1、第三節(jié) 凝汽設(shè)備的運(yùn)行凝汽器的壓力凝汽器排汽溫度的確定凝汽器壓力的確定凝汽器真空的確定凝汽器的特性曲線凝汽器的極限真空凝汽器的最佳真空凝汽設(shè)備運(yùn)行監(jiān)視調(diào)節(jié)與保護(hù)第一頁(yè)，共四十五頁(yè)。一、凝汽器的壓力凝汽器空間：汽側(cè)空間+水側(cè)空間。凝汽器汽側(cè)空間氣體組成：蒸汽不凝結(jié)氣體：原蒸汽中夾帶（很少）+真空系統(tǒng)不嚴(yán)密漏入系統(tǒng)的空氣。凝汽器壓力：汽側(cè)空間壓力。凝汽器壓力計(jì)算：根據(jù)道爾頓定律，汽側(cè)空間的總壓力=各組分分壓力之和，即 Pc=Ps+Pa （11-1） Pc-凝汽器總壓力。 Ps-蒸汽分壓力。 Pa-空氣分壓力。第二頁(yè)，共四十五頁(yè)。二、凝汽器排汽溫度的確定主凝區(qū)空冷區(qū)圖11-20 凝汽器內(nèi)蒸汽凝結(jié)溫度

2、及冷卻水溫度沿冷卻表面的變化曲線第三頁(yè)，共四十五頁(yè)。1.主凝結(jié)區(qū)與空氣冷卻區(qū)主凝結(jié)區(qū)：凝汽器排汽首先流過(guò)主凝結(jié)區(qū)，是主要換熱面，簡(jiǎn)稱主凝區(qū)?？諝饫鋮s區(qū)：占總換熱面積的5%-10%，冷卻抽氣口抽出的汽氣混合物，減小容積流量，減輕抽氣器負(fù)荷，減少工質(zhì)損失，簡(jiǎn)稱空冷區(qū)。第四頁(yè)，共四十五頁(yè)。2.排汽溫度tsts=tw2+t=tw1+t+t （11-2） ts-蒸汽凝結(jié)溫度，。 t-冷卻水溫升， 。 tw1-冷卻水的進(jìn)口溫度， 。 tw2-冷卻水的出口溫度， 。 t-凝汽器端差，。第五頁(yè)，共四十五頁(yè)。2.排汽溫度ts影響因素：冷卻水入口溫度：冷卻水入口溫度越高，排汽溫度越高。冷卻水溫升：冷卻水溫升越高，

3、排汽溫度越高。凝汽器端差：凝汽器端差越高，排汽溫度越高。第六頁(yè)，共四十五頁(yè)。3.冷卻水的進(jìn)口溫度tw1冷卻水進(jìn)口溫度的大小取決于當(dāng)?shù)氐臍夂蚝凸┧绞?。其他條件不變時(shí)，冬季氣溫低，則冷卻水進(jìn)口溫度也低，排汽溫度低。夏季氣溫高，冷卻水進(jìn)口溫度高，排汽溫度高。循環(huán)供水時(shí)，決定于冷水塔或噴水池的冷卻效果。第七頁(yè)，共四十五頁(yè)。4.冷卻水溫升t第八頁(yè)，共四十五頁(yè)。4.冷卻水溫升t第九頁(yè)，共四十五頁(yè)。4.冷卻水溫升t影響因素：汽輪機(jī)排汽量（汽輪機(jī)負(fù)荷）：負(fù)荷越高，凝汽器循環(huán)倍率越小，冷卻水溫升越高，排汽溫度越高。冷卻水量：冷卻水量越小，凝汽器循環(huán)倍率越小，冷卻水溫升越高，排汽溫度越高。第十頁(yè)，共四十五頁(yè)。5

