表面式凝汽器用途:
凝汽器是汽轮机系统的重要组成部分。它的作用将汽轮机的排汽凝结成水,形成并保持所要求的真空。其工作性能直接影响到整个系统的热经济性和运行可靠性。所以凝汽器是汽轮机组的重要辅机-,是电力热力循环中的重要一环,对整个火力发电厂的建设和安全、经济运行都有着决定行影响。
表面式凝汽器的用途可归结为四个方面:
1)凝结作用
凝汽器通过冷却水与乏汽的热交换,带走乏汽的汽化潜热而使其凝结成水,凝结水经回收加热而作为锅炉给水重复使用。
2)建立并维持一定真空
这是降低机组终系数、提高电厂循环效率所必需的。
3)除氧作用
现代凝汽器,特别是不单设除氧器的燃气蒸汽联合循环装置中的凝汽器和沸水堆核电机组的凝汽器,都要求有除氧作用,以适应机组的防腐要求。
4)蓄水作用
凝汽器的蓄水作用即是汇集和贮存凝结水、热力系统中的各种疏水、排汽和化学补给水的需要,也是缓冲运行中机组流量急剧变化、增加系统调节稳定性的需要,同时还是确保凝结水泵必要的吸水压头的需要。
凝汽器分类:
按蒸汽凝结方式的不同凝汽器可分为表面式(也称间壁式)和混合式(也称接触式)两类。在表面式凝汽器中,与冷却介质隔开的蒸汽在冷却壁面上(通常为金属管子)被冷凝成液体。冷却介质可以是水或空气。水冷表面式凝汽器(凝汽器)按冷却水的流动方式分为单流程、双流程两种。在混合式凝汽器中,蒸汽是在与冷却介质混合的情况下被冷凝成液体的。被冷凝的蒸汽既可是水蒸汽,也可是其他物质的蒸气。现在很多电厂都选用表面式凝汽器居多.
对老式和陈旧凝汽器改造:
由于种种原因,我过众多的发电厂使用凝汽器的型式和凝汽器运行效率有很大差异。加之有的凝汽器使用年限很久,已严重老化和设计的技术手段过时,使凝汽器的技术改造和更新换代显得很有必要。 对电厂老式和陈旧凝汽器的技术改造是指在对电厂现场进行仔细的技术勘察和调研后,提出凝汽器的具体改造方案,先行制造出改造所需的部套件及技术资料软件,在电厂大修期限内完成安装施工和试验,然后交付运行。
A、凝汽器改造的目的
1)提高机组的安全性和可靠性 改造和更换老式,陈旧的凝汽器部套件,采用新型,-的技术,是凝汽器结构科学,合理,效率提升,从而提高机组的安全性和可靠性。
2)提高机组的经济性 在汽轮机进汽温度不变的条件下,排汽温度每降低10℃,装置效率将提高3.5%左右。凝汽压力每改变1KPa,汽轮机功率将平均改变1%~~2%。 冷却水管采用科学,合理,-的布置方式,是效率大幅度提升。 内部另设真空除氧装置,进一步适应机组的防腐要求。 根据各个电厂运行水质的不同(海水、地下水、地表水等)冷却水采用不同材质的钛管、铜管、不锈钢管等。 经过热力计算,流场计算,强度计算分析等-考虑后,不仅使设备性能满足要求,效率提高,而且便于安装和维护。
B、凝汽器改造方案及实施:
1)经过细致的计算分析和-考虑后,在凝汽器内部采用新型,合理的冷却水管布置方式,同时根据各厂冷却水质的不同(海水、地下水、地表水等),采用不同材质的冷却水管(钛管、铜管、不锈钢管等)。
2)更换凝汽器支撑板,管板等。
3)改进壳体和其它部套件等。(壳体有的也可以保留)。
4)在凝汽器内部加装新技术的补水装置和真空除氧装置。
5)现场施工安装、试验、交付使用。(或现场指导)。
突出优势表面式凝汽器的特点:
1)优良的热力性能:
凝汽器应具有较高的传热系数,以保证良好的传热效果,使汽轮机在一定条件下具有较低的运行背压,提高蒸汽动力装置的热效率。采用-的流场计算软件和强度分析计算软件,根据不同工况下的工艺参数进行分析计算,保证产品在不同工况下均能满足设计要求。 在汽轮机进汽温度不变的条件下。排汽温度每降低10℃,装置效率提高3.5%;凝汽压力每改变1KPa,汽轮机功率将平均改变1%~~2%。
2)具有高度的密封性能:
针对不同结构的密封,在结构和材料上进行优化设计,使设备具有良好的密封性能,提高真空系统的气密性,减少空气漏入量,保证凝汽器的传热性能。
3)凝汽设备要求有良好的回热性能,降低凝水的过冷度,以减少汽轮机回热抽汽,降低热耗。
4)良好的除氧性能:
可根据系统的凝结水含氧要求,加设热并除洋装置,是凝汽器具有良好的除氧性能,防止凝结水管道和设备的腐蚀。
5)具有较小的流动阻力,也减少循环水泵的耗功:
通过热力计算、流场计算、强度计算分析,在满足性能的前提下,对结构进行优化设计,使设备性能得到优化,并通过结构及系统-分析考虑,不仅要求设备性能满足要求,并且要求尽可能便于制造、安装和维修。
表面式凝汽器与机组的配套情况:
1、凝汽器的设计与机组特性密切相关:
如机组的背压参数、冷却水品质及参数、冷却水流程数、凝汽器的背压要求等等。冷却水管的材料和形状选择也与凝汽器的设计关系甚密。因此表面式凝汽器的设计,针对性强,在配套设计中需要详细的初始参数资料和改机组的配套要求。
2、列举部分凝汽器设计产品:
1)25MW抽凝式汽轮机组配套N-2000型号凝汽器,背压8KPa,冷却水入口温度27℃,冷却管为锡黄铜管,凝汽器换热面积2000(平方米)。
2)100MW机组N-6815型号凝汽器,双壳体、双流程形式凝汽器,背压4.9KPa,冷却水-温度20℃,冷却管为锡黄铜管,冷却面积6815(平方米)。
3)125MW机组N-7100型号凝汽器,单壳体、双流程形式凝汽器,背压4.9KPa,冷却水-温度20℃,冷却管为锡黄铜管,冷却面积7100(平方米)。
4)200MW机组N-12586型号凝汽器,单壳体、双流程形式凝汽器,背压6.86KPa,冷却水-温度20℃,冷却管为锡黄铜管,冷却面积12586(平方米)。
5)300MW机组N-16000型号凝汽器,单壳体、双流程形式凝汽器,背压5.4KPa,冷却水-温度20℃,冷却管为锡黄铜管,冷却面积16000(平方米)。
6)300MW秦山核电站全钛凝汽器,凝汽器换热面积约28000(平方米)。
7)600MW机组N-40000型号凝汽器、单壳体、双壳体、双压形式凝汽器,背压,低压壳4KPa、高压壳5.3KPa,冷却水-温度20℃,冷却管为锡黄铜管,冷却面积40000(平方米)。
以上几种机组配套凝汽器型号不全,需要具体配套表面式凝汽器,需要告知多大机组及所采用的水质是什么?水中氯离子含量多少?我们来帮您确定-终的凝汽器型号。
工作原理凝汽器结构组成:
双流程凝汽器水冷表面式凝汽器主要由壳体、管束、热井、水室等部分组成。汽轮机的排汽通过喉部进入壳体,在冷却管束上冷凝成水并汇集于热井,由凝结水泵抽出。冷却水(又称循环水)从-水室进入冷却管束并从出口水室排出。
凝汽器设计:
表面式凝汽器设计时,应根据汽轮机排汽量、排汽面积、年或月平均水温和供水方式,对背压、冷却水倍率(指冷却水量与被冷凝蒸汽量的-比,一般为 50~120)和冷却水管内流速等进行技术经济比较,确定-佳方案。凝汽器在结构上应有合理的管束排列,以提高总的传热系数和降低汽侧阻力;合理布置空气冷却区和抽气口,防止形成空气死区;配备有效的抽气设备,以保证良好的热交换;喉部要有良好的空气动力特性,以保证排汽较均匀地进入冷却管束,不致形成汽流旋涡而浪费部分冷却面积;整个外壳要有良好的气密性和足够的刚度,以利于提高真空严密性和防止外壳变形;要使汽流良好地加热凝结水,并达到一定的除氧效果;根据管子振动计算选择合理的中间支撑板跨距,避免运行时引起管束共振而使管束遭到破坏。
凝汽器保护:
凝汽器的换热管材料一般以不锈钢管和铜管为主,钛管多使用在靠海边,介质水质海水,其中碳钢管材质的管板在作为凝汽器使用时,其管板与列管的焊缝经常出现 腐蚀 -,-物进入冷却水系统会造成污染环境及物料的浪费。在制作时,管板与列管的焊接一般采用手工电弧焊,焊缝形状存在不同程度的缺陷,如凹陷、气孔、夹渣等,焊缝应力的分布也不均匀。使用时管板部分与工业冷却水接触,而工业冷却水中的杂质、盐类、气体、微生物都会构成对管板和焊缝的腐蚀。研究表明,工业水无论是淡水还是海水,都会有各种离子和溶解的氧气,其中氯离子和氧的浓度变化,对金属的腐蚀形状起重要作用。另外,金属结构的复杂程度也会影响腐蚀形态。因此,管板与列管焊缝的腐蚀以 孔蚀 和 缝隙腐蚀 为主。从外观看,管板表面会有许多腐蚀产物和积沉物,分布着大小不等泡。以海水为介质时,还会产生电偶腐蚀,双金属腐蚀也是管板腐蚀的一种常见现象。
表面式凝汽器工作原理:
凝汽器是现代火电站和核电站-采用的典型汽轮机。凝汽设备是汽轮机装置的重要组成部分,它的设计制造和运行-的优劣,直接影响汽轮机装置的经济性和安全性。 凝汽设备在汽轮机装置的热力循环中起到冷源的作用。降低汽轮机排气温度和排气压力,可以提高热循环清洗效率。凝汽器的主要作用,一是在汽轮机排汽口建立并保持高度真空,二是在汽轮机排汽凝结的水作为锅炉给水,构成一个完整的循环。而通过与循环水进行热交换,使凝汽器保持较高的真空度。真空过低会严重影响电厂机组的安全经济运行,而造成真空过低其中一个重要原因就是冷却水管结垢。汽轮机的结垢对凝集器的性能影响较大,它不仅使汽机端差增大,而且使汽机真空度降低,排气温度升高,影响汽轮机的经济性和安全性。 长期以来传统的清洗方式如机械方法(刮、刷)、高压水、化学清洗(酸洗)等在对设备清洗时出现很多问题:不能-清除水垢等沉积物,酸液对设备造成腐蚀形成漏洞,残留的酸对材质产生二次腐蚀或垢下腐蚀,-终导致更换设备,此外,清洗废液有毒,需要大量资金进行废水处理。 凝汽器中装有大量的铜管,并通以循环冷却水。当汽轮机的排汽与凝汽器(凝汽器)铜管外表面接触时,因受到铜管内水流的冷却,放出汽化潜热变成凝结水,所放潜热通过铜管管壁不断的传给循环冷却水并被带走。这样排汽就通过凝汽器不断的被凝结下来。排汽被冷却时,其比容急剧缩小,因此,在汽轮机排汽口下凝汽器内部造成较高的真空。 凝汽器是火力发电厂的大型换热设备。
表面式凝汽器真空度定义:
从真空表所读得的数值称真空度。真空度数值是表示出系统压强实际数值低于大气压强的数值,即:真空度=大气压强-压强 凝汽器真空的形成主要原因: 在启动过程中真空是由主、辅抽将汽轮机内大量空气抽出而形成的。在正常运行中,真空的形成是由于汽轮机排汽在内骤然凝结成水时其比容急剧缩小而形成的。 如蒸汽在-压力4kpa时蒸汽的体积比水的体积大3万倍,当排汽凝结成水后,体积就大为缩小,使凝汽器内形成高度真空。
凝汽器真空形成和维持必须具备三个条件:
1)铜管必须通过一定的冷却水量;
2)凝结水泵必须不断地把凝结水抽走,避免水位升高,影响蒸汽的凝结;
3)抽汽器必须把漏入的空气和排汽中的其它气体抽走。
凝汽器真空降低的原因:
循环水量减少或中断: 循环水泵跳闸、循进阀门误关、循环水泵出口蝶阀阀芯落、循进滤网堵:水量中断,进水压力下降,出水真空至零,循泵电流至零或升高,须不破坏真空停机;若未关死,立即减 负荷 恢复; 循出阀门误关、凝汽器水侧板管堵塞、收球大网板不在运行位置:循环水压上 升,温升增大; 进水不畅:循泵电流晃动,进水压力下降,出水真空降低,循环水温升增大,水量不足;. |4 Q1 j- {3 u 虹吸破坏(进水压力低、板管堵塞、出水侧漏空气):虹吸作用减小时,会使水量减少,却又提高了循环水母管压力,而压力高对维持水量是有利的,所以虹吸破坏必然是个过程。出水真空晃动且缓慢下降,温升增大。
表面式凝汽器真空缓慢下降的原因和处理:
因为真空系统庞大,影响真空的因素较多,所以真空缓慢下降时,寻找原因比较困难,重点可以检查以下各项,并进行处理。
1.循环水量不足 :
循环水量不足表现在同一负荷下,凝汽器循环水进出口温差增大,其原因可能是进入杂物而堵塞。对于装有胶球清洗装置的一机组,应进行反冲洗。对于出口管有虹吸的机组,应检查虹吸是否破坏,其现象是:出口侧真空到零,同时入口压力增加。出现上述情况时,应使用循环水系统的辅助抽气器,恢复出口处的真空,必要时可增加进入凝汽器的循环水量。 凝汽器(凝汽器)出人口温差增加,还可能是由于循环水出口管积存空气或者是铜管结垢严重。此时应开启出口管放空气阀,排除空气或投入胶球清洗装置进行清洗,必要时在停机后用高压水进行冲洗。
2.凝汽器水位升高 :
导致水位升高可能是凝结水泵入口汽化或者铜管破裂漏入循环水等。凝结水泵入口汽化可以通过凝结水泵电流的减小来判断,当确认是由于此原因造成水位升高时,应检查水泵入口侧兰盘根是否不严,漏入空气。铜管破裂可通过检验凝结水硬度加以判断。
3.射水抽气器工作水温升高 :
工作水温升高,使抽气室压力升高,降低了抽气器的效率。当发现水温升高时,应开启工业水补水,降低工作水温度。
4.真空系统漏人空气 :
真空系统是否漏入空气,可通过严密性试验来检查。此外,空气漏入真空系统,还表现为凝结水过冷度增加,并且端差增大。
凝汽器真空下降的危害:
(1)使排汽压力升高,可用焓降减小,不经济,同时 机组 出力有所降低;
(2)排汽 温度 升高,可能使铜管松弛,破坏严密性;
(3)排汽温度升高,使排汽缸及 轴承 座受热膨胀,引起-变化,产生振动;
(4)汽轮机轴向位移增加,造成推力轴承过载而磨损;
(5)真空下降使排汽的容积 流量 减小,对末-叶片的某一部位产生较大的激振力,有可能损坏叶片,造成 事故 .
