熱能與動力工程專業畢業設計-免費閱讀

　　

【正文】 在管道上,除閥門及設備接口外,均不采用法蘭連接,以減少空氣漏入量。管道插入循環水出水管內應接有向出水方向中的彎頭一只,以利氣水混合物的排出。開式系統的優點是: 4～8℃,將可提高真空 7～15mm汞柱；。如果壓縮應力過大，會使閥桿彎曲，并產生永久變形。干燥劑法是采用吸濕能力很強的干燥劑吸收管內水分，保持管內干燥，從而防止腐蝕。在管道停運后，立即放水，如果汽水管道介質溫度較高，可以帶壓放水，利用管道的余熱將金屬表面烘干，然后再管道內充以純度在99％以上的氮氣，以阻止空氣滲入。運行時，閘閥、截止閥要全開，停運時要全關。當需要采用新鋼種時，應經有關部門鑒定后，方可采用。當調節幅度小且不需要經常調節時，可用截止閥或閘閥兼做關斷或調節用。運行時，閘閥、截止閥要全開，停運時要全關。發電廠中應根據系統的要求，按公稱壓力、公稱直徑、設計參數、介質種類、泄露等級、啟閉時間來選擇閥門，以滿足汽水系統關閉、調節、保護等不同的要求和布置設計的需要。如果管道的布置和支吊架的選擇配置不當，則會由于熱脹冷縮使管道產生很大的熱應力，致使管道和與管道相連的熱力設備等的安全受到嚴重威脅，甚至遭到破壞。P40140：表示管道工作溫度為400℃(140kgf/cm2)。對于碳素鋼，這一溫度為200℃，耐熱鋼為350℃。發電廠管材的選擇主要依據管內介質的最高工作溫度，表給出了常用管材的剛好及推薦使用溫度。由上述本次設計的射水抽氣系統射水箱的補水率為3％即可。若能有較多的補水，排水量較多，則射水抽氣器的工作水溫將較低，真空將較好，機組經濟性較高，是有利的。水位為水箱設計容量的3/4，,。本次設計的所選壓演馬電廠汽輪機組是25MW，射水泵前進水閥門使用的截止閥。 h1箱底至出水管（管底）高度（m）。所以射水箱的結構是否合理直接或間接的影響了射水抽氣器系統的工作效率，因而射水箱的結構建議采取下列做法：① 射水抽氣器的射水箱做成兩格，射水箱的兩格之間設一隔墻，隔墻高度應低于溢流口底部50～1OOmm。 1—水室 2—噴嘴 3—吸入室 4—汽氣混合物入口管 5—收縮管6—喉管 7—輔助接管 8—射水泵 9—射水箱 H—布置標高圖51 射水抽氣系統示意圖 射水池的設計（1）射水池容量大小的確定以南京汽輪電機廠機組為例，該廠C1N12 機組推薦射水泵出力為140m3／h， m3 ，射水箱容量儲存時間3．0／140—0．021h。因此選定0．35MPa為TD型抽氣器的經濟水壓。（4）中等水壓、小流量型以多通遭， 長喉型為特點。它在我國早期的N100型，N200型機組上均采用過，不僅效率低，而且難以獲得大抽吸量，比耗功在2．5～2．8KW如按噴嘴前的工作水壓分類，我國自行設計的射水抽氣器常用的有如下四種類型。吸口直徑為500 mm，揚程為22 mm，立式、正常葉輪直徑的單級離心式泵，其標記為：500SL22。能保證8000小時運行無泄漏。單級雙吸式離心泵主要適用于自來水廠、空調循環用水、建筑供水、灌溉、排水泵站、電站、工業供水系統、消防系統、船舶工業等輸送液體的場合。例如：立式泵有DL立式離心泵，DL立式多級泵，潛水電泵。4．射水泵的選型 選型泵的要求泵是將原動機的機械能轉換成流體的壓力能和動能從而實現流體定向輸送的動力設備。也有廠家配置3臺50％容量的抽氣器。(4) 能制止初始段的氣相返流（這是單靠加長喉管難以實現的）。目前，在我國生產設計的非再熱機組、中小型機組用射汽抽氣器，單元制一般用射水抽氣器。 φ——速度系數, φ=。由焦煤集團演馬電廠的《運行規程》查得工作水溫度： =20℃ （32） 抽出空氣量抽出空氣量即抽氣器容量，是指在設計工況下，單位時間內抽氣器所能抽吸干空氣的質量。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。由圖可知當工作水溫超過30℃時，每升高5℃。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。(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。應注意的定義：(1) 每個主排汽口的有效蒸汽流量。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。