凝汽器

凝汽器型號：N140-4200。管程材質：不銹鋼304-316l，銅管，鈦管等

應用領域

在發電廠凝汽器是汽輪機系統的重要組成部分。它的作用將汽輪機的排汽凝結成水，形成并保持所要求的真空。其工作性能直接影響到整個汽輪機系統的熱經濟性和運行可靠性。

材質結構：

凝汽器由殼體,水室,管板,冷卻管（換熱管采用：銅管，不銹鋼管，鈦管）,中間管板,擋汽板和凝汽器聚集器等組成的全焊接結構,殼體和水室焊成-個整體,殼體為鋼板焊接結構。

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表面式凝汽器用途：

凝汽器是汽輪機系統的重要組成部分。它的作用將汽輪機的排汽凝結成水，形成并保持所要求的真空。其工作性能直接影響到整個系統的熱經濟性和運行可靠性。所以凝汽器是汽輪機組的重要輔機之-，是電力熱力循環中的重要-環，對整個火力發電廠的建設和安全、經濟運行都有著決-行影響。

表面式凝汽器的用途可歸結為四個方面：

1)凝結作用

凝汽器通過冷卻水與乏汽的熱交換，帶走乏汽的汽化潛熱而使其凝結成水，凝結水經回收加熱而作為鍋爐給水重復使用。

2)建立并維持--真空

這是降低機組終系數、提-電廠循環效率所必需的。

3)除氧作用

現代凝汽器，特別是不單設除氧器的燃氣蒸汽聯合循環裝置中的凝汽器和沸水堆核電機組的凝汽器，都要求有除氧作用，以適應機組的防腐要求。

4)蓄水作用

凝汽器的蓄水作用即是匯集和貯存凝結水、熱力系統中的各種疏水、排汽和化學補給水的需要，也是緩沖運行中機組流量急劇變化、增加系統調節穩-性的需要，同時還是確保凝結水泵必要的吸水壓頭的需要。

凝汽器分類：

按蒸汽凝結方式的不同凝汽器可分為表面式（也稱間壁式）和混合式（也稱接觸式）兩類。在表面式凝汽器中，與冷卻介質隔開的蒸汽在冷卻壁面上（通常為金屬管子）被冷凝成液體。冷卻介質可以是水或空氣。水冷表面式凝汽器(凝汽器)按冷卻水的流動方式分為單流程、雙流程兩種。在混合式凝汽器中，蒸汽是在與冷卻介質混合的情況下被冷凝成液體的。被冷凝的蒸汽既可是水蒸汽，也可是其他物質的蒸氣。現在很多電廠都選用表面式凝汽器居多.

對老式和陳舊凝汽器改造:

由于種種原因，我過眾多的發電廠使用凝汽器的型式和凝汽器運行效率有很-差異。加之有的凝汽器使用年限很久，已嚴重老化和設計的技術手段過時，使凝汽器的技術改造和-新換代顯得很有必要。對電廠老式和陳舊凝汽器的技術改造是指在對電廠現場進行仔細的技術勘察和調研后，提出凝汽器的具體改造方案，-行制造出改造所需的部套件及技術資料軟件，在電廠-修期限內完成安裝施工和試驗，然后交付運行。

A、凝汽器改造的目的

1)提-機組的安全性和可靠性改造和-換老式,陳舊的凝汽器部套件，采用新型，-效的技術，是凝汽器結構科學，合理，效率提升，從而提-機組的安全性和可靠性。

2)提-機組的經濟性在汽輪機進汽溫度不變的條件下，排汽溫度每降低10℃，裝置效率將提-3.5%左右。凝汽壓力每改變1KPa，汽輪機功率將平均改變1%~~2%。冷卻水管采用科學，合理，-進的布置方式，是效率-幅度提升。內部另設真空除氧裝置，進-步適應機組的防腐要求。根據各個電廠運行水質的不同（海水、地下水、地表水等）冷卻水采用不同材質的鈦管、銅管、不銹鋼管等。經過熱力計算，流場計算，強度計算分析等-考慮后，不僅使設備性能滿足要求，效率提-，而且便于安裝和維護。

B、凝汽器改造方案及實施:

1)經過細致的計算分析和-考慮后，在凝汽器內部采用新型，合理的冷卻水管布置方式，同時根據各廠冷卻水質的不同（海水、地下水、地表水等），采用不同材質的冷卻水管（鈦管、銅管、不銹鋼管等）。

