第五章 汽轮机的凝汽设备
第一节 凝汽设备的作用及工作过程
一、凝汽设备的作用
凝汽设备是凝汽式汽轮机装置的重要组成部分之一，它在热力循环中起着冷源作用。 降低汽轮机排汽的压力和温度，可以提高循环热效率。降低排汽参数的有效办法是将排汽引入凝汽器凝结为水。凝汽器内布置了很多冷却水管，冷却水源源不断地在冷却水管内通过，蒸汽放出汽化潜热凝结成水。凝汽器中蒸汽凝结的空间是汽液两相共存的，压力等于蒸汽凝结温度所对应的饱和压力。蒸汽凝结温度由冷却条件决定，一般为30℃左右，所对应的饱和压力约为4～5KPa ，该压力
大大低于大气压力，从而在凝汽器中形成
高度真空。 图5-1 最简单的凝汽设备示意图 1—凝汽器；2—循环水泵；3—凝结水泵；4—抽气器
以水为冷却介质的凝汽设备，一般由
凝汽器、凝结水泵、抽气器、循环水泵以
及它们之间的连接管道和附件组成。最简
单的凝汽设备如图5-1所示。汽轮机的排
汽排入凝汽器1，其热量被循环水泵2不
断打入凝汽器的冷却水带走，凝结为水汇
集在凝汽器的底部热井，然后由凝结水泵
3抽出送往锅炉作为给水。凝汽器的压力
很低，外界空气易漏入。为防止不凝结的
空气在凝汽器中不断积累而升高凝汽器
内的压力，采用抽气器4不断将空气抽出。 凝汽设备的主要作用有两方面：一是在汽轮机排汽口建立并维持高度真空；二是保证蒸汽凝结并供应洁净的凝结水作为锅炉给水。
此外，凝汽设备还是凝结水和补给水去除氧器之前的先期除氧设备；它还接受机组启停和正常运行中的疏水和甩负荷过程中旁路排汽，以收回热量和减少循环工质损失。
二、凝汽器的结构类型
目前火电厂和核电站广泛使用表面式凝汽器，其特点是冷却介质与蒸汽经过管壁间接换热，从而保证了凝结水的洁净。
（一）表面式凝汽器的结构及工作过程
表面式凝汽器的结构如图5-2所示。冷却水管2装在管板3上，冷却水从进水管4进入凝汽器，先进入下部冷却水管内，通过回流水室5流入上部冷却水管内，再由冷却水出水管6排出。蒸汽进入凝汽器后，在冷却水管外汽侧空间冷凝。凝结水汇集在下部热井7 160
中，由凝结水泵抽走。这样，凝汽器的内部空间被分为两部分，一部分是蒸汽空间，称为汽侧；另一部分为冷却水空间，称为水侧。
凝汽器的传热面分为主凝结区10和空气冷却区8两部分，这两部分之间用隔板9隔开。蒸汽进入凝汽器后，先在主凝结区大量凝结，到达空气冷却区入口处时，蒸汽流量已大为减少。剩下的蒸汽和空气混合物进入空冷区，蒸汽继续凝结。到空气抽出口处，蒸汽的分压力明显减小，所对应的饱和温度降低，空气和很少量的蒸汽得到冷却。空气被冷却后，容积流量减少，抽气器负荷减轻，抽气效果好。
图5-2 表面式凝汽器结构简图
（二）表面式凝汽器的分类
根据冷却介质不同，表面式凝汽器又分为空气冷却式和水冷却式两种。其中，水冷却式凝汽器应用得较广泛，因此，水冷却表面式凝汽器常简称为表面式凝汽器。空冷式凝汽器只在缺水地区使用。
根据冷却水流程不同，凝汽器可分为单流程、双流程、多流程凝汽器。如图5-2所示，同一股冷却水在凝汽器冷却水管中经过一次往返后才排出的，称为双流程凝汽器。若冷却水只经过单程就排出，称为单流程凝汽器。以此类推，为三流程、四流程等多流程凝汽器。流程数越多，水阻越大。大型
机组的凝汽器多采用单流程
凝汽器，中、小型机组多采用
双流程。 图5-3 凝汽器的结构形式示意图 （a ）汽流向心式 （b ）汽流向侧式 （c ）多区域汽流向心式 根据空气抽出口位置不
同，即凝汽器中汽流流动形式
不同，现代凝汽器分为汽流向
心式和汽流向侧式两大类，如
图5-3（a ）、（b ）所示。汽流
向侧式凝汽器，它的抽气口布
置在凝汽器两侧，这样，排汽
由排汽口到抽气口的流程较
161
短，汽阻较小，能保证有较高的真空；另外，在管束的中部设有蒸汽通道，可使部分蒸汽畅通无阻地到达热井加热凝结水，使凝结水温度接近排汽温度。汽流向心式凝汽器，其抽气口布置在管束的中心位置，蒸汽由管束四周向中心流动，汽阻小，而且蒸汽可以从两侧流向热井以加热凝结水，但由于下部管束不易与蒸汽接触，使各部分管子的热负荷不均匀。随着单机功率增大，凝汽器尺寸和冷却水管数量剧增。为加大管束四周中的进汽边界，缩短蒸汽流程以减小汽阻，出现了多区域向心式凝汽器，如图5-3（c ）所示。独立区域由两个到十几个，平行布置于矩形外壳内。每个区域中部都有空冷区。
三、机组运行时对凝汽设备的要求
为了保证完成凝汽器的任务，机组运行时对凝汽器提出了一些要求。
1．传热性能要好
由于汽轮机排汽的工作状态处于湿蒸汽区，因此，凝汽器内蒸汽的饱和压力和饱和温度是对应的。为了维持凝汽器的较高真空，必须使凝汽器内蒸汽的饱和温度尽量接近冷源温度。但由于实际运行中冷却面积和冷却水量是有限的，所以当蒸汽凝结放出的热量通过冷却水管传给冷却水时，必然存在一定的传热温差，使得冷却水的出口温度低于蒸汽的饱和温度。凝汽器中蒸汽的饱和温度和冷却水离开凝汽器的出口温度t w2之差称为传热端差t δ，即2w s t t t ?=δ。当一定时，2w t t δ越小，s t 越小，对应的汽轮机排汽压力越低，从而使得整机的理想焓降增加，机组的热效率提高。
为了提高机组的热经济性，应加强凝汽器的传热效果，尽量减少传热端差。具体措施主要包括：选择有较高传热系数的冷却水管；及时抽走积聚在冷却水管表面的空气；定期清洗凝汽器冷却水管，防止冷却水管结垢。
2．减小过冷度
当蒸汽进入凝汽器穿过上部铜管时大部分蒸汽凝结放热变成水珠，这部分水珠在下落的过程中，又被下部冷却水管进一步冷却。因此，凝结水的温度比凝汽器喉部压力下的饱和温度要低，其温差称为过冷度。一般过冷度为0.5～1℃。
过冷度的大小直接影响机组的经济性。过冷度越大，说明被冷却水额外带走的热量越多。这一部分损失要靠锅炉多燃烧燃料来弥补。而且过冷度越大，凝结水中的含氧量也越多，对设备和管道的腐蚀越大。因此应尽量减少过冷度。
为保证凝结水温度接近排汽温度，消除凝结水过冷现象，现代凝汽器都设有专门的蒸汽通道，使部分蒸汽直接到达热井加热凝结水，这种结构称为回热式凝汽器。图5-3所示的汽流向心式和向侧式凝汽器都属于此类。
3．减小汽阻和水阻
由于空气抽出口不断地抽出空气，抽气口处的压力最低，在凝汽器中蒸汽和空气由入口流向抽气口，在流经管束时存在流动阻力。凝汽器入口处压力与抽气口处压力的差值称为凝汽器的汽阻。汽阻越大，则凝汽器入口压力越高，经济性越低。现代凝汽器的汽阻可以减少到260～240pa 左右。
凝汽器的水阻是指冷却水在流经凝汽器时所受的阻力。它由冷却水管内的沿程阻力、冷却水由水室进出冷却水管的局部阻力与水室中的流动阻力等部分组成。水阻越大，循环水泵耗功越大，故水阻应越小越好。双流程凝汽器的水阻较大，约49～78kpa 。单流程水阻较小。
162
第二节 凝汽器的压力与传热
一、凝汽器压力的确定
c p 在凝汽器中，蒸汽压力和其饱和温度s t 是相对应的，只要算出了就可以确定它所对应的饱和蒸汽压力。由于凝汽器的总压力与蒸汽的分压力相差甚微，则蒸汽的压力即为凝汽器的压力。
s t s p s p c p 凝汽器内蒸汽和冷却水温度沿流程的变化规律如图5-4所示，由图可知蒸汽的饱和温度为：
s t t t t t w s δ+Δ+=1 （5-1）
式中 ——冷却水的进口温度；
1w t t Δ——冷却水在凝汽器中的温升；
t δ——凝汽器的传热端差。
由上式可知，影响凝汽器压力的
因素主要有三个方面。
163
（一）冷却水的进口温度
1w t 1w t 的大小取决于当地的气候和
供水方式，在其它条件不变时，冬季低，则也低，凝汽器压力低，真空高；
夏季高，也高，真空低。循环供水
时，决定于冷水塔或喷水池的冷却效
果。
1
w t s t 1w t s t 1w t （二）冷却水温升t Δ
降低冷却水温升t Δ，可降低，由凝汽器热平衡方程式求得。
s t t Δt C D t t D h h D p w w w w c
c c Δ?=′?)()(12 （5-2）
图5-4 凝汽器中蒸汽和冷却水温度沿冷却表
面的分布 1—饱和蒸汽放热过程；2—冷却水的温度升高过程
式中 D c 、D w ——进入凝汽器的蒸汽
量与冷却水量（kg/h ）
c h 、——蒸汽和凝结水的焓（k J/kg ） c h ′1w t 、2w t ——冷却水流入和流出凝汽器的焓（kJ/kg ）
C p ——水的定压比热，在低温时，一般取C p =4.187kJ/（kg y K ）。
根据5-2式得：
m
C h h
D D C h h t p c c
C W p c c ′?=′?=
Δ (5-3) 式中c w D D m /=称为凝汽器的冷却倍率。（c c h h ′?）为1kg 排汽凝结时放出的汽化
潜热，在凝汽器排汽压力下，（c
c h h ′?）只有2140～2220KJ/kg 左右，一般取其平均值约为2180KJ/kg,于是有：
m
m t 520187.42180=≈Δ （5-4） 由此可知，m 值越大，越小，真空越高。但m 值越大，循环水泵功耗越大。经过技术经济比较，m 值一般在50～120之间。
t Δ（三）传热端差t δ
由凝汽器的传热方程式可知，蒸汽凝结时传给冷却水的热量Q 为：
m c t KA Q Δ= （5-5）
式中 K ——凝汽器的总体传热系数，；
)/(2
K h m kJ ?? ——总冷却水管外表面积，m c A 2；
——蒸汽至冷却水的平均传热温差。
t Δ由于空冷区传热面积较小，假设蒸汽凝结温度沿整个传热面积不变，这时蒸汽和冷却水之间的对数平均传热温差为： c A ]/)[(1t t t n t t m δδ+ΔΔ=Δ （5-6）
