1、000fwcfwttthhhhhhHQHtH0hfwhch0fwhh第四章第四章 汽輪機的凝汽系統及設備汽輪機的凝汽系統及設備一、凝汽設備的工作原理一、凝汽設備的工作原理根據汽輪發電機組的熱效率進行分析根據汽輪發電機組的熱效率進行分析 第一節第一節 凝汽設備的工作原理和任務凝汽設備的工作原理和任務 其中其中 ， 為整機理想焓降；為整機理想焓降； 為蒸汽初焓；為蒸汽初焓； 為每為每kg蒸汽在鍋爐中的吸熱量。蒸汽在鍋爐中的吸熱量。為給水焓。為給水焓。為排汽焓；為排汽焓； 分析上式：要提高效率，則提高理想焓降，即提高新蒸汽的分析上式：要提高效率，則提高理想焓降，即提高新蒸汽的初焓，初焓，降低排汽焓降

2、低排汽焓（壓力）。本章只是（壓力）。本章只是討論降低排汽焓值的問題討論降低排汽焓值的問題。 要降低排汽焓值，就得降低排汽壓力。要降低排汽焓值，就得降低排汽壓力。一般來說，排汽壓力每降低一般來說，排汽壓力每降低2 kpa，循環，循環熱效率就可以提高約熱效率就可以提高約3.5 %。所以，降低。所以，降低排汽壓力對提高火電廠循環熱效率是一個排汽壓力對提高火電廠循環熱效率是一個非常有效的措施。非常有效的措施。 降低排汽壓力的降低排汽壓力的最有效的辦法最有效的辦法是：是：使使排汽在密封容器中、在溫度較低的條件下排汽在密封容器中、在溫度較低的條件下受到冷卻而凝結成水，體積突然縮小（如受到冷卻而凝結成水，體

3、積突然縮小（如在在0.0049Mpa下，蒸汽比水的容積大下，蒸汽比水的容積大28000倍）而形成真空倍）而形成真空。同時再用抽氣器或者真。同時再用抽氣器或者真空泵將漏入空氣不斷地抽出，空泵將漏入空氣不斷地抽出，保持真空保持真空。在凝結中生成的凝結水，經匯集以后，在凝結中生成的凝結水，經匯集以后，又又重新送入鍋爐作為給水，反復循環使用重新送入鍋爐作為給水，反復循環使用。這就是凝汽設備的工作原理。這就是凝汽設備的工作原理。tH0p0tcp1cp1tH（1）建立建立并并維持維持高度真空高度真空，即降低排汽焓值，提高理想，即降低排汽焓值，提高理想焓降，使蒸汽中較多的熱能轉變為機械能。焓降，使蒸汽中較多

4、的熱能轉變為機械能。（2）將蒸汽凝結成水，并將）將蒸汽凝結成水，并將凝結水凝結水回收到鍋爐作為回收到鍋爐作為給水給水。（3）利用熱力除氧原理真空除氧，提高凝結水品質。）利用熱力除氧原理真空除氧，提高凝結水品質。（4）起到熱力系統蓄水作用，是熱力系統穩定調節的緩）起到熱力系統蓄水作用，是熱力系統穩定調節的緩沖器。沖器。 為了完成上述任務，必須采用凝汽系統，保證以下幾為了完成上述任務，必須采用凝汽系統，保證以下幾個平衡：個平衡：l熱量平衡熱量平衡循環水泵；循環水泵；l質量平衡質量平衡凝結水泵；凝結水泵；l空氣平衡空氣平衡抽氣設備；抽氣設備；0.030.07atmcp ： 降低排汽焓值，提高理想焓降

5、，可以提高效率。降低排汽焓值，提高理想焓降，可以提高效率。 但不是排汽壓力越低越好。這是因為：但不是排汽壓力越低越好。這是因為：(1）當降低排汽壓力，）當降低排汽壓力，則比容則比容v 增加增加，汽輪機，汽輪機排汽部分的尺排汽部分的尺寸增大寸增大，成本上升。而且，成本上升。而且制造困難制造困難，材料也受到限制。，材料也受到限制。(2）當降低排汽壓力，則比容）當降低排汽壓力，則比容v 增加，增加，凝汽器的冷卻面積增凝汽器的冷卻面積增大大，冷卻水量增大，冷卻水量增大，廠用電增大廠用電增大。 因此，對排汽壓力和其他幾個方面要作技術經濟對比而因此，對排汽壓力和其他幾個方面要作技術經濟對比而定。一般，定。

6、一般，最佳排汽壓力最佳排汽壓力為為 ，通常取，通常取0.05atm。水冷凝器系統水冷凝器系統開式循環水系統：借助天然水源。開式循環水系統：借助天然水源。閉式循環水系統：用冷卻塔冷卻循環水。閉式循環水系統：用冷卻塔冷卻循環水。第二節、凝汽系統第二節、凝汽系統1、最簡單的凝汽設備原則性系統圖、最簡單的凝汽設備原則性系統圖（圖（圖4-1）。）。（1）汽輪機；（）汽輪機；（2）發電機；）發電機；（3）凝汽器凝汽器：使排汽在凝汽器：使排汽在凝汽器3中不斷地凝結成水，建立高度中不斷地凝結成水，建立高度真空；將凝結時放出的熱量排出、將生成的凝結水匯集送走；真空；將凝結時放出的熱量排出、將生成的凝結水匯集送走

