火电机组全能值班员培训汽机教程

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热力设备被腐蚀的最主要的原因，是水中含有溶解的活性气 体，而溶解在水中的活性气体主要是氧，氧对钢铁的氧化腐蚀虽 然进行得很缓慢，但是对长期连续运行的热力设备来说是一个十 分危险的问题。凝汽器虽然本身也有除氧的作用，但由于设备本 身结构和运行条件等较多因素的影响，凝结水中氧的含量会超过 含氧量的标准。这是由于在凝结水泵、低压加热器以及其它处于 真空状态下工作的设备，管道配件等不严密处有漏入空气的可能。 根据《电力发电厂、汽监督规程》规定，我们电厂给水含氧量应 不大于7微克/升。

主要作用就是用它来除去锅炉给水中的氧气，保证给水的品

质，同时除氧器本身又是给水回热加热系统中的一个混合式加热 器。

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热力除氧是用压力稳定的蒸汽进入除氧器内，使水加热到除氧器压力下对应 的饱和温度（即水的沸腾温度）。根据溶解于水中的气体的溶解率和水面上该气 体的分压力成正比的原理，有采用热力除氧的方法，即用蒸汽来加热给水，提高 水的温度，在加热的过程中水面上蒸汽的分压力就逐渐增加，而溶解于水中的气 体的分压力逐渐降低，溶解于水中的气体就不断地分离逸出。在维持除氧器的压 力为一定的条件下，蒸汽加热给水达到沸腾温度时，水面上已全部是蒸汽，此时 溶解气体的分压力接近于零，溶解于水中的气体亦即被除去。

热力除氧的必要条件：（1）定压加热给水到达饱和状态，（2）及进

排走水中分离逸出的气体。 此外，要说明一下气体从水中分离逸出的过程，并不是瞬间能够完成的，这个过 程需要一定的持续时间气体才能分离出来，这是因为气体从水中逸出时受到水的 表面张力和粘滞力阻碍的缘故。因此，短时间内是不能达到完全除氧的。在实际 运行应用中，经过采用一定的措施后，也只能把水中的含氧量减小到某一规定的 数值以下，并不可能把氧气完全除净。

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（图集第12页图5-20）

主要由除氧塔和除氧水箱组成。除氧塔对工质进行热力除氧，水箱存储 除氧水供给锅炉用水。 在除氧塔的中部有一路主凝结水进入除氧塔内的中心管，在主凝结水进 口管上接有上水泵来的补给水管，凝水或补给水进入中心管分配给装有36只 喷咀的环形配水管，使水喷成雾状，这样有利于与蒸汽接触，强化汽水之间 的传热和易于水中溶解气体逸出。在除氧塔上部有一根蒸汽进口管，它下部 四周开有许多小窗口，蒸汽从此小窗口喷出与喷成雾状的水进行热交换达到 除氧目的。第一次除氧后的水和蒸汽凝结水流入放满“Ω”形不锈钢片，因而 增加了传热面积，提高了传热效果，除氧器内维持饱和状态，使溶解于水中 的气体全部逸出，然后经塔顶部的排气（汽）管排出，经过二次除氧后的给 水向下流入给水箱。 除氧塔上部还装有许多小孔的高加疏水进水管，通过小孔喷向四周，与 雾状的水直接接触发生热交换。

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安全门防止除氧器超压。在除氧塔顶部设有一只，除氧水箱上设有

二只安全门。

再沸腾加热蒸汽进汽管在开机前或锅炉压水需要时，用邻机

的备用汽来加热水箱中的水，由备用汽来的再沸腾汽管横卧在水箱底部 ，其上面开有许多小孔。

汽平衡管在机组正常运行中，用除氧器压力稳定的饱和蒸汽供本机

或邻机的轴封用汽，在除氧水箱顶部接出。

高水位溢水管避免水箱满水，在除氧水箱的中部接出，当水箱水

位高于+1300mm保护动作，将水放锅炉定期排污扩容器。 在除氧水箱上有二根给水泵来的再循环水管，一根连排扩容器来的进汽 管，水箱的底部二根下水管，接到一根给水管，再分二路到二台给水泵 的前置泵进口，水箱底部还设有放水管，以备事故及检修时放水之用。 在水箱上装有就地玻璃水位计，水箱的水平中心线定为“0”位，电接点水 位计接到集控室作为远距离监视信号。