2)-換凝汽器支撐板，管板等。

3)改進殼體和其它部套件等。（殼體有的也可以保留）。

4)在凝汽器內部加裝新技術的補水裝置和真空除氧裝置。

5)現場施工安裝、試驗、交付使用。（或現場指導）。

突出優勢

表面式凝汽器的特-：

1)-良的熱力性能：

凝汽器應具有較-的傳熱系數，以-良好的傳熱效果，使汽輪機在--條件下具有較低的運行背壓，提-蒸汽動力裝置的熱效率。采用-進的流場計算軟件和強度分析計算軟件，根據不同工況下的工藝參數進行分析計算，-產品在不同工況下均能滿足設計要求。在汽輪機進汽溫度不變的條件下。排汽溫度每降低10℃，裝置效率提-3.5%；凝汽壓力每改變1KPa，汽輪機功率將平均改變1%~~2%。

2)具有-度的密封性能：

針對不同結構的密封，在結構和材料上進行-化設計，使設備具有良好的密封性能，提-真空系統的氣密性，減少空氣漏入量，-凝汽器的傳熱性能。

3)凝汽設備要求有良好的回熱性能，降低凝水的過冷度，以減少汽輪機回熱抽汽，降低熱耗。

4)良好的除氧性能：

可根據系統的凝結水含氧要求，加設熱并除洋裝置，是凝汽器具有良好的除氧性能，防止凝結水管道和設備的腐蝕。

5)具有較小的流動阻力，也減少循環水泵的耗功：

通過熱力計算、流場計算、強度計算分析，在滿足性能的前提下，對結構進行-化設計，使設備性能得到-化，并通過結構及系統-分析考慮，不僅要求設備性能滿足要求，并且要求盡可能便于制造、安裝和維修。

表面式凝汽器與機組的配套情況:

1、凝汽器的設計與機組-密切相關:

如機組的背壓參數、冷卻水-及參數、冷卻水流程數、凝汽器的背壓要求等等。冷卻水管的材料和形狀選擇也與凝汽器的設計關系甚密。因此表面式凝汽器的設計，針對性強，在配套設計中需要詳細的初始參數資料和改機組的配套要求。

2、列舉部分凝汽器設計產品:

1)25MW抽凝式汽輪機組配套N-2000型號凝汽器，背壓8KPa，冷卻水入口溫度27℃，冷卻管為錫黃銅管，凝汽器換熱面積2000(平方米）。

2)100MW機組N-6815型號凝汽器，雙殼體、雙流程形式凝汽器，背壓4.9KPa，冷卻水-溫度20℃，冷卻管為錫黃銅管，冷卻面積6815（平方米）。

3)125MW機組N-7100型號凝汽器，單殼體、雙流程形式凝汽器，背壓4.9KPa，冷卻水-溫度20℃，冷卻管為錫黃銅管，冷卻面積7100（平方米）。

4)200MW機組N-12586型號凝汽器，單殼體、雙流程形式凝汽器，背壓6.86KPa，冷卻水-溫度20℃，冷卻管為錫黃銅管，冷卻面積12586（平方米）。

5)300MW機組N-16000型號凝汽器，單殼體、雙流程形式凝汽器，背壓5.4KPa，冷卻水-溫度20℃，冷卻管為錫黃銅管，冷卻面積16000（平方米）。

6)300MW秦山核電站全鈦凝汽器，凝汽器換熱面積約28000（平方米）。

7)600MW機組N-40000型號凝汽器、單殼體、雙殼體、雙壓形式凝汽器，背壓，低壓殼4KPa、-壓殼5.3KPa，冷卻水-溫度20℃，冷卻管為錫黃銅管，冷卻面積40000（平方米）。

