凝汽器与真空系统参考文档
凝汽器与真空系统课件
分类：根据工作原理和结构可分为容积式、 动力式和混合式
容积式真空泵：通过改变容积来产生真空如 活塞式、旋片式等
动力式真空泵：通过高速旋转的叶片或转子 将气体压缩到高压侧如涡轮式、离心式等
混合式真空泵：结合容积式和动力式真空泵 的优点如罗茨式、滑阀式等
凝汽器的优化方法
提高凝汽器效 率：通过优化 设计提高凝汽 器的热交换效 率降低能耗。
降低凝汽器压 力损失：通过 优化设计降低 凝汽器内部的 压力损失提高
真空度。
优化凝汽器结 构：通过优化 设计优化凝汽 器的结构提高 凝汽器的热交 换效率和真空
度。
提高凝汽器运 行稳定性：通 过优化设计提 高凝汽器的运 行稳定性降低
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定期检查真空系统的应急预案确保其完备且可操作
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定期检查真空系统的环保措施确保其符合环保要求
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定期检查真空系统的节能措施确保其符合节能要求
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定期检查真空系统的消防措施确保其符合消防要求
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定期检查真空系统的防雷措施确保其符合防雷要求
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定期检查真空系统的防爆措施确保其符合防爆要求
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定期检查真空系统的防静电措施确保其符合防静电要求
注意事项：确保 系统安全、避免 损坏设备、遵守 操作规程
常见问题：泵故 障、压力异常、 阀门堵塞等
真空系统的检查和维护
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定期检查真空泵的运行状态确保其正常工作
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定期检查真空系统的密封性确保无泄漏
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定期检查真空系统的冷却水系统确保冷却效果良好
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定期检查真空系统的润滑油系统确保润滑油充足且无污染
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定期检查真空系统的控制系统确保其正常工作
凝汽器真空度文档
凝汽器真空的影响因素与改善措施凝汽器真空是表征凝汽器工作特性的主要指标，是影响汽轮机经济运行的主要因素之一。
真空降低使汽轮机的有效焓降减少,会影响汽轮机的出力和机组设备的安全性。
电站凝汽器一般运行经验表明：凝汽器真空每下降1kPa，汽轮机汽耗会增加1.5％—2.5％。
而且，凝汽器真空的降低，会使排汽缸温度升高，引起汽轮机轴承中心偏移，严重时会引起汽轮机组振动。
此外，当凝汽器真空降低时，为保证机组出力不变，必须增加蒸汽流量，而蒸汽流量的增加又将导致铀向推力增大，使推力轴承过负，影响汽轮机的安全运行。
所以在实际的热电厂运行中，最好使凝汽器在设计真空值附近运行。
4.1 真空降低的危害凝汽器是凝汽式机组的一个重要组成部分，其工况的好坏，直接影响整个机组的安全性和经济性。
例如一台200MW的机组，真空每下降1％，引起热耗增加0.029％，少发电约58KW，而一台600MW的机组，真空每下降1％，引起热耗增加0.05％，少发电约306KW。
有资料显示，凝汽器每漏入50kg/h的空气，凝汽器真空下降1Kpa，机组的热耗增加约6％－8％。
1)经济方面的影响a. 真空降低，使汽轮机热耗增加。
对于高压汽轮机，真空每降低1％，可使机组热耗增加4.9％。
b真空降低，使凝结水过冷度增加。
对于高压汽轮机，凝结水每过冷1℃，也使热耗增加0.15％。
c 为了提供真空，开大铀封供汽压力和流量，导致油中带水，增大了油耗。
2)安全方面的影响a．由于真空降低，使排汽压力，排汽温度升高，降低了汽轮机经济性。
严重时，由于排汽温度过高，还将引起汽轮机低压缸胀差发生异常变化和低压缸变形，改变机组的中心，造成机组振动，可能引起故障停机。
b．由于真空降低，凝结水中含氧量增加，最高超过100％，凝结水系设备和管道被腐蚀产生的氧化铁进入锅炉，腐蚀炉方的水冷壁、过热器等设备和管道。
c．为了提高真空运行，开大轴封供汽压力和供汽流量，导致轴封漏汽进入润滑油系统，使油中带水，使调节系统失灵，造成机组运行不稳定，给机组的安全运行带来严重的隐患。
凝汽器与真空系统.概要
培训
专题讲座之一
1 2020/3/7
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
专题讲座之一