4、.凝汽器端差t定義：在凝汽器中汽輪機(jī)排汽壓力下的飽和溫度（排汽溫度）ts與冷卻水出口溫度tw2之差稱為凝汽器的端差，用符號(hào)t表示。即： 影響因素：冷卻面積：冷卻面積越小，凝汽器端差越大，排汽溫度越高。冷卻水量：冷卻水量越小，凝汽器端差越大，排汽溫度越高。傳熱系數(shù)：傳熱系數(shù)越小，凝汽器端差越大，排汽溫度越高。第十一頁(yè)，共四十五頁(yè)。5.凝汽器端差t范圍：設(shè)計(jì)時(shí)，一般取t=310。對(duì)于單流程凝汽器，取t=79。對(duì)于多流程凝汽器，取t=4.56.5。第十二頁(yè)，共四十五頁(yè)。三、凝汽器壓力的確定主凝結(jié)區(qū)的凝結(jié)溫度： ts=tw1+t+t (11-9)主凝結(jié)區(qū)的壓力：在凝汽器結(jié)構(gòu)一定的情況下，主凝結(jié)區(qū)的壓力

5、：第十三頁(yè)，共四十五頁(yè)。三、凝汽器壓力的確定影響因素：（影響tw1的因素)冬季氣溫低，則冷卻水進(jìn)口溫度也低，排汽溫度低，凝汽器壓力低。夏季氣溫高，冷卻水進(jìn)口溫度高，排汽溫度高，凝汽器壓力高。循環(huán)供水時(shí)，決定于冷水塔或噴水池的冷卻效果。第十四頁(yè)，共四十五頁(yè)。三、凝汽器壓力的確定影響因素：（影響t的因素）汽輪機(jī)排汽量（汽輪機(jī)負(fù)荷）：負(fù)荷越高，凝汽器循環(huán)倍率越小，冷卻水溫升越高，排汽溫度越高，凝汽器壓力越高。冷卻水量：冷卻水量越小，凝汽器循環(huán)倍率越小，冷卻水溫升越高，排汽溫度越高，凝汽器壓力越高。第十五頁(yè)，共四十五頁(yè)。三、凝汽器壓力的確定影響因素：（影響t的因素）冷卻面積：冷卻面積越小，凝汽器端差越

6、大，排汽溫度越高。冷卻水量：冷卻水量越小，凝汽器端差越大，排汽溫度越高。傳熱系數(shù)：傳熱系數(shù)越小，凝汽器端差越大，排汽溫度越高。第十六頁(yè)，共四十五頁(yè)。四、凝汽器真空的確定凝汽器真空：當(dāng)?shù)卮髿鈮号c凝汽器內(nèi)絕對(duì)壓力的差值。用符號(hào)Pv表示。 Pv=P0-Pc (11-12) Pv-凝汽器真空，Pa。 P0-當(dāng)?shù)卮髿鈮毫?，Pa 。 Pc-凝汽器內(nèi)絕對(duì)壓力，Pa 。在凝汽器結(jié)構(gòu)一定的情況下，有第十七頁(yè)，共四十五頁(yè)。四、凝汽器真空的確定影響因素：（影響tw1的因素)冬季氣溫低，則冷卻水進(jìn)口溫度也低，排汽溫度低，凝汽器壓力低，凝汽器真空高。夏季氣溫高，冷卻水進(jìn)口溫度高，排汽溫度高，凝汽器壓力高，凝汽器真空低。

7、循環(huán)供水時(shí)，決定于冷水塔或噴水池的冷卻效果。第十八頁(yè)，共四十五頁(yè)。四、凝汽器真空的確定影響因素：（影響t的因素）汽輪機(jī)排汽量（汽輪機(jī)負(fù)荷）：負(fù)荷越高，凝汽器循環(huán)倍率越小，冷卻水溫升越高，排汽溫度越高，凝汽器壓力越高，凝汽器真空越低。冷卻水量：冷卻水量越小，凝汽器循環(huán)倍率越小，冷卻水溫升越高，排汽溫度越高，凝汽器壓力越高，凝汽器真空越低。第十九頁(yè)，共四十五頁(yè)。四、凝汽器真空的確定影響因素：（影響t的因素）冷卻面積：冷卻面積越小，凝汽器端差越大，排汽溫度越高，凝汽器壓力越高，凝汽器真空越低。冷卻水量：冷卻水量越小，凝汽器端差越大，排汽溫度越高，凝汽器壓力越高，凝汽器真空越低。傳熱系數(shù)：傳熱系數(shù)越小

