熱能與動力工程專業畢業設計-文庫吧

【正文】 高壓水束的擴張，使汽水混合物順利地進入喉部并排至大氣。 圖22 斜切空氣噴嘴② 渦旋斜切噴嘴的設計，使進入內部通道的每個水束發揮同等高效，解決氣水分布不均，水束做功不均的現象。③ 該抽氣器的喉部設計了帶緩沖均壓室的聚流口，吸收噪音，減少抽氣器的振動從而進一步提高了抽氣器效率。④ 抽氣器喉部內側設有擾流螺旋，消除邊界層和氣體析出上飄，加強氣、水混合。結構如圖。⑤ 抽氣管喉部上側空氣管入口處裝有止回閥，可有效地防止汽機停機時凝汽器真空的快速下降。圖23 各類型射水抽氣器 射水抽氣器抽出的產物確定射水抽氣器設備是汽輪機主要輔助設備之一，在機組正常運行時，需要用射水抽氣器及時的抽出凝汽器及真空系統中漏人的不凝結氣體，維持凝汽器的真控。抽氣器在維持機組真空和機組的安全正常運行有著十分重要的作用。射水抽氣設備在機組運行中必須能正常的從凝汽器中抽出不凝結蒸汽，以產生與物性參數和傳熱相適應的最小蒸汽凝結壓力，需要抽出的不凝結氣體的主要來源包括以下幾項，但不以次為限：(1) 所存在低于大氣壓下運行的系統中漏人的空氣；(2) 進入凝汽器的疏水和排放釋放出來的氣體；(3) 進入凝汽器補給水釋放出來的氣體；(4) 在閉式循環中使用凝結水平衡箱內所產生的氣體；(5) 在某些形式的核燃料的循環中，給水離解出來的氧氣，氫氣以及其它不凝結氣體。具體的真空系統的空氣分為正常漏人與非正常漏人兩方面。正常漏入的途徑有：① 汽輪機低壓軸封、真空系統閥門門桿水位計填料等處漏入空氣；② 汽輪機排氣疏水中折出的氣體。其數量每種機組都有經驗數據，加上一定的富裕量后即為制造廠確定抽氣器單臺容量的依據。非正常漏入空氣的途徑有：① 低壓缸中分面不嚴密處漏入的空氣；② 排氣缸與凝汽器接口及其它真空管道、容器裂口處漏入，由于這些設備由缺陷漏入的氣體最大值無法預料，所以一般不作為確定抽氣器單臺容量的依據。除了不凝結氣體，還需要抽出一定的附帶蒸汽，以保證凝汽器的正常運行，并產生合理的氣流速度，使凝汽器汽側的腐蝕減小到最小程度。 射水抽氣器設計參數 抽氣器的容量確定抽氣器的容量是指在設計工況下，單位時間內抽氣器所抽干空氣的質量。汽輪機發電機組在啟動初期建立凝汽器真空以及運行過程中保持凝汽器真空都需要抽真空系統完成。國內外汽輪機組抽氣裝置容量的確定大多采用美國熱交換協會(HEI)《表面式凝汽器表轉》推薦的計算方法。抽氣裝置的設計容量不應小于HEI的規定，應保證在各種運行工況下，有足夠的抽氣能力。從HEI標準確定漏人汽輪機組空氣量的計算中可以看出，由凝汽器中抽出的汽氣混合物量與汽輪機低壓缸的排氣量、輔助汽輪機的排氣量及排氣口數目、凝汽器客體數目有關。也就是說漏人的空氣量不單與排氣量大小有關，而其與排氣口數目、凝汽器殼體數目有關。這一觀點拋棄了過去那種只與排氣量有關的粗糙近似公式（如別爾曼公式）。由于HEI標準給抽氣器裝置容量計算帶來了滿意的經濟效果，所以被世界各國所公認。當采用多殼體凝汽器時，可選用并聯抽氣或串聯抽氣器方式。當采用多背壓單殼體或多殼體時，可按每一壓力凝汽器殼體或每一殼體的一個壓力確定抽氣器裝置的總設計容量。抽氣裝置的設計抽吸空氣量應等于或大于按HEI標準設計的數值，即C=GV／Gh式中，C為儲備系數；GV為抽氣裝置設計抽吸空氣量，kg/h；Gh按HEI標準計算的漏人空氣量，kg/h。根據美國熱交換學會（HEI）提出的標準，抽氣器的容量應不小于表中規定值。其選擇方法按凝汽器殼體數，排氣口總數和每個排氣口有效蒸汽量來選定。