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。
专题讲座之一
5 2020/3/7
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。
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。
专题讲座之一
4 2020/3/7
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。
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
专题讲座之一
18 2020/3/7
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。
2 2020/3/7
凝汽器真空建立的原理
T 932-2023 凝汽器与真空系统运行维护导则
DL/T 932-2023 凝汽器与真空系统运行维护导则摘要：本文档是针对凝汽器与真空系统的运行维护制定的指南。
凝汽器是发电厂中的重要组件，它具有冷凝汽水和提供真空的功能。
正确的运行维护可以保证凝汽器的高效运行，延长其寿命，降低故障率。
本文档介绍了凝汽器和真空系统的基本原理，运行维护的注意事项，以及常见问题的解决方法。
1. 引言凝汽器是发电厂中的重要设备，其主要作用是将汽轮机排出的高温高压蒸汽冷凝成水，以便重新加热为饱和蒸汽进入汽轮机。
同时，凝汽器还提供真空给汽轮机冷凝侧系统和其他设备使用。
正确的运行维护能够保证凝汽器的高效运行和延长其使用寿命。
2. 凝汽器基本原理凝汽器通过冷却剂（通常为冷却水）与蒸汽进行热交换，将蒸汽冷凝成水。
凝汽器可分为直接冷却式凝汽器和间接冷却式凝汽器。
直接冷却式凝汽器是将凝汽周期性地喷洒在冷却水上，通过水和蒸汽的直接接触，将蒸汽冷凝为水。
间接冷却式凝汽器则是通过多级换热器将蒸汽间接冷凝。
3. 凝汽器运行维护注意事项3.1 温度控制在凝汽器运行过程中，控制凝汽器排出水的温度非常重要。
合理的水温控制可以保证凝汽器的高效运行。
过高的排水温度可能导致蒸汽未完全冷凝，从而降低了凝汽器的效率。
3.2 水质管理凝汽器中水质的管理对于凝汽器的运行至关重要。
水中的杂质和化学物质可能对凝汽器造成腐蚀和堵塞。
因此，定期检测水质，进行必要的水处理以及保持冷却水的清洁是非常重要的。
3.3 清洗和维护定期对凝汽器进行清洗和维护是保证其正常运行的关键。
清除积聚在凝汽器管道内壁的污垢和沉淀物可以提高凝汽器的换热效率。
同时，检测凝汽器管道是否存在泄漏、腐蚀等问题，并及时修复。
3.4 压力控制凝汽器的排气压力对凝汽器的性能有重要影响。
过高或过低的排气压力都不利于凝汽器的运行。
因此，定期检查和调整凝汽器的排气压力是非常必要的。
4. 常见问题及解决方法4.1 凝汽器漏水问题描述凝汽器在运行过程中出现漏水现象，造成水资源的浪费。
凝汽器与真空系统
什么是极限真空?
1.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。 2.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。 3.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。
如图所示为凝汽设备的原则性 系统图。循环水泵4使冷却水不断 地流经凝汽器3。进入凝汽器的蒸 汽被冷源冷却后，凝结成水。凝结 水被凝结水泵5抽出，经过加热器 和除氧器等进入锅炉循环使用。由 于凝汽器在工作时内部具有高度真 空，所以空气会从不严密处漏入。 为了防止空气在凝汽器内积存，就 要不断地将空气抽出，所以，还设 有抽气器6。 凝汽设备的任务是：
•
凝汽器过冷度产生的原因
• ①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。 ②由于凝结器内存在汽阻，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。
③蒸汽被冷却成液滴时，在凝结器冷却水管间流动，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。 ④由于凝结器汽侧积有空气，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。 ⑤凝结器构造上存在缺陷，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。 ⑥凝结器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。 ⑦热水井水位高于正常范围，凝结器部分铜管被淹没，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。 ⑧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。
660MW双背压机组凝汽器抽真空系统改造及效果
— ９ ４ ． ２ １ ／ 一 ９ ２ ． ８ ９ — ９ ４ ． ７ ９ ／ 一 ９ ３ ． ５ １ 一 ９ ５ ． ７ ２ ／ 一 ９ ４ ． ９ ２
