熱能與動(dòng)力工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)(留存版)

　　

【正文】 根據(jù)目前國(guó)內(nèi)射水抽氣器的實(shí)際選擇選用TD—18型的射水抽氣器比較合適。 單級(jí)雙吸式離心泵單級(jí)雙吸式離心泵分為S型和SH型單級(jí)雙吸式離心泵。（3）型號(hào)的表示方法泵的型號(hào)有大寫(xiě)的拉丁字母和阿拉伯?dāng)?shù)字構(gòu)成。（2）低水壓、大流量型由于中等水壓，大流量型抽氣器喉管出口余速損失高達(dá)50％以上，所以產(chǎn)生了低水壓、大流量型抽氣器。每一種型式的抽氣器均有最經(jīng)濟(jì)的水壓值(即在水溫0℃、大氣壓力0．1MPa， 抽氣器不進(jìn)空氣情況下所能抽到的極限真空)，抽氣器將在最低耗功下實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)抽吸量。有條件擴(kuò)大容量時(shí)寧大勿小，以防止事故停泵時(shí)發(fā)生水的大量外溢。 水箱的設(shè)計(jì)要求C1N12 機(jī)組射水箱容量應(yīng)大于3．5 m3～4．7 m3 ，C25,N25 機(jī)組應(yīng)大于4．3 m3～ 5．7 m3 ，N50機(jī)組應(yīng)大于20～26m3 。 補(bǔ)水量對(duì)于射水抽氣器，因在工作時(shí)不斷消耗射水泵的功率，以及有蒸汽隨同空氣被抽人，將使工作水溫不斷升高。發(fā)電廠高壓管道均采用無(wú)縫鋼管，低壓管道可采用直縫管。因此公稱壓力與管道的工作溫度和允許工作壓力有關(guān)，它是管道工作溫度與允許工作壓力的組合參數(shù)，表示了管道的承壓等級(jí)。閥門(mén)材料根據(jù)介質(zhì)的工作參數(shù)來(lái)選擇，用青銅材料制造的閥門(mén)使用溫度范圍不大于250℃；低壓閥的殼體用鑄鐵制成，、溫度不超過(guò)300℃的管道上；中壓閥門(mén)可用碳素鋼制成；，應(yīng)采用標(biāo)號(hào)為125及35的優(yōu)質(zhì)鋼和特殊鋼制造；高溫高壓閥門(mén)則用合金鋼制成。前兩種用于回?zé)岢槠艿郎希笠环N用于控制水管道上。閘板閘閥可裝于任意位置的管道上，雙閘板閥宜裝于水平管道上，閥桿垂直向上，截止閥的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，密封性好，便于維修，但流動(dòng)阻力較大，啟閉扭矩大，啟閉時(shí)間較長(zhǎng)，可裝于任意位置的管道上。在大氣溫度不低于0℃以下時(shí)，則必須采取干保護(hù)法。閉式系統(tǒng)：閉式系統(tǒng)是傳統(tǒng)的布置方式,是將射水抽氣器設(shè)置置于射水箱上,以射水泵抽氣器水箱循環(huán)供水,并投入一定量的補(bǔ)水,從而控制夏季使用射水箱水溫。當(dāng)安裝兩臺(tái)抽氣器時(shí),為避免水經(jīng)備用抽氣器逆止閥返入凝汽器,其空氣連通管高度應(yīng)≥11m。在相同的抽氣量下,工作水溫升高,抽氣器混合室壓力也升高,這是因?yàn)榛旌鲜覂?nèi)絕對(duì)壓力低、工作水溫升高,水易汽化。在運(yùn)行中做閥門(mén)開(kāi)關(guān)試驗(yàn)時(shí)，一定要做好安全措施，以免影響正常運(yùn)行。要經(jīng)常檢查氮?dú)鈮毫Γ绨l(fā)現(xiàn)管道內(nèi)壓力消失，應(yīng)及時(shí)充氮，并查找原因，予以解決。 本設(shè)計(jì)為射水抽氣器系統(tǒng)，設(shè)計(jì)供水溫度為20℃。球閥密封面小，不易磨損，可裝于任意位置管道上。補(bǔ)償是指吸收管道熱膨脹、減少管道熱應(yīng)力及作用力的措施，常用的補(bǔ)償方法有熱補(bǔ)償和冷補(bǔ)償兩種。表63 20號(hào)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(jì)溫度（℃）≤200250 300 350 400 425 450P20P25P30P35P40P45121454661010162016253125242219174050403935312722648064625650433626100125100978778685741160200160156140125108916620025020019517515613611482250313250243219195170142103320400320312280250217182132400500400390350312272228165500625500487438390340285207國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中將管道壓力分為若干個(gè)公稱壓力等級(jí)，管內(nèi)介質(zhì)溫度由0℃至材料允許的最高溫度間又分為若干個(gè)溫度等級(jí)，每一個(gè)溫度等級(jí)下的壓力值溫度等級(jí)下的允許最大工作壓力。它的任務(wù)是把汽、水從一個(gè)設(shè)備輸送到另一個(gè)設(shè)備，或把他們排放到大氣、地溝里去。水箱底部設(shè)置出水管。 D水箱內(nèi)徑（m）。該廠的N50機(jī)組推薦射水泵出力為792 m3／h，射水箱容量?jī)?chǔ)存時(shí)間為5／792=O．0063h.一般水泵房吸水池的容量為3～5 m3。水流量為1 3m3/kg氣，面積比在4．7～5．3之間。它最初與二十年代使用與勃朗—鮑浮利汽輪機(jī)上。分立式或臥式安裝。按揚(yáng)程流量的要求并根據(jù)葉輪結(jié)構(gòu)組成級(jí)數(shù)分為：：泵有一只葉輪，葉輪上一個(gè)吸入口，一般流量范圍為：，H在8150米，流量小，揚(yáng)程低。汽輪機(jī)組的抽氣器容量選擇是否合理，對(duì)機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行至關(guān)重要，因容量過(guò)大耗功大，容量過(guò)小，凝汽器的真空下降。