凝结水系统课件.ppt

1、凝结水系统主凝结水系统 主凝结水系统指由凝汽器至除氧器之间与主凝结水相关的管路与设备。凝结水系统的主要功能：是将凝结水从凝汽器热井送到除氧器，作为超临界机组，对锅炉给水的品质要求很高，为了保证系统安全可靠运行和提高循环热效率，在输送过程中，对凝结水系统进行流量控制及除盐、加热、除氧等一系列必要的环节。此外，主凝结水系统还对凝汽器热井水位和除氧器水箱水位进行必要的控制调节，以保证整个系统安全可靠运行。右图为凝汽设备的原则性系统。凝汽设备主要由凝汽器、循环水泵、真空泵和凝结水泵等组成。1.凝汽器的作用：利用低温的冷却水，将汽轮机的排汽凝结成水，为汽轮机排汽口建立与维持一定的真空度、对凝结水除氧、蓄

2、水。2.凝结水泵的作用：把凝结水送回除氧器继续使用。3.真空泵的作用：在凝汽器开始运行时，抽出凝汽器壳体内的空气以建立真空；在凝汽器运行过程中，将汽轮机排汽中夹带的空气和从真空系统不严密处漏入的空气不断抽出，以维持凝汽器的真空。4.低压加热器的作用：利用在汽轮机内做过部分功的蒸汽，抽至加热器内加热给水，提高水的温度。主设备介绍凝结水泵低压加热器凝汽器凝结水系统真空泵1.凝汽器的定义2.表面式凝汽器的结构与特性3.凝汽器设备参数4.凝汽器的试验凝汽器1、凝汽器的定义1.冷凝器（condenser）定义：使汽轮机排汽冷却凝结成水，并在其中形成真空的热交换器。主要用于汽轮机动力装置中，分为水冷凝汽器

3、和空冷凝汽器两种。凝汽器除将汽轮机的排汽冷凝成水供锅炉重新使用，以降低制水成本外，还能在汽轮机排汽处建立真空和维持真空，使蒸汽在汽轮机中膨胀到较低的压力，以提高蒸汽的可用焓降，将更多的热能转变为机械功。另外，凝汽器还有除氧的功能，同时也是热力系统中压力最低的汽、水汇集器，接收机组启、停时旁路系统排出的蒸汽，凝结水再循环及各种疏放水。2.凝汽器压力下的饱和水温度与凝汽器循环冷却水出口温度之差称为端差。3.凝结水的过冷度:排气压力下的饱和水温度与凝结水实际温度的差值。4.凝汽器真空和真空度：当容器中的压力低于大气压时，低于大气压的部分叫真空。用pg表示 pgpa p式中pa表示大气压力。真空度=p

4、g/pa*100%5.极限真空：极限真空是指汽轮机的背压降低到某一数值后，蒸汽的膨胀有部分是在末级动叶栅后进行的，这些蒸汽已不具备做功能力。我们将蒸汽在末级动叶斜切部分膨胀达到极限时的背压，称为极限背压，它对应的真空称为极限真空6.最佳真空：提高真空所增加的汽轮机功率与循环水泵等所消耗的厂用电之差达到最大时的真空值 2、表面式凝汽器的结构与特性凝汽器的型式为双背压、双壳体、单流程、表面式、横向布置，它由低压侧的凝汽器与高压侧的凝汽器组成。凝汽器与低压缸外缸直接焊接，刚性连接，凝汽器底部支撑在基础轴承座上.凝汽器按汽轮机T-MCR工况设计，当冷却水温为20时，凝汽器平均背压为:4.8Kpa。正常

5、运行工况时凝汽器出口凝结水的含氧量不超过20ug/l。凝汽器出口凝结水的过冷度不大于0.5。凝汽器喉部装有8,9号两组低压加热器，其中8号低压加热器布置在2#低压缸（高压侧，电机侧），9号低压加热器布置在1#低压缸（低压侧，机头侧）。凝汽器热井布置在管束的下方，低压侧凝汽器的热井用隔板一隔为二，并保证各自的密封，低压侧凝汽器所形成的凝结水引入高压侧凝汽器的两个水平放置的淋水盘，再经淋水盘上的小孔流入高压侧凝汽器热井，并由布置在低压侧凝汽器的热井中抽出。凝汽器的外观凝汽器的隔板双背压凝汽器有下列优点：根据传热学原理，双背压凝汽器的平均背压低于同等条件下单背压凝汽器的背压，因此汽机低压缸的焓降就增