7、； （4）循環水泵循環水泵：為凝汽器提供冷卻水；：為凝汽器提供冷卻水；（5）凝結水泵凝結水泵：不斷地把蒸汽凝結時生成的凝結水從凝汽器底：不斷地把蒸汽凝結時生成的凝結水從凝汽器底部熱井中抽出，并送往給給水回熱加熱系統；部熱井中抽出，并送往給給水回熱加熱系統； （6）抽氣器抽氣器：抽出漏入凝汽器內的空氣，以維持高度真空。：抽出漏入凝汽器內的空氣，以維持高度真空。空冷凝器系統空冷凝器系統直接空冷系統直接空冷系統間接空冷系統間接空冷系統帶表面式凝汽器的間接帶表面式凝汽器的間接空冷系統（哈蒙系統）空冷系統（哈蒙系統） 帶噴射式凝汽器的間接帶噴射式凝汽器的間接空冷系統（海勒系統）空冷系統（海勒系統） （1

8、）直接空氣冷卻系統直接空氣冷卻系統： 用空氣作為冷卻工質的凝汽器稱為空氣直接冷卻式凝汽用空氣作為冷卻工質的凝汽器稱為空氣直接冷卻式凝汽系統，如圖系統，如圖 。 汽輪機的排汽送到熱交換器管束內直接凝結成水。熱交汽輪機的排汽送到熱交換器管束內直接凝結成水。熱交換器管束外側則利用強制通風帶走蒸汽凝結時放出的汽化潛換器管束外側則利用強制通風帶走蒸汽凝結時放出的汽化潛熱。由于空氣傳熱系數小、則要求冷卻面積大。因此，這種熱。由于空氣傳熱系數小、則要求冷卻面積大。因此，這種空氣直接冷卻式凝汽器體積龐大，無法和普通凝汽器一樣安空氣直接冷卻式凝汽器體積龐大，無法和普通凝汽器一樣安裝在汽輪機的下部，而是要遠離汽輪

9、機安裝在裝在汽輪機的下部，而是要遠離汽輪機安裝在廠房外面廠房外面或或廠廠房頂部房頂部。因此，其汽輪機的排汽管道很長。這種空氣直接冷。因此，其汽輪機的排汽管道很長。這種空氣直接冷卻式凝汽系統，在世界各國已有較多采用，占空冷凝器系統卻式凝汽系統，在世界各國已有較多采用，占空冷凝器系統發電機組的發電機組的60以上，目前最大機組已超過以上，目前最大機組已超過600MW。 采用采用的冷卻單元有多排管、雙排管、單排管。目前主要生產公司的冷卻單元有多排管、雙排管、單排管。目前主要生產公司有德國有德國GEA、美國、美國SPX、國內哈空調、江蘇雙良等。、國內哈空調、江蘇雙良等。（2）間接空氣冷卻系統間接空氣冷卻

10、系統：空氣冷卻式凝汽系統如圖所示。其主空氣冷卻式凝汽系統如圖所示。其主要設備有：混合式凝汽器、凝結水泵、循環水泵、空氣冷卻塔、要設備有：混合式凝汽器、凝結水泵、循環水泵、空氣冷卻塔、空氣冷卻器等。其中，空氣冷卻塔是一個巨大的建筑物，呈雙空氣冷卻器等。其中，空氣冷卻塔是一個巨大的建筑物，呈雙曲旋轉形，空氣冷卻器布置在空氣冷卻塔下部周圍墻體上。利曲旋轉形，空氣冷卻器布置在空氣冷卻塔下部周圍墻體上。利用高低壓力差，將冷風通過空氣冷卻器吸入塔內，形成自然對用高低壓力差，將冷風通過空氣冷卻器吸入塔內，形成自然對流。由于流過空氣冷卻器的空氣的自然對流，將循環水中的熱流。由于流過空氣冷卻器的空氣的自然對流，

11、將循環水中的熱量帶走。循環水的溫度在空氣冷卻器中得到降低之后，送入混量帶走。循環水的溫度在空氣冷卻器中得到降低之后，送入混合式凝汽器中去凝結汽輪機的排汽。合式凝汽器中去凝結汽輪機的排汽。 這種空氣冷卻式凝汽系統，設備、建筑費用高，但可以節這種空氣冷卻式凝汽系統，設備、建筑費用高，但可以節約大量的水。約大量的水。 我國我國山西大同第二發電廠山西大同第二發電廠有兩臺有兩臺200MW 汽輪發汽輪發電機組用了電機組用了 此系統此系統 。Hamon間接空冷系統間接空冷系統Heller 系統系統空氣冷空氣冷卻式凝卻式凝汽系統汽系統直接空直接空氣冷卻氣冷卻系統系統2、運行對凝汽設備的要求：、運行對凝汽設備的

12、要求：（1）凝汽器冷卻管應）凝汽器冷卻管應具有較好的傳熱系數具有較好的傳熱系數，保證良好的傳，保證良好的傳熱效果，獲得較高的真空度，同時盡可能的減少換熱面積。熱效果，獲得較高的真空度，同時盡可能的減少換熱面積。（2）凝結水溫度不應低于排汽壓力對應的飽和溫度凝結水溫度不應低于排汽壓力對應的飽和溫度，以免，以免增加增加過冷度過冷度。這和供水方式、季節、地理位置有關；。這和供水方式、季節、地理位置有關；（3）蒸汽在凝汽器內的流動）蒸汽在凝汽器內的流動阻力要小阻力要小，以降低排汽口壓力，以降低排汽口壓力和減少凝結水過冷度。和減少凝結水過冷度。第三節 凝汽器凝汽器有混合式和表面式凝汽器兩大類。凝汽器有混

