凝汽器

表面式凝汽器用途：

凝汽器是汽輪機系統的重要組成部分。它的作用將汽輪機的排汽凝結成水，形成并保持所要求的真空。其工作性能直接影響到整個(gè)系統的熱經(jīng)濟性和運行可靠性。所以凝汽器是汽輪機組的重要輔機之-，是電力熱力循環(huán)中的重要-環(huán)，對整個(gè)火力發(fā)電廠(chǎng)的建設和安全、經(jīng)濟運行都有著(zhù)決-行影響。

表面式凝汽器的用途可歸結為四個(gè)方面：

1)凝結作用

凝汽器通過(guò)冷卻水與乏汽的熱交換，帶走乏汽的汽化潛熱而使其凝結成水，凝結水經(jīng)回收加熱而作為鍋爐給水重復使用。

2)建立并維持--真空

這是降低機組終系數、提-電廠(chǎng)循環(huán)效率所必需的。

3)除氧作用

現代凝汽器，特別是不單設除氧器的燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)裝置中的凝汽器和沸水堆核電機組的凝汽器，都要求有除氧作用，以適應機組的防腐要求。

4)蓄水作用

凝汽器的蓄水作用即是匯集和貯存凝結水、熱力系統中的各種疏水、排汽和化學(xué)補給水的需要，也是緩沖運行中機組流量急劇變化、增加系統調節穩-性的需要，同時(shí)還是確保凝結水泵必要的吸水壓頭的需要。

凝汽器分類(lèi)：

按蒸汽凝結方式的不同凝汽器可分為表面式（也稱(chēng)間壁式）和混合式（也稱(chēng)接觸式）兩類(lèi)。在表面式凝汽器中，與冷卻介質(zhì)隔開(kāi)的蒸汽在冷卻壁面上（通常為金屬管子）被冷凝成液體。冷卻介質(zhì)可以是水或空氣。水冷表面式凝汽器(凝汽器)按冷卻水的流動(dòng)方式分為單流程、雙流程兩種。在混合式凝汽器中，蒸汽是在與冷卻介質(zhì)混合的情況下被冷凝成液體的。被冷凝的蒸汽既可是水蒸汽，也可是其他物質(zhì)的蒸氣?，F在很多電廠(chǎng)都選用表面式凝汽器居多.

對老式和陳舊凝汽器改造:

由于種種原因，我過(guò)眾多的發(fā)電廠(chǎng)使用凝汽器的型式和凝汽器運行效率有很-差異。加之有的凝汽器使用年限很久，已嚴重老化和設計的技術(shù)手段過(guò)時(shí)，使凝汽器的技術(shù)改造和-新?lián)Q代顯得很有必要。 對電廠(chǎng)老式和陳舊凝汽器的技術(shù)改造是指在對電廠(chǎng)現場(chǎng)進(jìn)行仔細的技術(shù)勘察和調研后，提出凝汽器的具體改造方案，-行制造出改造所需的部套件及技術(shù)資料軟件，在電廠(chǎng)-修期限內完成安裝施工和試驗，然后交付運行。

A、凝汽器改造的目的

1)提-機組的安全性和可靠性 改造和-換老式,陳舊的凝汽器部套件，采用新型，-效的技術(shù)，是凝汽器結構科學(xué)，合理，效率提升，從而提-機組的安全性和可靠性。

2)提-機組的經(jīng)濟性 在汽輪機進(jìn)汽溫度不變的條件下，排汽溫度每降低10℃，裝置效率將提-3.5%左右。凝汽壓力每改變1KPa，汽輪機功率將平均改變1%~~2%。 冷卻水管采用科學(xué)，合理，-進(jìn)的布置方式，是效率-幅度提升。 內部另設真空除氧裝置，進(jìn)-步適應機組的防腐要求。 根據各個(gè)電廠(chǎng)運行水質(zhì)的不同（海水、地下水、地表水等）冷卻水采用不同材質(zhì)的鈦管、銅管、不銹鋼管等。 經(jīng)過(guò)熱力計算，流場(chǎng)計算，強度計算分析等-考慮后，不僅使設備性能滿(mǎn)足要求，效率提-，而且便于安裝和維護。

