凝汽器的真空状态。
冷凝水泵
循环水系统
冷凝水泵的作用是将凝汽器底部的水抽出 ,送至锅炉给水系统。
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1 ;.
主要内容 凝汽器真空的一些概念 影响凝汽器真空的因素 真空严密性与真空查漏 凝汽器脏污与清洗 循环水量和循环水温 真空泵工作状态对机组真空的影响 影响真空泵效率的因素 真空泵的汽蚀和汽蚀保护 两种真空泵的比较
2 ;.
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,
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, 提加凝高汽Δ凝器PP,汽的功器真率真空差空值Δ,不P使同,汽而只轮有有机所Δ的变P功化>0率,时增我,加们在总Δ经可P济T,以上同找才时到是循Δ合环P算为水的最泵。大的由时耗于的功Δ一增P个随 运行工况。ΔPmax所对应的真空即是最佳真空(见图)。
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 ;.
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。 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。
4 ;.
循环水温升和凝汽器端差
ts=tw1+Δt+δt 式中:ts ——与凝汽器压力Pc相对应的饱和蒸汽温度,℃; tw1——循环水进口温度,℃; Δt——循环水温升,℃; δt——凝汽器端差。
7 ;.
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。
8 ;.
最佳真空的确定 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
21 ;.
水环式真空泵的工作原理 叶轮和泵轴的轴线与泵壳体的中心线偏离,两端由端侧盖封住,侧盖端面上开
循环水量不足
判断标准——Δt 循环水泵工作不正常。 循环水泵进口滤网堵塞。 二次滤网堵塞。 管道、排污阀等泄漏。 海水潮位或(河流、水池等水位)的下降。
19 ;.
循环水进口温度 对于开式循环,水温与季节、地域有关。 对于闭式循环,冷却塔工作性能的好坏有关,其根本就是与当地气象
条件有着密切的关系。
2# 机经 济真 空的 确定
;.
序号 1
气温条件
运行方式
14~15℃
一台主循环水泵+三台风机
2
16~21℃
一台主循环水泵+三台风机+两台
辅泵
3
21~25
一台主循环水泵+四台风机+两台
辅泵
4
>25℃
两台主循环水泵+四台风机
13
真空严密性试验 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。
9 ;.
极限 真空 与最 佳真 空的 关系 图
10 ;.
我厂机组凝汽器和真空系统的组成 2#机的汽轮机向下排汽,凝汽器在汽轮机运转层下面,抽真空设备为
锥体式水环真空泵,循环水采用闭式循环,机力冷却塔冷却 。(设备 包括两台主循环水泵和四台风机) 5#机的汽轮机轴向排汽,凝汽器与汽轮机同布置在零米层,抽真空设 备为平面式水环真空泵并配置进口大气喷射器,循环水采用海水 ,是 开式循环。
6 ;.
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。
14 ;.
影响机组真空泵严密性的因素
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焊缝处漏气; 汽轮机低压缸结合面以及表计接头等不严密; 真空系统阀门不严密; 真空系统的设备、管道破损或者焊缝存在问题。
15 ;.
真空系统查漏的方法
卤素检漏法 氦质谱检漏法 超声检漏法 萤光法 汽侧灌水试验 烛光法 薄膜法
16 ;.
查漏实例 1996年5#机疏水管法兰漏气 5#机后轴封中分面漏气
17 ;.
凝汽器脏污与清洗 平板滤网和旋转滤网 二次滤网 胶球清洗 凝汽器管束清洗(机械清洗和化学清洗) 循环水加药
18 ;.
20 ;.
冷却塔的工作原理 接触散热——在冷却塔中,当水与不同温度的空气接触时,在它们之间就
有热量传递,我们将水的这种传热方式,称为接触散热。其传热量的大小 与水和空气的温度差有关,温差越大,冷却效果就越好。大气温度越低, 冷却塔的冷却能力越高。 蒸发散热——在冷却塔中,水与空气接触传热的同时,还存在着蒸发散热 的作用,水向空气蒸发而使水温降低。水的蒸发与空气相对湿度、大气压 力及风力的大小等因素有关。相对湿度小、大气压力低或风速大,蒸发作 用强。
11 ;.
2#机循环水系统的运行方式 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
12 ;.
δt
Δt
kAc
k——凝汽器的传热系数; 热面积;
Dw——循环水流量。
e Dw 1
Ac——凝汽器的换
5 ;.
凝汽器有关参数变化的特性 循环水进口温度tw1主要受运行方式和环境影响 循环水温升Δt与蒸汽流量和循环水流量有关; 凝汽器端差δt与循环水流量、循环水流速、循环水进口温度、蒸汽流
量、凝汽器铜管(或钛管)表面清洁程度、真空系统严密程度等因素 有关。