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[资源分享] 汽机真空系统的流程及作用

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汽机真空系统是汽轮机热力循环的重要组成部分,主要用于维持凝汽器内的真空状态,提高汽轮机的效率和经济性。以下是其主要组成及工作流程的详细介绍:

一、汽机真空系统的组成

汽机真空系统主要由以下设备和部件组成,不同机组(如凝汽式汽轮机、抽凝式汽轮机等)可能存在配置差异:

1. 凝汽器

- 作用:接收汽轮机的排汽并将其冷凝为凝结水,形成真空环境。
- 结构:通常为表面式换热器,由管束、壳体、水室等组成,循环冷却水(或海水)在管束内流动,冷却管外的排汽。

2. 抽气设备

- 作用:抽出凝汽器内的不凝结气体(如空气),维持真空。
- 常见类型:
- 射水抽气器:利用高速射流形成负压,抽出气体(需配备射水泵和射水箱)。
- 射汽抽气器:利用高压蒸汽射流产生真空(多用于老机组)。
- 真空泵:现代机组常用,包括液环式真空泵、水环式真空泵、干式真空泵等。
- 液环式真空泵:通过叶轮旋转形成水环,抽吸气体并压缩排出。

3. 凝结水系统

- 凝结水泵:将凝汽器热井中的凝结水输送至除氧器或后续系统。
- 凝结水管道及阀门:包括止回阀、调节阀等,用于控制凝结水流量和压力。

4. 循环水系统

- 循环水泵:为凝汽器提供冷却水源(如冷却水塔来水、江河水等)。
- 循环水管道及阀门:控制冷却水流量,维持凝汽器换热效率。

5. 真空测量与控制设备

- 真空表/真空变送器:实时监测凝汽器内真空度。
- 真空破坏阀:紧急情况下手动或自动打开,破坏真空,加速汽轮机停机。
- 压力调节阀:自动调节抽气设备的工作状态,维持真空稳定。

6. 辅助设备

- 冷却器:用于冷却抽气设备排出的混合气体(如真空泵的汽水分离器)。
- 排污装置:排出系统内的杂质或疏水。
- 管道与阀门:包括抽气管道、疏水管道、截止阀、球阀等,构成系统通路。

二、汽机真空系统的工作流程

真空系统的核心流程是通过抽气设备排出凝汽器内的不凝结气体,维持真空,并回收凝结水和热量。以下是典型流程(以液环式真空泵为例):

1. 真空形成阶段

- 汽轮机启动前:启动真空泵(或射水抽气器),通过抽气管道将凝汽器内的空气抽出,建立初始真空。
- 排汽进入凝汽器:汽轮机正常运行后,排汽进入凝汽器管束外侧,被循环冷却水冷却凝结为水,体积急剧缩小,进一步形成真空。

2. 不凝结气体抽吸流程

- 凝汽器内气体混合:凝汽器内的不凝结气体(空气)与蒸汽混合,聚集在管束间隙或壳体顶部。
- 真空泵抽吸:真空泵通过抽气口将混合气体吸入泵体,利用叶轮旋转形成的水环(液环)压缩气体,使其压力升高。
- 气水分离:压缩后的混合气体进入汽水分离器,蒸汽冷凝为水,空气等不凝结气体从排气口排出,凝结水则返回真空泵或凝汽器(回收利用)。

3. 凝结水回收流程

- 凝结水收集:凝汽器内的凝结水汇集到热井(底部储水空间)。
- 凝结水泵输送:凝结水泵将热井中的水抽出,经凝结水管道送至低压加热器、除氧器等,作为锅炉给水的一部分循环利用。

4. 真空维持与调节

- 真空监测:通过真空表或变送器实时监测凝汽器真空度,若真空下降(如漏入空气、循环水量不足等),控制系统会自动启动备用抽气设备或报警。
- 循环水调节:根据负荷和环境温度,调节循环水泵的流量或投入备用循环水泵,确保凝汽器换热效率。
- 紧急情况处理:当汽轮机需要紧急停机时,真空破坏阀开启,空气迅速进入凝汽器,破坏真空,缩短转子惰走时间。

三、真空系统的关键作用

1. 提高汽轮机效率:真空度越高,汽轮机排汽压力越低,蒸汽在汽轮机内的焓降越大,做功能力越强。
2. 回收工质:凝结水作为锅炉给水循环利用,减少汽水损失。
3. 保障设备安全:防止不凝结气体聚集导致凝汽器压力升高,避免设备超压损坏。

四、常见类型真空系统对比

类型 优点 缺点 应用场景
射水抽气器 结构简单、成本低 能耗高、需射水箱,效率较低 中小型机组或老机组
射汽抽气器 无需外部动力(依赖蒸汽) 耗汽量大、噪音大 早期凝汽式机组
液环式真空泵 效率高、运行稳定、能耗低 需循环水冷却,设备稍复杂 现代大型机组

通过以上组成和流程的协同工作,汽机真空系统确保汽轮机在高效、安全的真空环境下运行,是火力发电厂、热电厂等热力系统的核心环节之一。

 

发表于 昨天 08:56

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汽机真空系统的作用:

1. 保持凝汽器内的高真空,降低汽轮机的排汽压力,提高热效率和出力;
2. 抽出凝汽器中的不凝结气体(主要是空气),改善换热效果;
3. 回收和输送凝汽器中凝结的蒸汽(凝结水),循环再利用。

汽机真空系统的典型流程:

1. 汽轮机排汽进入凝汽器,在凝汽器内冷却凝结成水并集聚于底部热井;
2. 真空泵(或射水抽气器、液环式真空泵等)通过管路将凝汽器内部的不凝结气体抽出,维持凝汽器的高真空;
3. 凝结的水从热井经凝结水泵抽出,送到除氧器、锅炉给水系统,再次循环利用;
4. 冷却水系统为凝汽器提供循环冷却水,与汽轮机排汽进行热交换,促使蒸汽冷凝。

主要设备包括:凝汽器、真空泵(射水抽气器或液环式真空泵)、凝结水泵、冷却水系统及相关管道阀门、测量仪表等。
.

 

发表于 昨天 12:38

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