以上幾種機組配套凝汽器型號不全，需要具體配套表面式凝汽器，需要告知多-機組及所采用的水質是什么？水中氯離子含量多少？我們來幫您確--終的凝汽器型號。

3、部分凝汽器型號選用管束標準及管材數量等：

機組容量	凝汽器型號	換熱面積	管材規格（不銹鋼管及銅管估計參數）	數量
3MW	N-140	140m²	Ф20x（0.6~1.0）x3500mm	648根
3MW	N-280	280m²	Ф20x（0.6~1.0）x3800mm	1200根
6MW	N-560	560m²	Ф20x（0.6~1.0）x3800mm	2402根
12MW	N-1000	1000m²	Ф20x（0.6~1.0）x4600mm	3600根
25MW	N-2030	2030m²	Ф20x（0.6~1.0）x7600mm	4312根
	N-2030	2030m²	Ф24x（0.6~1.0）x6070mm	4420根
	N-2030	2030m²	Ф25x（0.6~1.0）x6565mm	3922根
50MW	N-3500	3500m²	Ф25x（0.6~1.0）x8500mm	5300根
100MW	N-6815	6815m²	Ф25x（0.6~1.0）x8470mm	10336根
125MW	N-7000	7000m²	Ф25x（0.6~1.0）x7500 mm	11900根
200MW	N-10300	10300m²	Ф25x（0.6~1.0）x8500 mm	15500根
200MW	N-12586	12586m²	Ф25x（0.6~1.0）x9470 mm	17132根
300MW	N-16000	16000m²	Ф25x（0.6~1.0）x10500 mm	19400根
600MW	N-30300	30300m²	Ф25x（0.6~1.0）x14707 mm	30300根

工作原理

凝汽器結構組成：

雙流程凝汽器水冷表面式凝汽器主要由殼體、管束、熱井、水室等部分組成。汽輪機的排汽通過喉部進入殼體，在冷卻管束上冷凝成水并匯集于熱井，由凝結水泵抽出。冷卻水（又稱循環水）從-水室進入冷卻管束并從出口水室排出。

凝汽器設計：

表面式凝汽器設計時，應根據汽輪機排汽量、排汽面積、年或月平均水溫和供水方式，對背壓、冷卻水倍率（指冷卻水量與被冷凝蒸汽量的-比，一般為 50～120）和冷卻水管內流速等進行技術經濟比較，確--佳方案。凝汽器在結構上應有合理的管束排列，以提-總的傳熱系數和降低汽側阻力；合理布置空氣冷卻區和抽氣口，防止形成空氣死區；配備有效的抽氣設備，以-良好的熱交換；喉部要有良好的空氣動力-，以-排汽較均勻地進入冷卻管束，不致形成汽流旋渦而浪費部分冷卻面積；整個外殼要有良好的氣密性和足夠的剛度，以利于提-真空嚴密性和防止外殼變形；要使汽流良好地加熱凝結水，并達到--的除氧效果；根據管子振動計算選擇合理的中間支撐板跨距，避免運行時引起管束共振而使管束遭到破壞。

凝汽器保護：

凝汽器的換熱管材料一般以不銹鋼管和銅管為主，鈦管多使用在靠海邊，介質水質海水，其中碳鋼管材質的管板在作為凝汽器使用時，其管板與列管的焊縫經常出現腐蝕 -，-物進入冷卻水系統會造成污染環境及物料的浪費。在制作時，管板與列管的焊接一般采用手工電弧焊，焊縫形狀存在不同程度的缺陷，如凹陷、氣孔、夾渣等，焊縫應力的分布也不均勻。使用時管板部分與工業冷卻水接觸，而工業冷卻水中的雜質、鹽類、氣體、微生物都會構成對管板和焊縫的腐蝕。研究表明，工業水無論是淡水還是海水，都會有各種離子和溶解的氧氣，其中氯離子和氧的濃度變化，對金屬的腐蝕形狀起重要作用。另外，金屬結構的復雜程度也會影響腐蝕形態。因此，管板與列管焊縫的腐蝕以孔蝕和縫隙腐蝕為主。從外觀看，管板表面會有許多腐蝕產物和積沉物，分布著-小不等泡。以海水為介質時，還會產生電偶腐蝕，雙金屬腐蝕也是管板腐蝕的-種常見現象。

表面式凝汽器工作原理：

凝汽器是現代火電站和核電站-采用的典型汽輪機。凝汽設備是汽輪機裝置的重要組成部分，它的設計制造和運行-的-劣，直接影響汽輪機裝置的經濟性和安全性。凝汽設備在汽輪機裝置的熱力循環中起到冷源的作用。降低汽輪機排氣溫度和排氣壓力，可以提-熱循環清洗效率。凝汽器的主要作用，-是在汽輪機排汽口建立并保持-度真空，二是在汽輪機排汽凝結的水作為鍋爐給水，構成-個完整的循環。而通過與循環水進行熱交換，使凝汽器保持較-的真空度。真空過低會嚴重影響電廠機組的安全經濟運行,而造成真空過低其中-個重要原因就是冷卻水管結垢。汽輪機的結垢對凝集器的性能影響較-，它不僅使汽機端差增-，而且使汽機真空度降低，排氣溫度升-，影響汽輪機的經濟性和安全性。長期以來傳統的清洗方式如機械方法（刮、刷）、-壓水、化學清洗(酸洗)等在對設備清洗時出現很多問題：不能-清除水垢等沉積物，酸液對設備造成腐蝕形成漏洞，殘留的酸對材質產生二次腐蝕或垢下腐蝕，-終導致-換設備，此外，清洗廢液有毒，需要-量資金進行廢水處理。凝汽器中裝有-量的銅管，并通以循環冷卻水。當汽輪機的排汽與凝汽器(凝汽器)銅管外表面接觸時，因受到銅管內水流的冷卻，放出汽化潛熱變成凝結水，所放潛熱通過銅管管壁不斷的傳給循環冷卻水并被帶走。這樣排汽就通過凝汽器不斷的被凝結下來。排汽被冷卻時，其比容急劇縮小，因此，在汽輪機排汽口下凝汽器內部造成較-的真空。凝汽器是火力發電廠的-型換熱設備。

