凝汽器与真空系统

专题讲座之一
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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。 • 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
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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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查漏实例
• 1996年5＃机疏水管法兰漏气 • 5＃机后轴封中分面漏气
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凝汽器脏污与清洗
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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。
• 平板百度文库网和旋转滤网 • 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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循环水量不足
Δt • 判断标准——
• 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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极 限 真 空 与 最 佳 真 空 的 关 系
图
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我厂机组凝汽器和真空系统的组成
• 2＃机的汽轮机向下排汽，凝汽器在汽轮机运转层下面，抽真空设备为锥体式 水环真空泵，循环水采用闭式循环，机力冷却塔冷却 。（设备包括两台主循 环水泵和四台风机）
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序号 气温条件
运行方式
＃
1 14～15℃ 一台主循环水泵＋
机
三台风机
经
2 16～21℃ 一台主循环水泵＋
济
三台风机＋两台辅
真
泵
空
3 21～25 一台主循环水泵＋ 四台风机＋两台辅
的
泵
确
定
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4 >25℃ 两台主循环水泵＋ 四台风机
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真空严密性试验
• 真空系统是否严密应由真空严密性试验来确定。 • 试验的条件是机组在额定负荷80％以上。 • 方法：关闭真空泵进口阀门，待阀门完全关闭后，记录机组真空下降速度。 • 若真空下降速度小于267Pa/min，则真空系统严密性属优良；若真空下降速
度小于400Pa/min，则真空系统严密性合格；若真空下降速度大于665Pa/min， 则真空系统泄漏严重。
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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在问题。
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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。
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。
δt
Δt
kAc
k——凝汽器的传热系数； Ac——凝汽器的换热面积；
凝汽器与真空系统 培训
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主要内容
• 凝汽器真空的一些概念 • 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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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
• 循环水进口温度tw1主要受运行方式和环境影响 • 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。
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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，提高 凝汽器真空，使汽轮机的功率增加ΔPT，同时循 环水泵的耗功增加ΔPP，功率差ΔP，只有ΔP>0 时，在经济上才是合算的。由于ΔP随凝汽器的真 空值不同而有所变化，我们总可以找到ΔP为最大 时的一个运行工况。ΔPmax所对应的真空即是最佳 真空（见图）。
• 5＃机的汽轮机轴向排汽，凝汽器与汽轮机同布置在零米层，抽真空设备为平 面式水环真空泵并配置进口大气喷射器，循环水采用海水 ，是开式循环。
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2＃机循环水系统的运行方式
• 循环水系统的运行方式 • 两台主循环水泵＋四台风机＋两台辅泵 • 两台主循环水泵＋四台风机 • 一台主循环水泵＋四台风机＋两台辅泵 • 一台主循环水泵＋三台风机＋两台辅泵 • 一台主循环水泵＋三台风机 • 一台主循环水泵＋两台辅泵＋两台风机 • 一台主循环水泵＋两台风机