— ９ ５ ． ７ ２ ／ 一 ９ ４ ． ９ ２ — ９ ６ ． ２ ８ ／ ＿ ９ ５ ． ５ ２ — ９ ６ ． １ ９ 『 ＿ ９ ５ ． ３ ３
５ ５ ０ ５ ０ ｏ
４ ５ ０ ４ ｏ ０ ３ ５ ０
表 １ ． 凝汽 器 抽 真 空 系统 改造 前 后 数 据 对 比分 析
上表数据显示 ，该公司实施凝 汽器抽真空 系统 改造成果 显 ２实施 汽轮 机凝 汽器抽 真 空系统 改造的原 因 著。 通过改造 ， 使凝汽器低压侧真空提高 ０ ． ５ ｋ Ｐ ａ左右 ， 高压侧真空 提高 ０ ． １ ｋ Ｐ ａ 左右 ， 平均约提高 ０ ． ３ ｋ Ｐ ａ ， 根据机组热效率 的实验 ， 供 按照汽轮机凝 汽器抽真 空系统 的原有设计 ， 高压测 与低压侧 电煤耗降低约 １ ． ３ ５ ￣ Ｗｈ ，以两 台机组年发 电量 ７ Ｏ亿 ｋ ｗｈ来计 凝汽器各有抽气管 ， 并通 向同一根抽气母管 ， 该抽 气母 管将被连 算 ， 全年可节 约标煤 ９ ４ ５ ０ ｔ ， 按 当前标 煤价格 ８ ０ ０元， ｔ 考虑 ， 则 两 接到真空泵抽空气母管。因为汽轮机凝汽器 两压测的抽空气 管为 台机组抽真空 系统改造后 ， 每年节省燃 料费用 ７ ５ ６万元 ， 经 济效 根共用抽空气母 管 ， 在抽 空气母管 的管道 口， 所 具备的压力是 益 十 分 可 观 。 不 同的，抽空气母管低压侧抽 空气 口的压力极有可能受到影响 ， 甚至无法达到管道抽空气设 计的压力要求 ， 最终导致凝 汽器低压 ５结 论 侧 抽 吸 力度不 足 。
凝汽器真空
轴 封 漏 气
轴 加 水 位
水封注水
（5）轴封加热器的影响。轴加水位过低，水封遭到破 坏，凝汽器漏真空。
（6）低压轴封的影响。低压轴封蒸汽压力过低，外界 空气就会通过汽轮机的大轴漏入凝汽器降低凝汽器真 空。
轴封供汽调节阀
溢流调节阀
（7）高低加疏水的影响。高、低压加热器事故疏 水快速打开时时，造成大量热水突然进入凝汽器， 凝汽器热负荷迅速增加，从而使凝汽器真空突然降 低。这对真空影响其实并不大。但如果事故疏水门 误开，导致水位过低，大量蒸汽进入凝汽器，导致 真空迅速下降。
#3高加
正 常 疏 水
除氧器
事 故 疏 水
凝汽器
（8）真空破坏们误开。
真
空
破
溢流
坏
门
水封注水
（9）漏入空气的影响。凝汽器漏入空气是热力发 电厂中最常见的也是最头疼的问题之一。凝汽器漏 入空气，由于空气不凝结，又是热的不良导体，使 凝汽器换热效果大大降低，从而导致2）低压缸排汽温度升高。 （3）负荷自动下降。 （4）真空泵电流增大。 （5）轴向位移增大。
（3）低压缸排汽温度上升，使低压缸温度温度上升， 使低压缸及低压缸转子的膨胀热变形增加，使机组振 动增大。同时，胀差也会增大，使动静间隙减小，甚 至造成动静摩操。
（4）排汽温度过高可能引起凝汽器铜管松弛，破坏 严密性。可能受热膨胀时不漏，等温度降下来就漏了。 （5）真空下降使排汽的容积流量减少，对末几级叶片 工作不利。末级要产生脱流及旋流，同时还会在叶片 的某一部位产生较大的激振力，有可能损坏叶片，造 成事故。
指液体和蒸气处于动态平衡状态即饱 和状态时所具有的压力。
饱和温度与饱和压力是一一对应的关系。饱和压 力越低，对应的饱和温度也越低。
汽轮机凝汽器与真空
汽轮机凝汽器与真空汽轮发电机组真空系统漏泄直接影响着汽轮机组的热经济性和安全性,-是影响机组热经济性，一般真空值每降低1，汽耗约增高1.5%--2.5%左右,传热端差每升高1°C，供电煤耗约增加1.5%--2.5%左右,所以真空值的高低对汽轮机的热经济性有很大影响；二是影响二次除氧效果，加剧低压设备管道腐蚀，对机组的安全运行非常不利；三是影响蒸汽凝结及热交换性能,增大过冷度和换热端差,增加真空泵的负担。
凝汽式或抽凝式汽轮机的真空下降原因很多，短时间很难查清或处理，是一项难以解决的问题。
综合自己二十年的工作经验，将影响因素逐级分类，范围逐步缩小，对常见问题基本都能判断准确。
虽然是针对中小机组而言，但大机组也可以借鉴。
大致判断过程是通过端差和过冷却度变化确定大类，再通过温度、压力、液位、负荷及真空波动情况确定原因。
一、当只有真空下降，过冷却度和端差都基本不变时，一般是循环水系统故障。
(1)凝汽器进口管板脏污或出口水室存气会增加设备流动阻力,使循环水进出口压差增大,水量减少,液相传热系数降低，总热阻增大，传热温差(饱和水汽与循环水平均温差)增大,排汽温度升高,真空降低：同时，总传热量基本不变，水量减少，进出口温差增大，进口不变时，出口温度升高。
(2)凝汽器进水管道阻塞，会使循环水泵出口压力与凝汽器入水压力差增大，循环水量减少，真空降低，出口水温升高，凝汽器进出水压差减小。
(3)凝汽器出水管路堵塞或阀门未全开，会使水量减少，真空降低，出口水温升高，整体压力升高，凝汽器进出口压力差下降。
(4)循环水泵故障(水池水温低、入口滤网堵塞、吸入空气、水轮导叶磨损等)，会使管路整体压力下降，泵电流降低，真空下降，出水温度升高。
部分循环水泵跳闸，会使水压和排汽真空迅速下降，泵电流消失。
(5)冷却风机断电，会是凝汽器进水温度持续上升，真空不断下降。
循环水故障会使真空降低，但不会使真空波动。
二、当伴随真空下降,只有端差增大,过冷却度没有变化时；此现象基本可以判断为凝汽器铜管结垢。
