锅炉：凝汽器.ppt

1、冷端设备及其运行 双背压、双壳体、单流程、表面冷却式。传热管采用钛管，管板采用复合钛板，水室采用衬胶保护以防海水腐蚀。管子与管板连接方式为胀接加密封焊。 华能玉环电厂凝汽器介绍 1循环水进口 2循环水出口 3高加危急疏水扩容器排汽口 47、8低加 5给水泵汽轮机排汽口 6低压旁路入口 7抽气口 8水室放气口 9凝汽器疏水出口 10高加危急疏水扩容器疏水接口 11壳体放水口 12减温减压喷水进口 13水幕保护装置 14人孔 1 凝汽器的总有效面积 49000m22 抽空气区的有效面积 2061m23 流程数壳体数单双4 VWO工况循环水带走的净热kJ/s10851755 传热系数 3328345

2、9 W/m26 循环水流量m3/s31.067 管束内循环水最高流速m/s2.38 冷却管内设计流速m/s2.239 清洁系数0.910 VWO工况循环水温升8.66111 凝结水过冷度0.512 凝汽器设计端差6.3225.5813 水室设计压力MPa（g）0.414 壳侧设计压力MPa（g）0.098Vac15 凝汽器出口凝结水保证氧含量g/l2016 管子总水阻kPa6517 凝汽器汽阻kPa0.418 循环倍率（VWO工况）64.5519 水室重量（每个）kg14,00020 凝汽器净重kg960,00021 凝汽器重量（运行时）kg2,350,00022 凝汽器重量（满水时）kg3,

3、890,000（1） 凝汽器换热面积为46000m2， 凝汽器以VWO工况为设计工况，循环水温升不超过9，循环水设计水温20，换热管内流速不超过2.3m/s。（2） 凝汽器能在VWO工况，以及循环水温33下连续运行并保证除氧要求。（3） 在凝汽器的喉部装有7、8号低压加热器。（4） 凝汽器管束材料为钛，凝汽区管子壁厚为BWG24（0.559mm），空冷区和通道外侧管子壁厚为BWG22（0.711mm），管子与管板连接严密，能防止循环水混入汽侧，管板采用进口复合钛板。 （5） 凝汽器的水室设有分隔板，循环水能通过一侧的进出口单侧运行，此时汽轮机能达到75% TRL的出力。（6） 凝汽器管子清洁系

4、数按0.9设计，TMCR工况堵管冗余量不小于5%。（7） 在规定的负荷运行范围内，凝汽器出口凝结水的含氧量不超过20ppb。（8） 在TMCR工况下，凝汽器出口的凝结水过冷度不大于0.5。（9） 凝汽器设计考虑承受最大工作压力，凝汽器水室设计压力为0.4MPa（g）。（10）凝汽器接收下述排汽、疏水和回水，并良好除氧： （11）凝汽器内设有为低压旁路排汽用的减温、消能装置，当旁路系统投入运行时，低压缸排汽温度不超过其限定值。（12）进入凝汽器的凝结水、疏水和补给水，能得到有效的换热和淋洒，以取得最佳除氧效果，并防止喷淋水直接与凝汽器管接触。（13）凝汽器中，为防止加热器等的疏水闪蒸冲击而造成部

5、件损坏，设置挡水板或淋水管，该挡水板使用厚度不小于10mm的不锈钢板制成。（14）凝汽器的设计能使循环水平均分配到所有的管子中。（15）凝汽器为并列横向布置。（16）双背压两台凝汽器之间抽真空连接方式为在低压侧引出抽气管道接口。高背压凝汽器抽真空管道接至低背压凝汽器，凝汽器总的抽真空接口位于低背压凝汽器汽侧。 凝汽设备的任务n建立和维持真空n回收工质n真空除氧真空对汽轮机效率的影响最佳真空与极限真空 由于提高真空，汽轮机功率增加与循环泵多耗功率的差值为最大时的真空称凝结器的最佳真空。最佳真空 使汽轮机做功能力达到最大值的排气压力所对应的真空极限真空最佳真空的变形资源消耗最少 资源费=燃料费+水

6、费+二氧化硫排污费+烟尘排污费等总费用最低生产利润最大 税前利润=上网电价净电功率-资源费供电煤耗最低 对应传统的最佳真空概念发电煤耗最低 当网调以发电量分配各个单元机组或发电厂负荷时,此运行方式明显是全网最节省煤炭的方式。最大循环水量 对于配有定速循环水泵的单元机组,这是常见的运行方式,即两台循环水泵都运行,循环水流量为设计循环水量。最小循环水量 对于配有定速循环水泵的单元机组,这是低负荷或冷却水温度较低时,例如冬季,经常采用的运行方式,即仅运行一台循环水泵,循环水流量为设计值的一半。凝汽器结构n单背压；双背压n汽阻：抽气口和凝汽器喉部之间的压差n水阻：凝汽器中冷却水的流动阻力管束排列形式组

