凝汽器

工作原理

凝汽器結(jié)-組成：

雙流程凝汽器水冷表面式凝汽器主要由殼體、管束、熱井、水室等部分組成。汽輪機(jī)的排汽通過(guò)喉部進(jìn)入殼體，在冷卻管束上冷凝成水并匯集于熱井，由凝結(jié)水泵抽出。冷卻水（又稱(chēng)循環(huán)水）從-水室進(jìn)入冷卻管束并從出口水室排出。

凝汽器設(shè)計(jì)：

表面式凝汽器設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)汽輪機(jī)排汽量、排汽面積、年或月平均水溫和供水方式，對(duì)背壓、冷卻水倍率（指冷卻水量與被冷凝蒸汽量的-比，-般為 50～120）和冷卻水管內(nèi)流速等進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定--方案。凝汽器在結(jié)-上應(yīng)有合理的管束排列，以提高總的傳熱系數(shù)和降低汽側(cè)阻力；合理布置空氣冷卻區(qū)和抽氣口，防止形成空氣死區(qū)；配備有-的抽氣設(shè)備，以保-良-的熱交換；喉部要有良-的空氣動(dòng)力--，以保-排汽較均勻地進(jìn)入冷卻管束，不致形成汽流旋渦而浪費(fèi)部分冷卻面積；整個(gè)外殼要有良-的氣--和足夠的剛度，以利于提高真空嚴(yán)--和防止外殼變形；要使汽流良-地加熱凝結(jié)水，并達(dá)到-定的除氧-果；根據(jù)管子振動(dòng)計(jì)算選擇合理的-間支撐板跨距，避-運(yùn)行時(shí)引起管束共振而使管束遭到破壞。

凝汽器保護(hù)：

凝汽器的換熱管材料-般以不銹鋼管和銅管為主，鈦管-使用在靠海邊，介質(zhì)水質(zhì)海水，其-碳鋼管材質(zhì)的管板在作為凝汽器使用時(shí)，其管板與列管的焊縫經(jīng)-出現(xiàn) 腐蝕 泄-，泄-物進(jìn)入冷卻水系-會(huì)造成污染環(huán)境及物料的浪費(fèi)。在制作時(shí)，管板與列管的焊接-般采用手工電弧焊，焊縫形狀存在不同程度的缺陷，如凹陷、氣孔、夾渣等，焊縫應(yīng)力的分布也不均勻。使用時(shí)管板部分與工業(yè)冷卻水接觸，而工業(yè)冷卻水-的雜質(zhì)、鹽類(lèi)、氣體、微生物都會(huì)-成對(duì)管板和焊縫的腐蝕。研究表明，工業(yè)水-論是淡水還是海水，都會(huì)有各種離子和溶解的氧氣，其-氯離子和氧的濃度變化，對(duì)金屬的腐蝕形狀起-要作用。另外，金屬結(jié)-的復(fù)雜程度也會(huì)影響腐蝕形態(tài)。因此，管板與列管焊縫的腐蝕以 孔蝕 和 縫隙腐蝕 為主。從外觀看，管板表面會(huì)有許-腐蝕產(chǎn)物和積沉物，分布著大小不等泡。以海水為介質(zhì)時(shí)，還會(huì)產(chǎn)生電偶腐蝕，雙金屬腐蝕也是管板腐蝕的-種-見(jiàn)現(xiàn)象。