13、合式和表面式凝汽器兩大類。 一、混合式凝汽器一、混合式凝汽器 混合式凝汽器混合式凝汽器(圖圖 4-4 )是使排汽在是使排汽在冷卻水中直接冷卻而凝結成水。在混合冷卻水中直接冷卻而凝結成水。在混合式凝汽器內，從汽輪機中排出的式凝汽器內，從汽輪機中排出的乏汽直乏汽直接與冷卻水混合接與冷卻水混合而得到凝結。冷卻水從而得到凝結。冷卻水從安裝在混合式凝汽器上部周圍的噴嘴噴安裝在混合式凝汽器上部周圍的噴嘴噴出，排汽由上部進汽口進入，與冷卻水出，排汽由上部進汽口進入，與冷卻水混合而得到凝結，凝結水與冷卻水一起混合而得到凝結，凝結水與冷卻水一起用水泵抽走。不凝結的用水泵抽走。不凝結的空氣空氣，用，用抽氣器抽氣器

14、或者真空泵不斷地抽出。這種凝汽器結或者真空泵不斷地抽出。這種凝汽器結構簡單，冷卻效果好，制造成本低。構簡單，冷卻效果好，制造成本低。二、表面式凝汽器二、表面式凝汽器 在表面式凝汽器內，冷卻工質與蒸汽由冷卻表面隔開。根據冷在表面式凝汽器內，冷卻工質與蒸汽由冷卻表面隔開。根據冷卻工質不同，表面式凝汽器又分為卻工質不同，表面式凝汽器又分為空氣冷卻空氣冷卻和和水冷卻水冷卻兩種。兩種。用水作為冷卻工質的凝汽器簡稱為用水作為冷卻工質的凝汽器簡稱為表面凝汽器表面凝汽器。由于水的傳熱由于水的傳熱系數比空氣大，系數比空氣大， 能保證凝汽器能保證凝汽器內維持高度真內維持高度真空和獲得潔凈空和獲得潔凈的凝結水。因的

15、凝結水。因此，國內外火此，國內外火電廠主要采用電廠主要采用這種凝汽器。這種凝汽器。 1、表面式凝汽器的結構表面式凝汽器的結構 如圖如圖4-5所示，凝汽器的外殼通常鋼所示，凝汽器的外殼通常鋼板做成板做成圓柱形圓柱形、橢圓形橢圓形或者或者方箱形方箱形。外殼兩端連接著形成水室的。外殼兩端連接著形成水室的端蓋端蓋2和和3，外殼內的兩端又裝有，外殼內的兩端又裝有管板管板4，管板，管板4上裝有很多上裝有很多冷卻管冷卻管。凝汽器內部空間被冷卻管分隔成兩部分：凝汽器內部空間被冷卻管分隔成兩部分： 蒸汽空間蒸汽空間（汽側（汽側 ）和）和冷卻水空間冷卻水空間（ 水水 側側 ）。）。 2、表面式凝汽器的流程表面式凝

16、汽器的流程 冷卻水從進口冷卻水從進口11進入水室進入水室15，通過冷卻管流到另一端水室，通過冷卻管流到另一端水室16，轉向后，又經冷卻管進入水室轉向后，又經冷卻管進入水室17，最后由出水口，最后由出水口12排出。排出。 這種稱這種稱為為雙流程凝汽器雙流程凝汽器。還有單流程、三流程、四流程。還有單流程、三流程、四流程。 3、凝結水凝結水 汽輪機的排汽進入凝汽器，在汽側與冷卻管接觸而凝結成水。汽輪機的排汽進入凝汽器，在汽側與冷卻管接觸而凝結成水。凝結水匯集到熱井凝結水匯集到熱井7中，由凝結水泵抽走并送到低壓加熱器。中，由凝結水泵抽走并送到低壓加熱器。 4、漏入空氣的抽出漏入空氣的抽出 漏入凝汽器的

17、空氣，通過抽氣口漏入凝汽器的空氣，通過抽氣口8由抽氣器抽出。為了減少抽由抽氣器抽出。為了減少抽氣器的負荷和回收熱量，氣器的負荷和回收熱量， 使混有蒸汽的空氣在經過一次冷卻，使使混有蒸汽的空氣在經過一次冷卻，使蒸汽凝結。蒸汽凝結。 在凝汽器內專門設置有空氣冷卻區在凝汽器內專門設置有空氣冷卻區9。5、減少汽側阻力減少汽側阻力 為了使為了使汽氣混合物汽氣混合物向抽氣口流動，則抽氣口的壓力應比凝汽向抽氣口流動，則抽氣口的壓力應比凝汽器的壓力更低一些。壓力差就是凝汽器的汽阻。汽阻大，會使凝器的壓力更低一些。壓力差就是凝汽器的汽阻。汽阻大，會使凝汽器入口汽器入口壓力升高、凝結水的過冷度壓力升高、凝結水的過