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凝汽器是凝汽式汽轮机组的重要辅机之一，汽轮机低压缸排汽进入凝汽器 后，受到循环水的冷却，其放出的汽化潜热被冷却水带走，使蒸汽凝结成水。由 于蒸汽凝结成水后，体积骤然缩小，压力降低，原蒸汽所占据的大部份容积就形 成了真空（在凝汽器内蒸汽比水的体积约大三万多倍），使蒸汽在汽轮机中膨胀 到较低的压力，以提高蒸汽的可用焓降，将更多的热能转变为机械能，蒸汽中或 真空系统漏入的一部分不凝结气体由射水抽气器抽出，以维持真空。其工作好坏 将直接影响机组的安全经济运行。具有结构合理，抗腐蚀性强，不易泄漏，使用 寿命长，能长期安全运行等特点。

凝汽器的作用主要是：1、在汽轮机的排汽口形成高度真空，提高机组热效

率。2、将汽轮机排汽器凝结成水，使锅炉的给水得到保证。3、以其高度的真空 有利于回收工质（如各种疏水、密封水回水，控制水等）。4、起到凝结水一次除 氧作用。

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（图集第14页图5-1）

凝汽器主要有主要由汽室和水室组成，汽室有壳体、管板和管子、集水箱组成。

壳体壳体分为左半壳体和右半壳体，每个壳体的上端由膨胀节跟低压缸方法兰焊接，下

部为底壳板。每个壳体的内部装七块隔板。隔板及管板间有冷空区包壳、档水板、挡汽板 以及型板，管板嵌镶在方法兰内，由螺栓固定，并有十字筋加固。

水室水室一端用法兰跟壳体相接，另一端用水室盖板封闭。前水室有横隔的挡板将冷却

水分为两个流程。循环水前水室上有进、出水管。水室内表面衬胶，以防止海水腐蚀。

弹簧支座整台凝汽器安放在6组弹簧支座上，弹簧支承凝汽器的自重及运行时充水的

重量，并补偿运行时凝汽垂直方向热膨胀所产生的载荷。

管板和管子凝汽器采用钛管板和管子。管板共四块，采取汽流向心式布孔，采用胀

管加氩气保护密封焊的连接方式，既保证了强度，又防止泄漏。

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集水箱凝汽器的底部有汇集凝结水的集水箱，集水箱内有凝结水真空除氧装置。 隔板的目的是为了考虑管子能与隔板紧密接触防止管子在运行中引起振动，改善管

子的防振特性。另外为了减少管子两端热胀时产生的弯曲能力，并能使凝结水沿弯曲 管子的中央向两端流下，以减少积聚在下一排管子上的水膜，提高传热效果，减少凝 结水过冷度，在制造中将中间隔板的中心抬高7mm。

热井主要是汇集凝结水，供水给凝结水泵。热井内有凝结水真空除氧装置，凝结下

来的水先进入淋水盘，淋水盘只开有小孔，水自小孔流下形成水雾，凝结水由于表面 积的增大，溶于水中的气体易于逸出，水流顺孔流下到角铁上使它溅成小水滴，增加 凝结水的表面积，起了进一步除氧作用，逸出的空气进入冷却区被抽汽器抽出。

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有真空系统的严密性、冷却倍率、冷却水入口温度、端差、过冷度及凝结水水质指 标，凝汽器运行主要目的是：1、保证达到最有利真空值；2、减少凝结水过冷度；3、 保证凝结水品质合格。

冷却倍率指凝结单位蒸汽量所需消耗的冷却水量，与冷却水的受热程度成反比。 端差是指汽轮机的排汽温度与凝汽器冷却水的出口温度之差，或称终端温度差。

端差的大小决定于：凝汽器的构造，管子内外表面的清洁程度，管子内冷却水的流量和 流速，冷却水入口温度，进入凝汽器的蒸汽流量，真空系统的严密性等。 在一定的负荷和冷却水量条件下，端差的大小决定于冷却表面积的清洁程度和凝汽器内 积存的空气量。

冷却水量与温升的关系

当排汽量一定时，如果温升增加，则表明冷却水量不足，其原因有：（1）二次滤网及 管板堵塞；（2）虹吸管堵塞或破裂；（3）循泵运行工况恶化或循环水母管压力降低； （4）循泵水源水位低；（5）拦污栅或旋转滤网堵塞。 引起运行中凝汽器真空下降的主要原因是：（1）冷却水温由于季节影响而升高；（2） 凝汽器冷却面变脏；（3）漏气增加（真空系统严密性不好或轴封汽中断）；（4）凝汽 器水位升高；（5）冷却水不足或中断；（6）抽气器工作失常。

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真空严密性试验为了监视真空系统的严密情况，在真空系统检修后投运