机组凝汽器真空系统及钛管灌水查漏运行技术措施【范本模板】
2#机主机真空系统及凝汽器灌水查漏运行技术措施一. 灌水查漏目的:1.检查与凝汽器真空系统连接的管道、阀门（各管道一次门与凝汽器连接管是否有泄漏现象),保证真空系统严密性.2.检查凝汽器钛管及其管板是否漏点，保证机组运行时凝结水水质合格；二. 本次查漏范围：1.先灌水至凝汽器壳体与接颈焊缝200mm以下略低位置（就地位置大约淹没7、8＃低加2/3的位置就可以了)，维持此高水位时间不超过2个小时，检查完真空系统后迅速方水到6.9米汽侧人孔门下方淹没钛管，维持准备加荧光粉进行凝气器钛管查漏。
三. 查漏方案:1.查漏原则：凝汽器及真空系统灌水查漏补水方式为通过凝输泵向凝汽器内补充除盐水,直到水位灌至要求的位置，在灌水过程中应加强对凝汽器底部支撑的检查,防止凝汽器壳体变形。
在水位灌至要求高度后，进行全面检查,如无法确认凝汽器钛管是否存在泄漏,应考虑加入荧光粉查漏，启动凝结水泵打循环2小时后检查,若有漏点根据漏点高度或处理措施确定放水位置放水，在处理后根据泄漏部位及处理情况,经检修人员确认后确定是否需要再次灌水查漏，灌水查漏后水位放至正常机组启动的补水位置,如加入了荧光粉查漏，应将水全部放完,并将相关系统冲洗干净.2.灌水高度:先灌水至外接临时水位计水位指示到汽机房6.9m，再根据检修需要增加水位，但不应高于凝汽器壳体与接颈焊缝200mm，最高水位维持2个小时检查真空系统完毕后迅速放水至6.9米检查3.灌水前必须具备的条件：3.1汽机缸温降至200℃以下；3.2与凝汽器相关联的管路系统检修工作已结束,具备灌水条件；3.3联系检修专工确认凝汽器临时支撑已加固（原已安装有）;3.4参与凝汽器灌水查漏的相关人员已到场；3.5凝汽器临时水位计已接好，并将灌水高度标示清楚；3.62＃机循环水泵停止运行或者#2机循环水入口蝶阀已关闭严密，循环水系统联络门关闭断电隔离,系统放水；3.7如要加荧光粉查漏，凝结水泵需具备启动运行条件。
凝汽器抽真空系统
凝气器真空的形成 系统介绍 真空泵的组成及工作原理 大气喷射器的组成及工作原理 系统投入前的检查和准备 系统投运操作 系统停运操作 真空严密性试验
凝汽器真空的形成
凝汽器真空的形成分为两种： （1）在启动或者停机过程中，凝汽器内真空是由真
空泵将其内的空气抽出而形成的。 （2）在正常运行中，凝汽器内真空的形成是由汽
轮机排汽在凝汽器内骤然凝结成水时，其比容急剧缩 小而形成的。
由于汽轮机汽中含有少量的不凝结气体，凝 汽器本身及连接系统也存在漏气处；有部分空气漏入 凝汽器内，所以须用真空泵将气体连续不断地从凝汽 器中抽出，以维持凝汽器在真空下连续运行，真空泵 在汽轮机的正常抽真空系统是由水环式真空泵、汽水分离 器、真空泵冷却器、阀门以及管道组成。
流程：由凝汽器抽吸来的气体通过气动蝶阀进入 真空泵，由真空泵排出的气体经管道进入汽水分离器， 分离后的气体经止回阀从气体排出口排向大气，分离 出来的水与汽水分离器的补充水一起进入冷却器，冷 却后的工作水，一路经孔板喷入真空泵进口，使即将 抽入真空泵内气体中的可凝结部分凝结，提高了真空 泵的抽吸能力；另一路直接进入泵体，维持真空泵的 水环和降低水环的温度。
大气喷射器的组成及工作原理
大气喷射器来提高水环泵的极限压力和扩大 其工作范围。由于水换泵受到水温限制，在极限真空 下其抽气速率大量减少以及水环泵内部容易产生汽蚀 状况，这时配有大气喷射就有很大好处。
大气喷射器由喷嘴、吸气室和扩压器组成。 其排气口与水环泵进气口相连。
大气喷射器的组成及工作原理
先启动水环泵，使喷嘴进气口与排气口形成压力 差，大气便从喷嘴进入泵内。当压力差为大气压力的二分 之一时，空气介质经喷嘴收缩段得到加速，到达喉部时可 达到声速，到扩张段再进一步加速到超声速，射向扩散器， 形成高速射流，并造成吸气室的压力比被抽容器内的压力 低，因此将被抽气体吸入室内。由于二股气流混合，气流 速率逐渐减慢，当进入扩散器喉部时降到声速一下，经扩 散器扩张段时，速度进一步降低，压力不断升高，最后达 到水环泵的吸气压力，则由水环泵把气体吸入，再排出泵 外，即完成了吸气、排气过程。
凝汽器真空系统、凝水系统PPT
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凝汽器真空系统
• 三、抽气器（真空泵） • 抽气器的作用：①机组启动前建立真空和；②机组运行时不断将凝汽器内的 空气和其他不凝结的气体抽出，维持凝汽器较好的传热效果，从而保证凝汽 器的高度真空。 • 电厂抽气器大致可分为两类： • ①容积式：主要有水环泵、滑阀泵和机械增压泵。 • ②射流式：主要有射汽泵和射水泵。 • 本厂真空抽气系统由两台水环式真空泵及与凝汽器连接管道、阀门组成，采 用真空泵而不采用射水抽气器的原因： • ①设备的特性曲线表明：真空泵出力是随吸入压力的增加而增加，在低吸入 压力下泵组能满足启动运行的要求，射水抽气器的出力是随吸入压力的增加 而降低的，正常运行一般无法很好满足启动工况的需要，需备用专供启动的 抽气器。夏季凝汽器冷却水温度高，凝汽器背压高，则射水抽气器出力会明 南京化学工业园热电有限公司 显下降。 Nanjing Chemical Industry Park Themoelectricity Co.,Ltd.