8、，凝汽器端差越大，排汽溫度越高，凝汽器壓力越高，凝汽器真空越低。第二十頁(yè)，共四十五頁(yè)。五、凝汽器的熱力特性曲線凝汽器熱力特性：凝汽器真空（排汽壓力）與與排汽量、冷卻水量及冷卻水入口溫度之間的相互關(guān)系。凝汽器的熱力特性曲線：在冷卻面積一定，冷卻水量也一定時(shí)，對(duì)應(yīng)于每一個(gè)冷卻水進(jìn)水溫度，可求出凝汽器真空（排汽壓力）與凝汽量之間的關(guān)系，將此關(guān)系繪成曲線，即為凝汽器的熱力特性曲線。圖11-21 凝汽器的熱力特性曲線第二十一頁(yè)，共四十五頁(yè)。五、凝汽器的熱力特性曲線在凝汽器的熱力特性曲線中，在排汽量一定的情況下，冷卻水溫度越高，凝汽器排汽壓力越高，凝汽器真空越低。在冷卻水溫度一定的情況下，凝汽器排汽量越大

9、，凝汽器排汽壓力越高，凝汽器真空越低。第二十二頁(yè)，共四十五頁(yè)。六、凝汽器的極限真空凝汽器的進(jìn)汽量是由外界負(fù)荷決定的，而冷卻水溫升是有依靠調(diào)節(jié)冷卻水量來(lái)控制的。冷卻水量主要由循環(huán)水泵的容量和運(yùn)行臺(tái)數(shù)決定。冷卻水量增加，凝汽器溫升減小，排汽壓力降低,凝汽器真空增加，則汽輪機(jī)發(fā)出功率增加。對(duì)于一臺(tái)結(jié)構(gòu)已定的汽輪機(jī)，蒸汽在末級(jí)存在極限膨脹壓力。若排汽壓力低于該值，則蒸汽的部分膨脹只能發(fā)生在動(dòng)葉之后，產(chǎn)生膨脹不足損失，汽輪機(jī)功率不再增加，反而還因凝結(jié)水溫降低、最末級(jí)回?zé)岢槠吭黾佣箼C(jī)組功率減小。凝汽器的極限真空：使汽輪機(jī)作功達(dá)到最大值的排汽壓力所對(duì)應(yīng)的真空。凝汽器在極限真空狀態(tài)下運(yùn)行，需要大大增加循環(huán)

10、水量，循環(huán)水泵功耗增加，經(jīng)濟(jì)上不合算。第二十三頁(yè)，共四十五頁(yè)。七、凝汽器的最佳真空凝汽器的進(jìn)汽量是由外界負(fù)荷決定的，而冷卻水溫升是有依靠調(diào)節(jié)冷卻水量來(lái)控制的。冷卻水量主要由循環(huán)水泵的容量和運(yùn)行臺(tái)數(shù)決定。冷卻水量增加，凝汽器溫升減小，排汽壓力降低,凝汽器真空增加，則汽輪機(jī)發(fā)出功率增加；但同時(shí)增大循環(huán)水量，會(huì)增加循環(huán)水泵的耗功，減小機(jī)組的輸出功率。如果增大循環(huán)水量，凝汽器真空提高，使機(jī)組多發(fā)的電，比循環(huán)水泵多耗的電多，則增大循環(huán)水量是有益的； 否則是不利的。凝汽器的最佳真空：在提高真空過(guò)程中，當(dāng)汽輪機(jī)功率的增加和循環(huán)水泵耗功增加之差為最大時(shí)的真空。第二十四頁(yè)，共四十五頁(yè)。七、凝汽器的最佳真空?qǐng)D11

11、-22 凝汽器最佳真空的確定PT:汽輪發(fā)電機(jī)組功率的增加值；PP:水泵功率的增加值第二十五頁(yè)，共四十五頁(yè)。八、凝汽設(shè)備運(yùn)行監(jiān)視調(diào)節(jié)與保護(hù)監(jiān)視參數(shù)：凝汽器的喉部的壓力Pc抽氣器的混合室壓力冷卻水入口溫度tw1冷卻水出口溫度tw2凝結(jié)水溫度tc熱井水位第二十六頁(yè)，共四十五頁(yè)。八、凝汽設(shè)備運(yùn)行監(jiān)視調(diào)節(jié)與保護(hù)調(diào)節(jié)與保護(hù)熱井水位調(diào)節(jié)凝結(jié)水泵的保護(hù)循環(huán)水泵的保護(hù)排汽溫度過(guò)高噴水保護(hù)第二十七頁(yè)，共四十五頁(yè)。第四節(jié) 干式冷卻系統(tǒng)空冷系統(tǒng)的特點(diǎn)及類型直接空冷系統(tǒng)海勒式間接空冷系統(tǒng)哈蒙式間接空冷系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例第二十八頁(yè)，共四十五頁(yè)。一、空冷系統(tǒng)的特點(diǎn)及類型空氣冷卻凝汽器：以空氣作為冷卻介質(zhì)，把蒸汽凝結(jié)成水。簡(jiǎn)稱空冷

