【導讀】必須流經(jīng)的各種熱力設備之間的系統(tǒng)圖。原則性熱力系統(tǒng)具有以下特點：。僅表明設備之間的主要聯(lián)系，備用設備、管路和附屬機構(gòu)都不畫出；般附件均不表示。備系統(tǒng)及“廢熱”回收系統(tǒng)。凝汽式發(fā)電廠內(nèi)若有多種單元機組，其原則性熱力系統(tǒng)。即為多個單元的組合。對于熱電廠，無論是同種類型的供熱機組還是不同類型的供熱。機組，全廠的對外供熱的管道和設備是連在一起的，原則性熱力系統(tǒng)較為復雜。熱功能量轉(zhuǎn)換過程的技術完善程度和熱經(jīng)濟性。

　　

【正文】 和旋轉(zhuǎn)內(nèi)套組成 ， 定速電機通過升速齒 輪與泵輪軸南京工程學院畢業(yè)設計說明書（論文） 25 相聯(lián)，而水泵軸通過聯(lián)軸節(jié)與渦輪 軸相聯(lián)，下面介紹液力聯(lián)軸器的 工作原理。 液力偶合器用來對高速的工業(yè)機器進行無級調(diào)速控制，偶合器的主體部分與增速齒輪 合并在同一個箱體中，箱體的下部作為油箱。 偶合器與電機以及給水泵之間的動力傳遞由聯(lián) 軸器完成，輸入轉(zhuǎn)速由一對增速齒輪增 速后傳到泵輪軸，泵輪與渦輪之間由工作油傳遞扭矩。 原動機的轉(zhuǎn)矩使工作油在泵輪中加速，然后工作油在渦輪中減速并 對渦輪產(chǎn)生一等量 的轉(zhuǎn)矩。工作油在泵渦輪間循環(huán)是靠兩輪間滑差所產(chǎn)生 的壓差來實現(xiàn)，這就要求渦輪的轉(zhuǎn)速 要低于泵輪。因此，要傳遞動力，泵輪與渦輪之間必須存在滑差。 選用偶合器時，應保證在滿 載全充液的情況下有一低的滿載滑差。輸出轉(zhuǎn)速可通過調(diào) 節(jié)泵渦輪間工作腔內(nèi)的工作油充液量來調(diào)節(jié)，而工作腔的充液量由勺管的位置所決定。 由于滑差造成的功率損耗將使工作油溫度升高，為了消除這些熱量，必須冷卻工 作油。 液力偶合器的主要功能是可以改變輸出軸的轉(zhuǎn)速，從而達到改變輸出功率的目的。電動給水泵主泵通過液力傳動裝置的液力偶合器與電動機連接。液 力傳動裝置主要包括傳動齒輪、液力偶合器及其執(zhí)行機構(gòu)（滑閥、油動機、執(zhí)行器等）、調(diào)節(jié)閥、殼體以及工作油泵、潤滑油泵、電動輔助油泵和冷油器等部件。 前置泵與主給水泵的連接 前置泵與主給水泵的連接方式主要由兩種：當為電動調(diào)速泵時多采用前置泵與主給水泵同軸串聯(lián)連接方式，即前置泵主給水共用一臺電動機經(jīng)液力偶合器。通常是低速電動機直接與前置泵連接 。通過液力偶合器傳遞轉(zhuǎn)矩與改變轉(zhuǎn)速使主給水泵改變流量與出口壓力。 本設計選型 本設計給水泵系統(tǒng)按最大運行流量即鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量（ BMCR）工況時對應的給水量進 行 ,對于直流鍋爐為最大連續(xù)蒸發(fā)量的 105％，所以： 2 %1050 ?? DDgb 式中 0D 鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量， ht/ 。 htDD gb / 32 % 52 %1050 ?????? 