将式（5-2）、（5-5）、（5-6）三式联立求解得
t δ1)exp(?Δ=w p c D C k A t （5-7）
由上式可知，传热端差由、c A K 、、w D t Δ确定。
1．冷却水管外表总面积
c A 设计时，蒸汽传给冷却水的热量Q 一定，主要由m 决定，K 值由经验公式确定，若减少W D t δ，就必须增大，从而使造价提高，因此，要根据技术经济比较确定，同时c A c A t δ不宜太小，一般取t δ=3～10℃，多流程凝汽器取偏小值，单流程取偏大值。对于某一台凝汽器，为定值。
c A 2．冷却水量
w D 凝汽器运行时，由于减小时，又会增加，故很难确定与w D t Δw D t δ之间的对应关系。
3．冷却水温升t Δ
根据凝汽器变工况运行分析，不变时，随着蒸汽负荷的增加，与w D t Δt δ均增加，凝汽器真空下降。反之则真空上升。
4．总体传热系数K
在凝汽器的运行中，K 是影响t δ的主要因素。K 增大，传热加强，t δ减小，真空升高。将冷却水管的圆筒形管壁传热近似看成平板传热。则总体传热系数为： 164
w sa w c sa R R R R K αλδα111
11++=++== （5-8）
式中 R ——凝汽器总热阻；
sa α、R sa ——汽气混合物对冷却水管外壁的放热系数、热阻；
c R ——管壁本身的热阻；
δ——管壁厚度；
λ——管壁导热系数；
w α、R w ——冷却水对冷却水管内壁的放热系数、热阻。
（1）汽气混合物对冷却水管外壁的热阻。汽侧热阻由管壁外的凝结水膜热阻与蒸汽向水膜外侧的放热热阻两部分组成。由于水膜内外存在温差，并且蒸汽的凝结量不同，温差也不同，使得水膜热阻是变化的；另外，空气的相对含量沿混合气体流动方向上的变化大，使得蒸汽向水膜外侧的放热热阻变化也大。因此，汽侧放热热阻是变化的。随着空气量的增加，汽侧热阻增加，使总体传热系数减小，真空下降。
sa R （2）管壁本身的热阻。一般冷却水管管壁很薄，管壁本身热阻很小。但当表面结垢时，会使管壁的热阻急剧增加，使得总体传热系数减少。
c R （3）冷却水对冷却水管内壁的热阻。该热阻与冷却水流速有关。流速增加则换热加强，内壁热阻减小，总体传热系数增加。
但流速增加，凝汽器的水阻增加，使得循环
水泵的功耗增加，因此，运行时必须综合考
虑。
w R 165
由于、可以比较准确的推算，
而影响汽侧放热的因素十分复杂，使得不可能由理论公式算出，因此，传热系数K
不可能由式（5-8）算出，一般设计凝汽器
用的总体传热系数c R w R sa
R K 均按实验求得的经验
公式确定。但（5-8）式在分析凝汽器传热
时，可建立比较清晰的概念。
二、凝汽器的极限真空和最佳真空
汽轮机运行时，排汽量由外界负荷决
定，不可调节，所以控制冷却水温升的主要手段就是改变冷却水量。冷却水量主要由循
环水泵的容量和运行台数决定。增加冷却水
量，则△t 减小，排汽压力降低，汽轮机发出功率增加，但不是真空越高越好。因为增加循环水量，循环水泵功耗将增加。若只有一台循环水泵工作，且冷却水量可连续调节，汽轮机功率增加及水泵耗功增量与冷却水增量的关系曲线如图5-5所示。随着循环水量的增加，曲线1是机组电功率增量的变化曲线，曲线2是循环水泵所耗功率增量的变化曲线。由图5-5可见，当两曲线差值T P ΔP P ΔP T P P P Δ?Δ=Δ为最大时，提高真空后所增加的汽轮机功率与为提高真空使循环水泵多消耗的厂用电之差即达到最大，此时的真空值称为最佳真空。运行中，机组要尽量保持在凝汽器的最佳真空下工作。实际上，运行的循环水 图5-5 汽轮机功率增加及水泵耗功增量与冷却水增量的关系曲线
泵可能有几台，循环水量也不能连续调节，所以应通过试验确定不同负荷及不同进口水温下的最佳真空。
对于一台结构已定的汽轮机，蒸汽在末级存在极限膨胀压力。若排汽压力低于该值，则蒸汽的部分膨胀只能发生在动叶之后，产生膨胀不足损失，汽轮机功率不再增加，反而还因凝结水温降低、最末级回热抽汽量增加而使机组功率减小。凝汽器的极限真空就是指使汽轮机做功达到最大值的排汽压力所对应的真空。
三、凝汽器内空气的影响
进入凝汽器的空气来源：一是由新蒸汽带入汽轮机的，由于锅炉给水经过除氧，该量极少；二是通过汽轮机设备中处于真空状态下的低压各级与相应的回热系统、排汽缸、凝汽设备等不严密处漏入的，这是空气的主要来源。设备严密性正常时，漏入凝汽器的空气不到排汽量的万分之一。虽然量小，但危害严重，主要表现在以下几个方面：1．空气使凝汽器真空下降
主凝区的空气平均分压很小，但冷却管外围的空气压力明显增大。这是由于汽气混合物流向冷却水管，蒸汽在冷却水管表面凝结为水后滴下来流走，而空气不可能逆流流动，于是积存在冷却水管表面。这样，蒸汽分子只能通过扩散靠近冷却管外侧，大大阻碍蒸汽的凝结过程，使真空下降。
2．空气使凝结水过冷度增加
道尔顿定律指出：混合气体全压力等于各组成气体分压力之和。由此可知，凝汽器压力等于凝汽器内空气分压力与蒸汽分压力之和，故空气的存在使蒸汽分压力低于凝汽器压力，从而使蒸汽分压力下的饱和温度即凝结水的温度低于凝汽器压力下的饱和温度，使凝结水产生过冷。引起运行中凝结水过冷的正常原因有：
（1）管子外表面蒸汽分压力低于管束之间混合汽流的压力。
（2）管子外表面的水膜受冷却使得水膜平均温度低于水膜外表面的蒸汽凝结温度，仅这两项使凝结水的固有过冷度达2.8℃左右。
（3）汽阻使管束内层压力降低，也使凝结水温度降低。
除此之外，引起凝结水过冷的不正常原因有：
（1）冷却水管排列不合理，使汽阻增大。
（2）系统严密性不好或抽气器工作不正常，使空气分压力增大。
（3）凝结水水位过高，淹没部分管束，使凝结水进一步冷却。这些非正常原因，在设计和运行时应注意避免。
运行中，若漏入空气增多或抽气器失常时，不仅真空降低，还将使过冷度增大；若只是冷却水量减少，则只使真空降低，过冷度不增加。可用这两条来判断真空下降的原因。
3．空气使机组运行的经济性下降
空气漏入凝汽器，使排汽压力、排汽温度升高，降低机组经济性。严重时，由于排汽温度过高，还会引起汽轮机低压缸的变形，造成机组振动，甚至使机组被迫减负荷或停机。
4．空气使凝结水含氧量增加
空气漏入凝汽器，增加空气分压力，从而增加空气在水中的溶解度，使凝结水中的含氧量增加，加剧低压管道和低压加热器的腐蚀，降低设备的可靠性，同时也增加除氧器
166
167
四、真空除氧
为了减少凝结水中的含氧量，一
般在大型机组的凝汽器内还专门设置
了凝结水的除氧装置，如图5-6所示
为凝汽器内布置的水封淋水盘式凝结
水真空除氧装置。凝结水进入热井时，
首先流入带有许多孔的淋水盘2，水
从小孔流下，形成水帘，凝结水表面
积增大，被上面流下的蒸汽加热。当
凝结水被加热到热井压力下的饱和温度，就可将溶于水中的氧气和其它气体除掉。水帘落下，落在角铁上，溅成水滴，表面积又增大，可被蒸汽进
一步加热与除氧。被除去的气体经过许多根空气导管导入空气冷却区，最后由抽气器抽出。 图5-6 水封淋水式凝结水真空除氧装置 1—空气导管；2—淋水盘；3—长水槽；4—溅水角铁 一般真空除氧装置在大约60%额定负荷以上工作时的除氧效果较好，满负荷效果最好。但在低负荷和机组启动时，由于蒸汽量少，蒸汽在上部管束就已凝结，不能到达热井加热凝结水，而且凝汽器压力低，漏入的空气量增大，使凝结水的含氧量增加，过冷度也增加，这时真空除氧效果较差。
五、凝汽器的真空严密性
（一）凝汽器严密性对机组运行的影响
近代亚临界和超临界参数机组，对锅炉给水品质要求更为严格。尽管凝汽器在装配过程中，都要作泵水试验，以保证凝汽器的密封性，但在运行中，空气不可避免地少量漏入凝汽器的真空系统内。这种漏泄将直接影响机组的安全性和经济性。
真空系统严密性下降，使漏入或积聚在凝汽器内的空气量增加，凝汽器的真空降低，传热效果降低，凝结水的含氧量增加，设备的腐蚀速度加快，蒸汽分压相对降低，其凝结水温度低于凝汽器内总压力所对应的饱和温度，过冷度增加。
当冷却水渗漏进凝汽器的汽侧以后，不仅使凝结水水质恶化，而且使过冷度增加。凝结水水质不合格会影响汽、水系统设备运行的安全，不仅传热效果降低，还使设备产生腐蚀损坏，降低使用寿命，严重时，锅炉水冷壁管发生爆裂。
（二）真空系统严密性的检查
为了监视凝汽设备在运行中的严密性，要定期作真空严密性试验。其试验方法是：先记录下试验前的真空值，使机组保持80%额定负荷，当关闭抽气门后的3～5min 内，真空下降速度≤2～3mmHg/min 为合格，但总的真空下降不得超过规定值。
查找凝汽器漏气地点的主要方法有：
（1）在运行中检查真空系统严密性的仪器是氦气检漏仪。利用该仪器可以检查真空系统中焊缝、管接头、法兰和阀门接合处的泄漏。使用时，将氦气接近真空系统中可能泄漏的地方，由检漏仪指示出试样中含有氦气的浓度，从而分析确定泄漏的位置和泄漏的严
（2）通过测量凝结水的含氧量，也可确定泄漏点是在热井水面以上的汽空间还是在热井水面以下的水空间，这是一种辅助方法。含氧量高，而抽气量又在许可范围之内，泄漏点是在热井水面以下的水空间；含氧量高，而抽气量又大于许可值，泄漏点是在热井水面以上的汽空间。
（3）在停机时，对真空系统的整体或部分进行充水以至于作水压试验，则是全面检查的好办法。
第三节抽气设备