6、大了，从而提高了汽轮机的经济性。（600MW机组的双背压一般分别为4.4/5.4KPA,平均背压为4.9 KPA）。双背压凝汽器的另一个优点就是低背压凝汽器中的低温凝结水可以进入高背压凝汽器中去进行加热，既提高了凝结水温度，又减少了高背压凝汽器被冷却水带走的的冷源损失。低背压凝汽器中的低温凝结水通过管道利用高度差进入高背压凝汽器管束下部的淋水盘，在淋水盘内，低温凝结水与高温凝结水混合在一起，再经盘上的小孔流下，凝结水从淋水盘孔中下落的过程中，凝结水被高背压低压缸的排汽加热到相应的饱和温度。二期真空调节措施随着气温、循环水温降低，二期低负荷时主机凝汽器双背压运行时，低背压凝汽器排气压力低于极致背

7、压，可能导致排汽口形成汽阻影响经济性，更影响末级叶片安全性，要求低背压排气压力低于2.8kpa时，将主机凝汽器双背压切至单背压运行，保持双侧凝汽器平均背压不低于3kpa，必要时可保持一台真空泵运行，机组平均排汽压力大于4.5KPa时仍维持原双背压方式运行。凝结水过冷 汽轮机排汽压力下的饱和温度与经冷却后的热井中的凝结水温度的差值。凝结水温度低于饱和温度，产生过冷，使凝结水的热量被循环水带走，降低经济性。另外过冷还会使凝结水含氧量增加，影响管道腐蚀。1.由于凝结器内存在汽阻，蒸汽从排汽口向下部流动时遇到阻力，造成下部蒸汽压力低于上部压力，下部凝结水温度较上部低，从而产生过冷。2.蒸汽被冷却成液滴

8、时，在凝结器冷却水管间流动，受管内循环水冷却，因液滴的温度比冷却水管管壁温度高，凝结水降温从而低于其饱和温度，产生过冷。3.凝结器构造上存在缺陷，冷却水管束排列不合理，使凝结水在冷却水管外形成一层水膜，当水膜变厚下垂成水滴时，水滴的温度即水膜内、外层平均温度低于水膜外表面的饱和温度，从而产生过冷却。4.凝结器漏入空气多或抽气器工作不正常，空气不能及时被抽出，空气分压力增大，使过冷度增加。5.热水井水位高于正常范围，凝结器部分铜管被淹没，使被淹没铜管中循环水带走一部分凝结水的热量而产生过冷却。6.循环水温度过低和循环水量过大，使凝结水被过度的冷却，过冷度增加。7.凝结器铜管破裂，循环水漏入凝结水

9、内，使凝结水温度降低，过冷度增加。凝汽器端差定义：凝汽器压力下的饱和温度与凝汽器冷却水出口温度之差称为端差。对一定的凝汽器，端差的大小与凝汽器冷却水入口温度、凝汽器单位面积蒸汽负荷、凝汽器铜管的表面洁净度，凝汽器内的漏入空气量以及冷却水在管内的流速有关。一个清洁的凝汽器，在一定的循环水温度和循环水量及单位蒸汽负荷下就有一定的端差值指标，一般端差值指标是当循环水量增加，冷却水出口温度愈低，端差愈大，反之亦然；单位蒸汽负荷愈大，端差愈大，反之亦然。实际运行中，若端差值比端差指标值高得太多，则表明凝汽器冷却表面铜管污脏，致使导热条件恶化。降低凝汽器端差有哪些措施：1.保持循环水质合格；2.保持清洗系