7、装中的凝汽器外壳组装中的隔板管束布置的一般原则n1、为了减小汽阻，流速应尽量均匀，不大于50m/s；n2、为避免内层过低的热负荷，应该有深入内层的蒸汽通道；n3、采用回热式凝汽器n4、设置空气冷却区和挡板n5、为减小过冷度，凝结水和汽气混合物引出点距离应远些n6、为减小凝结水被下方水管冷却，增加凝结水收集板。教堂窗式布置卵式布置带状布置将军帽布置山形布置 凝汽器压力（真空度）是表征凝汽器工作特性的主要指标。通常泛指的凝汽器压力是凝汽器壳侧蒸汽凝结温度对应的饱和压力。但是实际上凝汽器壳侧各处压力并不相等。 凝汽器内的压力由与之相对应的饱和温度ts来确定。 凝汽器运行控制参数凝汽器运行控制参数 1

8、sWtttt 式中 凝汽器压力Pco相对应的蒸汽饱和温度，； 循环冷却水进口温度，； 循环冷却水出、进口温差，； 汽轮机排汽温度与循环冷却水出口温度之差。 凝汽器热负荷是指单位时间内凝汽器内蒸汽和凝结水传给冷却水的总热量（包括排汽、加热器疏水等热量）。 冷却水的进口温度n受到天气的影响n季节n风向n湿度 冷却水温度越低，凝汽器压力越低，对汽轮机的经济运行越有利。但是冷却水的进口温度不取决于凝汽器的运行工况，而取决于供水方式、气候条件和所处地区。冬季的水温低、所以真空较好，夏季的水温高，真空要差一些。开式供水比闭式供水的水温低。所以开式供水的真空较闭式供水的真空高。 冷却水温升211000()4

9、.1875204.1874.187/4.187mcccmwwwmwmcccccccmwmwmcqhhqhhqtqhhhhhhtqqqmm 冷却水温升是凝汽器冷却水出口温度与进口温度的差值，温升是凝汽器经济运行的一个重要指标，温升可监视凝汽器冷却水量是否满足汽轮机排汽冷却之用 。设计时，选用的额定负荷下的温升一般为57。 汽轮机运行时，排汽量决定于外界的负荷，运行人员无法控制。因此，运行人员控制冷却水温升的办法主要是改变循环水量即改变循环倍率。循环倍率越大，冷却水温升越小，凝汽器内的压力越低。前已叙述，增大循环水量应控制在汽轮机背压达到最有利真空的范围内。现代凝汽式汽轮机的m值在5070范周内，

10、多流程凝汽器选用的值较小，单流程的凝汽器选用的值较大。 端差124.18712()()ln ()/()ln/1mcmswswAKmqswswKA tttttttttttttttte 凝汽器压力下的饱和温度与凝汽器冷却水出口温度之差称为端差。减小t就要增大凝汽器冷却面积Aco，因而使凝汽器造价提高。所以在设计时t不宜选的过小，一般t =35。 对一定的凝汽器，端差的大小与凝汽器冷却水进口温度、凝汽器单位面积蒸汽负荷、凝汽器铜管的表面洁净度、凝汽器内的漏入空气量以及冷却水在管内的流速有关。随着季节、机组负荷以及循环水泵工作情况的改变，tw1、Dc及Dw等可能会发生变化。因此，运行中凝汽器的压力pc

11、也会发生变化。凝汽器不在设计条件下工作时的工况称为凝汽器的变工况。 实际运行中，若端差值比端差指标值高得太多，则表明凝汽器冷却水管脏污，致使传热条件恶化。端差增加的原因有：凝汽器冷却水管水侧或汽侧结垢；凝汽器汽侧漏入空气；冷却水管堵塞；冷却水量减少等。 排汽压力对应的饱和温度ts和凝结水温度tco之差，称为凝结水的过冷度ts。 一般凝汽器的过冷度不应超过0.51。具有过冷度的凝结水，要使汽轮机消耗更多的回热蒸汽，以使它加热到预定的锅炉给水温度，增大了热耗。同时，过冷度也使含氧量增加，从而加速管道腐蚀，所以过冷度要尽可能小。凝结水过冷的原因有： （1）凝汽器构造上存在缺陷，管束之间蒸汽没有足够的

12、通往凝汽器下部的通道，使凝结水自上部管子流下，落到下部管子的上面再度冷却，从而产生过冷却；（2）凝汽器水位高，以致部分铜管被凝结水淹没而产生过冷却；（3）凝汽器汽侧漏空气或抽气设备运行不良，造成凝汽器内蒸汽分压力下降而引起过冷却；（4）凝汽器铜管破裂，凝结水内漏入循环水（此时凝结水质严重恶化，如硬度超标等）；（5）凝汽器冷却水量过多或水温过低。 空气来源n新蒸汽带入n低压部分漏气漏入空气的影响n1、真空降低n2、阻碍蒸汽凝结（如图），致使端差增大n3、过冷度增加：凝结水温度和凝汽器入口压力对应的饱和温度之差 一般凝汽器的过冷度不应超过0.51。具有过冷度的凝结水，要使汽轮机消耗更多的回热蒸汽，