机组启动和正常运行过程中，抽气设备都要投入运行。机组启动时，需要把一些汽、水管路系统和设备当中所积集的空气抽出来，以便加快启动速度。正常运行时，必须用它及时地抽出凝汽器中的非凝结气体，维持凝汽器的规定真空；及时地抽出加热器热交换过程中释放出的非凝结气体，保证加热器具有较高的换热效率；把汽轮机低压段轴封的蒸汽、空气及时地抽到轴封冷却器中，以确保轴封的正常工作等，都离不开抽气设备的工作，抽气设备按工作原理可分为射流式和容积式两大类。
一、射流式抽气器
根据工作介质不同，射流式抽气器可分为射汽式和射水式两种。
1．射汽抽气器
射汽抽气器如图5-7所示，由
工作喷嘴A、外壳B和扩压管C
组成。工作蒸汽进入喷嘴A，A中
的高速汽流在混合室中与周围气
体分子产生动量交换，夹带气体分
子前进，使周围形成高度真空。外
壳B的入口与凝汽器抽气口相连，
蒸汽空气混合物不断地被吸入混
合室，进入扩压管。此时汽流动能转换为压力能，速度降低，压力升高。蒸汽空气混合物最终排入大气。
图5-7 射汽式抽气器示意图A—工作喷嘴；b—外壳；c—扩压管
抽气器型式的选择主要根据汽轮机设备的运行情况和抽气器的特点来考虑。一般，对于高、中压母管制额定参数启动的机组，工作蒸汽的来源有保证，多采用射汽式抽气器。为提高经济性，射汽抽气器多制成带中间冷却器的两级或三级抽气器，另外，还要配置专用的启动抽气器，它的任务是在汽轮机启动前，使凝汽器迅速建立真空，以缩短启动时间；对于高参数大容量单元机组，由于射汽式抽气器的过载能力小以及机组滑参数启动时需要引入其它的工作汽源，使系统复杂化，所以多采用射水式抽气器。
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2．射水抽气器
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射水抽气器结构示意图如5-8图所示。一般由专用
水泵供给工作水，工作水进入水室1，然后进入喷嘴2，
形成高速水流，在高速水流周围形成高度真空，凝汽器的
蒸汽空气混合物被吸进混合室3，与工作水相混合，部分
蒸汽立即在工作水表面凝结，然后一起进入扩压管4，速
度减小、压力升高后排出扩压管。
当专用水泵或其电动机故障或厂用电中断时，工作
水室水压立即消失，混合室内就不能建立真空。这时凝汽
器压力仍是很低的，而排水井水面的压力是大气压力，故
不洁净的工作水将从扩压管倒流入凝汽器，污染凝结水。
为此在混合室入口处设置了逆止阀5，用以阻止工作水倒
流。
射水抽气器结构简单，工作可靠，启动运行方便。
通常需专设工作水泵，工作水量较大，被抽出的混合气体
中蒸汽含量较大，不能回收，工质损失较多，但不同于射
汽抽气器需考虑工作蒸汽来源。适用于滑参数启动和滑压
运行的单元制再热机组。
二、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空
泵两种。
1．水环式真空泵
如图5-9
所示。水环式
真空泵的主
要部件是叶
轮、叶片、泵
壳、吸排汽口。叶轮偏心地安装在壳体内，叶
片为前弯式。
图5-8 短喉部射水式抽气器结构示意图 1—工作水室；2—喷嘴；3—混合室 图5-9 水环式真空泵机构原理图 1—吸气管；2—泵壳；3—空腔；4—水环；5—叶轮；6—叶片；7—排汽管 在水环泵工作前，需要先向泵内注入一定
量的水。电动机带动叶轮旋转，水受离心力的
作用，形成沿泵壳旋转流动的水环。这样，由
水环内表面、叶片表面、轮毂表面、壳体的两个侧表面围成了许多密闭小空间。因为叶轮的
偏心安装，这些小空间的容积随叶片旋转呈周期性变化。在旋转的前半周，即由a 转向b ，
小空间的容积由小变大，压力降低，可通过吸
气口吸入气体。进而，在后半周，即由c 转向
d ，小空间的容积由大变小，已经被吸入的气体压缩升压。当压力达到一定程度时，通过排气口将气体排出。这样，水环泵就完成了吸气、压缩、排气三个连续的过程，达到抽气的目的。
水环泵在排气时，工作水会排出一小部分。经过气水分离器后，这一小部分水又送回泵内，所以工作水的损失较小。为保证稳定的水环厚度，在运行中需要向泵内补充凝结水，但量很少。工作水温对其抽吸能力有较大影响，当水温升高时，水环泵抽吸能力下降，故运行时要保证工作水冷却器的正常运行。
水环式真空泵由于功耗低，运行维
护方便，工作可靠，启动性能好，利于
环保等优点，多作为国产300~600MW
机组的配套设备。
170
2．机械离心式真空泵
机械离心式真空泵的结构如图
5-10所示，离心真空泵的工作轮安装
在与聚水锥筒6、汽水混合物吸入管3
相连接的外壳9中，工作水由水箱11
经吸入管12进入吸入室5。随着工作
轮8旋转，工作水经一个固定喷嘴7
喷出，并进入旋转着的工作轮的叶片槽道内。水被叶片分隔成许多的小股水柱，这些高速水柱夹带由吸入管3吸入的汽气混合物进入聚水锥筒6，在锥筒内增加流速后进入扩压管10，并在压
力稍大于大气压力之后排入水箱11，经汽、水分离后，气体排出，工作水继续参加循环。
图5-10 机械离心式真空泵结构原理图
1—闸阀；2—逆止阀；3—汽水混合物吸入管；4—叶
片；5—吸入室；6—锥筒；7—喷嘴；8—工作轮；9—
外壳；10—扩压管；11—水箱；12—吸水管
机械离心式真空泵也需要定期补充冷水，以防工作水的流失和水温升高。这种泵在100~300MW 机组上较广泛地应用。
第四节 凝汽器的变工况及多压凝汽器
凝汽器运行中的一些主要参数大多偏离设计值，凝汽量是由汽轮机负荷决定的，汽轮机排汽量在允许的最小与最大之间变动。冷却水温度则由当地的气象条件所决定。我国凝汽器设计导则规定，冷却水设计温度是指全年的冷却水平均温度。实际上，冷却水的温度在一年四季都在很大的范围内变化。另外，凝汽器运行中冷却表面被污脏，清洁系数降低，导致传热系数下降。运行中真空系统严密性下降，漏入真空系统的空气量增多，又使传热恶化。所有这些运行因素的变化，最终导致凝汽器真空偏离设计值。凝汽器真空偏离设计工况，在非设计工况下运行称为凝汽器的变工况运行。
一、主要因素改变对凝汽器压力影响
在凝汽器的变工况运行中，影响凝汽器真空的因素很多，其中、、是决定c D w D 1w t
凝汽器压力的主要因素，这些因素的改变，导致了t Δ和t δ的变化。从而使和凝汽器压力改变。
s t c p 1．变工况下t Δ的变化规律
变工况下表达式为：
t Δc C
W c c aD D D h h t =′?=
Δ/187.4 W
c c D h h a 187.4′?= （5-9） 当不变时，由于（w D c c h h ′?）变化很小，可近似看作常数，故α为常数，此时，正比于。当改变后，算出新的t Δc D w D α，重新确定t Δ和的比例关系。
C D 2．变工况下t δ的变化规律
当不变时，w D α为常数，t δ的变化表达式为：
t δc W
P C D D C K A a 1)exp(?= （5-10） 凝汽器已制造好，不变。若C A K 也不变，则t δ与成正比，也就是与(，称为比蒸
汽负荷)成正比，如图5-11中
的辐射线（包括虚线）所示。
C D c d c c c A D d /=实验证明，当凝汽器负荷
下降不大时，漏入空气量不
变，t δ确实与D C 成正比，如
图5-11右侧实线倾斜段所示，
当蒸汽负荷下降较多时，汽轮
机处于真空下的级数增多。凝
汽器真空提高，漏入的空气量
增大，K 减小，由式（5-10）
可见t δ增大。同时，D C 减小使t δ减小。两方面共同作用
的结果，使t δ下降缓慢或不
变，如图5-11的实线转折段和水平段所示。另外，由于较小时，凝汽器真空较高，漏入空气量较大，K 减小，在相同热负荷下使得1w t t δ较大。因此，较小的曲线在上部。当改变后，重新确定1w t w D t δ与D C 的关系。
图5-11 端差t δ与、的关系曲线 c d 1w t 3．变工况凝汽器压力c p 的确定
在一定时，根据不同的和，可求出相应的w D C D 1w t t Δ和t δ，
由t t t t w s δ+Δ+=1求得，查表得对应的饱和压力。在主凝结区，凝汽器压力和蒸汽分压力相差甚微。因此，凝汽器的压力就由值确定。
s t s p c p s p s p 171
二、凝汽器的特性曲线
从上面分析可知，凝汽器压力
是随着、和的变化而
变化的。我们把随、和的变化规律称为凝汽器热力特性。
它们之间的关系曲线称为凝汽器的
特性曲线。凝汽器的特性曲线可以
指导运行人员监视凝汽器的运行，
确定汽轮机的最安全最合理的运行
方式。
c p 1w t w D c D c p 1w t w D c
D 172
对于一台具体的凝汽器来说，
一些结构参数是给定的，在给予不
同的、和时，可求出传热
系数K 值。根据式（5-9）计算出1w t w D c D t Δ，
根据式（5-10）算出t δ，由
t t t t w s δ+Δ+=1可求得t ，查表得
即。根据可绘制凝汽器的
特性曲线。
s s p c p c p 以N-3500-1型凝汽器为例。设
=9380，=3210m w D h t /c A 2，取一系列和值，可计算出相应的值。根据可绘制图5-12所示的凝汽器特性曲线。
1w t c D c p c p 三、多压凝汽器
大功率汽轮机都具有两个以上的低压缸，
每个低压缸都有两个排汽口，把每一个或每一
对排汽口与一个凝汽器的壳体相连接，每个壳
体又互不相通，则每一个排汽口或每一对排汽
口都具有各自的背压，多压凝汽器就是把汽轮机排汽口对应的凝汽器壳体做成独立的汽空间，或把一个壳体分隔成几个独立的互不相通
