浅析凝汽器与真空

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1、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，

2、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

3、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，

4、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。4　凝汽器的过冷度与气阻凝汽器里水平排列着很多根铜管，当在上部铜管凝聚水珠下落时，大部分水珠要落在下落时，大部分水珠要落在下面铜管上，又被冷却水冷却，因此，凝结水温度比凝汽器喉部压力下饱和温度要低，其温差为过冷度，一般过冷度为0.5℃~1℃，过冷度大说明被冷却

5、水额外带走的热量多，这一部分损失要靠锅炉的燃烧燃料来弥补，而且过冷度越大，凝结水中的含氧量也越多，从而加速了设备和管道的腐蚀速度，同时，冷却水所带走的排汽的汽化潜热就会相应的减小，使凝汽器的真空降低，这也大大影响了凝汽器的热经济性。此外凝汽器的过冷度受凝汽器内汽阻影响，凝汽器抽气口处压力最低，蒸汽、空气混合物从凝汽器喉部流向抽气口中，在经过管束有流动阻力，从喉部到抽气口之间的压力降称之为汽阻，汽阻一般为260~400Pa，运行过程中要求汽阻要小一些，因为当抽气口压力一定时，汽阻越大，汽轮机的背压越高，而且当汽阻增加时，过冷

6、度也会阻之增大，从而影响凝汽器内的真空。4　凝汽器与真空系统的严密性在实际运行中，由于种种原因，空气和循环水总是或多或少漏进凝汽器为主的真空系统内，这种漏泄要影响机组的经济性和安全性，漏泄严重时要被迫停机，当空气漏入凝汽器后，凝汽器内的真空降低，换热效果降低，凝结水里含氧量增加，设备腐蚀速度加快，蒸汽分压力相对降低，其凝结水温度低于凝汽器内总压力，所对应的饱和温度、过冷度增加，因此，要对真空系统的严密性通过真空严密性试验或真空系统检测仪等手段进行仔细检查，消除真空系统严密性不良的因素。5　凝汽器铜管脏污、结垢、泄漏等对真空

7、的影响当凝汽器内铜管脏污、结垢时，影响凝汽器的热交换，使凝汽器端差增大，排汽温度上升，此时凝汽器内水阻增大，冷却通流量减小，冷却水出、入口温差也随之增加，造成真空下降。凝汽器铜管泄漏，是凝汽器最常遇到的故障之一。凝汽器铜管泄漏，将使硬度很高的冷却水进入凝汽器汽侧，凝汽器水位升高，真空下降，此外还使凝结水质变坏，造成锅炉和其它设备结垢和腐蚀，严重时可导致锅炉爆管。铜管泄漏分析其原因有：（1）铜管在管板上的胀口不严密。对于用扩管法固定的铜管，其原因有胀口松动和扩管工艺不当；对于管环法固定的铜管，其原因是填料规格、尺寸不合适，填

8、料盘根加工工艺不良或填料陈旧、失去弹性。（2）铜管受到冲蚀、电化学腐蚀和化学腐蚀而引起破坏。（3）机械性损伤，如：采用机械清洗时损伤铜管内壁，汽轮机叶片断落；运行不当致使疏水冲击凝汽器铜管。（4）由于振动使铜管断裂。振动的原因是铜管振动特性不良与汽轮机发生共振；汽轮机排汽中含有较大的水珠，撞击铜管发生振