發(fā)電廠汽輪機(jī)真空抽氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其原理

1、第一章 汽輪機(jī)真空抽氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其原理一、 汽輪機(jī)真空抽氣系統(tǒng)的工作原理1、 主要原因是由于汽輪機(jī)的排汽被冷卻成凝結(jié)水，其比容急劇縮小。如蒸汽在絕對(duì)壓力4Kpa 時(shí)蒸汽的體積比水的體積達(dá)3 萬(wàn)多倍。當(dāng)排汽凝結(jié)成水后，體積就大為縮小，使凝汽器內(nèi)形成高度真空。2、 真空的形成和維持必須具備三個(gè)條件：1） 凝汽器鈦管必須通過一定的冷卻水量。2） 凝結(jié)水泵必須不斷地把凝結(jié)水抽走，避免水位升高，影響蒸汽的凝結(jié)。3） 抽氣器必須把漏入的空氣和排氣中的其它氣體抽走。對(duì)于凝汽式汽輪機(jī)組，需要在汽輪機(jī)的汽缸內(nèi)和凝汽器中建立一定的真空，正常運(yùn)行時(shí)也需要不斷地將由不同途徑漏入的不凝結(jié)氣體從汽輪機(jī)及凝汽器內(nèi)抽出。真空

2、系統(tǒng)就是用來建立和維持汽輪機(jī)組的低背壓和凝汽器的真空。低壓部分的軸封和低壓加熱器也依靠真空抽氣系統(tǒng)的正常工作才能建立相應(yīng)的負(fù)壓或真空。二、 汽輪機(jī)真空抽氣系統(tǒng)的常規(guī)設(shè)計(jì)對(duì)于600MW汽輪機(jī)組，目前真空抽氣系統(tǒng)采用的抽氣設(shè)備多數(shù)是水環(huán)式真空泵和射氣式抽氣器結(jié)合。真空抽氣系統(tǒng)主要包括汽輪機(jī)的密封裝置、真空泵以及相應(yīng)的閥門、管路等設(shè)備和部件。三、 岱海電廠的設(shè)備配置及選型我公司真空抽氣系統(tǒng)采用了凝汽器蒸汽凝結(jié)區(qū)真空抽氣系統(tǒng)和水室真空抽氣系統(tǒng)兩部分組成。凝汽器蒸汽凝結(jié)區(qū)真空抽氣系統(tǒng)，主要包括水環(huán)式真空泵和驅(qū)動(dòng)電機(jī)，氣水分離器，工作水冷卻和連接管道及所有控制部件等。其中水環(huán)式真空泵是關(guān)鍵設(shè)備，抽真空系統(tǒng)

3、共配置3 臺(tái)水環(huán)式機(jī)械真空泵，用于抽吸凝汽器內(nèi)的空氣及不可冷凝氣體。電動(dòng)機(jī)與真空泵采用直聯(lián)方式，正常運(yùn)行時(shí)，2 臺(tái)運(yùn)行1 臺(tái)備用。機(jī)組啟動(dòng)時(shí)，可3 臺(tái)泵同時(shí)投入運(yùn)行，以快速建立凝汽器真空，加快機(jī)組啟動(dòng)過程。設(shè)置凝汽器水室真空系統(tǒng)的目的是：在機(jī)組啟動(dòng)時(shí)，用來抽出凝汽器水室內(nèi)的空氣，使水室建立負(fù)壓，以幫助循環(huán)水系統(tǒng)正常地工作；在機(jī)組正常運(yùn)行期間，抽出循環(huán)水因溫度升高而游離出來的空氣，維持水室一定程度的負(fù)壓，使水室內(nèi)充滿循環(huán)水。四、 重點(diǎn)設(shè)備1：凝汽器蒸汽區(qū)真空抽氣水環(huán)式真空泵水環(huán)式真空泵的主要部件有驅(qū)動(dòng)軸、浮動(dòng)軸承端泵蓋、浮動(dòng)軸承端錐體、泵體、第一級(jí)轉(zhuǎn)子、第二級(jí)轉(zhuǎn)子、固定軸承端錐體、固定軸承端泵蓋

4、和軸承組成。水環(huán)式真空泵的殼體由若干零件組成，不同形式的水環(huán)泵，其殼體結(jié)構(gòu)也不同。但在殼體內(nèi)都有一個(gè)圓柱體的空間，葉輪偏心的裝在這個(gè)空間內(nèi)。同時(shí)在殼體側(cè)面的適當(dāng)位置開有吸氣口和排氣口，實(shí)現(xiàn)軸向的吸氣和排氣。殼體不僅為葉輪提供工作空間，而且更重要的是殼體還直接影響泵內(nèi)的能量交換。水環(huán)式真空泵工作之前需要向泵內(nèi)灌注一定數(shù)量的水，這些水起著傳遞能量的媒介作用，故把這些水稱為工作介質(zhì)。這種泵的抽真空原理與射流式抽氣器不同，它仍屬于機(jī)械式離心泵，在圓筒形泵殼內(nèi)偏心安裝著葉輪轉(zhuǎn)子。當(dāng)葉輪在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)時(shí)，工質(zhì)在葉片的推動(dòng)下獲得圓周速度，由于離心力的作用被甩向外徑，形成沿泵殼旋流的水環(huán)，由于葉輪的偏心