應注意的定義：(1) 每個主排汽口的有效蒸汽流量。將主汽輪機和給水泵汽輪機排氣量的總和除以主汽輪機排汽口數，即得每個主排汽口的有效蒸汽流量。(2) 排汽口總數。排汽口總數為主汽輪機排汽口數加上給水泵汽輪機的總臺數。(3) 混合物狀態參數。℃狀態下計算得出的。表21 抽氣設備的容量 單殼體凝汽器 (kg/h）每個主排氣口的有效蒸汽流量項 目排氣口總數123456≤11340干空氣量水蒸氣量混合物總量11341~22680干空氣量水蒸氣量混合物總量22681~45360干空氣量水蒸氣量混合物總量45361~113400干空氣量水蒸氣量混合物總量113401~226800干空氣量水蒸氣量混合物總量226801~453600干空氣量水蒸氣量混合物總量453601~907200干空氣量水蒸氣量混合物總量907201~1360800干空氣量水蒸氣量混合物總量1360800~1814400干空氣量水蒸氣量混合物總量 雙殼體凝汽器 (kg/h）每個主排氣口的有效蒸汽流量項 目排氣口總數23456745361~113400干空氣量水蒸氣量混合物總量113401~226800干空氣量水蒸氣量混合物總量226801~453600干空氣量水蒸氣量混合物總量453601~907200干空氣量水蒸氣量混合物總量907201~1360800干空氣量水蒸氣量混合物總量1360800~1814400干空氣量水蒸氣量混合物總量 三殼體凝汽器 (kg/h）每個主排氣口的有效蒸汽流量項 目排氣口總數345678113401~226800干空氣量水蒸氣量混合物總量226801~453600干空氣量水蒸氣量混合物總量453601~907200干空氣量水蒸氣量混合物總量907201~1360800干空氣量水蒸氣量混合物總量1360800~1814400干空氣量水蒸氣量混合物總量從真空系統抽出的非凝結氣體量與抽氣裝置設計的容量比值，或與非凝結氣體量應符合表一規定：表22 抽氣容量的換算抽氣器容量標準m3/min凝結水含量Ug/L抽除的非凝結氣體量L非凝結氣體量q標準m3/min≤42≤5014≤357≤25＜Q≤42≤5014≤257≤15＞42≤14≤7≤在確定抽氣設備的系統容量時應照對表所列選擇抽氣器合適的容量，并且在對下述情況應特別考慮：(1) 多壓單殼凝汽器的抽氣容量對于每一壓力區可選擇獨立的抽氣系統，也可選擇一容量較大的單一抽氣系統，并確定那個相應的容量。(2) 使用射汽抽氣器，進入其冷卻器的凝結水按凝汽器可能出現的最高壓力下的蒸汽飽和溫度來計算。(3) 核電機組按表確定容量時，還應考慮在循環中排入凝汽器的附加非凝結氣體。(4) 當有旁路蒸汽全負荷排放時，循環水泵全部或部分投入，℃的非凝結氣體。 抽氣器的吸入壓力射水抽氣器的吸入壓力是指汽、氣混合物入口管法蘭前D1或610mm處的絕對靜壓力。抽氣器的任務是將漏人凝汽器內的空氣和蒸汽中所含的不凝結氣體連續不斷的抽出，保證凝汽器始終在高度真空下運行。~。為了調整好抽泣設備和凝汽器的運行，通過查閱資料，推薦抽氣器設備的吸入壓力應按照下列要求：(1) 電站汽輪機凝汽器(絕對)或凝汽器設計壓力，取二者的最小值，最終選擇還應該考慮在整個預期的運行壓力內的凝汽器與其抽氣設備的協調運行，此外，當選擇設計吸入壓力時，還應考慮抽氣設備的實際位置。(2) 工業或船用汽輪機凝汽器(絕對)或為運行所要求的最低壓力，取二者最小值。