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。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。因此，短喉部射水抽氣器已經逐步被長喉部射水抽氣器所代替。研究成果表明，提高射水抽氣器經濟性的關鍵在于其喉部獲得水、氣混合物的臨界流動工況，而臨界流動工況的實現又以在喉部水、氣混合物完全充滿，并在壓縮增壓前混合的均勻程度達到足夠高的條件為前提。壓力水經過水室進入噴管，噴管將壓力水的壓力能變成速度能，以高速射出。(2) 短喉部射水抽氣器。2．射水抽氣器理論研究射水抽氣器是射水抽氣系統的關鍵設備。 射水抽氣系統設計方法本次設計是根據所選汽輪機凝汽器的型號為標準設計相應的射水抽氣系統。該型抽氣器未能得到普遍推廣。壓縮效率低于25﹪,。歐美等國電站采用機械式抽氣器較多。抽氣器的任務就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段地抽出，保持凝汽器始終在高度真空下運行，抽氣器運行狀況的優劣，影響著凝汽器內絕對壓力的大小，對機組的安全，經濟運行起著重要的作用。(2) 在同一臺機組上，使用射水抽氣器比使用射汽式抽氣器效果好。射水抽氣器廣泛作為于火電廠汽輪機凝汽的抽氣設備。 選題的目的及意義我國一些背壓或凝氣式汽輪機常采用射水抽氣器作為抽氣設備，采用射水抽氣器的好處是簡化抽氣系統和熱力系統，噪音低，安全可靠。兩種抽氣器在抽吸同樣的空氣量時，射水式抽氣器可以在凝汽器喉部獲得較高的真空度。抽氣器設備的型式很多，按其工作原理可分為容積式（或稱機械式）和射流式兩大類。目前，我國生產設計的非再熱機組、中小型機組用射汽抽氣器，單元制一般用射水抽氣器。50年代末,蘇聯全蘇熱工研究所提出了四噴嘴抽氣器的改革方案,并作了多次試驗臺及工業性試驗,目的是提高舊式抽氣器效率。70年代,很多國家都對抽氣器的工作原理進行了深人研究。經過計算和查表，由凝汽器的型號參數先確定射水抽氣器的容量。主要由工作水入口室，噴嘴，混合室，擴散管和逆止門等部件組成，工作原理是：由射水泵供給的壓力水，通過進水管進入水室后，再進入噴嘴。短喉管部射水抽氣器的喉管長度與喉管截面直徑比值為2～5的射水抽氣器。在混合室內形成高度真空，使凝汽器內的氣、汽混合物被吸入混合室，在混合室內，氣、汽混合物和水混合后一起進入擴壓管。在長喉部射水抽氣器中，正由于喉部有足夠的長度在一定的流體參數和幾何參數下足以使水、氣混合物的流動逐漸趨于均勻而獲得臨界流動工況，此時，復環流損失及突然壓縮損失均可達到最小值，提高射流效率。不僅如此，喉部長度還對抽氣器的流量比有著較大的影響，通過研究表明，在一定范圍內增加喉管的長度，可以提高流量比。結構如圖。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。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）。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。(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。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。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。這種汽輪機是中溫中壓，沖動凝氣式汽輪機。由美國HEI表面式凝汽器標準確定抽氣器的容量，可查得：= Kg/h （33） 吸入室壓力吸入室壓力就是指汽、氣混合物入口管法蘭前或610mm處的絕對靜壓力。=14= m/s 工作水容積流量工作水容積流量由《機械工程手冊》查得，可按下式公式(39)計算: Vw= (39)式中 ——噴嘴出口截面直徑, =。射水抽氣器結構簡單，安全可靠，投資較省，并有50多年的的運行經驗。(5) 在混合室內既要在不太長的喉管中實現兩相流的均勻混合，又要充分利用余速使排出的能量達到最少。目前大型機組除600MW機組以逐步統一為2臺100％容量的配置方案。