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。~。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(duì)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。 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(duì)靜壓力。由于HEI標(biāo)準(zhǔn)給抽氣器裝置容量計(jì)算帶來(lái)了滿意的經(jīng)濟(jì)效果，所以被世界各國(guó)所公認(rèn)。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(shí)凝汽器真空的快速下降。這一點(diǎn)在短喉部射水抽氣器中是達(dá)不到的。(3) 單通道射水抽氣器，單通道射水抽氣器即為單個(gè)喉管的射水抽氣器。當(dāng)射水抽氣器的容量大小確定后，即可對(duì)該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)安裝進(jìn)行研究和分析。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(duì)稱排列,避免單側(cè)進(jìn)氣時(shí)射流噴入喉管的氣相偏流。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。射水抽氣系統(tǒng)的主要關(guān)鍵部件是射水抽氣器。通過(guò)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(gè)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。采用機(jī)械式抽氣器則啟停靈活、效率高、但地少，但造價(jià)高，維護(hù)工作量較射流式大。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(shí)的偏流。這就是本次射水抽氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。~，由專用的射水泵供給。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(bào)廢率高，運(yùn)行時(shí)振動(dòng)噪聲大等缺陷。正常漏入的途徑有：① 汽輪機(jī)低壓軸封、真空系統(tǒng)閥門(mén)門(mén)桿水位計(jì)填料等處漏入空氣；② 汽輪機(jī)排氣疏水中折出的氣體。其選擇方法按凝汽器殼體數(shù)，排氣口總數(shù)和每個(gè)排氣口有效蒸汽量來(lái)選定。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(shí)把凝汽器內(nèi)的非凝結(jié)氣體抽出。由于射水抽氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(duì)射水抽氣器選型所需的參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。 ——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(cè)》查得:單噴嘴時(shí)，φ=；四噴嘴時(shí)，φ=，本設(shè)計(jì)為單噴嘴，所以取:φ= 工作水速工作水速由《機(jī)械工程手冊(cè)》查得，可按下式公式（38）計(jì)算: =14φ （38）式中 = －=－= ata。(3) 被水束裹脅的氣體能全部壓入喉管。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)。 單級(jí)雙吸式離心泵的應(yīng)用范圍和優(yōu)點(diǎn)單級(jí)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(jí)離心式泵，其標(biāo)記為：300S32。～，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(guò)2．5。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(duì)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(jì)抽氣量；，空氣吸入量將比設(shè)計(jì)值降低30％；當(dāng)水壓高至0．4MPa時(shí)， ％ ，但耗功增加超過(guò)3O％ 。（2）射水箱的結(jié)構(gòu)處理射水箱設(shè)計(jì)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。有條件擴(kuò)大容量時(shí)寧大勿小，以防止事故停泵時(shí)發(fā)生水的大量外溢。因而在實(shí)際工作時(shí)，需要排去部分工作水，補(bǔ)充部分溫度較低的補(bǔ)給水。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。其表示方法如下：PN100:(100kgf/cm2).P40:表示管道工作溫度為400℃時(shí)的允許工作壓力。（二）發(fā)電廠常用閥門(mén)發(fā)電廠各種不同類型的閥門(mén)都是由閥體、閥蓋、閥桿、閥瓣、填料層、驅(qū)動(dòng)裝置等部件組成。② 調(diào)節(jié)用閥門(mén)調(diào)節(jié)用閥門(mén)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(kāi)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。