熱能與動力工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計-wenkub

　

【正文】 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(shù)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(tǒng)抽出的非凝結(jié)氣體量與抽氣裝置設(shè)計的容量比值，或與非凝結(jié)氣體量應(yīng)符合表一規(guī)定：表22 抽氣容量的換算抽氣器容量標(biāo)準(zhǔn)m3/min凝結(jié)水含量Ug/L抽除的非凝結(jié)氣體量L非凝結(jié)氣體量q標(biāo)準(zhǔn)m3/min≤42≤5014≤357≤25＜Q≤42≤5014≤257≤15＞42≤14≤7≤在確定抽氣設(shè)備的系統(tǒng)容量時應(yīng)照對表所列選擇抽氣器合適的容量，并且在對下述情況應(yīng)特別考慮：(1) 多壓單殼凝汽器的抽氣容量對于每一壓力區(qū)可選擇獨立的抽氣系統(tǒng)，也可選擇一容量較大的單一抽氣系統(tǒng)，并確定那個相應(yīng)的容量。(2) 排汽口總數(shù)。根據(jù)美國熱交換學(xué)會（HEI）提出的標(biāo)準(zhǔn)，抽氣器的容量應(yīng)不小于表中規(guī)定值。由于HEI標(biāo)準(zhǔn)給抽氣器裝置容量計算帶來了滿意的經(jīng)濟效果，所以被世界各國所公認。抽氣裝置的設(shè)計容量不應(yīng)小于HEI的規(guī)定，應(yīng)保證在各種運行工況下，有足夠的抽氣能力。除了不凝結(jié)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(chǎn)生合理的氣流速度，使凝汽器汽側(cè)的腐蝕減小到最小程度。具體的真空系統(tǒng)的空氣分為正常漏人與非正常漏人兩方面。⑤ 抽氣管喉部上側(cè)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22 斜切空氣噴嘴② 渦旋斜切噴嘴的設(shè)計，使進入內(nèi)部通道的每個水束發(fā)揮同等高效，解決氣水分布不均，水束做功不均的現(xiàn)象。(2) 多通道抽氣器。③.在低工作水壓下，長喉部射水抽氣器比短喉部的工作水量的降低量要大于高工作水壓條件下工作水量的降低量，導(dǎo)致在高工作水壓下長喉部射水抽氣器比短喉部的耗功的降低率要小于低工作水壓條件下耗功的降低率，因此表明，在低工作水壓條件下，長喉部射水抽氣器的經(jīng)濟性更為顯著。這一點在短喉部射水抽氣器中是達不到的。由于受水源的限制，一般熱力發(fā)電廠都采用閉式供水方式。工作水在擴壓管中流速逐漸降低，由速度能轉(zhuǎn)變成壓力能，最后在擴壓管出口其壓力升至略高于大氣壓力而排出擴壓管進入冷卻池。在噴嘴前安裝有水室，以防止工作水在進入噴嘴前形成漩渦，并提高噴嘴的工作性能。(3) 單通道射水抽氣器，單通道射水抽氣器即為單個喉管的射水抽氣器。這種射水抽氣器的特點是喉管長度與喉管截面直徑比值不小于18。在噴嘴中水的靜壓力能轉(zhuǎn)換成速度能，水以高速通過混合室形成高度真空，抽吸凝汽器中的不凝結(jié)氣體并與之混合一起進入擴散管，降入升壓后排入射水池。最后對射水抽氣系統(tǒng)進行安裝。當(dāng)射水抽氣器的容量大小確定后，即可對該系統(tǒng)的設(shè)計安裝進行研究和分析。研制成了一種七通道長喉型抽氣器。原蘇聯(lián)“全蘇熱工研究所”較早發(fā)表這一成果,他們在液流能量方程的基礎(chǔ)上導(dǎo)出了射水抽氣兩相流的能量平衡方程,從理論上首先定量地闡明了長喉管對抽氣器工作的作用。