泵的用途各不相同，根據原理可分為三大類，分別是容積泵，葉片泵和其他類型的泵。臥式泵有CFW泵、D型多級泵、SH型雙吸泵、B型、IH型、BA型、IR型等。離心泵安裝形式 裝配時不需調整，可根據現場使用條件。(5) 離心泵安裝形式 裝配時不需調整，可根據現場使用條件。SH型泵：標記示例：吸口直徑為250m，揚程為54m、臥式、葉輪直徑經第一次車小的單級雙吸式離心泵，其標記為：250Sh54A。（1）中等水壓、大流量型～(表壓)，耗水量在25～28m3/kg氣，以大噴嘴、單通道、短喉型為特點，面積比f3/f1=。h/kg克氣之間。出現于70年代初， 在我國發展至今也有15年歷程。TD型抽氣器適宜選用單級雙吸、臥式中開S型離心泵， 如沒有合適型號， 也可選用SH型泵。該廠C25,N25 機組推薦射水泵出力為170 m3／h， m3 ，．022h。隔墻下部不應開孔，兩格池底均應設排泥管，兩格池只設一處溢流管。 h2箱底至溢水管（管底）高度（m）。因為射水箱的容量最低限度的要求應滿足水泵故障時自動倒泵的要求。水箱中央設置隔墻。以C12機組為例，射水抽氣工作水流量為140m3/h，℃。6．管道和閥門設計及設備的安裝 管道和閥門的基本介紹 管道熱力發電廠的管道是指發電廠熱力系統范圍內的汽水輸送線路。表62 常用管材的鋼號及推薦使用溫度鋼種鋼號推薦使用溫度（℃）允許上限溫度（℃）普通碳素鋼A3FA3，A3g 0～20020～300250350優質碳素鋼102020～44020～450450450普通低合金鋼16Mn15MnV40～45020～450475500耐熱鋼15GrMo12 GrMoV12MoVWBSiRe12GrMoVSiTiB510540～555540～555540～555540～555 540 570 580 600 600無縫鋼管材料為10號或20號優質碳素鋼和合金鋼。表為20號鋼的公稱壓力、試驗壓力及在各種介質溫度下的最大工作壓力。② 公稱直徑為滿足強度要求，一定外徑（D0）的管子隨著管內介質工作壓力的不同，就應有不同的管壁厚度（S），使得內徑尺寸（Di）各不相同，這給管道設計、制造和選用帶來許多不便，且在允許的介質流速和壓損下，管道的通流能力是由管道內徑所決定的。因此要保證熱力管道及設備的安全運行，就必須考慮汽水管道的熱膨脹問題，即管道的補償。對閥門的基本要求是：有足夠的強度，關閉嚴密性好，流動阻力小，閥門結構簡單，質輕體小，部件的互換性好，便于操作維修。球閥可作為調節或關斷用，用于要求迅速關斷或開啟的時候。調節閥在運行中需要經常開關，為防止介質泄露，一般在調節閥之前要串聯關斷閥，開啟時，要先全開關斷閥而后再開調節閥，關閉時，先關調節閥然后再關關斷閥。當需要采用國外鋼材時，應根據可靠資料，經分析確認適合使用條件時，才能采用。本次設計的閥門采用截止閥較好。充氮時，要使管內氮氣壓力高于大氣壓力，并將汽水閥門關閉嚴密，以維持必要的氮氣壓力。凝結水和給水管道停運時的防腐工作，可以與加熱器同時進行，采用充滿水保護法，充以除過氧，含有聯氨并調整好PH值的凝結水或除鹽水。為保證閥門經常處于良好狀態，能夠在必要緊急開啟或迅速關閉，須定期對閥門進行開關試驗。,但開式系統的缺點是增加了循環水消耗量。（4）對閉式循環的抽氣器,在夏季,其下置式的抽氣器不宜使用,射水箱的結構應有利于空氣的排出,上述措施均有助于水箱水溫的降低。 管道的布置管道布置應結合主廠房土建結構及設備布置情況進行，管道走向 一般與廠房軸線一致。（7）抽氣器空氣進管口口徑一般與凝汽器空氣出口管相同,長度應盡量縮短,以降低阻力。（3）對開式循環射水抽氣器,其出口管應盡量短,彎頭最好不多于一只,并采用大半徑彎頭,其水平管段應向外傾斜,其傾斜度3/1000mm。開式系統:開式循環就是射水泵進水來自循環水進水管,而排水管則直接接入地溝。沒有保溫層的閥門，在運行中其外表面溫度比閥門內表面溫度低，會產生溫差，出現熱應力；當閥門關閉時，閥門外殼冷卻得快，而閥桿與閥瓣冷卻得慢，使得閥桿與閥瓣處于受壓狀態。另外還有干燥劑法和氣相防腐蝕法。干保護法的原理是金屬表面不與水接觸，以達到防腐的目的。為便于開啟大直徑的閘閥或閥瓣承受壓力很大的截止閥，需裝尺寸小的旁路閥。管子所用鋼材應符合國家或冶金工業部有關鋼材現行標準的規定。② 調節用閥門