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凝汽器真空系统、凝水系统
二〇一四年二月
南京化学工业园热电有限公司
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目录
• • • • 凝汽器的真空系统概述 凝汽器系统简介 抽汽器简介 凝水系统
南京化学工业园热电有限公司
• 3、在保持做功能力不变条件下降低级的前后压降。
• 4、减少汽轮机的内部损失。
南京化学工业ห้องสมุดไป่ตู้热电有限公司
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火电厂凝汽器抽真空系统研究与性能优化
火电厂凝汽器抽真空系统研究与性能优化摘要：凝汽器抽真空系统是凝汽式汽轮机的重要组成部分，降低汽轮机的排汽压力是提高汽轮发电机组循环热效率的主要方法之一.。
试验结果证明，凝汽器真空度每降低1kPa，汽轮机热效率将改变百分之一到百分之二，凝汽器中的空气和不凝结气体占汽轮机排汽量的比例很小，但是危害却很大，空气和不凝结气体增多，一方面导致凝汽器真空下降，另一方面将使凝结水㗻冷度增大，从而降低机组循环热效率.。
凝汽器抽真空系统就是将凝汽器中的空气和不凝结气体抽出，建立并维持凝汽器的真空度.。
关键词：抽真空；凝汽器；性能优化；分析1导言近十年来，我国投入运行的大型火电机组也越来越多，在总发电量中，火力发电量占的比率很大；早在十多年前年，随着“节能减排”的号召的广泛提出，作为传统“高碳”产业的火电厂不得不面临着节能改造的命运.。
冷源损失是火电厂能量损失大户，对于纯凝气式电厂来说，约有百分之七十的工质热量以冷源损失的形式浪费掉.。
因此，冷端系统的节能改造刻不容缓，凝汽器抽真空系统作为冷端系统的重点部位，人们对它的研究和改造引起高度重视.。
在切实考虑凝汽器抽真空系统实际运行情况的基础上，对其设计和运行阶段表现出来的主要问题进行了有效分析，然后在此基础上提出了针对性较强的优化改进措施，通㗻讨论，可以为凝汽器的运行优化与改善提供一些有意义的参考和借鉴.。
2凝汽器及其抽真空系统概述现实中，依据出口排气压力的不同，可将凝汽器进一步细分为单背压凝汽器和双背压凝汽器两类.。
如果凝汽器中所有低压缸的排气压力一致，那么则称这种凝汽器为单背压凝汽器；反之，如果存在两个不同的排气压力情况，则称之为双背压凝汽器.。
在实际工作中，双背压凝汽器因为其平均背压低于同等情况下的单背压凝汽器，所以可以显著提升机组运行的经济性，因而在生产实践中取得了更为广泛的应用.。
凝汽器分为单背压和双背压两种，虽然二者拥有不同的参数和技术指标，但都需要相匹配的抽真空系统.。
发电厂凝汽器及真空泵讲课
抽气器：抽出漏入凝汽器内的空气，以维持高度 真空。
凝汽器结构简介
1、概述 我公司一期凝汽器由上海动力设备厂生产，凝汽器的型式为双背压、双
壳体、单流程、表面式、 横向布置，它由低压侧的凝汽器A与高压侧的凝汽 器B组成。本凝汽器按汽轮机VWO工况进行设计，当冷却水温为18℃时，凝 汽器的平均背压为：4.5 kPa(a)。正常运行工况时凝汽器出口凝结水的含氧 量不超过15μg/l。。 2、结构特点 本凝汽器主要由接颈、壳体、水室、排汽接管和汽轮机旁路的第三级减温减 压装置组成，每个凝汽器底部有五个大支墩。循环冷却水由前水室进口进入 凝汽器，和蒸汽进行热交换后，由前水室出口流出。 2.1 接颈（喉部） 接颈由碳钢板焊接而成，内部采用钢管支撑。以保证其强度和刚度。 接颈内布置有汽轮机NO.5～NO.8抽汽管，为安装NO.7、NO.8组合式低加， 在接颈侧板上开设有孔洞，内部设有支承板。其中NO.5、NO.6抽汽管分别 通过接颈，穿壁引出，接颈内的所有抽汽管道均设有不锈钢多波形膨胀节， 以吸收管道热胀。汽轮机旁路的第三级减温减压装置和给水泵汽轮机的排汽 接管布置在侧面。 为防止因汽机旁路进汽和汽轮机低压缸超温，在凝汽器接颈内设置有水幕喷 淋保护装置，由喷水形成水幕以保护低压缸。 接颈外侧下部还设有人孔装置，以便检修人员出入。