由于凝汽器是處于負壓下運行，因從而從真空系統不嚴密處有空氣漏人，它將嚴重影響凝汽器內的凝結換熱，為了維持凝汽器內合理的真空，必須隨時把凝汽器內的非凝結氣體抽出。抽氣器從凝汽器中抽出的氣體是氣、汽混合物，通常情況下混合氣體按質量分，空氣占1／3，水蒸氣占2／，從而使工作水溫升高。射水抽氣器的性能方程為： （21）式中，pm為抽氣器吸入 壓力；tw為抽氣器工作水溫度；ps為工作水溫度所對應的飽和蒸汽壓力；Da為抽吸干空氣的質量流量；Va為抽吸干空氣的體積流量。由式中，工作水溫度升高，對應飽和蒸汽壓力增大，在抽吸的干空氣量不變的情況下，抽氣器吸入壓力增大，抽吸能力下降，凝汽器真空也隨之下降。 抽氣器的吸入溫度抽氣的吸入溫度是指在射水抽氣器吸入口處被抽吸的汽氣混合物的溫度。被抽吸的汽氣混合物溫度應為吸入室壓力下，飽和蒸汽溫度減去下列兩個溫度值中較高的一者。(1) 飽和蒸汽溫度與循環水進口設計溫度之差的25％(2) ℃運行中，抽氣口蒸汽的實際溫度受到運行特征，不凝結氣體的負荷和抽氣設備的容量特性的影響，和設計溫度可能有所差別。 工作水溫度工作水溫度是射水抽氣器進口水的溫度。根據式（1）可畫出射水抽氣器的特性曲線，如圖。由圖可知當工作水溫超過30℃時，每升高5℃。另一方面，根據水蒸氣的熱力性質，由于射水溫度高于射水抽氣的溫度高于射水抽氣器喉部壓力所對應的飽和溫度，使得部分水汽化，體積突然膨脹，以國產200MW機組為例，當工作水溫升高到30℃時，工作水汽化后的水汽總的體積流量為汽化前的3841倍，工作水流量下降，抽氣器吸入室壓力突然升高，抽吸能力下降，從而影響凝汽器的真空。表23 工作水溫變化與射水抽氣器抽吸壓力的關系曲線對于凝汽器的工作水溫度選擇，一般按照當地的氣象、水文條件及補水量。一般推薦：15℃、20℃、25℃或用戶要求。根據演馬電廠的當地氣象和機組要求，工作水溫設計為20℃比較合適。 工作水壓力～（a）～(a)本次射水抽氣器的選型工作水的壓力，符合上述的規定即可。3．射水抽氣器的計算及選型 射水抽氣器的計算所需要的量 演馬電廠的機組參數本次射水抽氣系統的設計是以河南煤化集團演馬電廠的汽輪機組為基礎設計的。由于射水抽氣系統的設計核心是射水抽氣器的選型，所以本章以演馬電廠機組參數為基礎對射水抽氣器選型所需的參數進行計算。通過查照演馬電廠三號機組運行規程確定射水抽氣器計算所需的參數，以下是演馬電廠機組的具體參數：(1) 汽輪機型號。這種汽輪機是中溫中壓，沖動凝氣式汽輪機。(2) 汽輪機主要規范表31 汽輪機主要規范額定功率25MW最大功率28MW旋轉方向順時針轉速3000r/min級數十三級回熱抽汽級數五級(3) 凝汽器參數表32 凝汽器主要參數凝汽器型號N2002Ⅰ型式分列二道制表面式管徑Φ25冷卻面積5400t/h管長6560mm管子材料Sus304設計冷卻水溫20℃冷卻水阻力管數3920 射水抽氣器選型計算所需要確定的量本次射水抽氣器選型計算所需要確定的量有：工作水壓、工作水溫、吸入室壓力P1。抽出空氣量D大氣壓力Pa、水汽混合物密度ρ、最大工作水壓P、最小工作水壓P、抽出空氣容積流量V速度系數φ、工作水速C工作水容積流量Vω、容積引射系數u0。 射水抽氣器選型計算 工作水壓工作水壓力就是射水抽氣器水室內噴嘴前的絕對靜壓力。～，～。本次射水抽氣器的選型工作水的壓力，符合上述的規定即可。本次由演馬電廠《運行規程》查的工作水壓： P0= ata （31） 工作水溫度工作水溫度就是射水抽氣器水室進口處水的溫度。由焦煤集團演馬電廠的《運行規程》查得工作水溫度： =