18、冷度和和含氧量增大含氧量增大。因此，應設。因此，應設法減小汽阻。法減小汽阻。 抽氣口的位置不同，凝汽器中汽流流動方向就不一樣，凝汽抽氣口的位置不同，凝汽器中汽流流動方向就不一樣，凝汽器的結構型式也不相同。常見的有如圖器的結構型式也不相同。常見的有如圖3-85所示的四種，即所示的四種，即汽流汽流向下式、汽流向上式、汽流向心式、汽流向側式向下式、汽流向上式、汽流向心式、汽流向側式四種。這些多用四種。這些多用于中小型汽輪機組。于中小型汽輪機組。 由于汽輪機單機功率的增大，凝汽器的冷卻面積也在增加，由于汽輪機單機功率的增大，凝汽器的冷卻面積也在增加，冷卻管數目增多。大機組用冷卻管數目增多。大機組用多區

19、域汽流向心式的凝汽器多區域汽流向心式的凝汽器。這種凝。這種凝汽器的管束分成若干區域，平行布置在箱體內。每個管束區都有汽器的管束分成若干區域，平行布置在箱體內。每個管束區都有自己的空氣冷卻區，蒸汽從四周進入各區域。各個空氣冷卻器的自己的空氣冷卻區，蒸汽從四周進入各區域。各個空氣冷卻器的汽氣混合物被引入到聯通目管，由抽氣器抽出。汽氣混合物被引入到聯通目管，由抽氣器抽出。這種凝汽器的蒸這種凝汽器的蒸汽通流面積大，汽阻小，凝結水能夠得到充分回熱汽通流面積大，汽阻小，凝結水能夠得到充分回熱。 國產國產200MW 汽輪機配用三殼體表面式汽輪機配用三殼體表面式N-11220-1型型凝汽器。凝汽器。冷卻面積為

20、冷卻面積為3*3740=11220，冷卻管數為，冷卻管數為3*5667=17001根。根。 國產國產300MW汽輪機的凝汽器為汽輪機的凝汽器為N-17650型型單殼體、對分、雙流單殼體、對分、雙流 程表面式凝汽器。冷卻面積為程表面式凝汽器。冷卻面積為17650，冷卻管數為，冷卻管數為9758*2根。根。三、凝汽器內蒸汽的凝結過程三、凝汽器內蒸汽的凝結過程 蒸汽在凝汽器內的凝結過程包括珠狀凝結和膜狀凝結兩種蒸汽在凝汽器內的凝結過程包括珠狀凝結和膜狀凝結兩種凝結過程。凝結過程。影響蒸汽凝結過程的主要因素有：影響蒸汽凝結過程的主要因素有：l凝汽器內冷卻水管的布置排列方式；凝汽器內冷卻水管的布置排列方

21、式；l凝汽器內蒸汽的流動速度；凝汽器內蒸汽的流動速度；l凝汽器內的空氣含量；凝汽器內的空氣含量；四、凝汽器內壓力的確定四、凝汽器內壓力的確定 cp1swtttt t1wt2swtttstcp 當蒸汽處于飽和狀態時，其壓力與溫度是一一對應的。所以，當蒸汽處于飽和狀態時，其壓力與溫度是一一對應的。所以，凝汽器內壓力取決于蒸汽凝結溫度。為了求得凝汽器內壓力，就得凝汽器內壓力取決于蒸汽凝結溫度。為了求得凝汽器內壓力，就得先求出排汽溫度。排汽溫度的高低取決于冷卻水的先求出排汽溫度。排汽溫度的高低取決于冷卻水的進口溫度、冷卻進口溫度、冷卻水的溫升水的溫升和和傳熱端差傳熱端差。 凝汽器內的壓力凝汽器內的壓力

22、 可根據相應的飽和溫度求得，而排汽溫度可根據相應的飽和溫度求得，而排汽溫度可表示為：可表示為： 其中其中 ， 冷卻水的進口溫度；冷卻水的進口溫度； 冷卻水的溫升；冷卻水的溫升； 傳熱端差。傳熱端差。 （4-8）只要求得了溫度只要求得了溫度 之值之值 ， 就可以就可以從從水蒸汽表水蒸汽表中查得相對應的壓力中查得相對應的壓力 。（一）冷卻水的進口溫度（一）冷卻水的進口溫度 冷卻水的進口溫度取決于電廠所在的冷卻水的進口溫度取決于電廠所在的地理位置、季節地理位置、季節和和供供水方式水方式。電廠供水方式有。電廠供水方式有直流供水方式直流供水方式和和循環供水方式循環供水方式兩種。兩種。1. 在直流供水系統

23、在直流供水系統中，電廠從河流上游取水，冷卻水流經汽輪中，電廠從河流上游取水，冷卻水流經汽輪機凝汽器、冷油器和有關冷卻器之后，排入河流下游。機凝汽器、冷油器和有關冷卻器之后，排入河流下游。2. 采用采用循環供水方式循環供水方式時，冷卻水則沿著聯結凝汽器等有關裝置時，冷卻水則沿著聯結凝汽器等有關裝置的回路循環流動，取自水源的水只作為損失的補充水，故采用的回路循環流動，取自水源的水只作為損失的補充水，故采用循環供水方式可以節約大量的水。循環供水方式可以節約大量的水。 直流供水系統比較簡單，投資少，運行費用低。我國南方直流供水系統比較簡單，投資少，運行費用低。我國南方的電廠，一般都建在的電廠，一般都建