( h0 -
h
' fw
)
----
为
每
kg
蒸
汽
在
锅
炉
中
的
吸
热
量
。
hc ——排汽焓；
h'fw ——给水焓。
汽轮机凝汽设备
凝汽器真空
第1章绪论第1章绪论1.1 课题背景与意义凝汽器最佳真空的定义是增加循环水量使汽轮机电功率的增加值与循环水泵的耗电量增加值之间的差值达到最大时所对应的真空[1]。
其值的大小也对电厂安全性和经济性有很大的影响。
因此，无论是设计还是运行部门都希望寻找到凝汽器的最佳真空，以便减少设备投资、降低运行费用、提高汽轮机的运行经济水平。
保持凝汽器在最佳真空或接近最佳真空附近工作对汽轮发电机组具有十分重要的意义。
在进汽温度不变的情况下汽轮机排汽温度每降低10℃，机组的热效率增加3.5%；在机组通常的背压范围内，凝汽器压力每改变1kPa时，汽轮机功率改变1%--2%，这在电厂可是相当可观的[2]。
如果凝汽器真空过低，不仅会引起蒸汽在机组中的有效焓降减小，循环热效率下降，还会导致汽轮机排汽温度升高，排汽缸变形和轴承中心改变所引起的振动等故障。
在实际中，凝汽器真空降低还存在许多危害。
凝结水中含氧量增加，最高超过100%时，凝结水系统设备和管道被腐蚀产生的氧化铁进入锅炉，将会腐蚀水冷壁、过热器等设备和管道。
与额定真空相比，凝汽器真空提高后，甩负荷时，调节系统的振荡次数、过渡时间减少，超调量减少，最大飞升转速升高，稳定转速提高[3]。
由上述可知提高凝汽器真空或使凝汽器在最佳真空值下运行对于电厂的意义。
不仅仅是提高了热经济性和汽轮发电机组的运行安全性，还使电力行业能够在市场经济体制下更有竞争力[4]。
它不仅能带来更好的效益，还为国家的节能减排尽了一份力。
因此，使凝汽器在最佳真空下运行是所有电力员工的奋斗目标。
1.2 国内外的研究现状目前，已经有不少参考文献对凝汽器最佳真空的确定方法进行了讨论。
在凝汽器的设计阶段，其最佳真空一般是在汽轮机热力特性一定的前提下，通过技术经济比较，确定凝汽器的真空、冷却面积和冷却水量的最佳值。
常用的方法主要有“最大收益法”和“最低总年运行费用法”两种[5]。
而在汽轮机的实际运行阶段，凝汽器的冷却面积已经确定，则最佳真空的选取是在某一确定的汽轮机负荷和冷却水温度的前提下，通过使汽轮机功率的增加值与冷却水泵消耗功率的增加值间的差值达到最大来确定最佳冷却水量，从而选择凝汽器的最佳真空。
浅析凝汽器与真空
浅析凝汽器与真空发布时间：2005-12-7文章来源：张云祥【摘要】凝汽器真空是汽轮机运行所监视的重要参数，其真空的高低直接关系到整个电厂的安全性和经济性。
西方通过对凝汽的传热情况、真空系统严密性、冷却水温度、流量等多方面分析，提出对提高真空的有效途径及解决方法。
【关键词】凝汽器真空过冷度气阻冷却水凝结水1前言凝汽器是汽轮机组的一个重要组成部分，其作用是将进入凝汽器的蒸汽凝结成水，放出的汽化潜热被冷却水带走，在凝汽器内形成高度真空，使进入汽轮机内的蒸汽能膨胀到低于大气压力，多做功，其运行工况的是否稳定，直接影响到整个机组安全和经济运行，因此保持凝汽器良好的运行工况，保证凝汽器的最有利真空，是每个发电厂节能的重要内容。
而凝汽器内所形成的真空受凝汽器传热情况、真空系统严密性状况、冷却水的温度、流量、机组的排汽量及抽气器的工作状况等因素制约。
2凝汽器的传热（1）由于凝汽式汽轮机的排汽处于饱和状态，因此，蒸汽器内蒸汽的饱和压力和饱和温度是相对应的，为使凝汽器内获得较高真空，就要使凝汽器内蒸汽的饱和温度尽量接近冷却水温度。
如果冷却水量和冷却面积无穷大，蒸汽和冷却水之间的温差趋近于零，但是实际上冷却水量和冷却面积是有限的，所以当蒸汽凝结放出的汽化潜热通过管壁传给冷却水时必然存在传热温差，为了能够在凝汽器内形成较高的真空，减小凝汽器的传热端差，所以凝汽器的冷却水管一般都采用传热系数较高的的铜材制作，这样能使进入凝汽器内的排汽与冷却水之间形成较好的传热效果。