的汽空间。如图5-13所示。凝汽器汽侧用密封分隔板隔为两个汽室，冷却水串行流过各汽室。各汽室进口水温不同，形成高压汽室和低压汽室，构成双压式凝汽器。同理，还有三压式、四压式等凝汽器。 图5-12 N-3500-1型凝汽器特性曲线 图5-13 双压式凝汽器示意图 1．多压凝汽器平均压力的计算
图5-14所示为双压凝汽器蒸汽和冷却水温度沿冷却水管长度分布的曲线，虚线表示单压凝汽器，实线表示双压凝汽器。双压凝汽器两汽室的传热面积和热负荷各为单压式的一半，冷却水量相同，所以两汽室的冷却水温升各为2/t Δ。
单压凝汽器、双压凝汽器低、高压汽室的蒸汽凝结温度分别为、t 、t ，
由式（5-1）可求得：
s t 1s 2s t t t t w s δ+Δ+=1 （5-11）
1112/t t t t w s δ+Δ+= （5-12） 2/)2/(t t t t t δ+Δ+Δ+= （5-13）
173
双压凝汽器高、低压汽室的传热端差分别为1δ、2t δ，根据式（5-7）相应求得：图5-14 蒸汽和冷却水温度 沿冷却水管长度的分布 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 ]1)374.8[exp(21?Δ=
W
c D K A t 1t δ （5-14） ]1)374.8[exp(22?Δ=W c D K A t 2t δ （5-15） 双压凝汽器的平均压力用平均折合压力表示。即蒸汽凝结平均温度对应的饱和压力。
2/)(21.s s m s t t t +=2．多压凝汽器的特点
1）在一定条件下，多压凝汽器的平均折合压力低于单压凝汽器的压力，提高机组的热经济性。单压凝汽器和多压凝汽器的平均排汽温度之差为：
2/)(4/21.t t t m s s s t t t t δδδ+?+Δ=?=Δ （5-16）
1t δ2t δs t Δt Δ在（5-16）式中由、t δ、和确定。传热端差与传热系数有关，而传热系数与进口水温有关。当t Δ一定时，大于某分界温度，1w t s t Δ为正，说明多压凝汽器的平均折合压力低于单压凝汽器的排汽压力，热经济性好；反之，小于某分界温度，为负，说明多压凝汽器的平均折合压力较高，热经济性较差。但注意冷却水进口温度的分界温度要随凝汽器的工作参数而变化。另外，当冷却倍率减小，冷却水总温升增大时，将增大，多压凝汽器的折合压力可能低于单压凝汽器的压力。
1w t s t Δt Δs t Δ由此可见，气温高的地区（高）、缺水地区（m 小）的机组更适宜采用多压凝汽器。多压凝汽器热效率增大百分数与冷却倍率m 、汽室数n 、冷却水温的关系曲线如图5-151w t 1w t
174所示。由图可知，冷却倍率越小，
汽室数越多，采用多压凝汽器的
效益越大。
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汽
量，减小发电热耗率。为此，通
常要进行低压汽室凝结水的回
热。具体方法有两种：一种方法
是将低压凝结水用泵打至高压
汽室内特制的喷嘴中，使水雾
化，充分与高压汽室蒸汽接触而
被加热，如图5-16（a ）所示；另一种方法是将低压凝结水水位提高，从而克服两汽室的压差，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，如图5-16（b ）所示。 （a ）凭压差自流与水泵输送；（b ）凭水位差自流 1—分隔板；2—底盘；3—冷却水管 图5-16 多压凝汽器的凝结水回热方式
复习思考题及习题
1．叙述凝汽设备的组成及工作过程。
2．说明表面式凝汽器的结构及工作原理。
3．分析影响凝汽器压力的因素。
4．说明加强凝汽器传热的措施。
5．何谓极限真空和最佳真空?
6．叙述抽气设备的分类及工作原理。比较各抽气器的工作特点。
7．何谓凝汽器的变工况?分析影响凝汽器变工况的主要因素。
8．为什么要采用多压凝汽器?
第五章 汽轮机的凝汽设备 第一节 凝汽设备的作用及工作过程 一、凝汽设备的作用 凝汽设备是凝汽式汽轮机装置的重要组成部分之一，它在热力循环中起着冷源作用。 降低汽轮机排汽的压力和温度，可以提高循环热效率。降低排汽参数的有效办法是将排汽引入凝汽器凝结为水。凝汽器内布置了很多冷却水管，冷却水源源不断地在冷却水管内通过，蒸汽放出汽化潜热凝结成水。凝汽器中蒸汽凝结的空间是汽液两相共存的，压力等于蒸汽凝结温度所对应的饱和压力。蒸汽凝结温度由冷却条件决定，一般为30℃左右，所对应的饱和压力约为4～5KPa ，该压力 大大低于大气压力，从而在凝汽器中形成 高度真空。 图5-1 最简单的凝汽设备示意图 1—凝汽器；2—循环水泵；3—凝结水泵；4—抽气器 以水为冷却介质的凝汽设备，一般由 凝汽器、凝结水泵、抽气器、循环水泵以 及它们之间的连接管道和附件组成。最简 单的凝汽设备如图5-1所示。汽轮机的排 汽排入凝汽器1，其热量被循环水泵2不 断打入凝汽器的冷却水带走，凝结为水汇 集在凝汽器的底部热井，然后由凝结水泵 3抽出送往锅炉作为给水。凝汽器的压力 很低，外界空气易漏入。为防止不凝结的 空气在凝汽器中不断积累而升高凝汽器 内的压力，采用抽气器4不断将空气抽出。 凝汽设备的主要作用有两方面：一是在汽轮机排汽口建立并维持高度真空；二是保证蒸汽凝结并供应洁净的凝结水作为锅炉给水。 此外，凝汽设备还是凝结水和补给水去除氧器之前的先期除氧设备；它还接受机组启停和正常运行中的疏水和甩负荷过程中旁路排汽，以收回热量和减少循环工质损失。 二、凝汽器的结构类型 目前火电厂和核电站广泛使用表面式凝汽器，其特点是冷却介质与蒸汽经过管壁间接换热，从而保证了凝结水的洁净。 （一）表面式凝汽器的结构及工作过程 表面式凝汽器的结构如图5-2所示。冷却水管2装在管板3上，冷却水从进水管4进入凝汽器，先进入下部冷却水管内，通过回流水室5流入上部冷却水管内，再由冷却水出水管6排出。蒸汽进入凝汽器后，在冷却水管外汽侧空间冷凝。凝结水汇集在下部热井7 160
背压式、抽背式及凝汽式汽轮机的区别 1、背压式汽轮机 背压式汽轮机是将汽轮机的排汽供热用户运用的汽轮机。其排汽压力(背压)高于大气压力。背压式汽轮机排汽压力高，通流局部的级数少，构造简略，同时不用要巨大的凝汽器和冷却水编制，机组轻小，造价低。当它的排汽用于供热时，热能可得到充足使用，但这时汽轮机的功率与供热所需蒸汽量直接联系，因此不或许同时餍足热负荷和电(或动力)负荷变更的必要，这是背压式汽轮机用于供热时的部分性。 这种机组的主要特点是打算工况下的经济性好，节能结果昭着。其它，它的构造简略，投资省，运行可靠。主要缺点是发电量取决于供热量，不克独立调理来同时餍足热用户和电用户的必要。因此，背压式汽轮机多用于热负荷整年安稳的企业自备电厂或有安稳的根本热负荷的地区性热电厂。 2、抽汽背压式汽轮机 抽汽背压式汽轮机是从汽轮机的中间级抽取局部蒸汽，供必要较高压力品级的热用户，同时保留必定背压的排汽，供必要较低压力品级的热用户运用的汽轮机。这种机组的经济性与背压式机组相似，打算工况下的经济性较好，但对负荷改变的合适性差。 3、抽汽凝汽式汽轮机 抽汽凝汽式汽轮机是从汽轮机中间抽出局部蒸汽，供热用户运用的凝汽式汽轮机。抽汽凝汽式汽轮机从汽轮机中间级抽出具有必定压力的蒸汽提供热用户，平常又分为单抽汽和双抽汽两种。此中双抽汽汽轮机可提供热用户两种分别压力的蒸汽。 这种机组的主要特点是当热用户所需的蒸汽负荷猛然下降时，多余蒸汽可以通过汽轮机抽汽点以后的级持续扩张发电。这种机组的长处是灵敏性较大，也许在较大范畴内同时餍足热负荷和电负荷的必要。因此选用于负荷改变幅度较大，改变屡次的地区性热电厂中。它的缺点是热经济性比背压式机组的差，并且辅机较多，价钱较贵，编制也较庞杂。 背压式机组没有凝固器，凝气式汽轮机平常在复速机后设有抽气管道，用于产业用户运用。另一局部蒸汽持续做工，最后劳动完的乏汽排入凝固器、被冷却凝固成水然后使用凝固水泵把凝固水打到除氧器，除氧后提供汽锅用水。两者区别很大啊!凝气式的由于尚有真空，因此监盘时还要注意真空的境况。背压式的排气高于大气压。趁便简略说一下凝固器设置的作用：成立并维持汽轮机排气口的高度真空，使蒸汽在汽轮机内扩张到很低的压力，增大蒸汽的可用热焓降，从而使汽轮机有更多的热能转换为机械功，抬高热效果，收回汽轮机排气凝固水
《汽轮机原理》 课程设计 学号 姓名 指导教师 设计时间 一、课程设计目的 （1）通过课程设计，系统地总结、巩固、加深在《汽轮机原理》课程中已学知识，进
一步了解汽轮机的工作原理。 （2）在尽可能考虑制造、安装和运行的要求下，进行某一机组的变工况热力计算，掌握汽轮机热力计算的原理、方法和步骤。 （3）通过课程设计对电站汽轮机建立整体的、量化的概念，掌握查阅和使用各种设计资料、标准、手册等参考文献的技巧。 （4）培养综合应用书本知识、自主学习、独立工作的能力，培养与其他人相互协作的工作作风。 二、课程设计内容 以N300型号的汽轮机为对象，在已知结构参数和非设计工况新蒸汽参数和流量的条件下，进行通流部分热力校核计算，求出该工况下级的内功率、相对内效率等全部特征参数，并与设计工况作对比分析。主要工作如下： （1）设计工况及非设计工况下通流部分各级热力过程参数计算。 （2）轴端汽封漏汽量校核计算。 （3）与设计工况的性能和特征参数作比较分析。 三、整机计算步骤 本次课程设计计算方法是将该型汽轮机的通流部分划分为高、中压缸和低压缸2个计算模块，由2个学生组成一个计算小组，一人采用顺算法计算高、中压缸，另一人采用逆算法计算低压缸。2人协同工作，共同商定计算方案和迭代策略。 本人进行的是低压缸部分计算，计算工况为103%。为便于计算，作出如下约定： （1）各级回热抽汽量正比例于主汽流量； （2）门杆漏汽和调门开启重叠度不计； （3）余速利用系数的参考值为：调节级后的第一压力级、前面有抽汽口的压力级利用上一级余速的系数为0.4，其它压力级为0.8； （4）对径高比小于6的级，在最终计算结果中，用近似公式估算出叶根处的反动度； （5）第一次计算，用弗留格尔公式确定调节级后压力； （6）假定汽机排汽压力为设计工况下的值，用平移设计工况热力过程线方法初步确定排汽点。 四、汽轮机简介 本机组是按照美国西屋公司的技术制造的300MW亚临界、中间再热式、高中压合缸、双缸双排汽、单轴凝汽式汽轮机，如图4-2所示。它由高中压积木块BB0243与低压缸积木块BB074组合而成。为了进一步提高机组的经济性，对原引进技术作了改进设计，而且低压缸末级叶片采用905mm的长叶片。机组型号为N300-16.7/537/537，工厂产品号为D156。
