凝汽器与真空系统

凝汽器与真空系统
培训
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25.11.2020
主要凝汽内器容真空的一些概念
影响凝汽器真空的因素 真空严密性与真空查漏 凝汽器脏污与清洗 循环水量和循环水温 真空泵工作状态对机组真空的影响 影响真空泵效率的因素 真空泵的汽蚀和汽蚀保护 两种真空泵的比较
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凝汽器真空建立的原理
启动时，凝汽器真空的建立依赖于真空 泵将凝汽器中的空气抽出。
机组冲转后，加入凝汽器的汽轮机排汽 受到循环水的冷却而凝结成水，其体积 大大地缩小，原来由蒸汽充满的容器空 间就形成了高度真空。
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凝汽器真空的维持
靠循环水不间断地将排汽的热量带走， 使得蒸汽的凝结过程不间断地进行。
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极 限 真 空 与 最 佳 真 空 的 关 系
图
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影响机组真空泵严密性的因素
凝结水泵以及低加疏水泵轴向密封不严； 汽轮机端部轴封工作不正常； 汽轮机排汽缸和凝汽器喉部连接法兰或
焊缝处漏气； 汽轮机低压缸结合面以及表计接头等不
严密； 真空系统阀门不严密； 真空系统的设备、管道破损或者焊缝存
δt
Δt
kAc
k——凝汽器的传热系数； Ac——凝汽器的换热面积；
e Dw 1 Dw——循环水流量。
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凝汽器有关参数变化的特性
循 境环影水响进口温度tw1主要受运行方式和环
循环水温升Δt与蒸汽流量和循环水流量 有关；
凝汽器端差δt与循环水流量、循环水流 速、循环水进口温度、蒸汽流量、凝汽 器铜管（或钛管）表面清洁程度、真空 系统严密程度等因素有关。
管式换热器中冷却水为层流，冷却水和被 冷却水流动成90度，不形成对流。板式换 热器中冷却水和被冷却水均为湍流，流动 成180度，形成对流。
板式换热器换热效率高，因而所需传热端 差小，能有效降低水环水温度，间接提高 真空泵效率。
板式换热器因其结构特点，只适用与温度、 压力不高的场所，特别适用与电厂的真空 系统。
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水环式真空泵原理图1
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水环式真空泵原理图2
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影响真空泵效率的主要因素—水温
由于水环式真空泵是考水环与叶轮 之间形成的月牙形的工作腔室来抽 吸空气和水蒸汽，腔室压力一旦等 于于水环水的饱和压力，水就会汽 化，因此腔室的压力最低不能低于 水环水的饱和压力，系统的真空就 会受到此饱和压力的限制，若水环 水的温度升高，饱和压力也升高， 系统的真空就会降低。
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极限真空
极限真空是指汽轮机的背压降低到某一 数值后，蒸汽的膨胀有部分是在末级动 叶栅后进行的，这些蒸汽已不具备做功 能力。我们将蒸汽在末级动叶斜切部分 膨胀达到极限时的背压，称为极限背压， 它对应的真空称为极限真空。
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最佳真空的确定
一般来讲，在其它条件无法改变的情况下，提
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水环式真空泵的工作原理
叶轮和泵轴的轴线与泵壳体的中心线偏离， 两端由端侧盖封住，侧盖端面上开有吸气口 和排气口，分别与泵的进出口相通。当泵内 充有适量工作液体时，由于叶轮的旋转，液 体向四周甩出，在泵体内壁与叶轮之间形成 一个旋转的液环。液体内表面与叶轮毂表面 及侧盖端面之间形成月牙形的工作腔室，叶 轮叶片又将气腔分隔成若干互不连通容积不 等的封闭水室。在叶轮的前半转（吸入侧）， 水室容积逐渐增大，气体经吸气口吸入水室； 在叶轮的后半转（排气侧），水室容积逐渐 减小，气体被压缩，压力升高后经排气口排 出。
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凝汽器的最佳真空
凝汽器的最佳真空有最佳设计真空和最 佳运行真空两种概念。
凝汽器的最佳设计真空是指在新设计一 个发电厂时，整个发电厂冷却系统中所 选择的设备容量、参数、设备相互匹配 以及年运行费用为最少时所确定的凝汽 器压力。
凝汽器的最佳运行真空是指在一个已投 运的热力系统中，设备的型式、容量、 参数及设备间的匹配关系都确定的条件 下，使热力系统运行时的热耗为最小的 凝汽器压力。
循环水量不足
判断标准——Δt
循环水泵工作不正常。 循环水泵进口滤网堵塞。 二次滤网堵塞。 管道、排污阀等泄漏。 海水潮位或（河流、水池等水位）的下降。
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循环水进口温度
对于开式循环，水温与季节、地域有关。
对于闭式循环，冷却塔工作性能的好坏 有关，其根本就是与当地气象条件有着 密切的关系。
在问题。
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真空系统查漏的方法
卤素检漏法 氦质谱检漏法 超声检漏法 萤光法 汽侧灌水试验 烛光法 薄膜法
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凝汽器脏污与清洗
平板滤网和旋转滤网 二次滤网 胶球清洗 凝汽器管束清洗（机械清洗和化学清洗） 循环水加药
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影响真空泵水温的因素
凝汽器中不凝结气体和少量水蒸汽被真 空泵抽出，凝汽器的压力总要高于真空 泵吸气腔室的压力，不凝结气体和少量
水蒸汽的温度高于水环水的温度，会将 热量带给水环水 ，使之温度升高。
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板式换热器和管式换热器性能比较
采用闭式循环的真空泵成套设备都需要配 置换热器——板式换热器或管式换热器。
供凝汽器的真空只有通过增加循环水流量来达
到。假使从某一运行工况开始，增加循环水量， 提同只高 时 有凝 循Δ汽 环P>器 水0时真 泵，空的在，耗经使功济汽增上轮加才机Δ是的PP合，功算功率的率增。差加由ΔΔ于PP，TΔ，P 随凝汽器的真空值不同而有所变化，我们总可 以对找 应到 的真Δ空P为即最是大最时佳的真一空个（运见行图工）况。。ΔPmax所
靠真空泵或各种抽气器将不凝结的气体 不间断地地排出，使这些气体不至于在 凝汽器中积累而造成真空的破坏。
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循环水温升和凝汽器端差
ts＝tw1＋Δt＋δt 式汽温中度：，ts ℃—；—与凝汽器压力Pc相对应的饱和蒸 tw1——循环水进口温度，℃； Δt——循环水温升，℃； δt——凝汽器端差。