這一改進未能達到預(yù)期的效果，這是因為采用多噴嘴,對于液一液一相噴射泵,確是能提高效率（例如汽輪機的注油器）。該型抽氣器的構(gòu)造特點是：（1）水噴嘴由一只改成四只,而總截面積基本不變；（2）空氣進口由單側(cè)改成雙側(cè),對稱排列,避免單側(cè)進氣時射流噴入喉管的氣相偏流。單通道短喉部射水抽氣器抽氣器在世界各國從20年代初一直沿用到60年代中期。由于一些機組抽氣器運行時間較長，進行了一些改造，最近幾年大有把真空泵引入中小型機組的趨勢。而對于高參數(shù)大容量單元制機組，若采用射汽式抽氣器，則因其過載能力小，需要另設(shè)啟動抽氣器，滑參數(shù)啟動時，還需要有其他工作蒸汽來源，使系統(tǒng)復(fù)雜，經(jīng)濟性下降；而采用射水抽氣器，則管道系統(tǒng)簡單，維護工作量少，啟停快，但需要配射水泵和專用水箱，占據(jù)空間也比射汽式大。射水抽氣器屬于射流式抽氣器，這是利用具有一定壓力的流體，在噴管中膨脹加速，以很高的速度將吸入室內(nèi)的低壓氣體吸走。并且對射水抽氣系統(tǒng)設(shè)計研究對射水抽氣系統(tǒng)的發(fā)展和汽輪機組的發(fā)展也有著重要的意義。(3) 在抽氣負荷增大時，射水抽氣器的工作要比射汽抽氣器穩(wěn)定。射汽抽氣器工作蒸汽是從新蒸汽節(jié)流而來，因此產(chǎn)生節(jié)流損失，從效率上考慮是不經(jīng)濟的；如果射汽抽氣器與單元制機組配套，當(dāng)這種機組采用冷態(tài)滑參數(shù)啟動方式時，還需要為射汽抽氣器準(zhǔn)備汽源。射水抽氣系統(tǒng)的主要關(guān)鍵部件是射水抽氣器。因此，由抽氣設(shè)備，管道，閥門等組成的抽氣系統(tǒng)是凝氣設(shè)備中非常重要的組成部分。射水抽氣系統(tǒng)是由射水抽氣器，射水池，射水泵，凝汽器，閥門，管道為主要部件構(gòu)成的。對于低水頭的射水抽氣器，其優(yōu)點更為突出，還可以輔助抽氣器，系統(tǒng)簡化，結(jié)構(gòu)緊湊，噴嘴直徑大，易于加工制造，運行中不易堵塞，維修方便，運行可靠，功率大，質(zhì)量小，價格低廉，能獲得更高一些的真空度。通過研究表明，綜合射水抽氣器和射汽抽氣器相比較優(yōu)點主要有以下三個方面：(1) 射水抽氣器不消耗蒸汽，射水抽氣系統(tǒng)更為經(jīng)濟方便。對于中小型火電機組凝汽器，抽氣器選用射水抽氣器更為合理和經(jīng)濟。 抽氣設(shè)備的概述用于汽輪機凝汽器的抽氣器其工作特點：一是抽吸的真空并不要求很高，為了維持凝汽器在多種工況下正常工作，~；二是抽氣速率和抽氣量都很大，且抽出的介質(zhì)為汽氣混合物。射流式抽氣器沒有運動部件，制造成本低，運行穩(wěn)定可靠，占地面積小，能在較短時間內(nèi)（通常5~6min）建立起所需要的真空，且可回收凝結(jié)水。采用機械式抽氣器則啟停靈活、效率高、但地少，但造價高，維護工作量較射流式大。 射水抽氣系統(tǒng)的發(fā)展 射水抽氣器的出現(xiàn)已有一百多年歷史 ,但普遍用于汽輪機組凝汽器上是從本世紀(jì)年代初開始的。70年代初,國產(chǎn)大型凝汽式汽輪機所配套的射水抽氣器，這種型式與舊勃郎一鮑浮利式這種抽氣器在結(jié)構(gòu)上有改進,但仍無重大突破。實驗證明這種偏流確實存在。但使用在水一氣兩相流的射水抽器中,效果則不明顯,往往還產(chǎn)生了更為嚴(yán)重的喉口沖擊,雖然單側(cè)進氣改為雙側(cè)進氣能有效地改變氣體進人喉管時的偏流。80年代中期為了適應(yīng)大型汽輪機組的發(fā)展需要。