另外還有干燥劑法和氣相防腐蝕法。開(kāi)式系統(tǒng):開(kāi)式循環(huán)就是射水泵進(jìn)水來(lái)自循環(huán)水進(jìn)水管,而排水管則直接接入地溝。（7）抽氣器空氣進(jìn)管口口徑一般與凝汽器空氣出口管相同,長(zhǎng)度應(yīng)盡量縮短,以降低阻力。（4）對(duì)閉式循環(huán)的抽氣器,在夏季,其下置式的抽氣器不宜使用,射水箱的結(jié)構(gòu)應(yīng)有利于空氣的排出,上述措施均有助于水箱水溫的降低。為保證閥門(mén)經(jīng)常處于良好狀態(tài)，能夠在必要緊急開(kāi)啟或迅速關(guān)閉，須定期對(duì)閥門(mén)進(jìn)行開(kāi)關(guān)試驗(yàn)。充氮時(shí)，要使管內(nèi)氮?dú)鈮毫Ω哂诖髿鈮毫Γ⑵y門(mén)關(guān)閉嚴(yán)密，以維持必要的氮?dú)鈮毫Α．?dāng)需要采用國(guó)外鋼材時(shí)，應(yīng)根據(jù)可靠資料，經(jīng)分析確認(rèn)適合使用條件時(shí)，才能采用。球閥可作為調(diào)節(jié)或關(guān)斷用，用于要求迅速關(guān)斷或開(kāi)啟的時(shí)候。因此要保證熱力管道及設(shè)備的安全運(yùn)行，就必須考慮汽水管道的熱膨脹問(wèn)題，即管道的補(bǔ)償。表為20號(hào)鋼的公稱壓力、試驗(yàn)壓力及在各種介質(zhì)溫度下的最大工作壓力。6．管道和閥門(mén)設(shè)計(jì)及設(shè)備的安裝 管道和閥門(mén)的基本介紹 管道熱力發(fā)電廠的管道是指發(fā)電廠熱力系統(tǒng)范圍內(nèi)的汽水輸送線路。水箱中央設(shè)置隔墻。 h2箱底至溢水管（管底）高度（m）。該廠C25,N25 機(jī)組推薦射水泵出力為170 m3／h， m3 ，．022h。出現(xiàn)于70年代初， 在我國(guó)發(fā)展至今也有15年歷程。（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(diǎn)，面積比f(wàn)3/f1=。(5) 離心泵安裝形式 裝配時(shí)不需調(diào)整，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)使用條件。臥式泵有CFW泵、D型多級(jí)泵、SH型雙吸泵、B型、IH型、BA型、IR型等。目前大型機(jī)組除600MW機(jī)組以逐步統(tǒng)一為2臺(tái)100％容量的配置方案。射水抽氣器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安全可靠，投資較省，并有50多年的的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。由美國(guó)HEI表面式凝汽器標(biāo)準(zhǔn)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(duì)靜壓力。另一方面，根據(jù)水蒸氣的熱力性質(zhì)，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(duì)應(yīng)的飽和溫度，使得部分水汽化，體積突然膨脹，以國(guó)產(chǎn)200MW機(jī)組為例，當(dāng)工作水溫升高到30℃時(shí)，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。(4) 當(dāng)有旁路蒸汽全負(fù)荷排放時(shí)，循環(huán)水泵全部或部分投入，℃的非凝結(jié)氣體。這一觀點(diǎn)拋棄了過(guò)去那種只與排氣量有關(guān)的粗糙近似公式（如別爾曼公式）。結(jié)構(gòu)如圖。在長(zhǎng)喉部射水抽氣器中，正由于喉部有足夠的長(zhǎng)度在一定的流體參數(shù)和幾何參數(shù)下足以使水、氣混合物的流動(dòng)逐漸趨于均勻而獲得臨界流動(dòng)工況，此時(shí)，復(fù)環(huán)流損失及突然壓縮損失均可達(dá)到最小值，提高射流效率。短喉管部射水抽氣器的喉管長(zhǎng)度與喉管截面直徑比值為2～5的射水抽氣器。經(jīng)過(guò)計(jì)算和查表，由凝汽器的型號(hào)參數(shù)先確定射水抽氣器的容量。50年代末,蘇聯(lián)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(yàn)臺(tái)及工業(yè)性試驗(yàn),目的是提高舊式抽氣器效率。抽氣器設(shè)備的型式很多，按其工作原理可分為容積式（或稱機(jī)械式）和射流式兩大類。 選題的目的及意義我國(guó)一些背壓或凝氣式汽輪機(jī)常采用射水抽氣器作為抽氣設(shè)備，采用射水抽氣器的好處是簡(jiǎn)化抽氣系統(tǒng)和熱力系統(tǒng)，噪音低，安全可靠。(2) 在同一臺(tái)機(jī)組上，使用射水抽氣器比使用射汽式抽氣器效果好。歐美等國(guó)電站采用機(jī)械式抽氣器較多。該型抽氣器未能得到普遍推廣。2．射水抽氣器理論研究射水抽氣器是射水抽氣系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備。壓力水經(jīng)過(guò)水室進(jìn)入噴管，噴管將壓力水的壓力能變成速度能，以高速射出。因此，短喉部射水抽氣器已經(jīng)逐步被長(zhǎng)喉部射水抽氣器所代替。其數(shù)量每種機(jī)組都有經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，加上一定的富裕量后即為制造廠確定抽氣器單臺(tái)容量的依據(jù)。應(yīng)注意的定義：(1) 每個(gè)主排汽口的有效蒸汽流量。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(zhì)量分，空氣占1／3，水蒸氣占2