24、在沿江、沿河、沿海岸沿江、沿河、沿海岸或者沿大的或者沿大的水庫水庫。而。而北方北方的電廠，由于水源不足，多采用的電廠，由于水源不足，多采用循環供水方式。循環供水方式。1wt（二）冷卻水的溫升（二）冷卻水的溫升 1、冷卻水的溫升、冷卻水的溫升可根據凝汽器的可根據凝汽器的熱平衡方程式熱平衡方程式求出：從而，求出：從而，t 2121()()4.187()4.187cccwwwwwwwD hhDhhDttDt 4.1874.187()ccccwchhhhtDmD cDwD cchh、21wwhh 、以上二式中，以上二式中， -進入凝汽器的凝汽量進入凝汽器的凝汽量(kg/h)； (5-2 )(5-3)-

25、冷卻水進出口焓值冷卻水進出口焓值(kJ/kg)。-排汽焓值和凝結水焓值排汽焓值和凝結水焓值(kJ/kg)； -進入凝汽器的冷卻水量進入凝汽器的冷卻水量(kg/h)；wcDmD2、冷、冷 卻卻 倍倍 率率 稱為冷卻倍率（或循環倍率），它表示凝結單位蒸汽汽量稱為冷卻倍率（或循環倍率），它表示凝結單位蒸汽汽量所需要的冷卻水量。所需要的冷卻水量。m值越大，則冷卻水的溫升值越大，則冷卻水的溫升 越小，凝汽器內越小，凝汽器內壓力越低，會使整機理想焓降增加，從而可以提高電廠熱效率。壓力越低，會使整機理想焓降增加，從而可以提高電廠熱效率。t但是，但是，m大則冷卻水量大，冷卻水泵功率大。故大則冷卻水量大，冷卻水

26、泵功率大。故m值大小要通過值大小要通過經濟技術對比后確定。一般，對于單流程凝汽器，經濟技術對比后確定。一般，對于單流程凝汽器，m=80120范范圍之內；對于雙流程凝汽器，圍之內；對于雙流程凝汽器，m=6070范圍之內。范圍之內。 cchh 22005254.1874.187cchhtmmm 3、凝汽器的最有利真空和極限真空、凝汽器的最有利真空和極限真空：（1）凝汽器的最有利真空）凝汽器的最有利真空：凝汽器：凝汽器的進汽量是由外界負荷決定的，而冷的進汽量是由外界負荷決定的，而冷卻水溫升是有依靠調節冷卻水量來控卻水溫升是有依靠調節冷卻水量來控制的。制的。 每每1kg蒸汽在凝結時所放出的蒸汽在凝結時

27、所放出的潛熱潛熱，約，約2200kJ/kg,變化很小，這樣，式（變化很小，這樣，式（5-3）為：）為：冷卻水量增加，可降低冷卻水溫升，降低汽輪機排汽壓力，增大冷卻水量增加，可降低冷卻水溫升，降低汽輪機排汽壓力，增大理想焓降，提高經濟性。但是水泵功率要增大。這里有一個最佳理想焓降，提高經濟性。但是水泵功率要增大。這里有一個最佳冷卻水量，即冷卻水量增大，使汽輪機功率增加所得到收益大于冷卻水量，即冷卻水量增大，使汽輪機功率增加所得到收益大于水泵功率增大，凈收益最大。這時候的真空稱為凝汽器的最有利水泵功率增大，凈收益最大。這時候的真空稱為凝汽器的最有利真空。真空。（2）凝汽器的極限真空）凝汽器的極限真

28、空：若真空進一步增高，使末級葉片的斜切：若真空進一步增高，使末級葉片的斜切部分達到膨脹極限時的真空稱為凝汽器的極限真空。這時候余速部分達到膨脹極限時的真空稱為凝汽器的極限真空。這時候余速損失增加。損失增加。0 310tCo7 9 Cto4.5 6.5 Ct（三）傳熱端差（三）傳熱端差 傳熱端差和冷卻面積、傳熱量及傳熱系數有關系。設計時，傳熱端差和冷卻面積、傳熱量及傳熱系數有關系。設計時，一般取一般取 。對于單流程凝汽器，取。對于單流程凝汽器，取 ，對，對于多流程凝汽器，取于多流程凝汽器，取 。 作業與思考題作業與思考題1，畫出最簡單的凝汽系統圖，其主要設備及其作用。2，間接空冷系統圖，其主要設

29、備及其作用。3，凝汽器內的壓力如何確定？4，什么是凝汽器的最有利真空和極限真空？一、凝結特點一、凝結特點： 假設只有水蒸汽存在，并且凝汽器內各處的壓力都相等，則蒸假設只有水蒸汽存在，并且凝汽器內各處的壓力都相等，則蒸汽應在與壓力相對應的飽和溫度下凝結。實際上并非如此，因為：汽應在與壓力相對應的飽和溫度下凝結。實際上并非如此，因為：1、排汽從凝汽器進口向空氣抽出口流動，由于、排汽從凝汽器進口向空氣抽出口流動，由于阻力存在阻力存在，則凝汽，則凝汽器內各處壓力都不相同；器內各處壓力都不相同；2、整個系統不可能完全密封，有、整個系統不可能完全密封，有空氣漏入空氣漏入。則凝汽器內各處空氣。則凝汽器內各處

30、空氣分壓也不相同，凝結時的飽和溫度也不相同。分壓也不相同，凝結時的飽和溫度也不相同。 這樣，這樣，由于阻力和空氣的存在，蒸汽分壓降低由于阻力和空氣的存在，蒸汽分壓降低，使，使凝結水溫度凝結水溫度低于凝汽器進口處的低于凝汽器進口處的蒸汽溫度蒸汽溫度，造成，造成。1、空氣量：、空氣量：（1）空氣來源）空氣來源：新蒸汽帶入；汽輪機裝置密封不嚴；負荷降低時：新蒸汽帶入；汽輪機裝置密封不嚴；負荷降低時真空前移，真空前移， 擴大漏汽范圍；擴大漏汽范圍；1()(1)100caejDDk()aejDcD1K15K 1K1K1K1K二、進入凝汽器的空氣量和空氣分壓二、進入凝汽器的空氣量和空氣分壓（2）設計漏汽量