隨著技術(shù)的進步科技的發(fā)展，射水抽氣系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件射水抽氣器有了較大的進步和發(fā)展，在我國目前較為先進的是低耗搞笑多通道抽氣器，這種抽氣器的特點主要是：①.多通道抽氣器具有結(jié)構(gòu)簡單無機械傳動，使用安全，運行壽命長，噪聲低，投資少；②.對水質(zhì)要求較低，運行部件不結(jié)垢；③.具有良好的啟動型，小能耗、高效率、建立真空快；④.具有余速抽氣性能，可抽吸軸封加熱器氣體。由射水抽氣器的大小對射水泵和閥門進行選型，本次設(shè)計射水泵設(shè)兩臺，一臺運行一臺備用，備用泵應(yīng)按照自啟動設(shè)計。這就是本次射水抽氣系統(tǒng)的設(shè)計方法。在射水池中，不凝結(jié)氣體逸出大氣。效率要比短喉射水抽氣器高，應(yīng)用也極其廣泛。(4) 多通道射水抽氣器，多通道射水抽氣器是指有兩個或兩個以上通道的射水抽氣器。~，由專用的射水泵供給。為防止升壓泵發(fā)生事故，使供水壓力降低，導(dǎo)致噴嘴的工作水吸入凝汽器中，必須在射水抽氣器的氣。 喉部結(jié)構(gòu)特征對射水抽氣器工作性能的影響（1）喉部長度的影響。因而大大節(jié)省了功耗。短喉部射水抽氣除經(jīng)濟性差之外，還存在著結(jié)構(gòu)落后，機械加工工作量大，鑄件毛坯報廢率高，運行時振動噪聲大等缺陷。多通道抽氣器采用吸入室內(nèi)有分流室的結(jié)構(gòu)作為主要通道和以小孔群方式組合的輔助通道，以降低氣阻，消除氣相偏流，增加兩相質(zhì)點能量交換；同時應(yīng)用了新的計算方法，經(jīng)過對比實驗確定了吸入室?guī)缀谓Y(jié)構(gòu)、喉部形狀、喉頸噴嘴面積比、喉頸噴嘴徑比等，并根據(jù)不同抽氣的容量，選擇通道數(shù)及水壓，以獲得最佳截面與流速，實現(xiàn)吸入室的高效率。③ 該抽氣器的喉部設(shè)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。圖23 各類型射水抽氣器 射水抽氣器抽出的產(chǎn)物確定射水抽氣器設(shè)備是汽輪機主要輔助設(shè)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(tǒng)中漏人的不凝結(jié)氣體，維持凝汽器的真控。正常漏入的途徑有：① 汽輪機低壓軸封、真空系統(tǒng)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。 射水抽氣器設(shè)計參數(shù) 抽氣器的容量確定抽氣器的容量是指在設(shè)計工況下，單位時間內(nèi)抽氣器所抽干空氣的質(zhì)量。從HEI標(biāo)準(zhǔn)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(shù)目、凝汽器客體數(shù)目有關(guān)。當(dāng)采用多殼體凝汽器時，可選用并聯(lián)抽氣或串聯(lián)抽氣器方式。其選擇方法按凝汽器殼體數(shù)，排氣口總數(shù)和每個排氣口有效蒸汽量來選定。排汽口總數(shù)為主汽輪機排汽口數(shù)加上給水泵汽輪機的總臺數(shù)。(2) 使用射汽抽氣器，進入其冷卻器的凝結(jié)水按凝汽器可能出現(xiàn)的最高壓力下的蒸汽飽和溫度來計算。抽氣器的任務(wù)是將漏人凝汽器內(nèi)的空氣和蒸汽中所含的不凝結(jié)氣體連續(xù)不斷的抽出，保證凝汽器始終在高度真空下運行。