5、布置，水環(huán)相對(duì)于葉片作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使相鄰兩葉片間的空間容積呈周期性變化，猶如液體活塞在葉柵間做徑向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)兩葉片間的“水活塞”離心向外推去時(shí)，是這空間容積由小逐漸變大，于是就從軸向吸入口把氣體抽吸出來。而當(dāng)葉片間的“水活塞”向軸心方向作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，空間又逐漸由大變小于是將吸入的氣體逐漸壓縮，通過排氣口排出。隨著葉輪穩(wěn)定轉(zhuǎn)動(dòng)，每個(gè)容積輪番變化，使吸、排氣過程持續(xù)下去。由此看來，水環(huán)式真空泵的工作過程與容積泵很相似。（工作原理如下圖）1排汽管 2殼體 3排汽口 4轉(zhuǎn)子 5驅(qū)動(dòng)軸真空泵的工作水與被壓縮氣體是一起排出的。因此水環(huán)需用新的冷水連續(xù)補(bǔ)水，以保證穩(wěn)定的水環(huán)厚度和溫度。水環(huán)除了起到“液體活塞

6、”的作用，還有散熱（對(duì)壓縮過程）、密封（葉輪和配氣板之間）、冷卻（軸封件）等作用。因此泵的工作轉(zhuǎn)速（對(duì)應(yīng)一定的水環(huán)厚度），實(shí)際工作水溫和配氣孔布置是幾個(gè)主要影響因素，對(duì)抽汽量、工作效率和壓縮比（包括可達(dá)真空度）起決定性作用。運(yùn)行注意事項(xiàng)：水環(huán)式真空泵對(duì)工作水溫度的要求比較高，當(dāng)水溫升高時(shí)，其抽吸能力下降。因此，在運(yùn)行中，要注意保證設(shè)備工作水冷卻器的正常運(yùn)行。1） 在運(yùn)行啟動(dòng)時(shí)，未向汽機(jī)軸封供汽時(shí)，不要啟動(dòng)抽氣器或真空泵，這在熱態(tài)啟動(dòng)時(shí)尤其要注意。2） 無負(fù)荷下空轉(zhuǎn)，低真空和排氣管未噴水都能使排汽缸溫度升高。3） 排汽缸溫度達(dá)80，應(yīng)逐步增加負(fù)荷或改善真空，以降低排氣溫度。4） 如果真空降低時(shí)而

7、排汽缸噴水投運(yùn)時(shí)，要注意低壓缸轉(zhuǎn)子的脹差，以防過大。5） 排汽溫度達(dá)80時(shí)報(bào)警，應(yīng)采取以下措施：（1） 改善真空。（2） 在低負(fù)荷下增加15%的額定負(fù)荷。（3） 如果未并網(wǎng)，降低轉(zhuǎn)速至暖機(jī)轉(zhuǎn)速。（4） 如果原來在暖機(jī)轉(zhuǎn)速，返回到盤車轉(zhuǎn)速。（5） 投入排汽缸噴水。設(shè)備參數(shù)：序號(hào)項(xiàng) 目單位數(shù)據(jù)1設(shè)備名稱水環(huán)真空泵2制造商納西姆工業(yè)中國(guó)有限公司3產(chǎn)地中國(guó)4型號(hào)TC-115型式錐體雙級(jí)泵6干空氣抽氣量(4.5Kpa.18C°)kg/h657機(jī)組啟動(dòng)抽汽時(shí)間及背壓min/kPa25/4.58真空泵級(jí)數(shù)29一級(jí)壓縮比1 ：510二級(jí)壓縮比1 ：611泵轉(zhuǎn)速r/min59012軸功率kW8313極

8、限真空度kPa.a3.314換熱器型式板式換熱器(入口設(shè)置Y型濾網(wǎng))15換熱器面積m212.816換熱器冷卻水量m3/h37.517氣水分離器型式旋分式18氣水分離器尺寸mm600X178119電動(dòng)機(jī)型式三相異步電機(jī)20電動(dòng)機(jī)型號(hào)Y2-355M1-1021電動(dòng)機(jī)額定功率kW11022電動(dòng)機(jī)額定電壓V38023最大噪聲值dB(A)8524設(shè)備外形尺寸(長(zhǎng)寬高)mm4700X1500X200025設(shè)備凈重量kg600026設(shè)備運(yùn)行重量kg650027最大檢修重量kg600028泵殼體材質(zhì)CI/ASTM A4829泵蓋材質(zhì)CI/ASTM A4830葉輪材質(zhì)ASTM A536高質(zhì)量球墨鑄鐵31軸材質(zhì)A