系統(tǒng)設置 2臺容量為最大給水量 50%的汽動給水泵作經(jīng)常運行， 1臺容量為 25%的電動調(diào)速給水泵作備用泵。每臺氣動給水泵配有 1臺電動前置泵，電動調(diào)速給水泵與前置泵用同一電動機通過液力偶合器拖動，在一臺給水泵出現(xiàn)故障時，其余兩臺給水泵還能繼續(xù)工作。 每套泵都配有一前置泵 進口濾網(wǎng)、給水泵進口濾網(wǎng)、給水泵出口逆止門和最 小流量再循環(huán)系統(tǒng)。最小流量再循環(huán)系統(tǒng)包括一個再循環(huán)閥 、南京工程學院畢業(yè)設計說明書（論文） 26 兩個再循環(huán)截止閥 及差壓開關和再循環(huán)減壓裝置。差壓開關的信號來自前置 泵和給水泵管道上的 汛量孔板或給水泵出口流量噴嘴。 南京工程學院畢業(yè)設計說明書（論文） 27 第 5 章 凝結(jié)水系統(tǒng)確定 凝結(jié)水系統(tǒng)概述 凝結(jié)水系統(tǒng)的主要功能是將井中的凝結(jié)水由凝結(jié)水泵送出，經(jīng)除鹽 裝置、汽封加熱器、低壓加熱器輸送到除氧器，期間還對凝結(jié)水進行加熱、除氧、化學水處理和除雜質(zhì)。此外，凝結(jié)水系統(tǒng)還向各有關用戶提供水源，如給水泵的密封水、減溫器的減溫水、各有關系統(tǒng)的補給水以及汽輪機低壓缸噴水等。 凝結(jié)水系統(tǒng)組成 凝結(jié)水系統(tǒng)主要包括凝汽器、凝結(jié)水泵、凝結(jié)水補充水水箱、凝結(jié)水精處理裝置、汽封加熱器、低壓加熱器以及連接上述各設備所需要的管道、閥門等。 本設計的凝結(jié)水系統(tǒng)由凝汽設備、凝補水系統(tǒng)、汽封加熱器、疏水冷卻器和低壓加熱器等組成。 凝結(jié)水系統(tǒng)主要包括： 1. 凝汽器 2. 凝結(jié)水泵 2 臺 100%容量的凝 結(jié)水泵，一臺運行，一臺備用 3. 凝結(jié)水精處理裝置 100%容量一臺和 100%容量的電動旁路 4. 汽封加熱器 5. 疏水冷卻器 6. 低壓加熱器 7. 凝結(jié)水補充水泵、凝結(jié)水收集水箱、水環(huán)式真空泵及冷卻器以及連接上述設備所需要的管道、閥門 凝汽器結(jié)構(gòu)與系統(tǒng) 凝氣設備概述 凝氣式汽輪機時現(xiàn)代火力發(fā)電廠和核電站中廣泛蠶蛹的典型汽輪機，凝氣設備則是凝汽器汽輪機組的一個重要組成部分。凝氣設備工作性能的好壞直接影響著整個機組的熱經(jīng)濟性和安全性。 工作原理 凝汽器正常工作時，冷卻水由低壓側(cè)的兩個進水室進入，經(jīng)過凝汽器低壓 側(cè)殼體內(nèi)冷卻水管，流入低壓側(cè)另外兩個水室，經(jīng)循環(huán)水連通管水平轉(zhuǎn)向后進入高壓側(cè)靠的兩個水室，再通過凝汽器高壓側(cè)殼體內(nèi)冷卻水管流至高壓側(cè)兩個出水室并排出凝汽器，蒸汽由汽輪機排汽口進入凝汽器，然后均勻地分布到冷卻水管全長上，經(jīng)過管束中央通道及兩側(cè)通道使蒸汽能夠全面地進入主管束區(qū)，與冷卻水進行熱交換后被凝結(jié)；部分蒸汽由中間通道和兩側(cè)通道進入熱井對凝結(jié)水進行回熱。 