由于凝汽器是處于負壓下運行，因從而從真空系統(tǒng)不嚴(yán)密處有空氣漏人，它將嚴(yán)重影響凝汽器內(nèi)的凝結(jié)換熱，為了維持凝汽器內(nèi)合理的真空，必須隨時把凝汽器內(nèi)的非凝結(jié)氣體抽出。 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。根據(jù)式（1）可畫出射水抽氣器的特性曲線，如圖。一般推薦：15℃、20℃、25℃或用戶要求。由于射水抽氣系統(tǒng)的設(shè)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(shù)為基礎(chǔ)對射水抽氣器選型所需的參數(shù)進行計算。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(shù)φ、工作水速C工作水容積流量Vω、容積引射系數(shù)u0。本次由演馬電廠《運行規(guī)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(guī)程》查得吸入室壓力：P1= ata （34） 大氣壓力Pa 大氣壓力由當(dāng)?shù)卮髿鈮憾ǎ镜卮髿鈮毫s為：Pa= ata （35） 水氣混合物密度ρ 水氣混合物密度即為混合室內(nèi)射出的水流和其所卷吸攜帶的空氣所組成的水氣混合物密度。 ——飽和蒸汽壓力, = ata. =29310= m/s 速度系數(shù)φ速度系數(shù)由《機械工程手冊》查得:單噴嘴時，φ=；四噴嘴時，φ=，本設(shè)計為單噴嘴，所以取:φ= 工作水速工作水速由《機械工程手冊》查得，可按下式公式（38）計算: =14φ （38）式中 = －=－= ata。== 射水抽氣器的選型分析抽氣器型式的選擇主要根據(jù)汽輪機設(shè)備的情況和抽氣設(shè)備的特點來考慮。歐美等國電站采用機械式抽氣器較多。目前中小型汽輪機機組運用較多的是TD型的射水抽氣器，專利產(chǎn)品《低耗高效多通道水——汽噴射泵》（即TD型射水抽氣器）。(3) 被水束裹脅的氣體能全部壓入喉管。在吸入室內(nèi)采用了有分流室的結(jié)構(gòu)作為主要通道和小孔群方式組合輔助通道來降低氣阻，消除氣相偏流，增加兩質(zhì)點間的能量交換。汽輪機組凝汽器配置的主抽氣器數(shù)量，國外規(guī)定：25MW以下機組，每機裝置1臺抽氣器，50MW以上機組每機裝置2臺100％容量的抽氣器，其中1臺備用。 TD系列的射水抽氣器是按真空嚴(yán)密度上限設(shè)計的。TD18型射水抽氣器抽干空氣量為21kg/h，工作水量280t/h,按表查的，配用水泵8SH13A,流量280m3,揚程為41m,配用電機為Y200L2(37KW)。葉片泵的工作原理是利用葉片和液體相互作用來輸送液體，例如：離心泵、混流泵、軸流泵、旋渦泵等。臥式泵特點：適用場合廣泛，重心低，穩(wěn)定性好，缺點為：占地面積大，建筑投入大，體積大，重量重。：泵為一只葉輪，葉輪上二個吸入口。 單級雙吸式離心泵的應(yīng)用范圍和優(yōu)點單級雙吸離心泵主要供抽送溫度低于80℃的清水或物理化學(xué)類似于水的其它液體之用。S型和Sh型單級雙吸離心泵的工作條件：流量范圍： m3/h～120 m3/h；揚程范圍： ～330m；溫度范圍：20℃～120℃；輸送液體種類：各種清潔水及輕腐蝕液體；離心泵泵腔承壓：≤。(4) 軸封選用機械密封或填料密封。(6) 加裝自吸裝置，可實現(xiàn)自動吸水，即不需安裝底閥，不需真空泵，不需倒灌離心泵可以啟動。、S型泵：標(biāo)記示例：吸口直徑為300mm，揚程32m，臥式、正常葉輪直徑的單級離心式泵，其標(biāo)記為：300S32。圖41 單級雙吸式離心泵 SH型泵選型表表41 SH型泵性能表