31、估計）設計漏汽量估計（經驗公式）：要準確確定空氣漏入量是有（經驗公式）：要準確確定空氣漏入量是有困難的，通常用下面的經驗公式進困難的，通常用下面的經驗公式進 估估 計計 ： 其其 中中 ， - 漏入空氣量漏入空氣量(kg/h)； -凝汽器的設計進汽量凝汽器的設計進汽量(t/h)； -嚴密系數，一般取嚴密系數，一般取 。 (5- 10)上式也可以用于檢查凝汽設備的嚴密程度。這時，上式也可以用于檢查凝汽設備的嚴密程度。這時， 為抽汽口測得為抽汽口測得的被抽出的空氣量。的被抽出的空氣量。 為評定的嚴密等級系數：為評定的嚴密等級系數： =1為優，為優， = 2為良好，為良好， =3為中等。為中等。()

32、aejD2、蒸汽與空氣分壓：、蒸汽與空氣分壓： 由于空氣的漏入，凝汽器內的由于空氣的漏入，凝汽器內的總壓力總壓力 為為蒸汽分壓蒸汽分壓和和空氣分壓空氣分壓之和：之和： csappp1 0.623csacppDxD0.6231 0.623accaacDpxDpDxD0001. 0/caDDxppcs1000062. 01cpcp其中，其中，x為蒸汽為蒸汽干度干度。實際上，在正常情況下，在凝汽器中的大部。實際上，在正常情況下，在凝汽器中的大部分區域，蒸汽占絕大多數，空氣含量很小，即分區域，蒸汽占絕大多數，空氣含量很小，即 ，故：，故：(5-11)其中(5-15)(5-16)當有當有99%蒸汽凝結，

33、即蒸汽凝結，即x=0.01，這樣，由上式可得，這樣，由上式可得 。 即蒸汽分壓即蒸汽分壓 接近于總壓力。絕大部分蒸汽在壓力的飽和溫度下凝接近于總壓力。絕大部分蒸汽在壓力的飽和溫度下凝結。結。空氣對蒸汽凝結的影響，只是在沿流程的末尾區段空氣對蒸汽凝結的影響，只是在沿流程的末尾區段（空氣冷卻（空氣冷卻區）才明顯。區）才明顯。0.99382scpp三、空氣漏入對凝汽器工作的影響三、空氣漏入對凝汽器工作的影響 由于空氣的漏入，對凝汽器的工作是有由于空氣的漏入，對凝汽器的工作是有影響影響的的 ： 1、空氣的漏入會使、空氣的漏入會使傳熱效果變差傳熱效果變差，傳熱端差增大。結果會使排，傳熱端差增大。結果會使

34、排汽壓力升高，降低了機組的經濟性；汽壓力升高，降低了機組的經濟性； 2、空氣的漏入，增加了凝結水中空氣的溶解度，對汽輪機裝置、空氣的漏入，增加了凝結水中空氣的溶解度，對汽輪機裝置和管道系統金屬產生和管道系統金屬產生腐蝕腐蝕，影響機組的安全性；，影響機組的安全性； 3、空氣的漏入，會使空氣分壓增大，、空氣的漏入，會使空氣分壓增大，使凝結水的過冷度增加使凝結水的過冷度增加，影響了機組的經濟性。影響了機組的經濟性。 第五節 多壓凝汽器 現代大功率汽輪機都采用現代大功率汽輪機都采用多缸多排汽口多缸多排汽口。為了提高大功率汽輪。為了提高大功率汽輪機的經濟性，常采用機的經濟性，常采用多壓凝汽器多壓凝汽器。

35、多壓凝汽器就是將凝汽器的。多壓凝汽器就是將凝汽器的汽側汽側分隔成分隔成與汽輪機排汽口個數相同的兩個或更多的互不相通的部分。與汽輪機排汽口個數相同的兩個或更多的互不相通的部分。圖圖5-16為雙壓凝汽器的示意圖。為雙壓凝汽器的示意圖。 進水側的冷卻水溫進水側的冷卻水溫度較低，其對應汽側壓度較低，其對應汽側壓力也較低；出水側的冷力也較低；出水側的冷卻水溫度較高，因此，卻水溫度較高，因此，其對應汽側壓力也較高。其對應汽側壓力也較高。同理，也有三壓、四壓同理，也有三壓、四壓凝汽器。采用多壓凝汽凝汽器。采用多壓凝汽器可以提高機組的經濟器可以提高機組的經濟性。性。1、抽氣器的作用、抽氣器的作用 抽氣器的作用

36、是將漏入凝汽器內空氣不斷地抽出，以維持凝汽抽氣器的作用是將漏入凝汽器內空氣不斷地抽出，以維持凝汽器內的高度真空。故抽氣器工作的好壞對凝汽器工作的影響很大。器內的高度真空。故抽氣器工作的好壞對凝汽器工作的影響很大。任何一種抽汽器，不論其結構和工作原理如何，都是一種壓氣器，任何一種抽汽器，不論其結構和工作原理如何，都是一種壓氣器，它將汽氣混合物從凝汽器抽氣口的壓力壓縮到高于大氣壓的出口壓它將汽氣混合物從凝汽器抽氣口的壓力壓縮到高于大氣壓的出口壓力。力。2、抽氣器的型式、抽氣器的型式 抽氣器的型式有抽氣器的型式有機械式機械式和和噴射式噴射式兩種。噴射式抽氣器結構簡單、兩種。噴射式抽氣器結構簡單、工作

