熱能與動力工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(存儲版)

　　

【正文】 調(diào)節(jié)用閥門用于調(diào)節(jié)介質(zhì)的流量和壓力，包括調(diào)節(jié)閥、疏水閥、節(jié)流閥、減壓閥等，應(yīng)根據(jù)介質(zhì)種類、管系布置、使用目的、調(diào)節(jié)方式和調(diào)節(jié)范圍的不同選用調(diào)節(jié)閥，一般不宜作關(guān)斷閥使用。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。（二）發(fā)電廠常用閥門發(fā)電廠各種不同類型的閥門都是由閥體、閥蓋、閥桿、閥瓣、填料層、驅(qū)動裝置等部件組成。表64 管道的公稱直徑公稱直徑DN公稱直徑DN公稱直徑DN公稱直徑DN公稱直徑DN公稱直徑DN公稱直徑DN175022570015003000865250800160032002108030090018003400151003501000200036003201254001100220038004251504501200240040005321755001300260064020060014002800（三）管道的熱膨脹及其補(bǔ)償發(fā)電廠的許多管道經(jīng)常工作在較高的溫度下，如主蒸汽管道、再熱蒸汽管道和主給水管道等，這些管道在投運(yùn)或停運(yùn)過程中，即受熱或冷卻過程中，都要產(chǎn)生熱脹冷縮，引起管道的伸長或縮短。其表示方法如下：PN100:(100kgf/cm2).P40:表示管道工作溫度為400℃時的允許工作壓力。不同溫度下管道允許的工作壓力，都折算成某一基準(zhǔn)溫度下的允許工作壓力，并以此壓力表示管道的承壓管級，稱為公稱壓力PN。② 管道的材料發(fā)電廠汽水管道多為黑色金屬管道，常用管道材料有普通碳素鋼、優(yōu)質(zhì)碳素鋼、普通低合金鋼及耐熱合金鋼。從上述分析可看出，射水系統(tǒng)循環(huán)水并不需要冷卻，從降溫的觀點(diǎn)和泄露損失補(bǔ)充方面看系統(tǒng)補(bǔ)水率為3％即可，進(jìn)行大量的補(bǔ)水是不必要的。因而在實(shí)際工作時，需要排去部分工作水，補(bǔ)充部分溫度較低的補(bǔ)給水。本次設(shè)計射水箱容量選為18m3，根據(jù)資料選定射水箱：長為3m,寬為2m，高為3m。有條件擴(kuò)大容量時寧大勿小，以防止事故停泵時發(fā)生水的大量外溢。 水箱的計算容積水箱的計算容積就是水箱的全部容積，即：V方=LBH （m3）V圓=H （m3） 水箱的有效容積水箱的有效容積是指水箱的最大可存儲容量，即水箱的計算容積減去水箱的出水管以下和溢水管以上的部分的容積，即：V方= LB（Hh1h2） (m3)V圓=（Hh1h2） (m3)其中：H箱體的高度（m）。（2）射水箱的結(jié)構(gòu)處理射水箱設(shè)計的不合格常引起進(jìn)出水互相干擾，這樣從而影響了射水泵的工作。所以射水箱是射水抽氣的重要組成部分。選TD型抽氣器噴嘴前0．35MPa(表壓)為經(jīng)濟(jì)水壓，抽氣量與水壓的關(guān)系為: 式中 GH——抽氣器抽吸量，kg/h Q——流經(jīng)抽氣器的水流量，kg/h K——水壓對抽吸量的影響系數(shù) ，研究發(fā)現(xiàn)值為K=1，抽氣器能述設(shè)計抽氣量；，空氣吸入量將比設(shè)計值降低30％；當(dāng)水壓高至0．4MPa時， ％ ，但耗功增加超過3O％ 。h／kg氣。～，耗水量為20m3氣，仍以大噴嘴、單通道、短喉型為特點(diǎn)面積比不超過2．5。所以在噴嘴總截面選定后，抽氣器前的水壓就成為反應(yīng)工作水流量、流速最直觀的參數(shù)了。、S型泵：標(biāo)記示例：吸口直徑為300mm，揚(yáng)程32m，臥式、正常葉輪直徑的單級離心式泵，其標(biāo)記為：300S32。(4) 軸封選用機(jī)械密封或填料密封。 單級雙吸式離心泵的應(yīng)用范圍和優(yōu)點(diǎn)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。臥式泵特點(diǎn)：適用場合廣泛，重心低，穩(wěn)定性好，缺點(diǎn)為：占地面積大，建筑投入大，體積大，重量重。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(yáng)程為41m,配用電機(jī)為Y200L2(37KW)。汽輪機(jī)組凝汽器配置的主抽氣器數(shù)量，國外規(guī)定：25MW以下機(jī)組，每機(jī)裝置1臺抽氣器，50MW以上機(jī)組每機(jī)裝置2臺100％容量的抽氣器，其中1臺備用。(3) 被水束裹脅的氣體能全部壓入喉管。歐美等國電站采用機(jī)械式抽氣器較多。 ——飽和蒸汽壓力, = ata. =29310= m/s 速度系數(shù)φ速度系數(shù)由《機(jī)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(jī)械工程手冊》查得，可按下式公式（38）計算: =14φ （38）式中 = －=－= ata。