12、器。空冷系統(tǒng)：直接或間接使用環(huán)境空氣來(lái)冷凝汽輪機(jī)排汽的冷卻系統(tǒng)?？绽錂C(jī)組：采用空冷系統(tǒng)的汽輪發(fā)電機(jī)組?？绽湎到y(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：節(jié)水（65%）?？绽湎到y(tǒng)的缺點(diǎn)：一次性投資高、煤耗高?？绽湎到y(tǒng)的適用范圍：最適宜用在富煤缺水地區(qū)建設(shè)。空冷系統(tǒng)的類型：直接接空冷系統(tǒng)混合式間接空冷系統(tǒng)（海勒式）表面式間接空冷系統(tǒng)（哈蒙式）第二十九頁(yè)，共四十五頁(yè)。二、直接空冷系統(tǒng)工作原理：汽輪機(jī)的排汽送到表面式空冷凝汽器的熱交換器管束內(nèi)直接凝結(jié)成水。熱交換器管束外側(cè)則利用強(qiáng)制通風(fēng)帶走蒸汽凝結(jié)時(shí)放出的汽化潛熱。圖11-23 直接空冷系統(tǒng)示意圖定義:直接使用環(huán)境空氣來(lái)冷凝汽輪機(jī)排汽的冷卻系統(tǒng)。第三十頁(yè)，共四十五頁(yè)。二、直接空冷系統(tǒng)圖

13、11-24 直接空冷發(fā)電廠外景圖第三十一頁(yè)，共四十五頁(yè)。二、直接空冷系統(tǒng)圖11-25 直接空冷系統(tǒng)外景圖1第三十二頁(yè)，共四十五頁(yè)。二、直接空冷系統(tǒng)圖11-26 直接空冷系統(tǒng)外景圖2第三十三頁(yè)，共四十五頁(yè)。二、直接空冷系統(tǒng)圖11-27 直接空冷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖第三十四頁(yè)，共四十五頁(yè)。二、直接空冷系統(tǒng)圖11-28 直接空冷系統(tǒng)散熱翅片管結(jié)構(gòu)圖第三十五頁(yè)，共四十五頁(yè)。二、直接空冷系統(tǒng)圖11-29 直接空冷系統(tǒng)冷卻風(fēng)機(jī)第三十六頁(yè)，共四十五頁(yè)。二、直接空冷系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：不需要冷卻水等中間介質(zhì)。系統(tǒng)設(shè)備少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，系統(tǒng)投資較少。缺點(diǎn)：粗大的排汽管道密封困難，維持真空困難。啟動(dòng)時(shí)抽真空時(shí)間較長(zhǎng)。采用強(qiáng)制通風(fēng)，耗電量

14、大，噪音大。冬季冷卻元件易結(jié)冰。應(yīng)用情況：在世界各國(guó)已有較多采用，占空冷凝器系統(tǒng)發(fā)電機(jī)組的60以上，目前最大機(jī)組已超過(guò)600MW。我國(guó)目前也正在發(fā)展600MW機(jī)組，如內(nèi)蒙上都、山西運(yùn)城。生產(chǎn)廠家：目前主要生產(chǎn)公司有德國(guó)GEA、美國(guó)SPX。國(guó)內(nèi)哈空調(diào)、江蘇雙良等。第三十七頁(yè)，共四十五頁(yè)。三、海勒式間接空冷系統(tǒng)圖11-30 海勒式間接空冷系統(tǒng)示意圖1-空冷汽輪發(fā)電機(jī)組;2-凝結(jié)水泵;3-循環(huán)水泵;4-水輪發(fā)電機(jī)組;5-節(jié)流閥;6-空冷塔;7-噴射式凝汽器工作原理：循環(huán)水通過(guò)循環(huán)水泵升壓后進(jìn)入面式空冷塔下部的冷卻管中。由于流過(guò)空冷塔的空氣的自然對(duì)流，將循環(huán)水中的熱量帶走。溫度降低后的循環(huán)水進(jìn)入混合式