10、统运行正常，冷却水管清洁；3.防止凝汽器汽侧漏入空气。3.凝汽器的设备参数凝汽器主要技术数据凝汽器型号 N-57000形式 双背压、双壳体、单流程、横向布置冷却面积 57000 m2 设计冷却水进口温度 20.8设计冷却水量 26.28 m3/s（62532 m3/h）凝汽器水阻 69.5Kpa凝汽器设计压力凝汽器 A：4.166Kpa(a)凝汽器B：5.516 Kpa(a)夏季工况时凝汽器高背压（平均）：9.5 kPa(a)凝汽器汽侧进口允许最高温度：80 凝汽器循环水允许温升：9.54 4、凝汽器的试验水侧的水压试验水侧的水压试验：本凝汽器水压试验压力为0.5MPa（g），用于水压试验的水

11、温应不低于15，在试验过程中必须注意水室法兰、人孔及各连接焊缝等处有无漏水、渗水及整个水室有无变形等情况发生。发现问题应立即停止试验，并采取补救措施。若在规定时间内不能做完全部检查工作，则应延长持压时间。汽侧的灌水试验：汽侧的灌水试验：为了检验壳体及冷却管的安装情况，灌水试验在凝汽器运行前是不可少的，但不能与水侧水压试验同时进行。汽轮机检修后再次启动前也要做灌水试验。在试验过程中如发现冷却管及与端管板连接处、壳体各连接焊缝等处有漏水、渗水及整个壳体外壁变形等情况应立即停止试验，放尽清洁水进行检查，发现问题的原因并采取处理措施。真真空系统的气密性试验空系统的气密性试验：为了检测机组的安装水平，保

12、证整个真空系统的严密性，应进行真空系统严密性试验。检测方法是停主抽气器或关闭抽气设备入口电动门（要求该电动门不得有泄漏）。测量真空度下降的速度，试验时必须遵照本机组汽轮机启动、运行说明有关气密性试验的规定、要求。为了确保机组的运行性能，凝汽器在正式投入运行前，其水侧必须进行水压试验、汽侧进行灌水试验及真空系统进行严密性试验。凝汽器严密性差的主要原因 汽侧1、汽轮机排气缸和凝汽器喉部连接法兰或焊缝处漏气。如采用套筒水封连接方式，喉部变形使填料移动，填料压得不紧，或封水量不足。2、汽轮机端部轴封存在问题或工作不正常。3、汽轮机低压缸接合面、表计接头等不严密。4、有关阀门不严密或水封阀水量不足。5、

13、凝结水泵轴向密封不严密。6、低压给水加热器汽侧空间不严密。7、设备、管道破损或焊缝存在问题。水侧1、胀管管端泄漏。采用垫装法连接管子和管板时，填料部分密封性不好。2、在管子进口端部发生冲蚀。3、冷却管破损。凝结水泵1.凝泵结构2.设备参数3.#4机凝结水泵变频器4.凝结水泵逻辑5.凝结水的用户1、凝泵结构1.凝结水泵是将凝汽器底部热井中的凝结水吸出，升压后流经低压加热器等设备输送到除氧器的水箱。2.凝结水泵抽吸的是处于高度真空状态下的饱和凝结水，吸入侧是在真空状态下工作，很容易吸入空气和产生汽蚀。凝结水泵的运行条件要求泵的抗汽蚀性能和轴密封装置的性能良好。大机组的凝结水泵通常采用固定水位运行，

14、设置自动调节凝汽器热井水位装置。3.根据其结构特点可以有以下几种分类：按叶轮数目分，有单级泵和多级泵。单级泵轴上只装有1个叶轮；多级泵轴上装有2个或2个以上的叶轮；按泵轴位置分，有卧式泵和立式泵。卧式泵的泵轴位于水平位置；立式泵的泵轴位于垂直位置。C780-N立式多级筒袋式凝结水泵 每台机组配2台100容量凝结水泵，1台运行，1台备用。凝结水泵能满足机组各种运行工况。当运行泵事故跳闸时，备用泵自动投入运行。泵的最小流量不超过额定流量的25。凝结水泵变频控制，用一台变频器控制两台凝结水泵。当运行泵事故跳闸时，备用泵自动投入运行。凝结水泵型式采用立式多级筒袋式。型 号：C780-N 形 式：立式多