汽轮机各设备的作用 分类：汽机资料 1. 凝汽设备主要有凝汽器、循环水泵、抽汽器、凝结水泵等组成。 任务：⑴在汽轮机排汽口建立并保持高度真空。 ⑵把汽轮机排汽凝结成水，再由凝结泵送至回热加热器，成为供给锅炉的给水。此外，还有一定的真空除氧作用。 2. 凝汽器冷却水的作用：将排汽冷凝成水，吸收排汽凝结所释放的热量。 3. 加热器疏水装置的作用：可靠的将加热器内的疏水排出，同时防止蒸汽随之漏出。 4. 轴封加热器的作用：回收轴封漏汽，用以加热凝结水从而减少轴封漏汽及热量损失，并改善车间的环境条件。 5. 低压加热器凝结水旁路的作用：当加热器发生故障或某一台加热器停用时，不致中断主凝结水。 6. 加热器安装排空气门的作用：为了不使空气在铜管的表面形成空气膜，使热阻增大，严重地影响加热器的传热效果，从而降低换热效率，故安装排空气门。 7.高压加热器设置水侧保护装置的作用：当高压加热器发生故障或管子破裂时，能迅速切断加热器管束的给水，同时又能保证向锅炉供水。 8.除氧器的作用：用来除去锅炉给水中的氧气及其他气体，保证给水的品质。同时，又能加热给水提高给水温度。 9.除氧器设置水封筒的目的：保证除氧器不发生满水倒流入其他设备的事故。防止除氧器超压。 10.除氧器水箱的作用：储存给水，平衡给水泵向锅炉的供水量与凝结水泵送进除氧器水量的差额，从而满足锅炉给水量的需要。 11.除氧器再沸腾管的作用：有利于机组启动前对水箱中给水加温及备用水箱维持水温。正常运行中对提高除氧效果有益处。 12.液压止回阀的作用：用于防止管道中的液体倒流。 13.安全阀的作用：一种保证设备安全的阀门。 14.管道支吊架的作用：固定管子，并承受管道本身及管道内流体的重量和保温材料重量。 15.给水泵的作用：向锅炉连续供给具有足够压力，流量和相当温度的给水。 16.循环水泵的作用：主要是用来向汽轮机的凝汽器提供冷却水，冷凝进入凝汽器内的汽轮机排汽，此外，还向冷油器、发电机冷却器等提供冷却水。 17.凝结水泵空气管的作用：将泵内聚集的空气排出。 18.减温减压器的作用：作为补偿热化供热调峰之用（本厂）。 19.减温减压装置的作用：⑴对外供热系统中，用以补充汽轮机抽汽的不足，还可做备用汽源。⑵当机组启停机或发生故障时，可起调节和保护的作用。⑶可做厂用低压用汽的汽源。⑷用于回收锅炉点火的排汽。 20.汽轮机的作用：一种以具有一定温度和压力的水蒸气为介质，将热能转变为机械能的回转式原动机。 21.汽缸的作用：将汽轮机的通流部分与大气隔开，以形成蒸汽热能转换为机械能的封闭汽室。
课程设计说明书 题目：12M W凝汽式汽轮机热力设计 2014年6月28 日
一、题目 12MW凝汽式汽轮机热力设计 二、目的与意义 汽轮机原理课程设计是培养学生综合运用所学的汽轮机知识，训练学生的实际应用能力、理论和实践相结合能力的一个重要环节。通过该课程设计的训练，学生应该能够全面掌握汽轮机的热力设计方法、汽轮机基本结构和零部件组成，系统地总结、巩固并应用《汽轮机原理》课程中已学过的理论知识，达到理论和实际相结合的目的。 重点掌握汽轮机热力设计的方法、步骤。 三、要求（包括原始数据、技术参数、设计要求、图纸量、工作量要求等） 主要技术参数： 额定功率：12MW ；设计功率：10.5MW ； ；新汽温度：435℃； 新汽压力：3.43MP a ；冷却水温：20℃； 排汽压力：0.0060MP a 给水温度：160℃；机组转速：3000r/min ； 主要内容： 1、确定汽轮机型式及配汽方式 2、拟定热力过程及原则性热力系统，进行汽耗量与热经济性的初步计算 3、确定调节级形式、比焓降、叶型及尺寸等 4、确定压力级级数，进行比焓降分配 5、各级详细热力计算，确定各级通流部分的几何尺寸、相对内效率、内功率与整机实 际热力过程曲线 6、整机校核，汇总计算表格 要求： 1、严格遵守作息时间，在规定地点认真完成设计；设计共计二周。 2、按照统一格式要求，完成设计说明书一份，要求过程完整，数据准确。 3、完成通流部分纵剖面图一张（一号图） 4、计算结果以表格汇总
四、工作内容、进度安排 1、通流部分热力设计计算（9天） （1）熟悉主要参数及设计内容、过程等 （2）熟悉机组型式，选择配汽方式 （3）蒸汽流量的估算 （4）原则性热力系统、整机热力过程拟定及热经济性的初步计算 （5）调节级选型及详细热力计算 （6）压力级级数的确定及焓降分配 （7）压力级的详细热力计算 （8）整机的效率、功率校核 2、结构设计（1天） 进行通流部分和进出口结构的设计 3、绘制汽轮机通流部分纵剖面图一张（一号图）（2天） 4、编写课程设计说明书（2天） 五、主要参考文献 《汽轮机课程设计参考资料》.冯慧雯 .水利电力出版社.1992 《汽轮机原理》（第一版）.康松、杨建明编.中国电力出版社.2000.9 《汽轮机原理》（第一版）.康松、申士一、庞立云、庄贺庆合编.水利电力出版社.1992.6 《300MW火力发电机组丛书——汽轮机设备及系统》（第一版）.吴季兰主编.中国电力出版社.1998.8 指导教师下达时间 2014 年6月 15 日 指导教师签字：_______________ 审核意见 系（教研室）主任（签字）
汽轮机各设备的作用收藏 01.凝汽设备主要有凝汽器、循环水泵、抽汽器、凝结水泵等组成。 任务：⑴在汽轮机排汽口建立并保持高度真空。 ⑵把汽轮机排汽凝结成水，再由凝结泵送至回热加热器，成为供给锅炉的给水。此 外，还有一定的真空除氧作用。 02.凝汽器冷却水的作用：将排汽冷凝成水，吸收排汽凝结所释放的热量。 03.加热器疏水装置的作用：可靠的将加热器内的疏水排出，同时防止蒸汽随之漏出。 04.轴封加热器的作用：回收轴封漏汽，用以加热凝结水从而减少轴封漏汽及热量损失，并改善车间的环境条件。 05.低压加热器凝结水旁路的作用：当加热器发生故障或某一台加热器停用时，不致中断主凝结水。 06.加热器安装排空气门的作用：为了不使空气在铜管的表面形成空气膜，使热阻增大，严重地影响加热器的传热效果，从而降低换热效率，故安装排空气门。 07.高压加热器设置水侧保护装置的作用：当高压加热器发生故障或管子破裂时，能迅速切断加热器管束的给水，同时又能保证向锅炉供水。 08.除氧器的作用：用来除去锅炉给水中的氧气及其他气体，保证给水的品质。同时, 又能加热给水提高给水温度。 09.除氧器设置水封筒的目的：保证除氧器不发生满水倒流入其他设备的事故。防止除氧器超压。 10. 除氧器水箱的作用：储存给水，平衡给水泵向锅炉的供水量与凝结水泵送进除氧器水量的差额，从而满足锅炉给水量的需要。 11. 除氧器再沸腾管的作用：有利于机组启动前对水箱中给水加温及备用水箱维持水温。正常运行中对提咼除氧效果有益处。
12. 液压止回阀的作用：用于防止管道中的液体倒流。 13. 安全阀的作用：一种保证设备安全的阀门。 14. 管道支吊架的作用：固定管子，并承受管道本身及管道内流体的重量和保温材料重量。 15. 给水泵的作用：向锅炉连续供给具有足够压力，流量和相当温度的给水。 16. 循环水泵的作用：主要是用来向汽轮机的凝汽器提供冷却水，冷凝进入凝汽器内的汽轮机排汽，此外，还向冷油器、发电机冷却器等提供冷却水。 17. 凝结水泵空气管的作用：将泵内聚集的空气排出。 18. 减温减压器的作用：作为补偿热化供热调峰之用（本厂）。 19. 减温减压装置的作用：⑴对外供热系统中，用以补充汽轮机抽汽的不足，还可做备用汽源。⑵当机组启停机或发生故障时，可起调节和保护的作用。⑶可做厂用低压用汽的汽源。 ⑷用于回收锅炉点火的排汽。 20. 汽轮机的作用：一种以具有一定温度和压力的水蒸气为介质，将热能转变为机械能的回转式原动机。 21. 汽缸的作用：将汽轮机的通流部分与大气隔开，以形成蒸汽热能转换为机械能的封闭汽室。 22. 汽封的作用：减少汽缸内的蒸汽向外漏泄和防止外界空气漏入汽缸。 23. 排汽缸的作用：将汽轮机末级动叶排出的蒸汽倒入凝汽器。 24. 排汽缸喷水装置的作用：为了防止排汽温度过高而引起汽缸变形，破坏汽轮机动静部分中心线的一致性，引起机组振动或其他事故。 25. 低压缸上部排汽门的作用：在事故情况下，如果低压缸内压力超过大气压力，自动打开向空排汽，以防止低压缸、凝汽器、低压段转子等因超压而损坏。 26. 叶轮的作用：用来装置叶片，并将汽流力在叶栅上产生的扭矩传递给主轴。 27. 叶轮上平衡孔的作用：为了减小叶轮两侧蒸汽压差，减小转子产生过大的轴向力 28. 叶根的作用：紧固动叶，使其在经受汽流的推力和旋转离心力作用下，不至于从轮缘沟