9、NSI C-104532軸套材質(zhì)無33分離器材質(zhì)Q235A34冷卻水換熱器板材鈦材五、 重點(diǎn)設(shè)備2：凝汽器水室真空抽氣水環(huán)式真空泵一臺(tái)機(jī)組凝汽器的水側(cè)配置1臺(tái)100%容量的水環(huán)式真空泵。設(shè)備參數(shù)：序號(hào)項(xiàng) 目單位數(shù)據(jù)1設(shè)備名稱水環(huán)真空泵2制造廠家納西姆工業(yè)（中國(guó)）有限公司3型式及型號(hào)水環(huán)式真空泵機(jī)組 2BE1 253-0BY44出力m3/h19905材料6泵殼鑄鐵 HT2007葉輪鑄鐵 HT2008軸鋼 16Mn9底座碳鋼10旋轉(zhuǎn)方向(從被驅(qū)動(dòng)端看)順時(shí)針11軸密封型式填料密封12軸承型式滾動(dòng)軸承13主要尺寸14吸入側(cè)接口尺寸mmDN15015排出側(cè)接口尺寸mmDN15016所需占地面積(mm&

10、#215;mm)約3000×2200mm17泵組重量kg約400018電動(dòng)機(jī)19制造廠家北京畢捷電機(jī)股份有限公司20額定功率防護(hù)等級(jí)75kw/IP4421水汽分離器22制造廠家山東省北方壓力容器制造有限公司23型式及型號(hào)旋風(fēng)分離式/2BXO8O24容器材質(zhì)Q235-A25泵的傳動(dòng)裝置26聯(lián)軸器型式、型號(hào)彈性聯(lián)軸器 2BX 06027護(hù)罩材料碳鋼28真空表29制造廠家上儀或常州30型式、型號(hào)Y-10031量程-0.10MPa32逆止閥33制造廠家上海華托閥門有限公司34型式低壓降真空止回閥35尺寸/材料DN150一、 填空題1、 凝汽系統(tǒng)的主要設(shè)備包括： 、 、 、 等。2、 岱海凝汽

11、器參數(shù)：型號(hào)為 ，型式為 雙背壓、雙殼體、單流程、表面式、橫向布置，冷卻面積為 ，冷卻水為 ，凝汽器鈦管總數(shù)為 根，鈦管規(guī)格為 和 。3、 凝汽器鈦管管口在進(jìn)出口水室側(cè)標(biāo)高要比返回水室側(cè)低 mm，以便于凝汽器停運(yùn)后 。4、 凝汽器與低壓缸采用 連接，基礎(chǔ)為 。5、 汽側(cè)真空泵型號(hào)為 ，型式為 ，轉(zhuǎn)速為 r/min。二、 選擇題1、 按冷卻方式分類，汽輪機(jī)可分為（ ）。A. 水冷式 B. 直接水冷式 C. 間接空冷式 D. 以上都是2、 岱海汽側(cè)真空泵的型式為（ ）。A. 射汽式 B. 機(jī)械式 C. 射水式3、 岱海凝汽器支撐方式為（ ）。A. 剛性支撐 B. 彈性支撐4、 以下哪些設(shè)備是為了保

12、證凝汽器高效運(yùn)行而設(shè)置的（ ）。A. 二次濾網(wǎng) B. 收球網(wǎng) C. 水側(cè)真空泵 D. 以上都是5、 凝汽器出口凝結(jié)水含氧量標(biāo)準(zhǔn)為（ ）mg/L除氧器氧量標(biāo)準(zhǔn)為（ ）µg/L。A. 10 B. 15 C. 20 D. 7三、 問答題1、 常用換熱器的分類，并舉例說明？2、 凝汽器循環(huán)倍率？3、 簡(jiǎn)述真空嚴(yán)密性試驗(yàn)方法及標(biāo)準(zhǔn)？4、 熱力除氧的原理是什么？5、 凝汽器查漏的方法有哪些？應(yīng)注意什么？答案一、 填空題1、 凝汽器 真空泵 循環(huán)泵 凝結(jié)水泵。2、 N-34000-5 34000 岱海湖水 38916 25×0.5 25×0.7。3、 45mm 管子的疏水。4、 金屬膨脹節(jié) 剛性支撐。5、 TC-11 錐體雙級(jí)水環(huán)式真空泵 590r/min。二、 選擇題1、 D2、 C3、 A4、 D5、 B D三、 問答題6、 答：常用換熱器分為混合式和表面式?；旌鲜綋Q熱器如除氧器。表面式換熱器又分為管殼式和板式。管殼式如高加、低加、凝汽器、主冷油器等；板式如閉冷器、氫冷水冷卻器等。7、 答：相同時(shí)間內(nèi)循環(huán)冷卻水量與蒸汽凝結(jié)量的比值，岱海凝汽器循環(huán)倍率為60。8、 答：真空嚴(yán)密性試驗(yàn)方法：關(guān)閉汽側(cè)真空泵入口門；停運(yùn)汽側(cè)真空