15、级筒袋式凝结水泵 型号说明：C780N C：泵的分类 C为首级双级叶轮螺旋型泵体，次级单吸叶轮导流型泵体 780：导叶叶片外径名义尺寸（mm）：泵的轴封形式及推力承受形式 为机械密封，泵承受本身推力 N：泵级数THANK YOUSUCCESS2023-5-18可编辑 C780型泵结构有以下特点：首级叶轮采用双吸叶轮的形式，有效的改善了泵的汽蚀性能，减少了土建开挖深度，降低了土建成本。采用轴向导叶，在保证性能要求和足够刚度要求的前提下，减少了泵的横向尺寸，从而减少了泵的安装宽度。泵的轴向推力主要由次级叶轮上的平衡孔来平衡，剩余的轴向推力则由泵本身的推力轴承来承受，该结构的主要优点：大大降低了泵的

16、重心，提高的泵的运行稳定性 泵的导轴承采用高分子材料，该材料磨损后成粉末状，不会抽丝，确保泵组安全稳定运行。泵的结构采用抽芯式结构，泵的拆装和检修都非常的方便。在泵的筒体上设有平衡排气孔，确保进水的稳定。（见结构图）推力轴承采用滑动推力轴承3、#4机凝结水泵变频器变频器的接线方式变频器采用“一拖二”接线方式，变频器仅考虑带其中的一台凝结水泵调速运行。6kV电源经输入开关接到高压变频装置，变频装置输出经出线隔离开关送至电动机。正常运行方式正常运行时，一台变频模式凝结水泵运行可带满负荷，第二台凝泵工频模式投入连锁备用当A泵需要定期切换至备用B泵运行时，需进行下列顺序的操作：合“B凝泵工频开关”，工

17、频开启B泵。跳“A凝泵变频开关”，停变频A泵，合“A凝泵工频开关”开启工频A泵。跳“B凝泵工频开关”，停工频B泵，合“B凝泵变频开关”将B泵接入变频器，开启变频B泵。待B泵运行正常后，跳“A凝泵工频开关”，停工频A泵，切换完成。B泵切换到A泵，顺序相同；切换过程中的同步问题由变频系统飞车启动功能自动实现。凝泵试转危险点1、凝结水断水、除氧器断水，停炉2、凝结水母管超压3、凝结水泵电机断油烧瓦4、6KV母线电压低防范措施1.1严格执行操作票，凝泵电机冷却水水路畅通，压力不超过0.3MPa。1.2凝泵启动初期监视参数正常，参数变化速率快，需要分析原因。1.3原运行泵前关闭出口门、并检查凝结水压力正

18、常后方可停运。1.4凝泵启动前核对设备名称和阀门状态，防止误操作。1.5凝泵试转监视电机上机架油位，电机线圈温度。1.6凝泵工频运行前将变频运行泵转速提高，防止压力波动大除氧器水位高。1.7凝泵压力高就地检查汽泵密封水系统有无异常A凝泵单泵运行措施1.B泵检修拆入口滤网时，必须联系运行人员到场，确保B泵入口滤网放空气处不吸气，检修拆除滤网底部放水门后所加堵板后缓慢开启底部放水，检查不吸气，方可拆入口滤网螺栓及缓慢拆开滤网大盖。2.A泵单泵运行期间每小时就地检查运行情况（机械密封冷却水、出口压力、泵体、电机振动、油位及凝汽器水位情况），集控监盘加强对凝汽器、除氧器水位、凝结水压力、凝泵电流、各轴