B、凝汽器改造方案及實(shí)施:

1)經(jīng)過(guò)細致的計算分析和-考慮后，在凝汽器內部采用新型，合理的冷卻水管布置方式，同時(shí)根據各廠(chǎng)冷卻水質(zhì)的不同（海水、地下水、地表水等），采用不同材質(zhì)的冷卻水管（鈦管、銅管、不銹鋼管等）。

2)-換凝汽器支撐板，管板等。

3)改進(jìn)殼體和其它部套件等。（殼體有的也可以保留）。

4)在凝汽器內部加裝新技術(shù)的補水裝置和真空除氧裝置。

5)現場(chǎng)施工安裝、試驗、交付使用。（或現場(chǎng)指導）。

突出優(yōu)勢

工作原理

凝汽器結構組成：

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。

凝汽器設計：

表面式凝汽器設計時(shí)，應根據汽輪機排汽量、排汽面積、年或月平均水溫和供水方式，對背壓、冷卻水倍率（指冷卻水量與被冷凝蒸汽量的-比，-般為 50～120）和冷卻水管內流速等進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟比較，確--佳方案。凝汽器在結構上應有合理的管束排列，以提-總的傳熱系數和降低汽側阻力；合理布置空氣冷卻區和抽氣口，防止形成空氣死區；配備有效的抽氣設備，以-良好的熱交換；喉部要有良好的空氣動(dòng)力-，以-排汽較均勻地進(jìn)入冷卻管束，不致形成汽流旋渦而浪費部分冷卻面積；整個(gè)外殼要有良好的氣密性和足夠的剛度，以利于提-真空嚴密性和防止外殼變形；要使汽流良好地加熱凝結水，并達到--的除氧效果；根據管子振動(dòng)計算選擇合理的中間支撐板跨距，避免運行時(shí)引起管束共振而使管束遭到破壞。

凝汽器保護：

凝汽器的換熱管材料-般以不銹鋼管和銅管為主，鈦管多使用在靠海邊，介質(zhì)水質(zhì)海水，其中碳鋼管材質(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)常出現 腐蝕 -，-物進(jìn)入冷卻水系統會(huì )造成污染環(huán)境及物料的浪費。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)冷卻水中的雜質(zhì)、鹽類(lèi)、氣體、微生物都會(huì )構成對管板和焊縫的腐蝕。研究表明，工業(yè)水無(wú)論是淡水還是海水，都會(huì )有各種離子和溶解的氧氣，其中氯離子和氧的濃度變化，對金屬的腐蝕形狀起重要作用。另外，金屬結構的復雜程度也會(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(guān)看，管板表面會(huì )有許多腐蝕產(chǎn)物和積沉物，分布著(zhù)-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-種常見(jiàn)現象。

表面式凝汽器工作原理：

凝汽器是現代火電站和核電站-采用的典型汽輪機。凝汽設備是汽輪機裝置的重要組成部分，它的設計制造和運行-的-劣，直接影響汽輪機裝置的經(jīng)濟性和安全性。 凝汽設備在汽輪機裝置的熱力循環(huán)中起到冷源的作用。降低汽輪機排氣溫度和排氣壓力，可以提-熱循環(huán)清洗效率。凝汽器的主要作用，-是在汽輪機排汽口建立并保持-度真空，二是在汽輪機排汽凝結的水作為鍋爐給水，構成-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-的真空度。真空過(guò)低會(huì )嚴重影響電廠(chǎng)機組的安全經(jīng)濟運行,而造成真空過(guò)低其中-個(gè)重要原因就是冷卻水管結垢。汽輪機的結垢對凝集器的性能影響較-，它不僅使汽機端差增-，而且使汽機真空度降低，排氣溫度升-，影響汽輪機的經(jīng)濟性和安全性。 長(cháng)期以來(lái)傳統的清洗方式如機械方法（刮、刷）、-壓水、化學(xué)清洗(酸洗)等在對設備清洗時(shí)出現很多問(wèn)題：不能-清除水垢等沉積物，酸液對設備造成腐蝕形成漏洞，殘留的酸對材質(zhì)產(chǎn)生二次腐蝕或垢下腐蝕，-終導致-換設備，此外，清洗廢液有毒，需要-量資金進(jìn)行廢水處理。 凝汽器中裝有-量的銅管，并通以循環(huán)冷卻水。當汽輪機的排汽與凝汽器(凝汽器)銅管外表面接觸時(shí)，因受到銅管內水流的冷卻，放出汽化潛熱變成凝結水，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下來(lái)。排汽被冷卻時(shí)，其比容急劇縮小，因此，在汽輪機排汽口下凝汽器內部造成較-的真空。 凝汽器是火力發(fā)電廠(chǎng)的-型換熱設備。