第七章汽轮机凝汽设备 1.凝汽器内设置空气冷却区的作用是：【】 A. 冷却被抽出的空气 B. 避免凝汽器内的蒸汽被抽走 C. 再次冷却凝结被抽出的蒸汽和空气混合物 D. 降低空气分压力 2.凝结水的过冷度增大，将引起凝结水含氧量：【】 A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 无法确定 3.在凝汽器的两管板之间设中间隔板，是为了保证冷却水管有足够的：【】 A. 热膨胀 B. 刚度 C. 挠度 D. 强度 4.实际运行中在其它条件不变的情况下，凝汽器传热端差冬季的比夏季大的可能原因是： 【】 A. 夏季冷却水入口温度t1升高 B. 夏季冷却水管容易结垢 C. 冬季冷却水入口温度t1低，凝汽器内真空高，漏气量增大 D. 冬季冷却水入口温度t1低，冷却水管收缩 5.在其它条件不变的情况下，凝汽器中空气分压力的升高将使得传热端差【】 A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 可能增大也可能减小 6.某凝汽器的冷却倍率为80，汽轮机排汽焓和凝结水比焓分别为2450 kJ/kg和300 kJ/kg，冷却水的定压比热为4.1868kJ/kg,则其冷却水温升为【】 A. 3.2℃ B. 4.2℃ C. 5.4℃ D. 6.4℃ 7.凝汽器采用回热式凝汽器的目的是【】 A. 提高真空 B. 提高传热效果 C. 减小凝结水过冷度 D. 提高循环水出口温度 8.某凝汽设备的循环水倍率为40，当凝汽量为500T/h时，所需的循环水量为【】 A. 12.5 T/h B. 500 T/h C. 1000 T/h D. 20000 T/h 9.下列哪个因素是决定凝汽设备循环水温升的主要因素。【】 A. 循环水量 B. 凝汽器的水阻 C. 凝汽器的汽阻 D. 冷却水管的排列方式 10.关于凝汽器的极限真空，下列说法哪个正确？【】 A. 达到极限真空时，凝汽器真空再无法提高 B. 达到极限真空时，汽轮机功率再无法提高 C. 达到极限真空时，汽轮机综合效益最好 D. 以上说法都不对 11.凝汽器的冷却倍率是指【】 A. 进入凝汽器的冷却水量与进入凝汽器的蒸汽量之比
凝汽式汽轮机汽耗率高的 原因分析及处理措施 动力厂汽机车间发电站 周光军 【摘要】动力厂汽机车间 1＃、2＃、4＃汽轮发电机自1999年1月份以来出现排汽温度高，汽轮机汽耗率大幅度增加、轴承润滑油乳化严重等现象，通过调整了汽轮机通流间隙，改造轴封结构并完善循环水水质处理工作，从而较好地解决上述问题。 【关键词】汽轮发电机、汽耗率、润滑油乳化 1、概述 动力厂汽机车间共有4台汽轮发电机组，其中3＃为背压式，1、2、4＃为凝汽式。1机1979年、2机1992年、4机1993年投产以来，运行状况一直比较稳定，各项技术指标良好。但自1999年1月初开始，该机组出现了排汽温度高、汽耗率、轴承润滑油乳化严重等问题。凝汽机组纯凝汽工况下，发电负荷6000时，耗汽量28时，排汽温度达63，汽耗率增加12，润滑油月消耗增加30，滤油工作量很大。 2、问题原因分析 2.1机组真空、循环水系统参数变化较大 2.1.1首先对1997年至2003年来每年5至8月份，真空系统的有
关数据进行比较，见表1 年份循环水入 口温度 （℃） 循环水出 口温度 （℃） 真空值 （MPa） 端差值 （℃） 汽耗率 不抽汽抽汽 1997 28.4 34.6 0.06 6.7 5.28 7.43 1998 27.5 35.3 0.061 8.2 5.32 7.55 1999 26.8 37.9 0.062 10.6 5.41 7.78 2000 27.2 39.8 0.063 14.3 5.56 8.01 2001 27.5 41.7 0.06 20.1 5.88 8.36 2002 27 39 0.058 20.3 5.89 8.33 2003 27 40 0.06 21 5.78 8.35 (表1) 从表1可以发现，机组平均温升为13℃，由此所造成的汽耗率增加是显而易见的。 2.1.2通过统计数据发现，机组凝汽器的疏通周期自1995年以来基本为半年左右，至2000年基本根据机组负荷变化的情况进行清扫，没有固定的疏通周期，时间较长，主要原因有： 发电循环水的补充水源由水电厂3、4干线工业水供给，水质较差；由于机组采用的是如图1所示的供汽方式，对于轴封供汽的温度和压力难以准确把握，运行中往往由于供汽压力较大，温度较高，造
汽轮机课程设计 指导老师： 学生姓名： 学号： 所属院系： 专业： 班级： 日期：
课程设计任务书 1.课程设计的目的及要求 任务：N10－4.9/435 冷凝式汽轮机组热力设计 目的：①系统总结巩固已有知识 ②对汽轮机结构、通流部分、叶片等联系 ③对于设计资料的合理利用 要求：①掌握汽轮机原理的基本知识 ②了解装置间的相互联系 2. 设计题目 设计原则：⑴安全性：采用合理结构、安全材料、危险工况校核 ⑵经济性：设计工况效率高 ⑶可加工性：工艺、形状、材料有一定要求 ⑷新材料、新结构选用需进行全面试验 ⑸节省贵重材料的用量与消耗 3. 热力设计内容 ⑴调节级计算速比选用0.35-0.44 d m=1100 mm 双列级承担的比焓降 160-500 kj/kg 单列级承担的比焓降 70-125 kj/kg ⑵非调节级热降分配 ⑶压力级的热力计算 ⑷作h-s 热力过程线，速度三角形 ⑸整理说明书，计算结果以表格呈现 4. 主要参数 ⑴P0=4.9Mpa t0=435℃ ⑵额定功率P e=10000 kw ⑶转速 n=3000 rad/min ⑷背压P C=8kPa ⑸汽轮机相对内效率ηri（范围为：82%～88%） 选取某一ηri值，待各级详细计算后与所得ηri进行比较，直到符合要求为止。机械效率：这里取ηm= 94%～99% 发电效率：这里取ηg=92%～97%
设计参数的选择 1.基本数据：额定功率Pr＝10000kW，设计功率P e＝10000kW，新汽压力P0＝4.9MPa，新汽温度t0＝435℃，排汽压力P c＝0.008MPa。 2.速比选用0.40 3.d m=1100 mm 4.转速 n=3000 rad/min 5.汽轮机相对内效率ηri=86% 6.机械效率ηm= 98% 7.发电效率ηg= 95% 详细设计内容 图1—多级汽轮机流程图 1.锅炉 2.高压回热加热器 3.给水泵 4.混合式除氧器 5.低压回热加热器 6.给水泵 7.凝汽器 8.汽轮机
第六节 多压式凝汽器 有两个以上排汽口的大容量机组的凝汽器可以制成多压式凝汽器。图4．6．1是双压式凝汽器的示意图。冷却水由左倒进入，右侧排出。凝汽器汽侧用密封的分隔板隔成两部分。进水侧的冷却水阻较低，汽侧压力1c p 也较低；出水侧冷却水阻较高，汽侧压力2c p 也较高，这就构成了双压式凝汽器。以此类推，可以制成三压式、四压式，在美国最多有六压式的。 多压式凝汽器有下列优点： 1) 一定条件下，多压式凝汽器的平均 折合压力比单压式的低。这一平均 折合压力是平均蒸汽凝结温度 ()212 1s s s t t t +=所对应的饱和压力1s t 与2s t 是低压侧与高压侧的蒸汽 凝结温度。之所以能有这样好的效 果，是因为单压式凝汽器内汽轮机排汽的较大部分是在冷却水进口段冷凝的，冷却水出口段热负荷较小，而多压式的各部分排汽是按比例分配的，热负荷比较均匀，使总的冷却效果提高(见图4.6.2)。
2) 多压式凝汽器可将低压侧的凝结水引入高压侧加热，以提高凝结水温，减少 低压加热气的抽汽量，减小发电热耗率。 图 4.6.2的虚线表示单压式凝汽器的蒸汽和冷却水温沿冷却水管长度的分布；实线是双压式凝汽器的。双压式凝汽器两侧的传热面积和热负荷各为单压式的一半，两侧冷却水量w D 相同，所以两侧冷却水温升也各为2t ?。单压式凝汽器、双压式凝汽器低压侧与高压侧的蒸汽凝结温度s t 、1s t 与2s t 分别为 t t t t w s δ+?+=1 （4.6.1） 1112 1t t t t w s δ+?+= (4.6.2) 2122 1)21(t t t t t w s δ+?+?+= (4.6.3) 三者的传热方程式分别为 m c t KA Q ?= （4.6.4）
《汽轮机原理》课程设计 学号 姓名 指导教师 设计时间
一、课程设计目的 （1）通过课程设计，系统地总结、巩固、加深在《汽轮机原理》课程中已学知识，进一步了解汽轮机的工作原理。 （2）在尽可能考虑制造、安装和运行的要求下，进行某一机组的变工况热力计算，掌握汽轮机热力计算的原理、方法和步骤。 （3）通过课程设计对电站汽轮机建立整体的、量化的概念，掌握查阅和使用各种设计资料、标准、手册等参考文献的技巧。 （4）培养综合应用书本知识、自主学习、独立工作的能力，培养与其他人相互协作的工作作风。 二、课程设计内容 以N300型号的汽轮机为对象，在已知结构参数和非设计工况新蒸汽参数和流量的条件下，进行通流部分热力校核计算，求出该工况下级的内功率、相对内效率等全部特征参数，并与设计工况作对比分析。主要工作如下： （1）设计工况及非设计工况下通流部分各级热力过程参数计算。 （2）轴端汽封漏汽量校核计算。 （3）与设计工况的性能和特征参数作比较分析。 三、整机计算步骤 本次课程设计计算方法是将该型汽轮机的通流部分划分为高、中压缸和低压缸2个计算模块，由2个学生组成一个计算小组，一人采用顺算法计算高、中压缸，另一人采用逆算法计算低压缸。2人协同工作，共同商定计算方案和迭代策略。 本人进行的是低压缸部分计算，计算工况为103%。为便于计算，作出如下约定： （1）各级回热抽汽量正比例于主汽流量； （2）门杆漏汽和调门开启重叠度不计； （3）余速利用系数的参考值为：调节级后的第一压力级、前面有抽汽口的压力级利用上一级余速的系数为0.4，其它压力级为0.8； （4）对径高比小于6的级，在最终计算结果中，用近似公式估算出叶根处的反动度； （5）第一次计算，用弗留格尔公式确定调节级后压力； （6）假定汽机排汽压力为设计工况下的值，用平移设计工况热力过程线方法初步确定排汽点。 四、汽轮机简介 本机组是按照美国西屋公司的技术制造的300MW亚临界、中间再热式、高中压合缸、
