第四章：凝汽器2014讲解.pptVIP

第4章 汽轮机的凝汽设备 4.1 凝汽系统的作用、原理与组成 蒸汽循环 第4章 汽轮机的凝汽设备 作用与功能 冷端放热、回收工质 朗肯循环中，冷端放热、凝结排汽 建立、维持真空 汽轮机尾部建立并维持真空，增大机组理想焓降 热力除氧、改善凝水品质 热力物理分解，除去凝水及补水中的氧气，防止加热器及锅炉的氧腐蚀 4.1 凝汽系统的作用、原理与组成 4.1 凝汽系统的作用、原理与组成 工作原理 水 汽 　水的蒸发或汽的凝结，汽空间的水分子增多或减少，导致压力变化。压力越低，汽、水比容差越大，蒸发或凝结引起的压力变化就越大。 　　在汽、水共存体系中，压力决定于汽、水的热力平衡温度，即该温度对应的汽、水饱和压力。 　　凝结蒸汽，可以降低压力。 4.1 凝汽系统的作用、原理与组成 　汽轮机尾部的凝汽器，是一个开口的表面式热交换器，将汽轮机的排汽凝结为水，并建立低于大气压力的真空。 　进入的蒸汽量与排出的凝水量保持平衡，汽、水空间的分界面稳定，为准封闭系统，其压力同样决定于汽、水热力平衡温度。 冷却介质可用水或空气 教堂窗式凝汽器管束布置 ABB公司教堂窗式管束布置凝汽器 4.1 凝汽系统的作用、原理与组成 4.1 凝汽系统的作用、原理与组成 4.1 凝汽系统的作用、原理与组成 4.1 凝汽系统的作用、原理与组成 系统组成 循环水系统 水源、循环水泵、管道等，泵送冷却水，输运蒸汽释放的汽化潜热到环境 开式循环 江、河、湖、海为水源，冷却水单次使用 闭式循环 冷却塔为冷源，冷却水循环多次使用 凝结水泵 抽送凝结水至回热系统，维持热井水位 抽气器 抽排不凝结气体，维持汽侧良好的换热条件 4.2 凝汽器的压力及其影响因素 4.2.1 凝汽器内压力 总压与分压 不凝结气体和蒸汽组成的多组分气体，道尔顿定律：总压力为组成气体分压力之和 当排汽干度为 和流量 时，在相同介质温度下 因不凝结气体份额很小，故蒸汽分压力占主导地位，　即凝汽器内的压力主要决定于蒸汽的温度!!! 4.2 凝汽器的压力及其影响因素 4.2.2 传热过程与凝汽器压力的确定 传热过程 冷却水吸收蒸汽的汽化潜热由温度tw1上升到tw2排出 蒸汽释放汽化潜热凝结为tc水排出 汽侧凝结末端ts’汽气混合物被抽气器抽出 4.2 凝汽器的压力及其影响因素 传热端差 冷却水温升 过冷度 4.2 凝汽器的压力及其影响因素 热量输运与冷却水温升 热量输运方程 循环倍率 冷却循环水的流量与蒸汽量的比 增大m，减小温升，降低凝汽器压力，但增大泵耗。开式循环60左右，闭式循环50左右 4.2 凝汽器的压力及其影响因素 传热方程 传热过程 管外凝结放热、管壁导热、管内污垢导热和冷却水的对流传热。 传热方程 对数平均温差集总参数模型 对数平均温差 4.2 凝汽器的压力及其影响因素 传热系数 HEI 公式 ：未修正传热系数，与流速的平方根及管径有关 ：冷却水温度修正系数 ：冷却管材料修正系数 ：清洁系数 HEI表面式凝汽器标准中，给出了这些修正系数的图、表 HEI 未修正的传热系数 HEI 管材修正系数 HEI 管材修正系数 HEI 水温修正系数 4.2 凝汽器的压力及其影响因素 别尔曼(前苏联)公式 ：冷却管材料修正系数 ：负荷修正系数 ：冷却水温修正系数 ：流速与管径修正系数 ：清洁系数 4.4 凝汽器的运行特性 4.4.1 凝汽器的运行性能指标 压力 凝汽器传热管上部的绝对压力 冷却水温升 凝汽器循环冷却水进、出口温差 端差 凝汽器压力对应的蒸汽饱和温度与冷却水出口温度的差 过冷度 凝汽器压力对应的蒸汽饱和温度与热井中凝结水的温差 凝结水含氧量 凝结水中含氧量 汽阻 凝汽器喉部与抽气口间的压差 水阻 循环冷却水在凝汽器内循环水通道所受的阻力 4.4.2 凝汽器的运行特性 运行特性　凝汽器压力与机组负荷、冷却水量、冷却水进口温度的对应关系 4.4 凝汽器的运行特性 4.4 凝汽器的运行特性 4.4.3 运行特性分析 最佳真空、极限真空 最佳(或经济)真空 当循环水泵的功耗增大量与机组有效出力增多量相等时，对应的真空即为最佳(或经济)真空 极限真空 循环水进口温度所对应的蒸汽饱和压力为极限真空 最大有效真空 末级动叶达到极限膨胀时所对应的真空为最大有效真空 Dcop 汽阻 决定于流动阻力。负荷越高，汽阻越大，引起凝结水过冷度增大、含氧量升高。 水阻 决定于流速和水温。与流速平方成正比；水温低，粘度大；结垢也会使水阻增大。 4.4 凝汽器的运行特性 SENIOR公司凝汽器的管束布置 辐射式管