LP側(cè)殼體南京工程學院畢業(yè)設計說明書（論文） 28 凝結(jié)水經(jīng) LP側(cè)殼體部分蒸汽回熱后被引入凝結(jié)水回熱管系，通過淋水盤與 HP 側(cè)殼體中凝結(jié)水匯合，同時被 HP側(cè)殼體中部分蒸汽回熱，以減小凝結(jié)水過冷度。被回 熱的凝結(jié)水匯集于熱井內(nèi)，由凝結(jié)水泵抽出，升壓后輸入主凝結(jié)水系統(tǒng)。 HP 側(cè)殼體與LP側(cè)殼體剩余的汽氣混合物經(jīng)空冷區(qū)再次進行熱交換后，少量未凝結(jié)的蒸汽和空氣混合物經(jīng)抽氣口由抽真空設備抽出。 凝氣設備主要任務 凝氣設備的主要任務包括以下兩方面：一方面是在汽輪機排汽口建立并維持高度真空 。另一方面是將汽輪機的排汽凝結(jié)成潔凈的凝結(jié)水作為鍋爐的給水循環(huán)使用。 凝氣設備組成及作用 凝氣設備主要有凝汽器（冷凝器）、冷卻水泵（循環(huán)水泵）、水環(huán)式正空泵、凝結(jié)水泵組成。 凝汽器（冷凝器）的作用是利用低溫冷卻 水，將汽輪機的排汽凝結(jié)成水，為汽輪機排汽口建立與維持一定的真空度、對凝結(jié)水除氧、蓄水。 冷卻水泵（循環(huán)水泵）的作用是為凝汽器提供低溫冷卻水，并帶走汽輪機排汽在凝汽器中放出的熱量。 水環(huán)式真空泵的作用是在凝汽器開始運行時，抽出凝汽器殼體內(nèi)的空氣以建立真空；在凝汽器運行過程中，將汽輪機排汽中夾帶的空氣和從真空系統(tǒng)部嚴密處漏入的空氣不斷抽出，以維持凝汽器的真空。 凝結(jié)水泵的作用是把凝結(jié)水送回鍋爐（蒸汽發(fā)生器）或回熱加熱系統(tǒng)繼續(xù)使用。 凝汽器簡介 凝汽器的結(jié)構(gòu) 按照冷卻介質(zhì)的不同，現(xiàn)在熱 力發(fā)電廠使用的凝汽器可以分為以空氣為冷卻介質(zhì)的空氣凝汽器和以水為冷卻介質(zhì)的表面式凝汽器兩種。然而，由于空氣凝汽器結(jié)構(gòu)龐大、金屬耗量多，并且建立的真空度也相對較低，故在一般的固定式電站中并不采用，只有在嚴重缺水的地區(qū)電站或有些移動式發(fā)電機組上才使用。而水的放熱系數(shù)高，且表面式凝汽器又能收回潔凈的凝結(jié)水，因此水冷卻表面式凝汽器能很好地完成凝汽設備的另個任務，故而稱為現(xiàn)代發(fā)電廠汽輪機裝置中采用的主要型式，本設計采用水冷表面式凝汽器 。 按凝汽器內(nèi)凝結(jié)換熱的強度將換熱面分為主凝結(jié)區(qū)和空氣冷卻區(qū)兩部分，這兩部分之間用擋板隔開?？諝饫鋮s區(qū)的換熱面積約占總換熱面積的 5～ 10%。蒸汽剛剛進入凝汽器時，空氣相對含量很小，凝汽器總壓力基本等于蒸汽分壓力。蒸汽在主凝結(jié)區(qū)大量凝結(jié)，但空氣不能凝結(jié)，到達空氣冷卻區(qū)入口時蒸汽相對含量已經(jīng)大為減少。蒸汽在空氣冷卻區(qū)繼續(xù)凝結(jié)，到空氣抽出口處，蒸汽和空氣的質(zhì)量流量已經(jīng)南京工程學院畢業(yè)設計說明書（論文） 29 是同一數(shù)量級了，這時蒸汽分壓力才明顯減少，對應飽和溫度也才降低，空氣和很少量的蒸汽才會得到冷卻。因此，設置空氣冷卻區(qū)可使蒸汽進一步凝結(jié)，使被 抽出的汽 氣混合物中的蒸汽量大為減少。同時，氣體混合物進一步被冷卻使其容積流量減少，這不僅減少了工質(zhì)的浪費，也減輕了抽汽的負擔。 