1、凝汽器與真空系統(tǒng),培訓,1,行業(yè)相關,主要內(nèi)容,凝汽器真空的一些概念 影響凝汽器真空的因素 真空嚴密性與真空查漏 凝汽器臟污與清洗 循環(huán)水量和循環(huán)水溫 真空泵工作狀態(tài)對機組真空的影響 影響真空泵效率的因素 真空泵的汽蝕和汽蝕保護 兩種真空泵的比較,2,行業(yè)相關,凝汽器真空建立的原理,啟動時，凝汽器真空的建立依賴于真空泵將凝汽器中的空氣抽出。 機組沖轉后，加入凝汽器的汽輪機排汽受到循環(huán)水的冷卻而凝結成水，其體積大大地縮小，原來由蒸汽充滿的容器空間就形成了高度真空。,3,行業(yè)相關,凝汽器真空的維持,靠循環(huán)水不間斷地將排汽的熱量帶走，使得蒸汽的凝結過程不間斷地進行。 靠真空泵或各種抽氣器將不凝結的氣

2、體不間斷地地排出，使這些氣體不至于在凝汽器中積累而造成真空的破壞。,4,行業(yè)相關,循環(huán)水溫升和凝汽器端差,tstw1tt 式中：ts 與凝汽器壓力Pc相對應的飽和蒸汽溫度，； tw1循環(huán)水進口溫度，； t循環(huán)水溫升，； t凝汽器端差。,k凝汽器的傳熱系數(shù)； Ac凝汽器的換熱面積； Dw循環(huán)水流量。,5,行業(yè)相關,凝汽器有關參數(shù)變化的特性,循環(huán)水進口溫度tw1主要受運行方式和環(huán)境影響 循環(huán)水溫升t與蒸汽流量和循環(huán)水流量有關； 凝汽器端差t與循環(huán)水流量、循環(huán)水流速、循環(huán)水進口溫度、蒸汽流量、凝汽器銅管（或鈦管）表面清潔程度、真空系統(tǒng)嚴密程度等因素有關。,6,行業(yè)相關,凝汽器的最佳真空,凝汽器的最佳

3、真空有最佳設計真空和最佳運行真空兩種概念。 凝汽器的最佳設計真空是指在新設計一個發(fā)電廠時，整個發(fā)電廠冷卻系統(tǒng)中所選擇的設備容量、參數(shù)、設備相互匹配以及年運行費用為最少時所確定的凝汽器壓力。 凝汽器的最佳運行真空是指在一個已投運的熱力系統(tǒng)中，設備的型式、容量、參數(shù)及設備間的匹配關系都確定的條件下，使熱力系統(tǒng)運行時的熱耗為最小的凝汽器壓力。,7,行業(yè)相關,極限真空,極限真空是指汽輪機的背壓降低到某一數(shù)值后，蒸汽的膨脹有部分是在末級動葉柵后進行的，這些蒸汽已不具備做功能力。我們將蒸汽在末級動葉斜切部分膨脹達到極限時的背壓，稱為極限背壓，它對應的真空稱為極限真空。,8,行業(yè)相關,最佳真空的確定,一般來

4、講，在其它條件無法改變的情況下，提供凝汽器的真空只有通過增加循環(huán)水流量來達到。假使從某一運行工況開始，增加循環(huán)水量，提高凝汽器真空，使汽輪機的功率增加PT，同時循環(huán)水泵的耗功增加PP，功率差P，只有P0時，在經(jīng)濟上才是合算的。由于P隨凝汽器的真空值不同而有所變化，我們總可以找到P為最大時的一個運行工況。Pmax所對應的真空即是最佳真空（見圖）。,9,行業(yè)相關,極限真空與最佳真空的關系圖,10,行業(yè)相關,影響機組真空泵嚴密性的因素,凝結水泵以及低加疏水泵軸向密封不嚴； 汽輪機端部軸封工作不正常； 汽輪機排汽缸和凝汽器喉部連接法蘭或焊縫處漏氣； 汽輪機低壓缸結合面以及表計接頭等不嚴密； 真空系統(tǒng)閥