表面式凝汽器严密性差的主要原因及汽侧:
1 、汽轮机排气缸和凝汽器喉部连接法兰或焊缝处漏气。如采用套筒水封连接方式,喉部变形使填料移动,填料压得不紧,或封水量不足。
2 、汽轮机端部轴封存在问题或工作不正常。
3 、汽轮机低压缸接合面、表计接头等不严密。
4 、有关阀门不严密或水封阀水量不足。
5 、凝结水泵轴向密封不严密。
6 、低压给水加热器汽侧空间不严密。
7 、设备、管道破损或焊缝存在问题。
凝汽器水侧:
1 、胀管管端-。采用垫装法连接管子和管板时,填料部分密封性不好。
2 、在管子-端部发生冲蚀。
3 、冷却管破损。 凝汽器端差 : 压力下的饱和温度与冷却水出口温度之差。对一定的凝汽器,端差的大小与冷却水入口温度、单位面积蒸汽负荷、铜管的表面洁净度,内的漏入空气量以及冷却水在管内的流速有关。一个清洁的凝汽器,在一定的循环水温度和循环水量及单位蒸汽负荷下就有一定的端差值指标,一般端差值指标是当循环水量增加,冷却水出口温度愈低,端差愈大,反之亦然;单位蒸汽负荷愈大,端差愈大,反之亦然。实际运行中,若端差值比端差指标值高得太多,则表明冷却表面铜管污脏,致使导热条件恶化。
凝汽器端差增加的原因:
1.铜管水侧或汽侧结垢;
2.汽侧漏入空气;
3.冷却水管堵塞;
4.冷却水量减少等 凝汽器过冷度 液体温度达到理论结晶温度时并不能进行结晶,而必须在它温度以下的某一温度(称为实际开始结晶温度)才开始结晶。在实际结晶过程中,实际结晶温度总是低于理论结晶温度,这种现象成为过冷现象,两者的温度差值被称为过冷度。
凝汽器过冷度产生的原因 :
由于冷却水管管子外表面蒸汽分压力低于管束之间的蒸汽平均分压力,使蒸汽的凝结温度低于管束之间混合汽流的温度,从而产生过冷。 由于凝汽器内存在汽阻,蒸汽从排汽口向下部流动时遇到阻力,造成下部蒸汽压力低于上部压力,下部凝结水温度较上部低,从而产生过冷。 蒸汽被冷却成液滴时,在冷却水管间流动,受管内循环水冷却,因液滴的温度比冷却水管管壁温度高,凝结水降温从而低于其饱和温度,产生过冷。 由于汽侧积有空气,空气分压力增大,蒸汽分压力相对降低,蒸汽仍在自己的分压力下凝结,使凝结水温度低于排汽温度,产生过冷。 构造上存在缺陷,冷却水管束排列不合理,使凝结水在冷却水管外形成一层水膜,当水膜变厚下垂成水滴时,水滴的温度即水膜内、外层平均温度低于水膜外表面的饱和温度,从而产生过冷却。 漏入空气多或抽气器工作不正常,空气不能及时被抽出,空气分压力增大,使过冷度增加。 热水井水位高于正常范围,凝汽器部分铜管被淹没,使被淹没铜管中循环水带走一部分凝结水的热量而产生过冷却。 循环水温度过低和循环水量过大,使凝结水被过度的冷却,过冷度增加。 凝汽器铜管破裂,循环水漏入凝结水内,使凝结水温度降低,过冷度增加。 凝结水过冷度是衡量凝汽器运行经济性的重要指标,过冷度小,表示循环水带走的热量少,机组经济性好,反之过冷度大,循环水带走的热量多,机组经济性差。 据资料介绍,过冷度每增加1,机组热耗率就上升0.02%