凝汽器的汽阻和水阻 抽汽設備不斷地將凝汽器內(nèi)不凝結(jié)的空氣和其他氣體由空氣抽出口抽出，無疑在空氣抽出口處的壓力最低，而凝汽器蒸汽入口處的壓力最高，這兩個壓力之差就是蒸汽空氣混合物的流動阻力，稱為凝汽器的汽阻。汽阻越大，凝汽器蒸汽入口處的壓力越高，汽輪機運行經(jīng)濟性降低。同時，由于汽阻的存在將使凝結(jié)水的過冷度和含氧量增大，因此應力求減小凝汽器的汽阻值。 冷卻水在凝汽器內(nèi)的循 環(huán)通道中所受到的阻力稱為水阻。凝汽器中的水阻主要包括冷卻水管內(nèi)的流動阻力、冷卻水進入和離開冷卻水管時產(chǎn)生的局部阻力、以及冷卻水在水室中和進出水室時的阻力三部分組成。 凝結(jié)水過冷 理想情況下，凝結(jié)水的溫度應該是凝汽器壓力下的飽和溫度，當凝結(jié)水的溫度低于凝汽器壓力下的飽和溫度時，即為凝結(jié)水過冷，所低的度數(shù)稱為過冷度。 由于凝結(jié)水過冷，表明蒸汽冷凝過程中，傳給冷卻水的熱量增大，冷卻水帶走了額外的數(shù)量，降低了汽輪機組的熱經(jīng)濟性；此外，凝結(jié)水的含氧量也與凝結(jié)水的過冷度有關，往往是因凝結(jié)水過冷而產(chǎn)生的結(jié)果。 真空除氧 凝結(jié)水含氧量大是導致銅管及凝結(jié)水系統(tǒng)管道閥門腐蝕、降低設備壽命的重要原因，故超高壓以上機組的凝汽器一般都設有真空除氧裝置，其形式多為淋水盤式。凝結(jié)水進入熱井前，首先沿集水板流入帶有許多小孔的淋水盤，水自小孔流下形成水簾。由于凝結(jié)水的表面積增大，所以溶于水中的氣體就易于逸出，而當水下落到角鐵上濺成細小的水滴時表面積再次增大，故起到了進一步除氧的作用。為了使逸出的不凝結(jié)氣體能夠及時排走，在真空除氧裝置上方有管子將其引到空氣冷卻區(qū)，最后由抽氣器抽出。 一般真空除氧裝置在 60%以上負荷時除氧 效果較好，但在低負荷尤其是機組啟動時，少量蒸汽在凝汽器入口段就已凝結(jié)，不能到達熱井回熱凝結(jié)水，使水有較大的過冷度，故真空除氧效果惡化；另外，低負荷時汽輪機內(nèi)負壓區(qū)域的擴大使漏入空氣量增大，因此使凝結(jié)水的含氧量增大。為了改善低負荷時的真空除氧效果，設計先進的機組在凝汽器中增設了鼓泡除氧裝置，如圖 72所示。熱井中的凝結(jié)水被南京工程學院畢業(yè)設計說明書（論文） 30 蒸汽鼓泡攪動而混合并加熱至飽和溫度，使非凝結(jié)氣體從水中逸出。這種裝置可以在機組啟動、低負荷和其他正常工況下投運。 抽汽設備確定 抽氣器的任務是抽除凝汽器內(nèi)不凝結(jié)的氣體，以維持凝汽器的正 常真空。所以抽氣器的工作正常與否對凝汽器壓力的影響很大。抽氣設備的型式很多，應用較多的有射汽抽氣器、射水抽氣器和水環(huán)式真空泵等。本設計采用的是水環(huán)式真空泵。 水環(huán)式真空泵 水環(huán)式真空泵屬于機械式抽氣器，具有性能穩(wěn)定效率高等優(yōu)點，廣泛用于大型汽輪機的凝汽設備上，但結(jié)構(gòu)復雜，維護費用較高。水環(huán)式真空泵的葉輪偏心裝置在圓形泵殼內(nèi)，葉輪上裝有后彎式葉片。葉輪旋轉(zhuǎn)時，工作水在離心力的作用下甩向周圍，形成近似與泵殼同心的旋轉(zhuǎn)水環(huán)。被抽吸的氣體經(jīng)吸水管、吸氣口進入右側(cè)月牙形空間。隨著葉輪的旋轉(zhuǎn)，空間容積逐漸增大 ，形成真空，抽出氣體。