本次由演馬電廠《運(yùn)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(jìn)口處水的溫度。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(jī)組參數(shù)為基礎(chǔ)對射水抽氣器選型所需的參數(shù)進(jìn)行計算。根據(jù)式（1）可畫出射水抽氣器的特性曲線，如圖。由于凝汽器是處于負(fù)壓下運(yùn)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。(2) 使用射汽抽氣器，進(jìn)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。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。從HEI標(biāo)準(zhǔn)確定漏人汽輪機(jī)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(jī)低壓缸的排氣量、輔助汽輪機(jī)的排氣量及排氣口數(shù)目、凝汽器客體數(shù)目有關(guān)。正常漏入的途徑有：① 汽輪機(jī)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(jī)排氣疏水中折出的氣體。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(jìn)一步提高了抽氣器效率。短喉部射水抽氣除經(jīng)濟(jì)性差之外，還存在著結(jié)構(gòu)落后，機(jī)械加工工作量大，鑄件毛坯報廢率高，運(yùn)行時振動噪聲大等缺陷。 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。~，由專用的射水泵供給。效率要比短喉射水抽氣器高，應(yīng)用也極其廣泛。這就是本次射水抽氣系統(tǒng)的設(shè)計方法。隨著技術(shù)的進(jìn)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(jìn)步和發(fā)展，在我國目前較為先進(jìn)的是低耗搞笑多通道抽氣器，這種抽氣器的特點(diǎn)主要是：①.多通道抽氣器具有結(jié)構(gòu)簡單無機(jī)械傳動，使用安全，運(yùn)行壽命長，噪聲低，投資少；②.對水質(zhì)要求較低，運(yùn)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。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(jìn)氣改為雙側(cè)進(jìn)氣能有效地改變氣體進(jìn)人喉管時的偏流。70年代初,國產(chǎn)大型凝汽式汽輪機(jī)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(jìn),但仍無重大突破。采用機(jī)械式抽氣器則啟停靈活、效率高、但地少，但造價高，維護(hù)工作量較射流式大。 抽氣設(shè)備的概述用于汽輪機(jī)凝汽器的抽氣器其工作特點(diǎn)：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。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(diǎn)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(jì)方便。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。射水抽氣系統(tǒng)的主要關(guān)鍵部件是射水抽氣器。(3) 在抽氣負(fù)荷增大時，射水抽氣器的工作要比射汽抽氣器穩(wěn)定。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。由于一些機(jī)組抽氣器運(yùn)行時間較長，進(jìn)行了一些改造，最近幾年大有把真空泵引入中小型機(jī)組的趨勢。該型抽氣器的構(gòu)造特點(diǎn)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(jìn)口由單側(cè)改成雙側(cè),對稱排列,避免單側(cè)進(jìn)氣時射流噴入喉管的氣相偏流。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。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(jìn)行研究和分析。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(jìn)入擴(kuò)散管，降入升壓后排入射水池。