表面式凝汽器工作原理：

凝汽器是現(xiàn)代火電站和核電站-采用的典型汽輪機(jī)。凝汽設(shè)備是汽輪機(jī)裝置的-要組成部分，它的設(shè)計(jì)制造和運(yùn)行-的-劣，直接影響汽輪機(jī)裝置的經(jīng)濟(jì)-和安全-。 凝汽設(shè)備在汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)-起到冷-的作用。降低汽輪機(jī)排氣溫度和排氣壓力，可以提高熱循環(huán)清洗-率。凝汽器的主要作用，-是在汽輪機(jī)排汽口建立并保持高度真空，二是在汽輪機(jī)排汽凝結(jié)的水作為鍋爐給水，-成-個(gè)完整的循環(huán)。而通過(guò)與循環(huán)水進(jìn)行熱交換，使凝汽器保持較高的真空度。真空過(guò)低會(huì)嚴(yán)-影響電廠機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,而造成真空過(guò)低其--個(gè)-要原因就是冷卻水管結(jié)垢。汽輪機(jī)的結(jié)垢對(duì)凝集器的-能影響較大，它不僅使汽機(jī)端差增大，而且使汽機(jī)真空度降低，排氣溫度升高，影響汽輪機(jī)的經(jīng)濟(jì)-和安全-。 長(zhǎng)期以來(lái)傳-的清洗方式如機(jī)械方法（刮、刷）、高壓水、化學(xué)清洗(酸洗)等在對(duì)設(shè)備清洗時(shí)出現(xiàn)很-問(wèn)題：不能-清除水垢等沉積物，酸液對(duì)設(shè)備造成腐蝕形成-洞，殘留的酸對(duì)材質(zhì)產(chǎn)生二次腐蝕或垢下腐蝕，-終導(dǎo)致-換設(shè)備，此外，清洗廢液有-，需要大量資金進(jìn)行廢水處理。 凝汽器-裝有大量的銅管，并通以循環(huán)冷卻水。當(dāng)汽輪機(jī)的排汽與凝汽器(凝汽器)銅管外表面接觸時(shí)，因受到銅管內(nèi)水流的冷卻，放出汽化潛熱變成凝結(jié)水，所放潛熱通過(guò)銅管管壁不斷的傳給循環(huán)冷卻水并被帶走。這樣排汽就通過(guò)凝汽器不斷的被凝結(jié)下來(lái)。排汽被冷卻時(shí)，其比容急劇縮小，因此，在汽輪機(jī)排汽口下凝汽器內(nèi)部造成較高的真空。 凝汽器是火力發(fā)電廠的大型換熱設(shè)備。

表面式凝汽器真空度定義：

從真空表所讀得的數(shù)值稱(chēng)真空度。真空度數(shù)值是表示出系-壓強(qiáng)-際數(shù)值-大氣壓強(qiáng)的數(shù)值，即：真空度=大氣壓強(qiáng)-對(duì)壓強(qiáng) 凝汽器真空的形成主要原因： 在啟動(dòng)過(guò)程-真空是由主、輔抽將汽輪機(jī)內(nèi)大量空氣抽出而形成的。在正-運(yùn)行-，真空的形成是由于汽輪機(jī)排汽在內(nèi)驟然凝結(jié)成水時(shí)其比容急劇縮小而形成的。 如蒸汽在-對(duì)壓力4kpa時(shí)蒸汽的體積比水的體積大3萬(wàn)倍，當(dāng)排汽凝結(jié)成水后，體積就大為縮小，使凝汽器內(nèi)形成高度真空。

凝汽器真空形成和維持-須具備三個(gè)條件：

1）銅管-須通過(guò)-定的冷卻水量；

2）凝結(jié)水泵-須不斷地把凝結(jié)水抽走，避-水位升高，影響蒸汽的凝結(jié)；

3）抽汽器-須把-入的空氣和排汽-的其它氣體抽走。

凝汽器真空降低的原因：

循環(huán)水量減少或-斷： 循環(huán)水泵跳閘、循進(jìn)閥門(mén)誤關(guān)、循環(huán)水泵出口蝶閥閥芯落、循進(jìn)濾網(wǎng)堵：水量-斷，進(jìn)水壓力下降，出水真空至-，循泵電流至-或升高，須不破壞真空停機(jī)；若未關(guān)死，立即減 負(fù)荷 恢復(fù)； 循出閥門(mén)誤關(guān)、凝汽器水側(cè)板管堵塞、收球大網(wǎng)板不在運(yùn)行位置：循環(huán)水壓上 升，溫升增大； 進(jìn)水不暢：循泵電流晃動(dòng)，進(jìn)水壓力下降，出水真空降低，循環(huán)水溫升增大，水量不足；. |4 Q1 j- {3 u 虹吸破壞（進(jìn)水壓力低、板管堵塞、出水側(cè)-空氣）：虹吸作用減小時(shí)，會(huì)使水量減少，卻又提高了循環(huán)水母管壓力，而壓力高對(duì)維持水量是有利的，所以虹吸破壞-然是個(gè)過(guò)程。出水真空晃動(dòng)且緩慢下降，溫升增大。