表面式凝汽器真空度-義：

從真空表所讀得的數值稱真空度。真空度數值是表示出系統壓強實際數值--氣壓強的數值，即：真空度=-氣壓強-對壓強凝汽器真空的形成主要原因：在啟動過程中真空是由主、輔抽將汽輪機內-量空氣抽出而形成的。在正常運行中，真空的形成是由于汽輪機排汽在內驟然凝結成水時其比容急劇縮小而形成的。如蒸汽在-對壓力4kpa時蒸汽的體積比水的體積-3萬倍，當排汽凝結成水后，體積就-為縮小，使凝汽器內形成-度真空。

凝汽器真空形成和維持必須具備三個條件：

1）銅管必須通過--的冷卻水量；

2）凝結水泵必須不斷地把凝結水抽走，避免水位升-，影響蒸汽的凝結；

3）抽汽器必須把漏入的空氣和排汽中的其它氣體抽走。

凝汽器真空降低的原因：

循環水量減少或中斷：循環水泵跳閘、循進閥門誤關、循環水泵出口蝶閥閥芯落、循進濾網堵：水量中斷，進水壓力下降，出水真空至-，循泵電流至-或升-，須不破壞真空停機；若未關死，立即減負荷恢復；循出閥門誤關、凝汽器水側板管堵塞、收球-網板不在運行位置：循環水壓上升，溫升增-；進水不暢：循泵電流晃動，進水壓力下降，出水真空降低，循環水溫升增-，水量不足；. |4 Q1 j- {3 u 虹吸破壞（進水壓力低、板管堵塞、出水側漏空氣）：虹吸作用減小時，會使水量減少，卻又提-了循環水母管壓力，而壓力-對維持水量是有利的，所以虹吸破壞必然是個過程。出水真空晃動且緩慢下降，溫升增-。

表面式凝汽器真空緩慢下降的原因和處理：

因為真空系統龐-，影響真空的因素較多，所以真空緩慢下降時，尋找原因比較困難，重-可以檢查以下各項，并進行處理。

1．循環水量不足：

循環水量不足表現在同-負荷下，凝汽器循環水進出口溫差增-，其原因可能是進入雜物而堵塞。對于裝有膠球清洗裝置的-機組，應進行反沖洗。對于出口管有虹吸的機組，應檢查虹吸是否破壞，其現象是：出口側真空到-，同時入口壓力增加。出現上述情況時，應使用循環水系統的輔助抽氣器，恢復出口處的真空，必要時可增加進入凝汽器的循環水量。凝汽器(凝汽器)出人口溫差增加，還可能是由于循環水出口管積存空氣或者是銅管結垢嚴重。此時應開啟出口管放空氣閥，排除空氣或投入膠球清洗裝置進行清洗，必要時在停機后用-壓水進行沖洗。

2．凝汽器水位升- ：

導致水位升-可能是凝結水泵入口汽化或者銅管破裂漏入循環水等。凝結水泵入口汽化可以通過凝結水泵電流的減小來判斷，當確認是由于此原因造成水位升高時，應檢查水泵入口側蘭盤根是否不嚴，漏入空氣。銅管破裂可通過檢驗凝結水硬度加以判斷。

3．射水抽氣器工作水溫升- ：

工作水溫升-，使抽氣室壓力升-，降低了抽氣器的效率。當發現水溫升高時，應開啟工業水補水，降低工作水溫度。

4．真空系統漏人空氣：

真空系統是否漏入空氣，可通過嚴密性試驗來檢查。此外，空氣漏入真空系統，還表現為凝結水過冷度增加，并且端差增-。

凝汽器真空下降的危害：

(1)使排汽壓力升-,可用焓降減小,不經濟,同時機組出力有所降低；

(2)排汽溫度升-,可能使銅管松弛,破壞嚴密性；

(3)排汽溫度升-,使排汽缸及軸承座受熱膨脹,引起-變化,產生振動；

(4)汽輪機軸向位移增加,造成推力軸承過載而磨損；

(5)真空下降使排汽的容積流量減小,對末-葉片的某-部位產生較-的激振力,有可能損壞葉片,造成事故 .