19、承温度监视，发现异常及时通知检修并汇报。3.A泵运行中跳闸，可强合一次（A泵出口门关闭闭锁A泵启允许已强制），若不成功由于凝结水中断后汽泵密封水失去，应果断停运汽泵，按凝结水中断处理果断停机，停机后禁止开启低旁，停机后汽机疏水门联开由于疏扩无冷却水，检查汽机主汽门、调门关闭严密，汽机转速下降后应根据扩容器温度关闭各疏水门。4.B泵检修结束后，恢复措施时，及时通知专工到场监护，在凝泵泵体注水放尽空气缓慢开启泵体及出口管抽空气门后，方可缓慢开启凝泵入口门。4.凝结水泵逻辑1、启动允许条件：（以下条件为“与”的关系）该泵入口门已开。凝汽器水位在低水位以上(500mm)。凝泵机械密封冷却水、电机冷却水

20、、电机轴承冷却水、推力轴承冷却水压力正常，抽空气门开启。2、联锁启动条件：（以下条件为“或”的关系）a，备用凝泵联锁投入运行凝泵跳闸。b，备用凝泵联锁投入凝结水母管出压力0.6MPa；5、凝结水的用户凝结水系统的杂用水总管及若干支管还向各有关用户提供水源:1.定冷水补水2.低旁减温水3.三级减温水4.给水泵密封水5.闭冷水缓冲水箱补水6.化学加药用水7.真空破坏门补水8.凝汽器疏扩喷水9.水幕喷水10.轴封主汽减温水11.低缸喷水汽轮机低压缸喷水、凝汽器喉部减温水、三级减温水的区别低压缸喷水在低压缸排汽口，环绕末级叶片一圈。低压缸喷水减温是保护机组启停阶段低压缸鼓风热量大而保证排缸不超温，防止

21、变形引起轴承及汽缸中心变化而引起的振动和动静摩擦。凝汽器水幕保护在凝器喉部，低旁排汽口上部，环绕凝汽器一圈。其次作用不同，凝汽器水幕保护装置的喷水形成水幕，可以防止低旁蒸汽进入凝汽器后引起低压缸升温，保护低压汽缸。另外在低负荷、空负荷时排汽温度高，也可防止高温排汽直接冲刷凝汽器钛管。三级减温一般与低旁联动，是旁路进入凝汽器前的喷水减温，围着管道一圈形成水幕，低旁进汽经三级减温器后进入凝汽器。作用是当低旁开启时,降低低旁排入凝汽器蒸汽温度,从而保护凝汽器和防止热汽返回低压缸。它的位置在凝汽器喉部下方，排缸，水幕喷水下面，靠近低旁管道和凝汽器连接处。真空泵1.真空泵原理介绍2.大气喷射器3.蒸汽喷

22、射器4.抽真空系统 水环式真空泵叶轮偏心地安装在泵体内，起动前向泵内注入一定高度的水，叶轮旋转时，水受离心力作用而在泵体壁内形成一个旋转的水环、叶片与两端的分配器形成密闭的空腔，在前半转（此时经过吸气孔）的旋转过程中，密封的空腔容积逐渐扩大，气体由吸气孔吸入；在后半转（此时经过排气孔）的旋转过程中，密封的气体密封容积逐渐缩小，气体从排气孔排出，随之排出的还有一部分水。1、真空泵原理介绍2.大气喷射器大气喷射器工作原理：利用真空泵的大气喷射器与大气压形成的差压而产生空气射流，在喷射器内获得比真空泵更低的抽吸压力，从而消除真空泵的极限压力，起到保护真空泵的作用。没有加装大气喷射器的真空泵由于受到“

23、极限抽吸压力”的影响，导致真空泵可能会产生叶片断裂事故，这种事故大多发生在冬季低负荷工况下，由于循环水温度较低，使得真空泵在超过“极限抽吸压力”状态下运行，在吸入区的极限真空环境下，局部汽化后的水随着叶轮旋转，压力升高而气泡破裂，在叶轮表面发生局部的水锤作用，运行噪声很大且会使叶片产生很大的拉应力，最终长时间运行会导致叶片的断裂。3.蒸汽喷射器 蒸气经节流嘴节流后,速度升高（动能增加）压力降低（静压能降低）,在喷嘴处形成低压区,产生吸力带动介质流动.4.抽真空系统图 一、在高、低背压凝结器抽空气母管上加装隔离联络手动蝶阀，每台真空泵进口加装一个手动门和气动门，可实现串、并联切换运行的抽气方式，

