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凝汽器及真空系统



http://www.xjbeng.com 凝汽式汽轮机还应配置凝汽器及真空泵真空系统,通常由汽轮机主机供应商成套供货。执行中国的JB/T l0085--1999“汽轮机凝汽器技术条件”标准或美国换热器协会的HEl“蒸汽表冷器”标准。

    1.凝汽器的压力

    凝汽器的压力取决于冷却水的温度,总是大于冷却水出口温度所对应的饱和蒸汽压力。凝汽器蒸汽冷凝温度与冷却水出口温度之差称为终端温差,终端温差通常取为5℃左右。JB/T l0085--1999标准推荐的冷却水进口温度20℃时,凝汽器的设计压力为5~6kPa(A);冷却水进口温度为25℃时,凝汽器的设计压力为6.5~7.5kPa(A),这主要是针对发电用汽轮机的凝汽器。化工泵、石化行业的冷却水进口温度通常为32℃,出口温度通常为42℃,则凝汽器的压力通常为10~15kPa(A)。要防止凝汽器的冷凝压力定得过高造成的耗汽量增加。

    2.冷却水量的计算

    冷却水量用以下热平衡式计算:

Q=G(IO-IC)=Wt(t2-tl)Cw

  式中  Q——凝汽器的热负荷,kJ/h;

        G——进入凝汽器的蒸汽流量,kg/h;

        Io——进入凝汽器的蒸汽的焓值,kJ/kg;

        Ic——凝汽器冷凝水的焓值,kJ/kg;

        Wt——进入凝汽器的冷却水流量,kg/h;

        t2——冷却水进口温度,℃;

        tl——冷却水出口温度,℃;

        Cw——冷却水的比热容,kJ/(kg·℃)。

    3.凝汽器的型式

    工业泵中的汽轮机的凝汽器通常为表面冷凝式,很少用混合式,以便冷凝水作为锅炉给水回收利用。凝汽器为卧式管壳式换热器,水走管程,蒸汽走壳程,两端有管箱,便于清洗管内。

  因泵通常有备用,.凝汽器不必设计成双室式。

   壳程的抽气口(不凝气)应设在蒸汽流程的尾部。凝汽器的下部设有热井,热井应设高、低液位报警,防止冷凝水占据换热面积或冷凝水泵汽蚀。

    4.真空系统

    凝汽式汽轮机的尾部、凝汽器以及连接管路都在负压下工作,尽管在设计、制造和安装方面对真空系统都采取了密封措施,但不可避免微量空气从法兰、管接头等处漏入。此外锅炉给水虽经脱水处理,但也会溶有微量不凝气,随蒸汽进入凝汽器。这些微量空气和不凝气在凝汽器中逐渐积累后如不排走,将形成很大的分压,严重降低凝汽器的真空度,恶化汽轮机的性能,因此应设抽气器。

    抽气器通常采用蒸汽喷射器,经常工作的抽气器称为主抽气器,都采用两级抽气器,两者之间设中间冷凝器。常用主凝汽器中的冷凝水来作为冷却水,因为这样可回收抽气器中蒸汽的部分热量,又简化了系统。由于采用了中间冷却,工作蒸汽的消耗量较单级抽气器为少,经济性较好。

    另外,在汽轮机启动前,系统中有大量空气需抽走,通常还设置启动抽气器,以便尽快建立起真空。启动抽气器一般都是结构简单的单级抽气器,它的工作蒸汽不回收,和被抽出的气体一起排到大气。

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