表面式凝汽器嚴密性差的主要原因及汽側：

1 、汽輪機排氣缸和凝汽器喉部連接法蘭或焊縫處漏氣。如采用套筒水封連接方式，喉部變形使填料移動，填料壓得不緊，或封水量不足。

2 、汽輪機端部軸封存在問題或工作不正常。

3 、汽輪機低壓缸接合面、表計接頭等不嚴密。

4 、有關閥門不嚴密或水封閥水量不足。

5 、凝結水泵軸向密封不嚴密。

6 、低壓給水加熱器汽側空間不嚴密。

7 、設備、管道破損或焊縫存在問題。

凝汽器水側：

1 、脹管管端-。采用墊裝法連接管子和管板時，填料部分密封性不好。

2 、在管子-端部發生沖蝕。

3 、冷卻管破損。凝汽器端差：壓力下的飽和溫度與冷卻水出口溫度之差。對--的凝汽器，端差的-小與冷卻水入口溫度、單位面積蒸汽負荷、銅管的表面潔凈度，內的漏入空氣量以及冷卻水在管內的流速有關。-個清潔的凝汽器，在--的循環水溫度和循環水量及單位蒸汽負荷下就有--的端差值指標，一般端差值指標是當循環水量增加，冷卻水出口溫度愈低，端差愈-，反之亦然；單位蒸汽負荷愈-，端差愈-，反之亦然。實際運行中，若端差值比端差指標值-得太多，則表明冷卻表面銅管污臟，致使導熱條件惡化。

凝汽器端差增加的原因：

1.銅管水側或汽側結垢；

2.汽側漏入空氣；

3.冷卻水管堵塞；

4.冷卻水量減少等凝汽器過冷度液體溫度達到理論結晶溫度時并不能進行結晶，而必須在它溫度以下的某-溫度（稱為實際開始結晶溫度）才開始結晶。在實際結晶過程中，實際結晶溫度總是-理論結晶溫度，這種現象成為過冷現象，兩者的溫度差值被稱為過冷度。

凝汽器過冷度產生的原因：

由于冷卻水管管子外表面蒸汽分壓力-管束之間的蒸汽平均分壓力，使蒸汽的凝結溫度-管束之間混合汽流的溫度，從而產生過冷。由于凝汽器內存在汽阻，蒸汽從排汽口向下部流動時遇到阻力，造成下部蒸汽壓力-上部壓力，下部凝結水溫度較上部低，從而產生過冷。蒸汽被冷卻成液滴時，在冷卻水管間流動，受管內循環水冷卻，因液滴的溫度比冷卻水管管壁溫度-，凝結水降溫從而-其飽和溫度，產生過冷。由于汽側積有空氣，空氣分壓力增-，蒸汽分壓力相對降低，蒸汽仍在自己的分壓力下凝結，使凝結水溫度-排汽溫度，產生過冷。構造上存在缺陷，冷卻水管束排列不合理，使凝結水在冷卻水管外形成-層水膜，當水膜變厚下垂成水滴時，水滴的溫度即水膜內、外層平均溫度-水膜外表面的飽和溫度，從而產生過冷卻。漏入空氣多或抽氣器工作不正常，空氣不能及時被抽出，空氣分壓力增-，使過冷度增加。熱水井水位-于正常范圍，凝汽器部分銅管被淹沒，使被淹沒銅管中循環水帶走-部分凝結水的熱量而產生過冷卻。循環水溫度過低和循環水量過-，使凝結水被過度的冷卻，過冷度增加。凝汽器銅管破裂，循環水漏入凝結水內，使凝結水溫度降低，過冷度增加。凝結水過冷度是衡量凝汽器運行經濟性的重要指標，過冷度小，表示循環水帶走的熱量少，機組經濟性好，反之過冷度-，循環水帶走的熱量多，機組經濟性差。據資料介紹，過冷度每增加1，機組熱耗率就上升0.02%