汽轮机课设心得总结 经过两个星期的汽轮机课设,对我们而言收获颇丰。整个过程我们都认真完成，其中不免遇到很多问题，经过大家的齐心协力共同克服了它们，不仅从中熟悉了汽轮机的工作原理及流程，而且还获得了许多心得体会。 汽轮机是将蒸汽的热能转换为机械能的回转式原动机，是火电和核电的主要设备之一，用于拖动发电机发电。在大型火电机组中还用于拖动锅炉给水泵。 就凝汽式汽轮机而言，从锅炉产生的新蒸汽经由主阀门进入高压缸，再进入中压缸，再进入低压缸，最终进入凝汽器。蒸汽的热能在汽轮机内消耗，变为蒸汽的动能，然后推动装有叶片的汽轮机转子，最终转化为机械能。 除了凝汽式汽轮机，还有背压式汽轮机和抽汽式汽轮机，背压式汽轮机可以理解为没有低压缸和凝汽器的凝汽式汽轮机，它的出口压力较大，可以提供给供热系统或其它热交换系统。抽汽式汽轮机则是指在蒸汽流通过程中抽取一部分用于供热和或再热的汽轮机。 在设计刚进行时，我们也参考了从研究生那里借来的《设计宝典Xp》，但在使用过程中发现此软件只适用于单列级的计算而不适用于双列级，虽然如此，但我们在计算时也参考了其中的部分步骤。我们这次在设计之前又重新温习了《汽轮机原理》中所学的知识，因为汽轮机的热工转换是在各个级内进行的，所以研究级的工作原理是掌握整个汽轮机工作原理的基础，而级的定义是有一列喷嘴叶栅和紧邻其后的一列动叶栅构成的工作单元。在第一章第七节介绍了级的热力计算示例，书上是以国产N200-12.75/535/535型汽轮机某高压级为例，说明等截面直叶片级的热力计算程序，主要参考了喷嘴部分计算、动叶部分计算、级内损失计算和级效率与内功率的计算。为了保证汽轮机的高效率和增大汽轮机的单机功率就必须把汽轮机设计成多
某600MW汽机介绍（含抽汽参数）
第一章汽机概述 汽轮机为上海汽轮机厂生产的2 台N600-16.7/538/538 型600MW 机组。最大连续出力可达648.624MW。这是上海汽轮机厂在引进美国西屋电气公司技术的基础上，对通流部分作了设计改进后的新型机组，它采用积木块式的设计。形式为亚临界参数、一次中间再热、单轴、四缸、四排汽凝汽式汽轮机。具有较好的热负荷和变负荷适应性，采用数字式电液调节（DEH）系统。机组能在冷态、温态、热态和极热态等不同工况下启动。 N600 汽轮机通流级数为58级。（1+11，2X9，2X2X7） 第一节汽机系统设备简介 汽轮机有一个单流的高压缸、一个双流的中压缸和两个双流的低压缸组成；总通流级数为58级。高中压汽缸为双层缸结构，低压汽缸为三层缸结构，能够节省优质钢材，缩短启动时间。汽机各转子均为无中心孔转子，采用刚性联接，，提高了转子的寿命及启动速度。汽轮机设有一个推力轴承和八个径向轴承。推力轴承为单独的滑动式自位推力轴承。高、中压转子的径向轴承采用四瓦块的可倾瓦轴承，自位性能好。#1 低压转子的前轴承采用两瓦块可倾瓦轴承，这种轴承不仅有良好的自位性能，而且能承受较大的载荷，运行稳定。低压转子的另外三个轴承为圆筒轴承，能承受更大的负荷。主机的润滑油管路采用套装式设计，可有效地防止因高压油泄漏导致的火灾事故发生。 该汽轮机采用八级抽汽，分别用于4 台低加、1 台除氧器、3 台高加及小汽机、热网等的加热汽源。N600-16.7/538/538汽轮机采用一次中间再热，其优点是提高机组的热效率，在同样的初参数条件下，再热机组一般比非再热机组的热效率提高4%左右，而且由于末级蒸汽湿度较非再热机组大大降低，因此，对防止汽轮机组低压末级叶片水蚀特别有利。但是中间再热式机组的热力系统比较复杂。
能源与动力工程学院汽轮机课程设计 题目：600MW超临界汽轮机调节级叶片强度核算时间：2006年11月13日-2006年12月4日 学生姓名：杨雪莲杨晓明吴建中单威李响梅闫指导老师：谭欣星 热能与动力工程036503班
2006-12-4 600MW超临界汽轮机调节级叶片强度核算 [摘要]本次课程设计是针对600MW超临界汽轮机调节级叶片强度的校核， 并主要对第一调节阀全开，第二调节阀未开时的调节级最危险工况对叶片强度的校核。 首先确定了最危险工况下的蒸汽流量。部分进汽度选择叶型为HQ-1型，喷嘴叶型HQ-2型。根据主蒸汽温度确定叶片的材料为Cr12WmoV马氏体-铁素体钢。 其次，计算了由于汽轮机高速旋转时叶片自身质量和围带质量引起的离心力和蒸汽对叶片的作用力。 选取了安全系数，计算屈服强度极限、蠕变强度极限和持久强度极限，三者中的最小值为叶片的许用用力，叶片拉弯应力的合成并校核，确定叶片是否达到强度要求。 最后，论述了调节级的变化规律即压力-流量之间的关系。 一、课程设计任务书 课程名称：汽轮机原理 题目：600MW超临界汽轮机调节级叶片强度核算 指导老师：谭欣星 课题内容与要求 设计内容： 1、部分进汽度的确定，选择叶型 2、流经叶片的蒸汽流量计算蒸汽对叶片的作用力计算 3、叶片离心力计算 4、安全系数的确定 5、叶片拉弯合成应力计算与校核 6、调节级后的变化规律 设计要求： 1、运行时具有较高的经济性 2、不同工况下工作时均有高的可靠性 已知技术条件与参数： 1、600MW 2、转速：3000r/min 3、主汽压力：24.2Mpa; 主汽温度：566C 4、单列调节级，喷嘴调节 5、其他参数由高压缸通流设计组提供 参考文献资料： 1、汽轮机课程设计参考资料冯慧雯，水利电力出版社，1998 2、汽轮机原理翦天聪，水利电力出版社 3、叶轮机械原理舒士甑，清华大学出版社，1991
1.凝汽设备主要有凝汽器、循环水泵、抽汽器、凝结水泵等组成。 任务：⑴在汽轮机排汽口建立并保持高度真空。 ⑵把汽轮机排汽凝结成水，再由凝结泵送至回热加热器，成为供给锅炉的给水。此外，还有一定的真空除氧作用。 2.凝汽器冷却水的作用：将排汽冷凝成水，吸收排汽凝结所释放的热量。 3.加热器疏水装置的作用：可靠的将加热器内的疏水排出，同时防止蒸汽随之漏出。 4.轴封加热器的作用：回收轴封漏汽，用以加热凝结水从而减少轴封漏汽及热量损失，并 改善车间的环境条件。 5.低压加热器凝结水旁路的作用：当加热器发生故障或某一台加热器停用时，不致中断主 凝结水。 6.加热器安装排空气门的作用：为了不使空气在铜管的表面形成空气膜，使热阻增大，严 重地影响加热器的传热效果，从而降低换热效率，故安装排空气门。 7.高压加热器设置水侧保护装置的作用：当高压加热器发生故障或管子破裂时，能迅速切 断加热器管束的给水，同时又能保证向锅炉供水。 8.除氧器的作用：用来除去锅炉给水中的氧气及其他气体，保证给水的品质。同时，又能 加热给水提高给水温度。 9.除氧器设置水封筒的目的：保证除氧器不发生满水倒流入其他设备的事故。防止除氧器 超压。 10.除氧器水箱的作用：储存给水，平衡给水泵向锅炉的供水量与凝结水泵送进除氧器水量 的差额，从而满足锅炉给水量的需要。 11.除氧器再沸腾管的作用：有利于机组启动前对水箱中给水加温及备用水箱维持水温。正 常运行中对提高除氧效果有益处。 12.液压止回阀的作用：用于防止管道中的液体倒流。 13.安全阀的作用：一种保证设备安全的阀门。 14.管道支吊架的作用：固定管子，并承受管道本身及管道内流体的重量和保温材料重量。 15.给水泵的作用：向锅炉连续供给具有足够压力，流量和相当温度的给水。 16.循环水泵的作用：主要是用来向汽轮机的凝汽器提供冷却水，冷凝进入凝汽器内的汽轮 机排汽，此外，还向冷油器、发电机冷却器等提供冷却水。 17.凝结水泵空气管的作用：将泵内聚集的空气排出。 18.减温减压器的作用：作为补偿热化供热调峰之用（本厂）。 19.减温减压装置的作用：⑴对外供热系统中，用以补充汽轮机抽汽的不足，还可做备用汽 源。⑵当机组启停机或发生故障时，可起调节和保护的作用。⑶可做厂用低压用汽的汽源。⑷用于回收锅炉点火的排汽。 20.汽轮机的作用：一种以具有一定温度和压力的水蒸气为介质，将热能转变为机械能的回 转式原动机。 21.汽缸的作用：将汽轮机的通流部分与大气隔开，以形成蒸汽热能转换为机械能的封闭汽 室。 22.汽封的作用：减少汽缸内的蒸汽向外漏泄和防止外界空气漏入汽缸。 23.排汽缸的作用：将汽轮机末级动叶排出的蒸汽倒入凝汽器。 24.排汽缸喷水装置的作用：为了防止排汽温度过高而引起汽缸变形，破坏汽轮机动静部分 中心线的一致性，引起机组振动或其他事故。 25.低压缸上部排汽门的作用：在事故情况下，如果低压缸内压力超过大气压力，自动打开 向空排汽，以防止低压缸、凝汽器、低压段转子等因超压而损坏。 26.叶轮的作用：用来装置叶片，并将汽流力在叶栅上产生的扭矩传递给主轴。