5、門不嚴密； 真空系統(tǒng)的設備、管道破損或者焊縫存在問題。,11,行業(yè)相關,真空系統(tǒng)查漏的方法,鹵素檢漏法 氦質譜檢漏法 超聲檢漏法 螢光法 汽側灌水試驗 燭光法 薄膜法,12,行業(yè)相關,凝汽器臟污與清洗,平板濾網(wǎng)和旋轉濾網(wǎng) 二次濾網(wǎng) 膠球清洗 凝汽器管束清洗（機械清洗和化學清洗） 循環(huán)水加藥,13,行業(yè)相關,循環(huán)水量不足,判斷標準t 循環(huán)水泵工作不正常。 循環(huán)水泵進口濾網(wǎng)堵塞。 二次濾網(wǎng)堵塞。 管道、排污閥等泄漏。 海水潮位或（河流、水池等水位）的下降。,14,行業(yè)相關,循環(huán)水進口溫度,對于開式循環(huán)，水溫與季節(jié)、地域有關。 對于閉式循環(huán)，冷卻塔工作性能的好壞有關，其根本就是與當?shù)貧庀髼l件有著密切

6、的關系。,15,行業(yè)相關,水環(huán)式真空泵的工作原理,葉輪和泵軸的軸線與泵殼體的中心線偏離，兩端由端側蓋封住，側蓋端面上開有吸氣口和排氣口，分別與泵的進出口相通。當泵內(nèi)充有適量工作液體時，由于葉輪的旋轉，液體向四周甩出，在泵體內(nèi)壁與葉輪之間形成一個旋轉的液環(huán)。液體內(nèi)表面與葉輪轂表面及側蓋端面之間形成月牙形的工作腔室，葉輪葉片又將氣腔分隔成若干互不連通容積不等的封閉水室。在葉輪的前半轉（吸入側），水室容積逐漸增大，氣體經(jīng)吸氣口吸入水室；在葉輪的后半轉（排氣側），水室容積逐漸減小，氣體被壓縮，壓力升高后經(jīng)排氣口排出。,16,行業(yè)相關,水環(huán)式真空泵原理圖1,17,行業(yè)相關,水環(huán)式真空泵原理圖2,18,行

7、業(yè)相關,影響真空泵效率的主要因素水溫,由于水環(huán)式真空泵是考水環(huán)與葉輪之間形成的月牙形的工作腔室來抽吸空氣和水蒸汽，腔室壓力一旦等于于水環(huán)水的飽和壓力，水就會汽化，因此腔室的壓力最低不能低于水環(huán)水的飽和壓力，系統(tǒng)的真空就會受到此飽和壓力的限制，若水環(huán)水的溫度升高，飽和壓力也升高，系統(tǒng)的真空就會降低。,19,行業(yè)相關,影響真空泵水溫的因素,凝汽器中不凝結氣體和少量水蒸汽被真空泵抽出，凝汽器的壓力總要高于真空泵吸氣腔室的壓力，不凝結氣體和少量水蒸汽的溫度高于水環(huán)水的溫度，會將熱量帶給水環(huán)水 ，使之溫度升高。,20,行業(yè)相關,板式換熱器和管式換熱器性能比較,采用閉式循環(huán)的真空泵成套設備都需要配置換熱器

8、板式換熱器或管式換熱器。 管式換熱器中冷卻水為層流，冷卻水和被冷卻水流動成90度，不形成對流。板式換熱器中冷卻水和被冷卻水均為湍流，流動成180度，形成對流。 板式換熱器換熱效率高，因而所需傳熱端差小，能有效降低水環(huán)水溫度，間接提高真空泵效率。 板式換熱器因其結構特點，只適用與溫度、壓力不高的場所，特別適用與電廠的真空系統(tǒng)。,21,行業(yè)相關,管式換熱器的外形圖,22,行業(yè)相關,板式換熱器的外形圖,23,行業(yè)相關,安裝和維護比較,板式換熱器體積和重量較小，運輸與安裝都相當容易。 板式換熱器結構簡單，拆卸和清洗非常方便。 板式換熱器因運行溫度和壓力低，不容易產(chǎn)生泄漏，一旦出現(xiàn)滲漏或泄漏，又很容易被