（2）凝汽器内存在着三种换热即：蒸汽在冷却水管外壁的凝结换热；冷却水管内、外壁之间的导热换热；冷却水管内的对流换热，并且假定它们的换热系数分别为a1、a2、a3，则它们之间存在着以下三个互相串联的换热方式：则由上述过程中可推出凝汽器换热系数为：其中：1/a1+1/a2+1/a3分别为三个换热的热阻，从这上面这个公式不难看出凝汽器的换热系统的构成，即它等于各传热过程热阻之和的倒数，根据理论计算1/a1＜1/a1＜1/a3,,即依次增大，传热系数表明了传热过程的强烈程度，传热系数越大，传热过程越强，热阻越小，由此可知，凝汽器内的传热性越好，凝汽器的真空也会相应提高。
凝汽器及相关系统
凝汽器及相关系统
1、凝汽器的热力性能应与汽轮机的设计相匹配，并应满足汽轮机旁路蒸汽排放容量要求。
2、凝汽器热井的有效贮水量不宜低于汽轮机在TMCR工况下运行时4.5min的凝结水量。
3、凝汽器管板与管束材料的选择，应符合现行行业标准《发电厂凝汽器及辅机冷却器管选材导则》DL／T 712的规定。
4、凝汽器宜采用外置疏水扩容器或高、低压疏水集管。
5、凝汽器抽真空系统的设计应符合下列规定：
（1）凝汽器应配制可靠的抽真空设备，抽真空设备宜选用水环式机械真空泵。
（2）单背压的凝汽器，宜配置3台50％容量的水环式机械真空泵；双背压的凝汽器，宜配置4台50％容量的水环式机械真空泵。
（3）在启动时，全部抽真空设备投入运行后，应满足机组建立真空的要求。
（4）凝汽器真空泵的排气宜接至核岛通风系统，排气应进行连续放射性监测。
6、凝汽器应配置检漏装置。
7、凝汽器冷却水侧宜设置胶球清洗装置。
8、凝汽器采用直流循环冷却水系统时，宜设置二次滤网。
9、对于利用虹吸作用的直流循环冷却系统，凝汽器水室宜设置1台凝汽器水室真空泵。
真空系统和冷凝系统
真空系统和冷凝系统1、真空、冷凝系统的作用是什么？答：作用：(1)在汽轮机的排汽口建立并维持高度真空，使蒸汽中所含热能尽可能多地在汽轮机中变为机械能，提高热循环的热效率，(2)将汽轮机的排汽凝结成清净的凝结水，重新返回锅炉去，作为锅炉给水。
2、真空、冷凝系统主要有哪些设备组成？答:主要有主冷凝器冷凝液泵、抽汽喷射器、抽汽冷凝器及连接这些设备的管道和附件。
3、真空形成的原理是什么？答：蒸汽在密闭容器中(凝汽器)，在温度较低情况下。
冷凝成水时，由于体积迅速缩小，原来被蒸汽充满的密闭空间就形成了高度真空。
4、抽气冷凝器的作用是什么？答:作用是将漏入主冷凝器的空气和不冷凝蒸汽不断地抽出，维持主冷凝器中蒸汽凝结时形成的真空和良好的传热效果，提高汽轮机的经济性。
5、叙述喷射器的工作原理。
答:下图为喷射器结构简图：具有P0压力的工作蒸汽在喷嘴中膨胀(P0‘＜P1)，形成一高速汽流射入混合室，因P0‘低于凝汽器中压力P1，所以凝汽中的空气吸入混合室，高速汽流经混合室与来自凝汽器的蒸汽空气混合物混合后，一起以C1的速度进入扩压管，在扩压管中动能转化成压力能，速度不断降低，压力升高，最后在高于大气压力下，排入抽气冷凝器，这就是喷射器的工作原理。
6、抽气凝汽器第一级疏水为什么用U管?第二级却用疏水器?答：抽气冷凝器是为了回收喷射器从主冷凝器抽来的不凝结的蒸汽，继续凝结成水，减少损失。
由于第一、二级的压差大小不同，根据不同的压力就采用了不同的疏水方法，第一级由于压差较小，采用U型管疏水既可以起水封和疏水作用，同时维修也较方便，第二段由于压力差大，为了达到水封和疏水的目的。
必须装置疏水器。
如第二段不装疏水器而装U型管，则U型管的长度将长到无法安装，所以装疏水器既方便又安全经济。
7、凝汽器为什么要热井?答:热井的作用是集聚凝结水，有利于冷凝液泵的正常运行，也可做监视凝结水位之用，如无热井，凝结水将不易集聚，并造成凝结水过冷却，影响经济运行。
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凝结器的真空形成和维持必须具备 三个条件?
