火电厂里的表面式凝汽器及其作用
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来源:瑞成机械
发布日期: 2024-02-03 10:17:27
表面式凝汽器或者蒸汽冷凝器是一种水冷壳管式换热器,其主要用于冷凝来自热电站蒸汽轮机排出的蒸汽,让蒸汽在低于大气压力水平下从气态转换为液态。
在蒸汽表面式凝汽器中,蒸汽和冷却水并不会混合。在锅炉中的冷凝水可以被重复使用:在表面式冷凝器中,即便非纯水也可以用于冷却,而在喷射式凝汽器中,冷却水必须是纯净水。 虽然表面式凝汽器的投资成本和所需空间更多,但由于其低运行成本和高热效率,它仍然是火电厂的首选设备。
表面式凝汽器的类型:根据冷凝水抽取泵的位置,冷凝水流量和管道排列,表面式凝汽器可以划分成不同类型。
顺流式表面凝汽器
在顺流式凝汽器中,排放的蒸汽向下推进,流经带有双通道设置的冷却水管道(蒸汽的下半部分向下进入,上半部分则由相反的方向离开)。
向心式表面凝汽器
这种向心式表面凝汽器里,蒸汽进入壳程的循环内,冷凝流向管束的中心流动。
逆流式蒸汽冷凝器
在逆流式冷凝器中,蒸汽进入壳程的底部,抽气泵连接于顶部。蒸汽首先向上流动,然后返回冷凝器底部,冷凝水抽取泵连接在冷凝器底部。
火力发电站通过蒸汽驱动的涡轮机将热能转换为电能:把水加热变成蒸汽并驱动连接于发电机的涡轮机工作。涡轮机工作后,蒸汽在冷凝器中冷凝并回到锅炉中进行循环加热和蒸发。这就是朗肯循环的基本原理。
从低气压涡轮机排出的蒸汽进入壳程。这些蒸汽通过冷凝管束后,随即被冷却并转化为水(冷凝物)。蒸汽喷射器(或旋转电机驱动的排气装置)不断地从蒸汽中排去空气和气体,同时保持着真空。
冷凝器温度越低则冷凝蒸汽中的压力越低,并能确保工作效率。由于冷凝器温度几乎总能保持在100℃以下,其中水的蒸汽压远低于大气压,因此冷凝器通常在真空下工作。空气(不可冷凝的)泄漏到闭合回路中将降低真空,从而降低效率,因此必须防止。
一般情况下,冷却水约在25°C(77°F)的时候把蒸汽冷凝,并且在冷凝器中产生约2-7kPa(0.59-2.07inHg)的绝对压力,即低于大气压约-95kPa(-28inHg)。
当水蒸气冷凝时通过大幅减小真空体积的产生,有助于将蒸汽排到涡轮机以获得最佳效率。
冷凝器通常使用来自冷却塔的循环冷却水或者使用直流冷却地表水(来自河流,湖泊或海洋)将余热排放到大气中。在许多地方,冷却塔乃至一次性设置,也是强制性的避免对地表水加热和相关的生物影响。
自然通风,强制通风或引导冷却塔通过蒸发将水温降低约11至17°C(20至30°F),并将不可回收的废热排放到大气中。 一个500 MW的机组在满载时以约50,000m³/ hr(500ft³/ s或225,000 US gal / min)的速度循环。