24、机组正常运行中真空泵运行方式为二运一备，每台真空泵均可与低背压凝结器和高背压凝结器联锁。二、在A、C真空泵加装大气喷射器三、在B真空泵加装蒸汽喷射器。四、#4机B真空泵加装蒸汽喷射器，投入时原真空泵投入阀门方式不变，启动真空泵后，开启蒸汽喷射器专用凝结器冷却水及凝结水至真空泵排水门，开启蒸汽喷射器蒸汽侧进汽门及喷射器疏水至凝汽器汽侧疏水门，切换真空泵入口至蒸汽喷抽真空系统图凝汽器半边停运检查维持一台循环水泵运行。检查A侧胶球系统收胶球后停运。检查机组负荷维持420MW以下。缓慢关闭低压A凝汽器、高压B凝汽器抽空气门。关闭凝汽器A流程循环水进水门，并加关严密。关闭凝汽器A流程循环水出水门，并加关

25、严密。检查机组真空正常。关闭#5低加出口凝结水排水电动门开启凝汽器A流程循环水水室放空气门、放水门，放尽存水。开启凝汽器A流程循环水进水管放水门。开启凝汽器A流程循环水回水管放水门。关闭凝汽器A流程循环水进水二次滤网电动排污门并停电。凝泵运行中停运检修做好联系，检查备用泵投入正常。关闭运行凝泵出口门1/21/3时且系统压力正常后，停止运行凝泵、检查出口门关闭。停运的凝泵电机停电。关闭停运凝泵进口门并手动加关，进、出口电动门停电。关闭泵体及泵出口至凝汽器抽空气门。停该泵机械密封冷却水。缓慢开启该泵入口滤网放水门，并注意运行泵运行情况及凝汽器真空应无异常。检查确认该泵已与系统隔离。凝结水系统的投运

26、1.检查系统所有检修工作结束，各阀门位置正确。2.联系化学，开启补水箱补水旁路门，补水箱补水冲洗，待水质合格后，补水至正常水位，查水位指示正常后投补水自动。补水时注意加强补水箱水位监视、调整，防止补水箱水位高溢流。3.检查补水泵具备启动条件，启动补水泵，开启补水泵出口门及凝汽器补水旁路门或调门置“手动”位全开，向凝汽器补水，检查补水管道无泄漏、无振动。4.当凝汽器补水至正常水位，查凝汽器水位计指示正常，投入凝汽器补水调门“自动”。5.开启补水泵至凝结水管道供水门，开启管道放空气向凝结水系统充水至上水调门前。6.凝泵进口门开启，出口门关闭。检查凝泵各冷却水畅通，保持凝泵机械密封冷却水压力0.40

27、.6MPa，开启泵体抽空气门。7.凝泵电机上轴承油位1/22/3，凝泵送电。8.启动凝泵、出口门联开，开启凝泵再循环。检查压力、流量、振动、电流应正常。由于两台凝泵公用一台变频器，一般情况下，在机组启动时启动变频状态下一台凝泵，但必须保持较高转速维持凝结水压力，各用户（主要是旁路、疏扩减温、低缸喷水等）不再需要高压减温水时，将凝泵降为低转速运行，满足机组负荷要求，另一台凝泵工频备用。一般情况下机组负荷超过300MW且稳定后，投入变频器自动。9.各低加水侧放空气门、凝结水管道放空气门连续见水后关闭。10.若水质不合格则可以适当开启#5低加出口至循环水回水管再循环门，凝结水打循环。对凝汽器、凝结水管路、低加进行循环冲洗。化学化验水质合格后，关闭#5低加出口至循环水回水管再循环门。向除氧器上水至低水位时，联系化学化验水质，水质合格后上水至正常，否则，开启除氧器底部放水门放水后重新上水化验，直至合格。待水质合格后，关闭放水门，除氧器上水至正常水位。11.凝结水系统投运时，应检查轴加、各低加汽侧水位不应升高。谢谢观看！THANK YOUSUCCESS2023-5-18可编辑