15、凝汽器中去凝結(jié)汽輪機(jī)的排汽。第三十八頁(yè)，共四十五頁(yè)。三、海勒式間接空冷系統(tǒng)圖11-31 海勒式間接空冷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖第三十九頁(yè)，共四十五頁(yè)。三、海勒式間接空冷系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：以微正壓的低壓水系統(tǒng)運(yùn)行，較易掌握。年平均背壓較低，機(jī)組煤耗較低。缺點(diǎn)：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)備多，投資大?；瘜W(xué)水耗水大。系統(tǒng)容易發(fā)生冰凍。應(yīng)用情況：我國(guó)山西大同第二發(fā)電廠有兩臺(tái)200MW 汽輪發(fā)電機(jī)組用了此系統(tǒng)。第四十頁(yè)，共四十五頁(yè)。四、哈蒙式間接空冷系統(tǒng)圖11-32 海勒式間接空冷系統(tǒng)示意圖1-空冷汽輪發(fā)電機(jī)組;2-凝結(jié)水泵;3-循環(huán)水泵;4-冷卻管;5-空冷塔;6-表面式凝汽器工作原理：循環(huán)水通過(guò)循環(huán)水泵升壓后進(jìn)入面式空冷塔下部的冷

16、卻管中。由于流過(guò)空冷塔的空氣的自然對(duì)流，將循環(huán)水中的熱量帶走。溫度降低后的循環(huán)水進(jìn)入表面式凝汽器中去凝結(jié)汽輪機(jī)的排汽。第四十一頁(yè)，共四十五頁(yè)。四、哈蒙式間接空冷系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備少、節(jié)約廠用電。冷卻水系統(tǒng)與汽水系統(tǒng)分開，兩者水質(zhì)均可保證。冷卻水系統(tǒng)防凍性能好。缺點(diǎn)：空冷塔占地大，基建投資多。系統(tǒng)中要進(jìn)行兩次表面式換熱，使全廠熱效率有所降低。應(yīng)用情況：我國(guó)太原第二熱電廠用了此系統(tǒng)。第四十二頁(yè)，共四十五頁(yè)。五、國(guó)內(nèi)外空冷發(fā)電廠電 廠國(guó) 家功率 MW空冷系統(tǒng)投運(yùn)年代烏德里拉斯西班牙150直接空冷1970懷俄達(dá)克美 國(guó)330直接空冷1978馬 丁 巴南 非665直接空冷1987加 加 林匈牙利200海勒間

17、冷1969拉 茲 頓原蘇聯(lián)220海勒間冷1970司麥森林德 國(guó)300哈蒙間冷肖 達(dá) 爾南 非686哈蒙間冷表11-1 國(guó)外100MW以上空冷式發(fā)電廠第四十三頁(yè)，共四十五頁(yè)。五、國(guó)內(nèi)外空冷發(fā)電廠電 廠生產(chǎn)廠家功率 MW空冷系統(tǒng)投運(yùn)年代山西大同第二發(fā)電廠匈牙利EGI200海勒間冷1987太原第二熱電廠德國(guó)GEA2200哈蒙間冷1994內(nèi)蒙豐鎮(zhèn)電廠哈空調(diào)4200海勒間冷1994華能山西國(guó)際電力榆社電廠林美國(guó)SPX2300直接空冷2004中電投通遼電廠哈空調(diào)600直接空冷2007華能銅川電廠哈空調(diào)2600直接空冷表11-2 國(guó)內(nèi)100MW以上空冷式發(fā)電廠第四十四頁(yè)，共四十五頁(yè)。內(nèi)容總結(jié)第三節(jié) 凝汽設(shè)備的運(yùn)行。凝汽器空間：汽側(cè)空間+水側(cè)空間。不凝結(jié)氣體：原蒸汽中夾帶（很少）+真空系