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华北电力大学凝汽器.ppt

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第四章,汽轮机的凝汽设备,,第一节 凝汽设备的工作原理、任务和类型 第二节 凝汽器的真空与传热 第三节 凝汽器的管束布置与真空除氧 第四节 抽气器 第五节 凝汽器的变工况 第六节 多压式凝汽器,,,,第四章 汽轮机的凝汽设备,第一节 凝汽设备的工作原理、任务和类型,一、凝汽设备的工作原理与任务,汽轮机排汽进入凝汽器,被由循环水泵供给的冷却水冷却凝结为水,凝结水不断被凝结水泵抽走。由于凝汽器内压力很低,会有空气从凝汽器及与其相联接的管道、阀门等部件的不严密处漏入凝汽器,由于空气不能凝结,同时会阻碍排汽和冷却水之间的换热,需不断的用抽气器将漏入凝汽器的空气抽走。,1.凝汽设备的工作原理,第一节 凝汽设备的工作原理、任务和类型,汽轮机排汽压力变化对机组热经济性的影响,以东方汽轮机厂N300-16.67/537/537机组为例,,如机组设计排汽压力为5kPa,若排汽压力升高1kPa,则机组热耗将增加1%。,如设计煤耗为330g/kW.h,排汽压力升高1kPa, 使煤耗增加3.3g/kW.h,按年平均运行小时按6000小时计,每年多耗煤:6000×30×104×3.3/106=5940t标煤(450元/吨,267万元),第一节 凝汽设备的工作原理、任务和类型,一、凝汽设备的工作原理与任务,汽轮机的凝汽设备,由凝汽器、抽气器、循环水泵和凝结水泵以及他们之间的连接管道、阀门和附件等组成。,,,,2. 凝汽设备的任务,(1) 在汽轮机排口建立并维持规定的真空;,(2) 保持凝结水的洁净。,3. 凝汽设备的组成,第一节 凝汽设备的工作原理、任务和类型,按冷却介质与凝结水是否接触,凝汽器分为表面式和混合式。按冷却介质分为:水冷和空冷。表面式凝汽器既用于水冷机组,也用于空冷机组。,二、凝汽器的类型,空冷:,水冷:,真空较低,投资大,耗水量小,冷却系统本身节水97%以上,全厂性节水约65%。用于富煤缺水地区( 如山西、 内蒙),可以保持较高的真空(即排汽压力较低),一次投资较小, 耗水量大。( 应用广泛),两种冷却方式比较,水冷机组冷却水系统示意图,空冷机组冷却水系统示意图p211,表面式凝汽器,第一节 凝汽设备的工作原理、任务和类型,单流程,双流程,第一节 凝汽设备的工作原理、任务和类型,汽流向侧流动,汽流向心流动,6-热井,多区域汽流向侧流动,基本概念,第一节 凝汽设备的工作原理、任务和类型,凝汽器真空:,当地大气压与凝汽器内绝对压力的差值。,凝汽器汽阻:,凝汽器蒸汽入口压力pc与抽汽口处压力pc’’差值,△ pc= pc- pc’’,凝汽器水阻:,凝汽器冷却水入口压力与冷却水出口压力差值。,第二节 凝汽器的真空与传热,一、 表面式凝汽器内压力 的确定,,,,凝汽器汽侧空间多组分介质共存,,蒸汽,不凝结气体:,原蒸汽中夹带(很少)+真空系统不严密漏入系统的空气,凝汽器空间:汽侧空间+水侧空间,凝汽器压力:汽侧空间压力,第二节 凝汽器的真空与传热,道尔顿定律:,凝汽器内压力很低(一般在0.0049~0.018MPa范围) ,视为理想气体,取一控制体,有,汽侧空间的总压力=各组分分压力之和,pc-凝汽器总压力;ps-蒸汽分压力;pa-空气分压力,,,蒸汽:,空气:,控制体内的水蒸汽质量为ms= XDc,空气质量为ma =Da 。其中, Dc 、 Da 分别为进入凝汽器的水蒸气和空气质量流率, X为控制体内蒸汽干度。,第二节 凝汽器的真空与传热,第二节 凝汽器的真空与传热,有,蒸汽分压力,上式表示了控制体内蒸汽分压力与控制体内总压力之间的关系,也就是凝汽器内各点蒸汽分压力与总压力之间的关系。,对于严密性合格的机组, Da/ Dc≤ 0.0001,这里我们取Da/ Dc≤ 0.0001 。,第二节 凝汽器的真空与传热,现在我们来讨论蒸汽分压力与控制体内总压力之间的关系。,分别取 X=0.01,X =0.001,和X=0.0001(即排入凝汽器内的蒸汽分别有99%,99.9%和99.99%凝结)情况,带入上式,得,蒸汽凝结99%,干度x=0.01,蒸汽凝结99.9%,干度x=0.001,蒸汽凝结99.99%,干度x=0.0001,ps=0. 9938pc,ps=0. 9414pc,ps=0. 6265pc,可见,进入凝汽器的蒸汽在99% 、甚至99.9% 已凝结的情况下,蒸汽的分压力仍近似为凝汽器的压力。因此在整个凝汽器空间内,绝大部分区域(主凝区)的蒸汽分压力近似等于凝汽器的压力,只有在绝大部分蒸汽已经凝结的空冷区,蒸汽分压力才明显小于凝汽器压力,而且越靠近抽气口蒸汽的分压力越小,空气的分压力越大。,第二节 凝汽器的真空与传热,假设凝汽器内各处压力近似不变(实际上,凝汽器进口与抽气口之间存在一压差,即汽阻,其值很小,大型机组一般为0.0002~0.000
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