氣體受葉輪的作用而旋轉(zhuǎn)，進入左側(cè)月牙形空間，由于容積逐漸減小，氣體受壓縮而升壓。最后氣、水混合物經(jīng)排氣口及排氣管排出。 抽真空系統(tǒng)確定 凝汽器側(cè)抽真空系統(tǒng)設置 3臺 50%容量水環(huán)式真空泵，電動機與真空泵采用直聯(lián)式。正常運行時， 1臺真空泵作為備用。抽氣器的任務是抽除凝汽器內(nèi)不能凝結(jié)的氣體，以維持凝汽器的正常真空。所以抽氣器的工作正常與否對凝汽器壓力的影響很大。任何一種抽氣器，不管其結(jié)構(gòu)和作用原理如何，其實都是一種擴容器。它將蒸汽空氣混合物從抽氣口德壓力擴壓到略高于大氣壓以排入大氣 ，其壓縮比一般為 15～ 40。 凝結(jié)水泵確定 凝結(jié)水泵概述 凝結(jié)水泵是將凝汽器底部熱井中的凝結(jié)水吸出，升壓后流經(jīng)低壓加熱器等設備輸送到除氧器的水箱。凝結(jié)水泵現(xiàn)均采用定速電動機拖動的離心式泵，屬于中低壓水泵范疇。 凝結(jié)水泵抽吸的是處于高度真空狀態(tài)下的飽和凝結(jié)水，吸水側(cè)是真空狀態(tài)下工作，很容易吸入空氣和產(chǎn)生汽蝕。大機組的凝結(jié)水泵通常采用固定水位運行，設置自動調(diào)節(jié)凝汽器熱井水位裝置。 根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點可以有以下幾種分類： 1. 按葉輪數(shù)目分，有單機泵和多級泵。單機泵軸上只裝有 1個葉輪 。多級泵軸上裝有 2個或 2 個以上的葉輪。 南京工程學院畢業(yè)設計說明書（論文） 31 2. 按泵軸位置分，有臥式泵和立式泵。臥式泵的泵軸位于水平位置；立式泵的泵軸位于垂直位置。 本設計凝結(jié)水泵的確定 本次設計采用兩臺 100%容量的立式筒型泵，一臺運行，一臺備用。凝結(jié)水泵的容量滿足汽機 VWO 工況下的凝結(jié)水流量，再加上 10%的欲量。其揚程也按在 VOW工況下運行并留有欲量，且能適應機組變工況運行的要求。凝結(jié)水泵選用電動、立式、多級、筒式、離心泵。 南京工程學院畢業(yè)設計說明書（論文） 32 第 6 章 回熱加熱系統(tǒng)確定 蒸汽熱能在汽輪機中轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械功的只占 30%左右 ,而其余的 70%左右的熱量在蒸汽凝結(jié)時 被凝結(jié)器中的循環(huán)水帶走。如果能將這部分損失的熱量由鍋爐給水系統(tǒng)回收一部分 ,則可提高發(fā)電廠的經(jīng)濟性。 給水回熱加熱是指將汽輪中作過功的蒸汽從汽輪機某些中間級抽出來 ,在給水加熱器中加熱給水。與之相應的熱力系統(tǒng)稱回熱系統(tǒng)。給水回熱加熱時 ,一方面用汽輪機抽汽所具有的熱量來提高給水溫度；另一方面使汽輪機排汽量減少 ,從而減少了蒸汽在凝汽器中的放熱量 (減少冷源損失 )。因此 ,在蒸汽初、終參數(shù)相同情況下 ,采用給水回熱循環(huán)的熱效率比朗肯循環(huán)熱效率高。 在回熱循環(huán)中 ,可以設想把進入汽輪機的蒸汽分成兩部分 :一部分蒸汽一直通向凝汽器 ,稱之為凝汽汽流 。另一部分蒸汽從汽輪機中抽出來 ,稱之為回熱汽流。 現(xiàn)代大型熱力發(fā)電