37、可靠、制造成本低、維護方便、建立真空快。常用的噴射式抽工作可靠、制造成本低、維護方便、建立真空快。常用的噴射式抽氣器有氣器有射汽抽氣器射汽抽氣器和和射水抽氣器射水抽氣器兩種，工作原理相同工質不同。前兩種，工作原理相同工質不同。前者用蒸汽作工質，后者用水作工質。者用蒸汽作工質，后者用水作工質。 啟動抽氣器的作用是在汽輪機啟動前給凝汽器建立真空，以啟動抽氣器的作用是在汽輪機啟動前給凝汽器建立真空，以縮短機組啟動時間。縮短機組啟動時間。 圖圖5-85-8為啟動抽氣器示意圖，它主要由為啟動抽氣器示意圖，它主要由工作噴嘴工作噴嘴A A、混合室混合室B B和和擴壓管擴壓管C C所組成。所組成。 一、射汽抽

38、氣器一、射汽抽氣器1.啟動抽氣器的結構和工作原理啟動抽氣器的結構和工作原理：工質是新蒸汽，新蒸汽進入工作噴嘴工質是新蒸汽，新蒸汽進入工作噴嘴A，在噴嘴，在噴嘴A膨脹加速造成一膨脹加速造成一個遠高于音速的個遠高于音速的高速汽流高速汽流射入混合室。高速汽流有射入混合室。高速汽流有很強的空吸作用很強的空吸作用，從而將從抽氣口來的汽氣混合汽流帶走，并進入擴壓管從而將從抽氣口來的汽氣混合汽流帶走，并進入擴壓管C。混合汽。混合汽流在擴壓管流在擴壓管C中不斷擴壓，直到壓力稍大于大氣壓力后排入大氣。中不斷擴壓，直到壓力稍大于大氣壓力后排入大氣。 啟動抽氣器功率大建立真空快，但工質和工質的熱量不能回收，啟動抽氣

39、器功率大建立真空快，但工質和工質的熱量不能回收，有有經濟損失經濟損失。故它只作為啟動時用。一旦汽輪機正常工作以后，主抽。故它只作為啟動時用。一旦汽輪機正常工作以后，主抽氣器便投入工作，啟動抽氣器停止工作。氣器便投入工作，啟動抽氣器停止工作。2. 主主 抽抽 氣氣 器器 主抽氣器的作用主抽氣器的作用 ：是在汽輪機正常是在汽輪機正常工作時使用，以維持凝汽器的高度真工作時使用，以維持凝汽器的高度真空空。主抽氣器一般都采用帶中間冷卻。主抽氣器一般都采用帶中間冷卻器的多級型式。其目的在于可以得到器的多級型式。其目的在于可以得到更高的真空度，同時也可以更高的真空度，同時也可以回收工質回收工質和和熱量熱量，

40、提高經濟性。圖，提高經濟性。圖5-9為兩級射為兩級射汽抽氣器工作原理圖。汽抽氣器工作原理圖。級抽走。在第二級抽氣器中，汽氣混合級抽走。在第二級抽氣器中，汽氣混合物被壓縮到略高于大氣壓力，再經第二物被壓縮到略高于大氣壓力，再經第二級冷卻器級冷卻器4進一步凝結并回收工質和熱量。進一步凝結并回收工質和熱量。最后的空氣和少最后的空氣和少 量未凝結的蒸汽一起排量未凝結的蒸汽一起排入大氣。入大氣。（二）射水抽氣器（二）射水抽氣器 射水抽氣器的射水抽氣器的工作原理工作原理：射水抽氣器的：射水抽氣器的工作原理同射汽抽氣器相同，如圖工作原理同射汽抽氣器相同，如圖5-12所示。所示。它主要由它主要由工作水進口工作

41、水進口1、噴嘴噴嘴2、混合室混合室5、擴壓管擴壓管7和和逆止閥逆止閥6等部件所組成。壓力水由等部件所組成。壓力水由射水泵射水泵供給，經噴嘴形成供給，經噴嘴形成高速射流高速射流射出，從射出，從而將凝汽器中的汽氣混合物抽出而將凝汽器中的汽氣混合物抽出 。凝汽器內的汽氣混合物由第一級抽氣器抽出，并壓縮到某一中間壓凝汽器內的汽氣混合物由第一級抽氣器抽出，并壓縮到某一中間壓力（低于大氣壓力），然后進入中間冷卻器力（低于大氣壓力），然后進入中間冷卻器2。在中間冷卻器。在中間冷卻器2中，中，混合物中的部分蒸汽被凝結成水，而未凝結的汽氣混合物又被第二混合物中的部分蒸汽被凝結成水，而未凝結的汽氣混合物又被第二射