13、以使它加热到预定的锅炉给水温度，增大了热耗。同时，过冷度也使含氧量增加，从而加速管道腐蚀，所以过冷度要尽可能小。凝结水过冷的原因有： （1）凝汽器构造上存在缺陷，管束之间蒸汽没有足够的通往凝汽器下部的通道，使凝结水自上部管子流下，落到下部管子的上面再度冷却，从而产生过冷却；（2）凝汽器水位高，以致部分铜管被凝结水淹没而产生过冷却；（3）凝汽器汽侧漏空气或抽气设备运行不良，造成凝汽器内蒸汽分压力下降而引起过冷却；（4）凝汽器铜管破裂，凝结水内漏入循环水（此时凝结水质严重恶化，如硬度超标等）；（5）凝汽器冷却水量过多或水温过低。 真空除氧n亨利定律：当水和气体之间处于平衡状态时，水中溶解的该气体的

14、量与水面上该气体得分压力成正比。n道尔顿定律：混合气体的总压力等于各种成分气体的分压力之和。所以水面上的气体混合物的全压力就等于水蒸汽的分压力和水中溶解的各种气体的分压力之和。真空除氧n1) 除氧给水必须加热到一定压力下的饱和温度，n2) 除氧给水应有足够的与加热蒸汽接触的表面积，以保证良好的加热效果。n3 ) 要迅速排出从给水中分离出的气体，以降低除氧器内气体的分压力。氧气在水中的溶解量与温度和压力的关系 水中残余氧量与加热温度不足的关系 真空泵水环式真空泵的系统抽吸能力的影响因素n转速n转速升高，抽吸能力上升n真空泵的功耗增加速度与抽吸能力增加速度的平方成正比n增加转速来提高抽吸能力得不偿

15、失n冷却水温度n冷却水温度下降，抽吸能力上升为了弥补水环式真空泵所建真空较低的弱点，在高真空时可切换投入系统中的喷射器。该喷射器的结构及工作原理与前面所讲的喷射器相同，但它没有专门的工作介质及射水泵，而是靠气水分离器与真空泵入口所形成的压差来引射的。 水环式真空泵在低真空时抽气能力很大，故在机组启动时可快速建立所需真空。水环式真空泵运行方便可靠，不易损坏，噪音低，耗电量小，不需另设供水泵或汽源。但价格较贵，而且真空越高，抽气能力越小。 国产引进型300MW及600MW机组上普遍采用水环式真空泵作为抽气设备真空泵密封水制冷装置凝汽器的变工况n真空随负荷、冷却水进口温度和循环水量的变化n负荷增加，

16、真空下降n对于已经投运的机组，如果面积和传热系数一定，端差和负荷成正比14.1874.187/mwccmcmwmcmcAKqhhtqqqtqe 凝汽器的变工况Dirt in cooling towercorrosionManual cleaningCtcs modelSingel passstrainer凝汽设备运行n运行和监视n真空n进口蒸汽温度n出口凝结水温度n冷却水的进出口水温n循环水泵的功耗n冷却水在凝汽器前后的压力n过冷的原因分析n水质监视冷却塔冷却塔结构冷却塔传热机理n接触传热n蒸发传热冷却塔冷却效果n侧风n湿度运行n防冻n循环倍率先进的发电厂烟塔合一技术烟塔合一技术简介n1. 经

17、湿法脱硫设备后，烟气的温度降低了，如要排入烟囱，则必须对烟气进行再加热，如采用水塔排烟，烟气再热器可以取消，可以利用水蒸气气流显著的提升力把烟气送入较高的气流层中。尽管气流温度很低，但是体积流量较大由此总热流量较大在多数天气情况下都能够达到比同等烟气从烟囱排出的提升高度高。这不但节省了一次性投资，同时省去了烟气再热器的运行成本，由此节约了附加的能源消耗，不会由于此部分能源消耗造成附加的环境污染。n 2. 通常冷却塔的高度要比烟囱低，但扩散效果要比烟囱好，原因在于冷却塔中的热空气产生很大的浮力将烟气抬升后扩散到大气中。并且烟气在扩散前得到了有效的稀释，对环境产生较小的影响。n3. 燃烧中形成的空气有害物，并且在烟气净化后仍然存在的，通过冷却塔排放时地面浓度多数情况下是较小的，最大就像通过烟囱排放时计算的那么大。因此建造烟塔对环保非常有利。 烟塔合一技术的典范德国2x800MW黑泵电站机组容量2800 MW循环水流量65664T/h烟气流量3.9106m3/h底部直径104 m冷却塔高度141 m烟道直径6.5 m烟塔合一技术的优点：取消了电厂烟囱的建造充分利用水冷塔的拔风力，事半功倍地 提高了烟气排放效果明显降低了厂区附近区域污染物的浓度, 实现环保排放