(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。工作水在擴(kuò)壓管中流速逐漸降低，由速度能轉(zhuǎn)變成壓力能，最后在擴(kuò)壓管出口其壓力升至略高于大氣壓力而排出擴(kuò)壓管進(jìn)入冷卻池。這一點(diǎn)在短喉部射水抽氣器中是達(dá)不到的。(2) 多通道抽氣器。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(jī)停機(jī)時凝汽器真空的快速下降。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(yùn)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。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(jì)效果，所以被世界各國所公認(rèn)。(2) 排汽口總數(shù)。 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。由式中，工作水溫度升高，對應(yīng)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。表23 工作水溫變化與射水抽氣器抽吸壓力的關(guān)系曲線對于凝汽器的工作水溫度選擇，一般按照當(dāng)?shù)氐臍庀蟆⑺臈l件及補(bǔ)水量。(2) 汽輪機(jī)主要規(guī)范表31 汽輪機(jī)主要規(guī)范額定功率25MW最大功率28MW旋轉(zhuǎn)方向順時針轉(zhuǎn)速3000r/min級數(shù)十三級回?zé)岢槠墧?shù)五級(3) 凝汽器參數(shù)表32 凝汽器主要參數(shù)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(shè)計冷卻水溫20℃冷卻水阻力管數(shù)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。~。 ——工作水速, = m/s.Vw== m/s 容積引射系數(shù)容積引射系數(shù)由《機(jī)械工程手冊》查得，可按下式公式(310)計算: = （310)式中 ——抽出空氣容積流量，= m/s； ——工作水容積流量，= m/s。但由于最初的射水抽氣器的效率比較低，為此，研究新型高效的射水抽氣器用于新的火電汽輪機(jī)機(jī)組十分重要。TD型射水抽氣器由進(jìn)水室、吸水室、喉管束、軸封抽氣器等部分組成。汽輪機(jī)組的抽氣器容量選擇是否合理，對機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行至關(guān)重要，因容量過大耗功大，容量過小，凝汽器的真空下降。容積泵的工作原理是利用工作容積周期性變化來輸送液體，例如：活塞泵、柱塞泵、隔膜泵、齒輪泵、滑板泵、螺桿泵等。按揚(yáng)程流量的要求并根據(jù)葉輪結(jié)構(gòu)組成級數(shù)分為：：泵有一只葉輪，葉輪上一個吸入口，一般流量范圍為：，H在8150米，流量小，揚(yáng)程低。分立式或臥式安裝。分立式或臥式安裝。吸口直徑為800m，揚(yáng)程為22m、臥式、正常葉輪直徑的單級雙吸式離心泵，其標(biāo)記為：800ShL22。它最初與二十年代使用與勃朗—鮑浮利汽輪機(jī)上。該型抽氣器之兩相流進(jìn)入喉管后壓力恢復(fù)較快，故加長喉管不但無助于內(nèi)效率的提高，相反會增大水力損失。水流量為1 3m3/kg氣，面積比在4．7～5．3之間。按表查按表查的，配用水泵8SH13A,流量280m3,揚(yáng)程為41m,配用電機(jī)為Y200L2(37KW)，這種水泵和所選的TD18比較合適。該廠的N50機(jī)組推薦射水泵出力為792 m3／h，射水箱容量儲存時間為5／792=O．0063h.一般水泵房吸水池的容量為3～5 m3。② 射水抽氣器排水和射水泵吸水管應(yīng)分別布置在射水箱水箱的兩格中。 D水箱內(nèi)徑（m）。射水泵出口閥門為閘閥或截止閥時。水箱底部設(shè)置出水管。／h。它的任務(wù)是把汽、水從一個設(shè)備輸送到另一個設(shè)備，或把他們排放到大氣、地溝里去。無縫鋼管適用于壓力和溫度范圍廣，除用于主蒸汽管道、中間再熱蒸汽管道和給水管道外，還用于比較重要的低壓管道和具有腐蝕性介質(zhì)或易發(fā)生火災(zāi)介質(zhì)的管道，如主凝結(jié)水管、低壓給水管、燃油管、潤滑油管、酸堿管等。表63 20號鋼制成的管子和管件壓力公稱壓力PN試驗(yàn)壓力PT設(shè)計溫度（℃）≤200250 300 350 400 425 450P20P25P30P35P40P4512145466101016201625312524221917405040393531272264806462565043362610012510097877868574116020016015614012510891662002502