或凝汽器运行中每隔一定的时间要进行一次真空降落的严密性试验，试验方法是 ，将机组负荷维持110MW，关闭运行抽气器进气门，记录真空下降速度每分钟小 于1mmHg为优，2mmHg为良好，3mmHg为及格，每分钟大于3mmHg为不及格，必须进 行检查并设法消除。一般检查的方法是在运行中可用蜡烛火或其它较轻的东西靠 近真空阀门，法兰等接合面进行检查，并检查通大气的阀门是否关严，轴封汽压 力是否正常，在停机时对较低的部位，可进行压水找漏，在凝汽器管子压水找漏 时如发现真空系统，向外漏水，应及时通知检修人员消除。 凝汽器在运行中，如真空系统不严密，空气应会漏入凝汽器，使其真空下 降，并且当漏气增加时，空气的分压力就会增加。由于空气的溶解度与其分压力 成正比，由此造成更多的空气溶解于水中，使凝结水含氧量增加。同时由于空气 是不良的导热体，并会在管子周围结成空气膜，使传热效果变差，从而使凝汽器 真空恶化，端差增大。此外，空气的漏入还会使凝结水过冷度增加。因此，凝汽 设备真空系统内的管路和附件的严密不漏，以及凝汽器本身的各个结合面的严密 不漏，是保证凝汽器正常运行的重要方面。

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过冷度是指凝结水的温度较排汽温度低的度数。通常凝汽器的排汽和冷却水在凝汽

器内进行热交换时，处于同一饱和状态下，凝结水的温度应等于排汽温度，实际中凝结 水的温度常低于排汽温度，就叫凝结水的过冷度，由于过冷度的存在使冷却水带走的热 量增加，降低了机组的热效率，同时凝结水的过冷却还会使它的含氧量增加，而增加了 流过的管道和设备的腐蚀作用。

过冷度的产生和消除：

1、凝汽器汽阻的存在 排汽压力与凝汽器抽气口的压力差叫凝汽器的汽阻，这主要是蒸汽沿管束，通道的流动 阻力造成的，这在凝汽器设计制造时已进行了改造，制成了回热式，尽量增大流通面积 ，减少凝汽器汽阻，保证有部分蒸汽直接进入凝汽器下部，使凝结水进入热井前能同蒸 汽充分接触，以减少过冷度。并加装中间隔板，抬高管子中间位置，使管子上凝结水沿 两旁流动，而不致上部凝结的水流经下部管子进行再冷却。 2、凝汽器水位过高 凝汽器水位如满至管子，使下面管子的冷却水带走一部分凝结水热量而产生过冷却，所 以运行中必须保证凝汽器水位的正常。 3、空气漏入凝汽器或抽气器工作不良 如凝汽器内的空气量增加，使蒸汽分压力降低，相应的凝结水温度降低，增加过冷度。

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凝汽器污脏主要是因水中杂质、盐、微生物的沉淀而变脏引起传热效果变差、

真空下降。我厂凝汽器特点是含砂量大，微生物多，季节性的杂草侵入频繁等。 凝汽器的污脏、泄漏及凝结水质监视使凝汽器的，冷却水流量减少等而引起凝 汽器。经常地保持凝汽器清洁，也是凝汽器运行的重要工作之一。

人工清洗即在运行中适当减少机组负荷，对凝汽器进行半边隔离清洗，主要操

作有关闭要清洗侧凝汽器空气进水门，放尽存水后打开入孔门进行清洗。

凝汽器的检漏凝汽器管子汽侧同具有相当温度和流速的蒸汽接触，它的水侧

同含有复杂成分的自然水（我厂为海水）接触，因而会受到各种上腐蚀和损伤，如 化学腐蚀冲击腐蚀和机械损伤等，促进了管材的破坏，由于管子的泄漏，将使含有 杂质的冷却水进入凝汽器的汽侧，引起凝结水品质恶化，造成对设备的腐蚀，特别 是会在锅炉管壁过热损坏，对机组的安全经济运行带来威胁。因此，保证凝汽器的 高度严密性，及时发现泄漏迅速消除渗漏是我们的一项重要的任务。

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极限真空凝汽器真空的变化主要是改变末级叶片的作功能力，当蒸

汽膨胀发生在叶片出口处时，汽轮机的功率并不会增加，如果继续提高 真空，就会降低机组运行的经济性，因提高真空这部分真空需增加冷却 水的电耗要增大。所以当蒸汽在末级叶片中的膨胀达到极限时，所对应 的真空称为极限真空。显然，汽轮机在极限真空下运行不利的。

最有利真空对于一定的凝汽器在极限真空以内，在进入凝汽器的蒸

汽流量及冷却水进口温度为一定的情况下，由于凝汽器真空的提高，使 汽轮机的输出功率增加值与循环水泵多消耗电能的差值为最大时的真空 值，称为凝汽器的最有利真空，汽轮机在最有利真空下运行经济效益最 大。 影响凝汽器最有利真空的主要因素是进行凝汽器的蒸汽流量、冷却水的 进口温度、循环水量等，为了保证凝汽器能接近最有利真空下运行，应 根据季节（即冷却水进口温度的变化）及时调节循环水量，循环水泵为 轴流泵（期为混流泵），叶片角度可在一定范围内调节，调节其叶片角 度即可改变循泵的出力。