表面式凝汽器真空度-義：

從真空表所讀得的數值稱(chēng)真空度。真空度數值是表示出系統壓強實(shí)際數值--氣壓強的數值，即：真空度=-氣壓強-對壓強 凝汽器真空的形成主要原因： 在啟動(dòng)過(guò)程中真空是由主、輔抽將汽輪機內-量空氣抽出而形成的。在正常運行中，真空的形成是由于汽輪機排汽在內驟然凝結成水時(shí)其比容急劇縮小而形成的。 如蒸汽在-對壓力4kpa時(shí)蒸汽的體積比水的體積-3萬(wàn)倍，當排汽凝結成水后，體積就-為縮小，使凝汽器內形成-度真空。

凝汽器真空形成和維持必須具備三個(gè)條件：

1）銅管必須通過(guò)--的冷卻水量；

2）凝結水泵必須不斷地把凝結水抽走，避免水位升-，影響蒸汽的凝結；

3）抽汽器必須把漏入的空氣和排汽中的其它氣體抽走。

凝汽器真空降低的原因：

循環(huán)水量減少或中斷： 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：水量中斷，進(jìn)水壓力下降，出水真空至-，循泵電流至-或升-，須不破壞真空停機；若未關(guān)死，立即減 負荷 恢復； 循出閥門(mén)誤關(guān)、凝汽器水側板管堵塞、收球-網(wǎng)板不在運行位置：循環(huán)水壓上 升，溫升增-； 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-，水量不足；. |4 Q1 j- {3 u 虹吸破壞（進(jìn)水壓力低、板管堵塞、出水側漏空氣）：虹吸作用減小時(shí)，會(huì )使水量減少，卻又提-了循環(huán)水母管壓力，而壓力-對維持水量是有利的，所以虹吸破壞必然是個(gè)過(guò)程。出水真空晃動(dòng)且緩慢下降，溫升增-。

表面式凝汽器真空緩慢下降的原因和處理：

因為真空系統龐-，影響真空的因素較多，所以真空緩慢下降時(shí)，尋找原因比較困難，重-可以檢查以下各項，并進(jìn)行處理。

1．循環(huán)水量不足 ：

循環(huán)水量不足表現在同-負荷下，凝汽器循環(huán)水進(jìn)出口溫差增-，其原因可能是進(jìn)入雜物而堵塞。對于裝有膠球清洗裝置的-機組，應進(jìn)行反沖洗。對于出口管有虹吸的機組，應檢查虹吸是否破壞，其現象是：出口側真空到-，同時(shí)入口壓力增加。出現上述情況時(shí)，應使用循環(huán)水系統的輔助抽氣器，恢復出口處的真空，必要時(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垢嚴重。此時(shí)應開(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，必要時(shí)在停機后用-壓水進(jìn)行沖洗。

2．凝汽器水位升- ：

導致水位升-可能是凝結水泵入口汽化或者銅管破裂漏入循環(huán)水等。凝結水泵入口汽化可以通過(guò)凝結水泵電流的減小來(lái)判斷，當確認是由于此原因造成水位升-時(shí)，應檢查水泵入口側蘭盤(pán)根是否不嚴，漏入空氣。銅管破裂可通過(guò)檢驗凝結水硬度加以判斷。