9、發(fā)現(xiàn)。,24,行業(yè)相關,真空泵的汽蝕現(xiàn)象,水泵產(chǎn)生汽蝕是由于水汽化后產(chǎn)生汽泡，汽泡集聚在低壓區(qū)形成空穴，空穴被流動的水帶到高壓區(qū)，致使蒸汽突然凝聚、收縮，汽泡破裂而產(chǎn)生撞擊。若汽泡附著在葉輪表面，并不斷產(chǎn)生水的汽化和蒸汽的凝聚，就會對泵產(chǎn)生汽蝕。水環(huán)真空泵的特點決定了這種泵容易產(chǎn)生汽蝕。,25,行業(yè)相關,汽蝕保護1,采用兩級泵。每一級的壓縮比分別為6/1、5/1，因此壓縮熱降低，水環(huán)水溫升小，水不容易汽化。同時兩級泵將壓縮比降低后，由于壓差小，汽泡不容易破裂，即使破裂，其能量也小得多。 真空泵的冷卻水通過噴嘴形成霧狀水珠，冷卻從凝汽器來的絕大部分水蒸氣，并迅速凝聚結成水，大大提高泵的效率，同時

10、有效降低進氣溫度，間接地防止汽蝕現(xiàn)象的發(fā)生。,26,行業(yè)相關,汽蝕保護2,將很小一部分排出口正壓氣體引入真空泵的吸入腔，并在葉輪表面形成一層薄薄的氣體保護膜，用以防止汽蝕。 真空泵進口安裝有大氣噴射器，適當提高泵的吸入腔壓力，防止泵汽蝕。,27,行業(yè)相關,大氣噴射器,28,行業(yè)相關,兩種型式真空泵,平面式真空泵和錐體式真空泵，這兩種真空泵是目前真空泵的兩個主要流派，多數(shù)火電廠都使用這兩種真空泵。平面式真空泵是第一代水環(huán)真空泵，錐體式真空泵是在平面泵基礎上發(fā)展起來的第二代水環(huán)真空泵，在結構和性能上，錐體泵明顯比平面泵有優(yōu)勢。,29,行業(yè)相關,錐體式真空泵的改進之處,進氣口和排氣口的改進 單級泵改

11、為兩級泵 泵入口管上加冷凝噴嘴 偏心位置的改進,30,行業(yè)相關,進氣口和排氣口的改進,31,行業(yè)相關,泵入口管上加冷凝噴嘴,32,行業(yè)相關,偏心位置的改進1,33,行業(yè)相關,偏心位置的改進2,34,行業(yè)相關,錐體真空泵在性能上的優(yōu)勢1,效率高錐體泵進氣面積大，開口深入葉輪艙，通道最通暢，進氣阻力小，大大提高泵的抽氣能力。其次，在泵入口管上加冷凝噴水來冷凝可凝氣體，吸入泵的氣體體積會大大減少，進一步提高了泵的抽氣能力。另外，采用兩級泵后，壓縮比降低，也降低了壓縮熱，且壓縮熱分兩次傳遞給水環(huán)水，水環(huán)水的溫升比單級泵小。由于水環(huán)水溫度低，冷卻效果好，因而效率高。,35,行業(yè)相關,錐體真空泵在性能上的

12、優(yōu)勢2,能有效防止汽蝕 錐體泵采用兩級泵后，由于壓縮熱降低，水環(huán)水溫升小，水不容易汽化。兩級泵將壓縮比降低后，由于壓差小，汽泡不容易破裂，即使破裂，其能量也小得多。 能處理多余的漏入空氣當凝汽器泄漏空氣量增加時，凝汽器的背壓升高，此時進入泵的蒸汽溫度和泵入口冷凝噴水的溫度的溫差更大，其冷凝效果更佳，錐體真空泵的抽氣能力增加，能有效限制凝汽器背壓的提高。,36,行業(yè)相關,錐體真空泵在性能上的優(yōu)勢3,安全可靠 錐體泵因排氣口在下部，受到壓縮力的方向是由下往上，可抵消一部分葉輪的自重，故而軸所承受的力最小，磨損小，軸的壽命比平面泵要長。 錐體泵因排氣口在下部，葉輪也偏于泵的下部，靜止時液位較低，因而起動電流很小。 由于錐體泵進氣口和排氣口設計在錐體上，錐體深入泵體中，整個