凝汽式汽轮机 科技名词定义 中文名称: 凝汽式汽轮机 英文名称: condensing steam turbine 定义: 蒸汽在汽轮机本体中膨胀做功后排入凝汽器的汽轮机。 所属学科: 电力(一级学科);汽轮机、燃气轮机(二级学科) 本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布 百科名片 凝汽式汽轮机,就是指蒸汽在汽轮内膨胀做功以后,除小部分轴封漏气之处,全部进入凝汽器凝结成水的汽轮机。 目录 简介 运行特性 排汽压力与机组功率 编辑本段 简介 实际上为了提高汽轮机的热效率,减少汽轮机排汽缸的直径尺寸,将做过部分功的蒸汽从汽轮机内抽出来,送入回热加热器,用以加热锅炉给水,这种不调整抽汽式汽轮机,也统称为凝汽式汽轮机。
火电厂中普遍采用的专为发电用的汽轮机。凝汽设备主要由凝汽器、循环水泵、凝结水泵与抽气器组成。汽轮机排汽进入凝汽器,被循环水冷却凝结为水,由凝结水泵抽出,经过各级加热器加热后作为给水送往锅炉。 汽轮机的排汽在凝汽器内受冷凝结为水的过程中,体积骤然缩小,因而原来充满蒸汽的密闭空间形成真空,这降低了汽轮机的排汽压力,使蒸汽的理想焓降增大,从而提高了装置的热效率。汽轮机排汽中的非凝结气体(主要就是空气)则由抽气器抽出,以维持必要的真空度。 汽轮机最常用的凝汽器为表面式。冷却水排入冷却水池或冷却水塔降温后再循环使用。靠近江、河、湖泊的电厂,如水量充足,可将由凝汽器排出的冷却水直接排入江、河、湖泊,称为径流冷却方式。但这种方式可能对河流湖泊造成热污染。严重缺水地区的电厂,可采用空冷式凝汽器。但它结构庞大,金属材料消耗多,除列车电站外,一般电厂较少采用。老式电厂中,有的采用混合式凝汽器,汽轮机排汽与冷却水直接混合接触冷却。但因排汽凝结水被冷却水污染,需要处理后才能作为锅炉给水,已很少采用。 背压 科技名词定义 中文名称: 背压 英文名称: back pressure 定义: 工质在热机中做功后排出的压力。一般指汽轮机的排汽压力。 所属学科: 电力(一级学科);通论(二级学科) 本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布 目录
汽轮机课设心得总结文件编码（GHTU-UITID-GGBKT-POIU-WUUI-8968）
汽轮机课设心得总结经过两个星期的汽轮机课设,对我们而言收获颇丰。整个过程我们都认真完成，其中不免遇到很多问题，经过大家的齐心协力共同克服了它们，不仅从中熟悉了汽轮机的工作原理及流程，而且还获得了许多心得体会。 汽轮机是将蒸汽的热能转换为机械能的回转式原动机，是火电和核电的主要设备之一，用于拖动发电机发电。在大型火电机组中还用于拖动锅炉给水泵。 就凝汽式汽轮机而言，从锅炉产生的新蒸汽经由主阀门进入高压缸，再进入中压缸，再进入低压缸，最终进入凝汽器。蒸汽的热能在汽轮机内消耗，变为蒸汽的动能，然后推动装有叶片的汽轮机转子，最终转化为机械能。 除了凝汽式汽轮机，还有背压式汽轮机和抽汽式汽轮机，背压式汽轮机可以理解为没有低压缸和凝汽器的凝汽式汽轮机，它的出口压力较大，可以提供给供热系统或其它热交换系统。抽汽式汽轮机则是指在蒸汽流通过程中抽取一部分用于供热和或再热的汽轮机。 在设计刚进行时，我们也参考了从研究生那里借来的《设计宝典Xp》，但在使用过程中发现此软件只适用于单列级的计算而不适用于双列级，虽然如此，但我们在计算时也参考了其中的部分步骤。我们这次在设计之前又重新温习了《汽轮机原理》中所学的知识，因为汽轮机的热工转换是在各个级内进行的，所以研究级的工作原理是掌握整个汽轮
机工作原理的基础，而级的定义是有一列喷嘴叶栅和紧邻其后的一列动叶栅构成的工作单元。在第一章第七节介绍了级的热力计算示例，书上是以国产N200-12.75/535/535型汽轮机某高压级为例，说明等截面直叶片级的热力计算程序，主要参考了喷嘴部分计算、动叶部分计算、级内损失计算和级效率与内功率的计算。为了保证汽轮机的高效率和增大汽轮机的单机功率就必须把汽轮机设计成多级汽轮机，使很大的蒸汽比焓降由多级汽轮机的各级分别利用，即逐级有效利用，驶各级均可在最加速比附近工作。这一章也讲解了进气阻力损失和排气阻力损失、轴封及其系统，我们也参考了其中的内容。 通过本课程设计，加深、巩固《汽轮机原理》中所学的理论知识，了解汽轮机热力设计的一般步骤，掌握每级焓降以及有关参数的选取，熟练各项损失和速度三角形的计算，通过课程设计以期达到对汽轮机的结构进一步了解，明确主要零部件的作用与位置。具体要求就是按照某机组存在的问题，根据实际情况，制定改造方案，通过理论与设计计算，解决该汽轮机本体存在的问题，达到汽轮机安全、经济运行的目的。 数据的处理 这次汽轮机课设我们负责的是数据的处理，这是一个非常庞大而繁重的工作。接下来就着重说说我们在处理数据时候遇到的一些问题。 刚开始的时候，我们和其他组一起根据课本上的计算公式和焓熵表等编了我们汽轮机课设计算所需要的excel表格，这其中将近耗了接近一周的时间，最后完成时大家觉得很有成就感。接下来我们看汽轮机课
15 第二部分 使用说明书 一、软件简介 汽轮机课程设计教学软件《设计宝典Xp 》是由蚂蚁虫工作室马唯唯开发的。适合热动及相关专业汽轮机课程设计使用。设计汽轮机级数不超过12级。 软件特点： 1．查焓熵图由计算机查取，快速，准确。输入输出采用了OLE 高级拖放技术，自动截取数据，无需手动输入。（参见《焓熵查表通》介绍） 2．《新视图1.0》包含了设计中的所有视图，可以直接打印，可以查取各个系数。 3．可以自动生成设计报告。 4．可以随时查看每一步或者每一级的详细计算过程。 5．可以模拟组装汽轮机通流部分。 6．支持dbf 到 xls 文件格式转换。 7．强大的数据逻辑性检测将大大减少人为的错误。 8．可以设计个性化界面。 9．可以播放背景音乐。 软件安装最低要求： 1．中央处理器为80486或更高。 2．已设虚拟内存的计算机要求内存在4MB 以上， 未设虚拟内存的计算机内存
至少要16MB内存，安装后不少于15MB的自由空间。 3．与windows配套的鼠标。 《新视图1.0》介绍 (1)《新视图1.0》中包含了课程设中使用的各幅图，每一幅图中的符号都有解释，只需鼠标移到符号上即可。 (2)系数采用鼠标移动查取。当鼠标移动时，横纵坐标值会变化。 (3)压力级平均直径确定采用作图法，Array采用计算机作图，快速准确。点击详细过程 可以看到每一段的长度，改变比例尺寸后会 从新量取。 《焓熵查表通》介绍 理论来源： 焓熵查表采用国际公式化委员会（IFC） 提供的标准计算公式。 软件特点； (1)计算和输出可采用国际单位和工程 单位。系统默认已知参数为国际单位。 (2)查出来参数与水／水蒸气性质表上 的数据有所误差。误差均小于1/100。 (3)采用了自动对位数字输入，系统会 自动切换成英文状态输入小数。 (4)可以判断在计算机范围内的两个性 质参数对应的状态。 (5)可以根据焓值来判断熵值的大小范 围。 (6)数据可以手动输入也可以使用拖放 技术。 操作说明： (1)焓、熵、压力、比容、一般取4位小数，温度和干度一般取2位小数进行计算。 (2)如果想计算另一种单位制下的结果，选择单位制后一定要点确定才能生效。 (3)建议查焓熵图时采用拖放技术，它可以自动截取有效数据，减少人为判断。设计经常要使用焓熵查表通，你可以点击就可以缩小为一个标题栏大小，它悬浮在主界面上，要展开只需点一下“焓熵查表通”这几个字。在数据上点击并按住鼠标左 键，数据上显示一只表示系统已抓取该数据，按住鼠标左键实现拖动。 16
汽轮机岗位操作法 1.0工艺流程简述 1.1工艺原理 利用蒸汽流过汽轮机喷咀时，将热能转化为蒸汽高速流动的动能。高速汽流流过工作叶片时，将蒸汽动能转化成汽轮机转子旋转的机械功。 1.2工艺流程简述 来自中压锅炉的新蒸汽经过隔离阀至主汽门，经调节阀进入汽机。经过调节级后，抽出的蒸汽供给2#精硫池保温。再经过两个压力级做功后，小部分蒸汽抽出供除氧器加热除氧用；其余蒸汽继续作功，然后进入凝汽器凝结成水，再由凝结水泵打入除氧器中。 1.3工艺流程简图
3.0主要设备一览表 所属设备一览表 4.0岗位操作步骤 4.1开车前的检查与准备 4.1.1确认安装和检修工作完毕 4.1.2清出现场杂物以及易燃易爆物品，保持现场整洁，表计齐全、准确。 4.1.3联系有关单位及岗位送上信号表计及电动机等的电源。 4.1.4检查各系统的阀门，使其全部关闭。 4.1.5准备好启动中使用的各种工具及表计（盘车板手、听音棒、振动表、运行规程、记录本等）。 4.1.6做好启动前的各项实验，可在暖管中投入凝汽器时作实验。 4.1.7检查汽轮机组的完整性，各可动部件动作是否灵活，各紧固件是否松动，并以盘车手柄转动转子，仔细检查有无不正常状况或磨擦声。 4.1.8调节系统中同步器手轮退到顶端，主汽门手轮应在关闭位置，并检查主汽门是否灵活、危急遮断器油门处于脱扣状态。 4.2开车 4.2.1汽轮机在额定参数下的冷态启动 4.2.1.1暖管 4.2.1.1.1打开主汽门前的各疏水阀，用隔离汽阀的旁路阀控制汽量，进行低压暧管（压力0.144－0.193MPa、升温速度50℃/min、时间约20－30min）。 4.2.1.1.2当管内壁温度上升到120－130℃后或排出无色蒸汽时，就可按0.098－ 0.196MPa/min速度升压，升压期间应逐步关小管道疏水阀至额定压力时升压完毕。带10－15%额定负荷时方可全关疏水阀，升压暖管时间15分钟左右。 4.2.1.2辅助设备的投入 为了缩短机组启动时间并保证启动正常，在一切运转正常时，暖管过程中应 进行下列工作。 4.2.1.2.1投入电动油泵：打开电动油泵出口压力约为0.49MPa，油温控制在25℃以上。