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凝结水监督在凝汽器运行中一般是根据化验凝结水品质来分析管子是否

泄漏，正常情况下凝结水硬度为零，允许不大于2微克当量/升。当凝结水硬度 较小时，一般只是管子一些细小的针孔状泄漏，此时不易查到泄漏点，可在运 行中往供本机的循环不泵进口处倒入一些木屑，因木屑进入水室里，在泄漏处 受到汽侧真空的吸引而将针孔堵塞。如凝结水硬度较大，加木屑无效时应进行 隔离查漏，隔离查漏也分为运行中半边查漏和停机后的压水查漏，一般采用鸡 毛法，烛光法，薄膜法等方法进行，发现泄漏点用木塞或铜塞将此管子两端塞 住。

压水法查漏，停机后采用即隔离循环水，打开水室入孔门凝汽器底部用

千顶撑住，然后往汽侧进化学来的除盐水，灌至凝汽器的顶部管子浸没水中， 如水往水侧流出，证明此管子有漏，将其堵住。压水打漏时运行人员要注意的 几个问题：1、汽机热态时不可进行，如必须进行应制订防止上、下缸温差大 造成轴弯曲的可靠措施，并经总工程师批准方可进行。2、要事先定出压水范 围，写出详细操作票，经分场技术领导批准。3、压水结束后要及时放水，并 开启有关管道上的疏水门，疏尽存水。

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回热加热器简称加热器，是汽轮发电机组热力系统的重要设备。利用 从汽轮机抽汽来加热凝结水和给水，目的是提高锅炉的给水温度从而提 高机组的热经济性。 加热器按传热方式可分为表面式加热器和混合式加热器，混合式加热 器优点：加热效果好，经济性高，金属消耗量少，结构简单，不需要疏 水设备。但为了保证将工质送入更高的加热器继续加热，需要配置升压 泵，使得系统复杂，运行可靠性降低。所以除了除氧器因为除氧功能需 要，非得用混合式加热器外，一般均用表面式加热器。 按水侧承受压力分为高压加热器和低压加热器。

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表面式加热器分为立式和卧式两种。立式占地面积少，检修方

便，但传热效果不及卧式，大多采用过热段和疏水冷却段。

过热段是当抽汽的过热度比较大时，为了充分利用过热度，提高被

加热水的出口温度，来提高加热效果，即让蒸汽首先在过热段内放 热，变成饱和蒸汽再进入加热器换热。

疏水冷却段目的是尽量降低疏水温度，让热量尽量在压力较高的加

热器中放出，提高回热效果。 高压加热器位于给水泵出口和锅炉之间，承受给水压力，低压加热器 位于凝结水泵和除氧器之间，水侧承受凝结水压力。

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造成加热器端差上升的原因：（1）因加热器水管破裂造成水从管

内流出或者因疏水器失灵以至汽侧水位升高而淹没加热器水管，致使蒸汽凝结放热的面 积减小，表现为加热不足，端差上升。（2）加热器抽气系统故障或者加热器漏气严重 （对于处于真空状态的加热器而言），致使加热器内不凝结气体积聚。这些气体附着在 水管外侧，致使传热恶化，端差上升。（3）加热水管的表面被污染或结垢，使传热热 阻增加，端差上升。（4）、电厂常采用堵管的方法来临时解决加热器水管破裂的问 题，而不至完全切除加热器，但是当堵塞的管束过多时，就会造成传热面积减小而引起 端差的上升。

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轴封加热器（图集第12页图6-2-17） #1低压加热器（图集第14页图2-10） 低压加热器（图集第13页图5-12） 高压加热器（图集第13页图5-13）

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冷油器（图集第14页） 给泵工作、润滑冷油器（图集第14页） 冷油器滤水器（图集第15页） 润滑油自动反冲洗滤器（图集第16页） 凝汽器二次滤网（图集第17页） HCP滤油机（图集第18页） 高加自密封装置（图集第12页图6-2-2）

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疏水器工作原理

汽液两相流自调节液位控制器是利 用汽液两相流的流动特性设计的一 种全新概念的液位控制器。该液位 控制器由调节器（7）和传感变送器 （4）两部分组成。传感器的作用是 发送水位信号和变送调节用汽；调 节器的作用是控制出口水量，相当 于自动调节系统中的执行机构。其 调节原理是：当加热器的水位升高 时，传感器内的水位随之上升，导 致发送的调节汽量减少，因而流过 调节器中两相流的汽量减少、水量 增加，加热器的水位随之下降。反 之亦然。由此实现了加热器水位的 自动控制。