表面式凝汽器真空緩慢下降的原因和處理：

因?yàn)檎婵障?龐大，影響真空的因素較-，所以真空緩慢下降時(shí)，尋找原因比較困難，--可以-查以下各項(xiàng)，并進(jìn)行處理。

1．循環(huán)水量不足 ：

循環(huán)水量不足表現(xiàn)在同-負(fù)荷下，凝汽器循環(huán)水進(jìn)出口溫差增大，其原因可能是進(jìn)入雜物而堵塞。對(duì)于裝有膠球清洗裝置的-機(jī)組，應(yīng)進(jìn)行反沖洗。對(duì)于出口管有虹吸的機(jī)組，應(yīng)-查虹吸是否破壞，其現(xiàn)象是：出口側(cè)真空到-，同時(shí)入口壓力增加。出現(xiàn)上述情況時(shí)，應(yīng)使用循環(huán)水系-的輔助抽氣器，恢復(fù)出口處的真空，-要時(shí)可增加進(jìn)入凝汽器的循環(huán)水量。 凝汽器(凝汽器)出人口溫差增加，還可能是由于循環(huán)水出口管積存空氣或者是銅管結(jié)垢嚴(yán)-。此時(shí)應(yīng)開(kāi)啟出口管放空氣閥，排除空氣或投入膠球清洗裝置進(jìn)行清洗，-要時(shí)在停機(jī)后用高壓水進(jìn)行沖洗。

2．凝汽器水位升高 ：

導(dǎo)致水位升高可能是凝結(jié)水泵入口汽化或者銅管破裂-入循環(huán)水等。凝結(jié)水泵入口汽化可以通過(guò)凝結(jié)水泵電流的減小來(lái)判斷，當(dāng)確認(rèn)是由于此原因造成水位升高時(shí)，應(yīng)-查水泵入口側(cè)蘭盤(pán)根是否不嚴(yán)，-入空氣。銅管破裂可通過(guò)-驗(yàn)?zāi)Y(jié)水硬度加以判斷。

3．射水抽氣器工作水溫升高 ：

工作水溫升高，使抽氣室壓力升高，降低了抽氣器的-率。當(dāng)發(fā)現(xiàn)水溫升高時(shí)，應(yīng)開(kāi)啟工業(yè)水補(bǔ)水，降低工作水溫度。

4．真空系--人空氣 ：

真空系-是否-入空氣，可通過(guò)嚴(yán)--試驗(yàn)來(lái)-查。此外，空氣-入真空系-，還表現(xiàn)為凝結(jié)水過(guò)冷度增加，并且端差增大。

凝汽器真空下降的危害：

(1)使排汽壓力升高,可用焓降減小,不經(jīng)濟(jì),同時(shí) 機(jī)組 出力有所降低；

(2)排汽 溫度 升高,可能使銅管松弛,破壞嚴(yán)--；

(3)排汽溫度升高,使排汽缸及 軸承 座受熱膨脹,引起-心變化,產(chǎn)生振動(dòng)；

(4)汽輪機(jī)軸向位移增加,造成-力軸承過(guò)載而磨損；

(5)真空下降使排汽的容積 流量 減小,對(duì)末-葉片的某-部位產(chǎn)生較大的-振力,有可能損壞葉片,造成 事故 .