3．射水抽氣器工作水溫升- ：

工作水溫升-，使抽氣室壓力升-，降低了抽氣器的效率。當發(fā)現水溫升-時(shí)，應開(kāi)啟工業(yè)水補水，降低工作水溫度。

4．真空系統漏人空氣 ：

真空系統是否漏入空氣，可通過(guò)嚴密性試驗來(lái)檢查。此外，空氣漏入真空系統，還表現為凝結水過(guò)冷度增加，并且端差增-。

凝汽器真空下降的危害：

(1)使排汽壓力升-,可用焓降減小,不經(jīng)濟,同時(shí) 機組 出力有所降低；

(2)排汽 溫度 升-,可能使銅管松弛,破壞嚴密性；

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

(4)汽輪機軸向位移增加,造成推力軸承過(guò)載而磨損；

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

表面式凝汽器嚴密性差的主要原因及汽側：

1 、汽輪機排氣缸和凝汽器喉部連接法蘭或焊縫處漏氣。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 、汽輪機端部軸封存在問(wèn)題或工作不正常。

3 、汽輪機低壓缸接合面、表計接頭等不嚴密。

4 、有關(guān)閥門(mén)不嚴密或水封閥水量不足。

5 、凝結水泵軸向密封不嚴密。

6 、低壓給水加熱器汽側空間不嚴密。

7 、設備、管道破損或焊縫存在問(wèn)題。

凝汽器水側：

1 、脹管管端-。采用墊裝法連接管子和管板時(shí)，填料部分密封性不好。

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--的凝汽器，端差的-小與冷卻水入口溫度、單位面積蒸汽負荷、銅管的表面潔凈度，內的漏入空氣量以及冷卻水在管內的流速有關(guān)。-個(gè)清潔的凝汽器，在--的循環(huán)水溫度和循環(huán)水量及單位蒸汽負荷下就有--的端差值指標，-般端差值指標是當循環(huán)水量增加，冷卻水出口溫度愈低，端差愈-，反之亦然；單位蒸汽負荷愈-，端差愈-，反之亦然。實(shí)際運行中，若端差值比端差指標值-得太多，則表明冷卻表面銅管污臟，致使導熱條件惡化。

凝汽器端差增加的原因：

1.銅管水側或汽側結垢；

2.汽側漏入空氣；

3.冷卻水管堵塞；

4.冷卻水量減少等 凝汽器過(guò)冷度 液體溫度達到理論結晶溫度時(shí)并不能進(jìn)行結晶，而必須在它溫度以下的某-溫度（稱(chēng)為實(shí)際開(kāi)始結晶溫度）才開(kāi)始結晶。在實(shí)際結晶過(guò)程中，實(shí)際結晶溫度總是-理論結晶溫度，這種現象成為過(guò)冷現象，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，使蒸汽的凝結溫度-管束之間混合汽流的溫度，從而產(chǎn)生過(guò)冷。 由于凝汽器內存在汽阻，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)，受管內循環(huán)水冷卻，因液滴的溫度比冷卻水管管壁溫度-，凝結水降溫從而-其飽和溫度，產(chǎn)生過(guò)冷。 由于汽側積有空氣，空氣分壓力增-，蒸汽分壓力相對降低，蒸汽仍在自己的分壓力下凝結，使凝結水溫度-排汽溫度，產(chǎn)生過(guò)冷。 構造上存在缺陷，冷卻水管束排列不合理，使凝結水在冷卻水管外形成-層水膜，當水膜變厚下垂成水滴時(shí)，水滴的溫度即水膜內、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。 漏入空氣多或抽氣器工作不正常，空氣不能及時(shí)被抽出，空氣分壓力增-，使過(guò)冷度增加。 熱水井水位-于正常范圍，凝汽器部分銅管被淹沒(méi)，使被淹沒(méi)銅管中循環(huán)水帶走-部分凝結水的熱量而產(chǎn)生過(guò)冷卻。 循環(huán)水溫度過(guò)低和循環(huán)水量過(guò)-，使凝結水被過(guò)度的冷卻，過(guò)冷度增加。 凝汽器銅管破裂，循環(huán)水漏入凝結水內，使凝結水溫度降低，過(guò)冷度增加。 凝結水過(guò)冷度是衡量凝汽器運行經(jīng)濟性的重要指標，過(guò)冷度小，表示循環(huán)水帶走的熱量少，機組經(jīng)濟性好，反之過(guò)冷度-，循環(huán)水帶走的熱量多，機組經(jīng)濟性差。 據資料介紹，過(guò)冷度每增加1，機組熱耗率就上升0.02%

技術(shù)參數