42、水抽氣器射水抽氣器不消耗新蒸汽不消耗新蒸汽，運行費用較射汽抽氣器低。系統簡單、，運行費用較射汽抽氣器低。系統簡單、運行可靠、維護方便。運行可靠、維護方便。 但但需要另外安裝射水泵需要另外安裝射水泵。現代大型汽輪機都。現代大型汽輪機都采用射水抽氣器。國產采用射水抽氣器。國產200MW汽輪機就是采用射水抽氣器作為主汽輪機就是采用射水抽氣器作為主抽汽器。中小型汽輪機多采用射汽抽氣器作為主抽汽器。抽汽器。中小型汽輪機多采用射汽抽氣器作為主抽汽器。 （ 三三 ） 水水 環環 式式 真真 空空 泵泵 國產國產300MW和和600MW汽輪汽輪機組的抽氣裝置都是采用水環機組的抽氣裝置都是采用水環式真空泵。其主

43、要部件有式真空泵。其主要部件有葉輪葉輪和和殼體殼體。殼體內形成一個。殼體內形成一個圓柱圓柱體空間體空間，葉輪，葉輪偏心地安裝偏心地安裝在殼在殼體內。在殼體上開有體內。在殼體上開有吸氣口吸氣口和和出氣口出氣口，實行軸向吸氣和排氣。，實行軸向吸氣和排氣。葉輪帶有前彎葉片，偏心地安葉輪帶有前彎葉片，偏心地安裝在充有適量工作水（密封水）裝在充有適量工作水（密封水）的橢圓形泵體內。的橢圓形泵體內。當葉輪旋轉時，由于離心力作用，水向周圍運動，當葉輪旋轉時，由于離心力作用，水向周圍運動， 形成一個形成一個運運動著的圓環動著的圓環（密封水環）。由于偏心地安裝的，水環的內表面（密封水環）。由于偏心地安裝的，水環

44、的內表面也就與葉輪偏心，葉輪輪轂與水環間形成一個月形空間。也就與葉輪偏心，葉輪輪轂與水環間形成一個月形空間。葉輪葉輪每轉一周，每兩個相鄰葉片與水環間所形成的空間由小到大，每轉一周，每兩個相鄰葉片與水環間所形成的空間由小到大，又由大到小地周期性變化又由大到小地周期性變化。當空間處于由小到大變化時，該空。當空間處于由小到大變化時，該空間產生真空，由進氣口吸入氣體。當空間處于由大到小變化時，間產生真空，由進氣口吸入氣體。當空間處于由大到小變化時，該空間產生壓力，吸入的氣體被壓縮并經排氣口排出。這樣，該空間產生壓力，吸入的氣體被壓縮并經排氣口排出。這樣，當葉輪連續運轉時，就不斷地重復上述過程，起到一個

45、連續抽當葉輪連續運轉時，就不斷地重復上述過程，起到一個連續抽氣的作用。氣的作用。 1、最孤獨的時光，會塑造最堅強的自己。2、把臉一直向著陽光，這樣就不會見到陰影。3、永遠不要埋怨你已經發生的事情，要么就改變它，要么就安靜的接受它。4、不論你在什么時候開始，重要的是開始之后就不要停止。5、通往光明的道路是平坦的，為了成功，為了奮斗的渴望，我們不得不努力。6、付出了不一定有回報，但不付出永遠沒有回報。7、成功就是你被擊落到失望的深淵之后反彈得有多高。8、為了照亮夜空，星星才站在天空的高處。9、我們的人生必須勵志，不勵志就仿佛沒有靈魂。10、拼盡全力，逼自己優秀一把，青春已所剩不多。11、一個人如果

46、不能從內心去原諒別人，那他就永遠不會心安理得。12、每個人心里都有一段傷痕，時間才是最好的療劑。13、如果我不堅強，那就等著別人來嘲笑。14、早晨給自己一個微笑，種下一天旳陽光。15、沒有愛不會死，不過有了愛會活過來。16、失敗的定義：什么都要做，什么都在做，卻從未做完過，也未做好過。17、當我微笑著說我很好的時候，你應該對我說，安好就好。18、人不僅要做好事，更要以準確的方式做好事。19、我們并不需要用太華麗的語言來包裹自己，因為我們要做最真實的自己。20、一個人除非自己有信心，否則無法帶給別人信心。21、為別人鼓掌的人也是在給自己的生命加油。22、失去金錢的人損失甚少，失去健康的人損失極多

47、，失去勇氣的人損失一切。23、相信就是強大，懷疑只會抑制能力，而信仰就是力量。24、那些嘗試去做某事卻失敗的人，比那些什么也不嘗試做卻成功的人不知要好上多少。25、自己打敗自己是最可悲的失敗，自己戰勝自己是最可貴的勝利。26、沒有熱忱，世間便無進步。27、失敗并不意味你浪費了時間和生命，失敗表明你有理由重新開始。28、青春如此華美，卻在煙火在散場。29、生命的道路上永遠沒有捷徑可言，只有腳踏實地走下去。30、只要還有明天，今天就永遠是起跑線。31、認真可以把事情做對，而用心卻可以做到完美。32、如果上帝沒有幫助你那他一定相信你可以。33、只要有信心，人永遠不會挫敗。34、珍惜今天的美好就是為了讓明天的回憶更美好。35、只要你在路上，就不要放棄前進的勇氣，走走停停的生活會一直繼續。36、大起大落誰都有拍拍灰塵繼續走。37、孤獨并不可怕，每個人都是孤獨的，可怕的是害怕孤獨。38、寧可失敗在你喜歡的事情上，也不要成功在你所憎惡的事情上。39、我很平凡，但骨子里的我卻很勇敢。40、眼中閃爍的淚光，也將化作永不妥協的堅強。41、我不去想是否能夠成功，