表面式凝汽器嚴(yán)--差的主要原因及汽側(cè)：

1 、汽輪機(jī)排氣缸和凝汽器喉部連接法蘭或焊縫處-氣。如采用套筒水封連接方式，喉部變形使填料移動(dòng)，填料壓得不緊，或封水量不足。

2 、汽輪機(jī)端部軸封存在問(wèn)題或工作不正-。

3 、汽輪機(jī)低壓缸接合面、表計(jì)接頭等不嚴(yán)-。

4 、有關(guān)閥門(mén)不嚴(yán)-或水封閥水量不足。

5 、凝結(jié)水泵軸向-封不嚴(yán)-。

6 、低壓給水加熱器汽側(cè)空間不嚴(yán)-。

7 、設(shè)備、管道破損或焊縫存在問(wèn)題。

凝汽器水側(cè)：

1 、脹管管端泄-。采用墊裝法連接管子和管板時(shí)，填料部分-封-不-。

2 、在管子-端部發(fā)生沖蝕。

3 、冷卻管破損。 凝汽器端差 ： 壓力下的飽和溫度與冷卻水出口溫度之差。對(duì)-定的凝汽器，端差的大小與冷卻水入口溫度、單位面積蒸汽負(fù)荷、銅管的表面潔凈度，內(nèi)的-入空氣量以及冷卻水在管內(nèi)的流速有關(guān)。-個(gè)清潔的凝汽器，在-定的循環(huán)水溫度和循環(huán)水量及單位蒸汽負(fù)荷下就有-定的端差值指標(biāo)，-般端差值指標(biāo)是當(dāng)循環(huán)水量增加，冷卻水出口溫度愈低，端差愈大，反之亦然；單位蒸汽負(fù)荷愈大，端差愈大，反之亦然。-際運(yùn)行-，若端差值比端差指標(biāo)值高得太-，則表明冷卻表面銅管污臟，致使導(dǎo)熱條件-化。

凝汽器端差增加的原因：

1.銅管水側(cè)或汽側(cè)結(jié)垢；

2.汽側(cè)-入空氣；

3.冷卻水管堵塞；

4.冷卻水量減少等 凝汽器過(guò)冷度 液體溫度達(dá)到理論結(jié)晶溫度時(shí)并不能進(jìn)行結(jié)晶，而-須在它溫度以下的某-溫度（稱(chēng)為-際開(kāi)始結(jié)晶溫度）才開(kāi)始結(jié)晶。在-際結(jié)晶過(guò)程-，-際結(jié)晶溫度總是-理論結(jié)晶溫度，這種現(xiàn)象成為過(guò)冷現(xiàn)象，兩者的溫度差值被稱(chēng)為過(guò)冷度。

凝汽器過(guò)冷度產(chǎn)生的原因 ：

由于冷卻水管管子外表面蒸汽分壓力-管束之間的蒸汽平均分壓力，使蒸汽的凝結(jié)溫度-管束之間-合汽流的溫度，從而產(chǎn)生過(guò)冷。 由于凝汽器內(nèi)存在汽阻，蒸汽從排汽口向下部流動(dòng)時(shí)遇到阻力，造成下部蒸汽壓力-上部壓力，下部凝結(jié)水溫度較上部低，從而產(chǎn)生過(guò)冷。 蒸汽被冷卻成液滴時(shí)，在冷卻水管間流動(dòng)，受管內(nèi)循環(huán)水冷卻，因液滴的溫度比冷卻水管管壁溫度高，凝結(jié)水降溫從而-其飽和溫度，產(chǎn)生過(guò)冷。 由于汽側(cè)積有空氣，空氣分壓力增大，蒸汽分壓力相對(duì)降低，蒸汽仍在自己的分壓力下凝結(jié)，使凝結(jié)水溫度-排汽溫度，產(chǎn)生過(guò)冷。 -造上存在缺陷，冷卻水管束排列不合理，使凝結(jié)水在冷卻水管外形成-層水膜，當(dāng)水膜變厚下垂成水滴時(shí)，水滴的溫度即水膜內(nèi)、外層平均溫度-水膜外表面的飽和溫度，從而產(chǎn)生過(guò)冷卻。 -入空氣-或抽氣器工作不正-，空氣不能及時(shí)被抽出，空氣分壓力增大，使過(guò)冷度增加。 熱水井水位高于正-范圍，凝汽器部分銅管被淹沒(méi)，使被淹沒(méi)銅管-循環(huán)水帶走-部分凝結(jié)水的熱量而產(chǎn)生過(guò)冷卻。 循環(huán)水溫度過(guò)低和循環(huán)水量過(guò)大，使凝結(jié)水被過(guò)度的冷卻，過(guò)冷度增加。 凝汽器銅管破裂，循環(huán)水-入凝結(jié)水內(nèi)，使凝結(jié)水溫度降低，過(guò)冷度增加。 凝結(jié)水過(guò)冷度是衡量凝汽器運(yùn)行經(jīng)濟(jì)-的-要指標(biāo)，過(guò)冷度小，表示循環(huán)水帶走的熱量少，機(jī)組經(jīng)濟(jì)--，反之過(guò)冷度大，循環(huán)水帶走的熱量-，機(jī)組經(jīng)濟(jì)-差。 據(jù)資料介紹，過(guò)冷度每增加1，機(jī)組熱耗率就上升0.02%