2019-04-16 19:26:23

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凝汽式汽轮机,是指蒸汽在汽轮内膨胀做功以后,除小部分轴封漏气之外,全部进入凝汽器凝结成水的汽轮机。

实际上为了提高汽轮机的热效率,减少汽轮机排汽缸的直径尺寸,将做过部分功的蒸汽从汽轮机内抽出来,送入回热加热器,用以加热锅炉给水,这种不调整抽汽式汽轮机,也统称为凝汽汽轮机。火电厂中普遍采用的专为发电用的汽轮机。凝汽设备主要由凝汽器、循环水泵、凝结水泵和抽气器组成。汽轮机排汽进入凝汽器,被循环水冷却凝结为水,由凝结水泵抽出,经过各级加热器加热后作为给水送往锅炉。

汽轮机的排汽在凝汽器内受冷凝结为水的过程中,体积骤然缩小,因而原来充满蒸汽的密闭空间形成真空,这降低了汽轮机的排汽压力,使蒸汽的理想焓降增大,从而提高了装置的热效率。汽轮机排汽中的非凝结气体(主要是空气)则由抽气器抽出,以维持必要的真空度。

基本信息

  • 中文名

    凝汽式汽轮机

  • 外文名

    condensing steam turbine

  • 组成部分

    凝汽器 环水泵 凝结水泵 抽气器

  • 形成条件

    真空

  • 领域

    电力

  • 做功

    蒸汽在汽轮内膨胀做功

折叠 编辑本段 简介

汽轮机最常用的凝汽器为表面式。冷却水排入冷却水池或冷却水塔降温后再循环使用。靠近江、河、湖泊的电厂,如水量充足,可将由凝汽器排出的冷却水直接排入江、河、湖泊,称为径流冷却方式。但这种方式可能对河流湖泊造成热污染。严重缺水地区的电厂,可采用空冷式凝汽器。但它结构庞大,金属材料消耗多,除列车电站外,一般电厂较少采用。老式电厂中,有的采用混合式凝汽器,汽轮机排汽与冷却水直接混合接触冷却。但因排汽凝结水被冷却水污染,需要处理后才能作为锅炉给水,已很少采用。

折叠 编辑本段 工作原理

主要由汽轮机本体、凝结水泵、凝汽器和循环水泵等部分组成,是指蒸汽在汽轮机内做功之后进入凝汽器由气体冷却成为水,随后经凝结水泵送回锅炉。而在这当中,凝汽器起到了至关重要的作用,其主要目的是提高汽轮机的热效率,这是个运用蒸汽再冷却成为水的过程中,其体积会大幅度减小,使得剩下的空间变成真空,增大了蒸汽的理想焓。

抽气器的作用是在汽轮机启动前,使汽轮机和凝汽器建立必要的真空,在凝汽式汽轮机运行中,及时地将空气及其他不凝结气体从凝汽设备中不断抽出,以保证凝汽器换热管换热效率,维持真空度。抽真空设备性能的好坏,直接决定了凝汽式汽轮机排汽压力的高低,进而影响了机组焓降的大小和耗汽量的高低 ;不同的抽真空方

式,会影响汽轮机组的设备投资成本、操作方式繁简和系统复杂程度,所以抽真空设备对凝汽式汽轮机而言是相当重要的。

折叠 编辑本段 运行特性

凝汽式汽轮机的排汽压力对运行经济性有明显影响。影响凝汽器真空度的主要因素是冷却水进口温度和冷却倍率。前者与电厂所在地区、季节及供水方式有关;后者表示冷却水设计流量与汽轮机排汽量之比。冷却倍率大,可获得较高真空度。但冷却倍率增大的同时增加了循环水泵的功耗和设备投资。一般表面式凝汽器的冷却倍率设计为60~120。 由于凝汽式汽轮机循环水的需要量很大,水源条件成为电厂选址的重要条件之一。

理想情况下表面式凝汽器的凝水温度应与排汽温度相同,被冷却水带走的热量仅为排汽的汽化潜热。但实际运行中,由于排汽流动阻力及非凝结气体的存在,导致凝结水温度低于排汽温度,两者的温差称为过冷却度。冷却水管布置不当,运行中凝结水位过高而浸泡冷却水管,均会加大过冷却度。正常情况过冷却度应不大于1~2℃。

折叠 编辑本段 机组功率

降低凝汽式汽轮机的排汽压力,虽可提高热效率,但因排汽比容增大,汽轮机末级通流面积和叶片需要相应增大,这加大了制造成本,使加工困难。因此,最佳排汽压力需通过技术经济综合分析确定。一般凝汽式汽轮机排汽压力取为0.004~0.006兆帕。

汽轮机功率决定于蒸汽流量。凝汽式汽轮机可通过的最大流量决定于末级叶片长度。由于叶片越大,离心力越大,这使它受到材料强度的限制。末级叶片最大长度可达1000~1200毫米,叶片顶端最大允许圆周速度为550~650米/秒,单排汽口极限功率约为100~120兆瓦。低压缸采用分流式结构可提高单机功率。到80年代末,常规火电厂最大凝汽式单机功率,双轴机组为1300兆瓦,单轴机组为800兆瓦。

凝汽式机组设计为低转速(1500或1800转/分)时,可提高极限功率,但这又使汽轮机尺寸及材料消耗增加,因为汽轮机总重量与转速的三次方成反比。因此,除核电站为适应低参数、大流量特点,常采用低速汽轮机外,中国火力发电厂均采用3000转/分汽轮机。

折叠 编辑本段 故障解决

凝汽式汽轮机在运行过程中,气缸由于铸造缺陷、受应力作用变形、隔板及汽封套或挂耳压板的膨胀间隙不合适、气缸密封剂杂质过多、螺栓紧力不足或紧固顺序不正确等原因,结合面常会出现变形、渗漏等现象,影响机组的安全运行。

凝汽式汽轮机渗漏处理方法

针对气缸变形和泄漏的问题,首先要用长平尺和塞尺检查汽缸结合面的变形情况,再根据泄漏程度采取不同的解决方法:

1.汽缸变形较大或漏汽严重的结合面,采用研刮结合面的方法

如果上缸结合面变形在0.05mm范围内,以上缸结合面为基准面,在下缸结合面涂红丹或是压印蓝纸,根据痕迹研刮下缸。如果上缸的结合面变形量大,在上缸涂红丹,用大平尺研出痕迹,把上缸研平。

3.局部补焊或在气缸结合面喷涂刷镀

由于汽缸结合面被蒸汽冲刷或腐蚀出沟痕,选用适当的焊条把沟痕添平,用平板或平尺研出痕迹,研刮焊道和结合面在同一平面内。当汽缸结合面大面积漏汽,间隙在0.50mm左右时,为了减少研刮的工作量,可用涂镀的工艺。

4.结合面加垫的方法

如果结合面的局部间隙泄漏不是很大,可用80-100目的铜网经热处理使其硬度降低,然后剪成适当的形状,铺在结合面的漏汽处,再配以汽缸密封剂。

5.控制螺栓应力的方法

如果汽缸结合面的变形较小,而且很均匀,可在有间隙处更换新的螺栓,或是适当的加大螺栓的预紧力。按从中间向两边同时紧固,也就是从垂弧最大处或是受力变形最大的地方紧固螺栓。

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