凝汽式汽輪機

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更新時間: 2013-08-30

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凝汽式汽輪機是火電廠中普遍採用的專為發電用的汽輪機。凝汽設備主要由凝汽器、循環水泵、凝結水泵和抽氣器組成。

凝汽式汽輪機 -凝汽式汽輪機

 

凝汽式汽輪機 -正文
  火電廠中普遍採用的專為發電用的汽輪機。凝汽設備主要由凝汽器、循環水泵、凝結水泵和抽氣器組成。汽輪機排汽進入凝汽器,被循環水冷卻凝結為水,由凝結水泵抽出,經過各級加熱器加熱後作為給水送往鍋爐。
  汽輪機的排汽在凝汽器內受冷凝結為水的過程中,體積驟然縮小,因而原來充滿蒸汽的密閉空間形成真空,這降低了汽輪機的排汽壓力,使蒸汽的理想焓降增大,從而提高了裝置的熱效率。汽輪機排汽中的非凝結氣體(主要是空氣)則由抽氣器抽出,以維持必要的真空度。
  汽輪機最常用的凝汽器為表面式。冷卻水排入冷卻水池或冷卻水塔降溫后再循環使用。靠近江、河、湖泊的電廠,如水量充足,可將由凝汽器排出的冷卻水直接排入江、河、湖泊,稱為徑流冷卻方式。但這種方式可能對河流湖泊造成熱污染。嚴重缺水地區的電廠,可採用空冷式凝汽器。但它結構龐大,金屬材料消耗多,除列車電站外,一般電廠較少採用。老式電廠中,有的採用混合式凝汽器,汽輪機排汽與冷卻水直接混合接觸冷卻。但因排汽凝結水被冷卻水污染,需要處理后才能作為鍋爐給水,已很少採用。
  運行特性  凝汽式汽輪機的排汽壓力對運行經濟性有明顯影響。影響凝汽器真空度的主要因素是冷卻水進口溫度和冷卻倍率。前者與電廠所在地區、季節及供水方式有關;後者表示冷卻水設計流量與汽輪機排汽量之比。冷卻倍率大,可獲得較高真空度。但冷卻倍率增大的同時增加了循環水泵的功耗和設備投資。一般表面式凝汽器的冷卻倍率設計為60~120。 由於凝汽式汽輪機循環水的需要量很大,水源條件成為電廠選址的重要條件之一。
  理想情況下表面式凝汽器的凝水溫度應與排汽溫度相同,被冷卻水帶走的熱量僅為排汽的汽化潛熱。但實際運行中,由於排汽流動阻力及非凝結氣體的存在,導致凝結水溫度低於排汽溫度,兩者的溫差稱為過冷卻度。冷卻水管布置不當,運行中凝結水位過高而浸泡冷卻水管,均會加大過冷卻度。正常情況過冷卻度應不大於1~2℃。
  排汽壓力與機組功率  降低凝汽式汽輪機的排汽壓力,雖可提高熱效率,但因排汽比容增大,汽輪機末級通流面積和葉片需要相應增大,這加大了製造成本,使加工困難。因此,最佳排汽壓力需通過技術經濟綜合分析確定。目前一般凝汽式汽輪機排汽壓力取為0.004~0.006兆帕。
  汽輪機功率決定於蒸汽流量。凝汽式汽輪機可通過的最大流量決定於末級葉片長度。由於葉片越大,離心力越大,這使它受到材料強度的限制。目前,末級葉片最大長度可達1000~1200毫米,葉片頂端最大允許圓周速度為550~650米/秒,單排汽口極限功率約為100~120兆瓦。低壓缸採用分流式結構可提高單機功率。到80年代末,常規火電廠最大凝汽式單機功率,雙軸機組為1300兆瓦,單軸機組為800兆瓦。
  凝汽式機組設計為低轉速(1500或1800轉/分)時,可提高極限功率,但這又使汽輪機尺寸及材料消耗增加,因為汽輪機總重量與轉速的三次方成反比。因此,除核電站為適應低參數、大流量特點,常採用低速汽輪機外,中國火力發電廠均採用3000轉/分汽輪機。

 

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