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。
凝汽设备的任务是：
（1）在汽轮机的排汽口建立并 维持规定的真空度；
（2）将汽轮机的排汽凝结成洁 净的凝结水，并回收工质。
凝汽器按照排汽凝结方式的不同可分为混合式和表面式两大类
混合式凝汽器： 有结构简单、冷却效果好等优点。可是它对冷却水质要求高，
否则凝结水就不能再作为锅炉的给水。因为有这个缺点，所以现 在一般不采用它。
凝汽器的最佳真空
凝汽器的变工况
凝汽器偏离设计工况的工况，称为凝汽器的变工况。 当机组负荷变化时，凝汽量要发生相应的变化；冷却 水进口温度会随气候不同而改变，冷却水量也随循环 水泵的运行方式而变化，这些变化都使凝汽器处在变 工况下工作，凝汽器内的压力也同时发生变化。凝汽 器压力随凝汽量、冷却水量和冷却水进口温度变化而 变化的规律称为凝汽器的热力特性，或称为它的变工 况特性。下面分析一下这二个变量之间的关系。
凝汽器运行时，冷却水从前水室的 下半部分进来，通过冷却水管（换 热管）进入后水室，向上折转，再 经上半部分冷却水管流向前水室， 最后排出。低温蒸汽则由进汽口进 来，经过冷却水管之间的缝隙往下
流动，向管壁放热后凝结为水。
在启动过程中凝汽器真空是由主、
辅抽汽器将汽轮机和凝汽器内大量空 气抽出而形成的。
如图所示为凝汽设备的原则性系 统图。循环水泵4使冷却水不断地 流经凝汽器3。进入凝汽器的蒸汽 被冷源冷却后，凝结成水。凝结水 被凝结水泵5抽出，经过加热器和 除氧器等进入锅炉循环使用。由于 凝汽器在工作时内部具有高度真空， 所以空气会从不严密处漏入。为了 防止空气在凝汽器内积存，就要不 断地将空气抽出，所以，还设有抽 气器6。
1．循环水温升 Δt
循环水温升Δt主要取决于冷却倍率。当冷却水量Dw不变时有：
由此可见：
Δt = 520 (DC / DW) = aDc
此时Δt与Dc成正比关系。在运行中，循环水温升是判断循环水系统 工作情况的重要指标。如果在运行中蒸汽负荷Dc没有变化，而循 环水温升Δt却发生变化，说明循环水系统的工作情况有变化，运 行人员应作相应的检查或调整。反之，当冷却水量Dw及其他条件 不变时，可根据Δt变化情况来判断凝汽器负荷Dc或机组负荷的变 化情况。
最后应该明确，对每一个工况，凝汽器都有一个对应的最有利真空。以此 为基准，真空再提高，将使机组的热经济性降低。真空过度降低，即所谓真 空恶化，将引起一系列不良后果。如使机组的理想焓降相应减小，在认为此 时机组的损失基本不变的前提下，机组的效率要降低；低压缸因蒸汽温度升 高而变形，使机组内动静之间的间隙变化，间隙消失会引起机组振动；有的 机组，低压转子的轴承座落在低压缸上（亦称轴承不落地，国产50MW、 100MW、200MW汽轮机就是这种结构），当低压缸膨胀时，原来分配在 轴系各轴承上的负荷要发生变化，这也能引起机组振动；机组背压变化，轴 向推力也随着变化，变化幅度大了，也影响机组的安全运行；由于铜管和凝 汽器壳体的线胀系数不一样，真空的频繁变化，会使铜管端部在管板中的胀 紧程度遭到破坏；真空恶化时，空气分压力增大，使凝结水中的含氧量增加 等等。因此，一旦真空恶化时，机组被迫减负荷或停机。
2．传热端差 δt
凝汽器的端差反映了凝汽器内部的传热好坏。若端差小则传热效果好同时 真空也会较高。 当冷却水量和冷却水进口温度一定时：凝汽器真空随机组负荷减小而升高； 当冷却水量和机组负荷一定时：凝汽器的真空将随冷却水进口温度的降低而 升高。因此，在其他条件相同的情况下，凝汽器的真空，冬天要比夏天高些。
凝汽器
凝汽器与真空系统
凝汽器是属于凝汽式汽轮机的辅机范畴的，它是凝汽式机组的 一个重要组成部分，因为它工作性能的好坏直接影响着整个机组的 热经济性和安全性，所以，掌握凝汽器的工作原理及特性是十分必 要的。
组成：凝汽器、抽气设备、凝结水泵、循环水泵及其连接管道。
作用： 凝汽器：将汽轮机排汽凝结成凝结水并在汽轮机排汽口建立高度 真空。 抽气设备：启动时建立真空，运行时维持真空。 凝结水泵：将凝汽器中的凝结水升压后送入除氧器。 循环水泵：将循环水升压后送入凝汽器并维持循环水的流动。
表面式凝汽器： 冷却工质与蒸汽被冷却表面隔开而互不接触。根据冷却工质
的不同又分为水冷却式和空气冷却式两种，由于用水作冷却工质 时，凝汽器的传热系数高，所需要的冷却面积小，因此在凝汽式 电厂中，一般都采用这种型式的。只有在严重缺水的地区及列车 电站上才采用空气冷却式凝汽器。
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。 2.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。 3.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。
凝汽器中真空的形成主要原因?
在正常运行中，凝汽器真空的形
成是由于汽轮机排汽在凝汽器内骤然
凝结成水时其比容急剧缩小而形成的。
如蒸汽在绝对压力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。
1.凝汽器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；