毕业论文(设计):汽轮机的射水抽气器系统设计(可编辑) .doc
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1、毕业论文(设计):汽轮机的射水抽气器系统设计 摘要在启动过程有蒸汽进入凝汽器射水抽气在机组启动初期建立凝汽器真空在机组正常运行中保持凝汽器真空确保机组的安全经济运行Abstractthere will be steam and some leakage air into the condenser when the turbine startup and normal operationSo the air ejector is needed to draw out the non-condensed gas from the soft pipe in a timely manner to m
2、aintain the condenser vacuum and improve the thermal economy of the turbine equipment Water System can solve these problems wellthe system can establish condenser vacuum when the unit start up in the initial stage and maintain the condenser vacuum when the unit normal operation to ensure the safe op
3、eration of unitThis paper describes the Water System study and design theory First of all by look-up table and calculation determine the parameters of Water Jet Air Ejector exhaust capacity temperature and other parameters required by some parameters of the unit Then select an appropriate Water Jet
4、Air Ejector by these parameters When the selection of Water Jet Air Ejector completedit is time to analyze and design for the Other components of the system Based on the Water System designthis paper about analysis and research the Water System is to improve the Water System to find efficient ways a
5、nd give advice to solve some problems of the Water SystemKey words Water Jet Air EjectorEject pumppipevalve前言能源是工业进步社会发展的重要物质基础随着科学技术的高速发展能源的消耗也越来越多人类已面临了能源紧张的危机而我国是世界上少有的几个以煤电为主的一次能源国家对于中小型火电厂能源消耗大环境污染严重因此提高火电厂的热经济型节能减排已势在必行本论文以提高汽轮机系统的效率和经济性为目的对汽轮机的射水抽气器系统设计进行了研究和讨论目前我国中小型火电厂的射水抽气系统的设计还不是很完善主要通过性能
6、试验和经验完成设计本论文根据大量的资料将射水抽气系统的设计方法进行了明确对系统的一些内容进行了整合和优化论文的重点是对射水抽气系统的各个组成设备的理论研究和选型从而对射水抽气系统设计理论进行完善在论文撰写的过程中借鉴了大量的相关资料同时得到了温小萍老师的大力支持和帮助在此表示衷心的感谢由于水平有限本论文有许多不足之处望老师们批评指正目录1 绪论111 选题的目的及意义112 抽气设备的概述213 射水抽气系统的发展314 射水抽气系统设计方法42 射水抽气器理论研究621射水抽气器简介和特点6com 射水抽气器的型式6com 结构6com 连接方式8com 喉部结构特征对射水抽气器工作性能的影
7、响822 射水抽气器抽出的产物确定1123 射水抽气器设计参数13com 抽气器的容量确定13com 抽气器的吸入压力17com 抽气器的吸入温度18com 工作水温度19com 工作水压力203 射水抽气器的计算及选型2131 射水抽气器的计算所需要的量21com 演马电厂的机组参数21com 射水抽气器选型计算所需要确定的量2232 射水抽气器选型计算2233 射水抽气器的选型分析254 射水泵的选型2941 选型泵的要求2942 单级双吸式离心泵30com 单级双吸式离心泵的应用范围和优点30S型和Sh型单级双吸离心泵的工作条件30com 泵结构型式及标号意义31com SH型泵选型表3
8、243 射水泵的选型及特点345 射水池的设计和研究3751 射水池的作用和设计37com 射水池的作用37com 射水池的设计3852 射水池的参数确定39com 水箱的计算容积39com 水箱的有效容积40com 水箱的水位控制40com 水箱的设计要求4053 射水系统的补水41com 工作水温对射水抽气器工作的影响41com 补水量416 管道和阀门设计及设备的安装4361 管道和阀门的基本介绍43com 管道43com 阀门4762 管道和阀门的选型49com 管材的选择50com 管径的选择50com 阀门的选择5163 管道和阀门的运行维护51com 管道的运行维护和防腐51co
9、m 阀门的运行和维护5264 射水抽气器布置方式5365 射水抽气器的安装与抽吸能力分析5366 管道的布置547 总结与展望5771 总结5772 展望57致谢591绪论汽轮机设备在启动和正常运行过程中都需要将设备特别是凝汽器和汽水管路中的不凝结气体及时抽出以维持凝汽器的真空改善传热效果提高汽轮机设备的热经济性因此由抽气设备管道阀门等组成的抽气系统是凝气设备中非常重要的组成部分射水抽气系统是由射水抽气器射水池射水泵凝汽器阀门管道为主要部件构成的射水抽气器广泛作为于火电厂汽轮机凝汽的抽气设备11 选题的目的及意义我国一些背压或凝气式汽轮机常采用射水抽气器作为抽气设备采用射水抽气器的好处是简化抽
10、气系统和热力系统噪音低安全可靠射水抽气系统的主要关键部件是射水抽气器对于低水头的射水抽气器其优点更为突出还可以辅助抽气器系统简化结构紧凑喷嘴直径大易于加工制造运行中不易堵塞维修方便运行可靠功率大质量小价格低廉能获得更高一些的真空度另外射水抽气系统是保证汽轮机正常运行的系统之一因而该系统的良好设计是保证汽轮机安全经济运行的重要一环不容忽视与射汽式抽气器比较采用射水式抽气器能够节省消耗在射汽式抽气器的蒸汽量且不需要冷却器提高了电厂的经济性射汽抽气器工作蒸汽是从新蒸汽节流而来因此产生节流损失从效率上考虑是不经济的如果射汽抽气器与单元制机组配套当这种机组采用冷态滑参数启动方式时还需要为射汽抽气器准备汽
11、源通过研究表明综合射水抽气器和射汽抽气器相比较优点主要有以下三个方面 1 射水抽气器不消耗蒸汽射水抽气系统更为经济方便 2 在同一台机组上使用射水抽气器比使用射汽式抽气器效果好两种抽气器在抽吸同样的空气量时射水式抽气器可以在凝汽器喉部获得较高的真空度 3 在抽气负荷增大时射水抽气器的工作要比射汽抽气器稳定对于中小型火电机组凝汽器抽气器选用射水抽气器更为合理和经济因为射水抽气器对凝汽的真空和工作效率有着直接的影响所以只有射水抽气系统合理高效的工作才能正常的维持机组的真空度汽轮机组才能正常的工作因此对射水抽气器的研究对于维持汽轮机凝汽器真空改善传热效果提高汽轮机设备的热经济型是很重要的并且对射水抽
12、气系统设计研究对射水抽气系统的发展和汽轮机组的发展也有着重要的意义12 抽气设备的概述用于汽轮机凝汽器的抽气器其工作特点一是抽吸的真空并不要求很高为了维持凝汽器在多种工况下正常工作其抽吸压力一般在00026700533MPa就可以了二是抽气速率和抽气量都很大且抽出的介质为汽气混合物抽气器的任务就是将漏人凝汽器内的空气和蒸汽中所含的不凝结气体连续不段地抽出保持凝汽器始终在高度真空下运行抽气器运行状况的优劣影响着凝汽器内绝对压力的大小对机组的安全经济运行起着重要的作用抽气器设备的型式很多按其工作原理可分为容积式或称机械式和射流式两大类射水抽气器属于射流式抽气器这是利用具有一定压力的流体在喷管中膨胀
13、加速以很高的速度将吸入室内的低压气体吸走射流式抽气器没有运动部件制造成本低运行稳定可靠占地面积小能在较短时间内通常56min建立起所需要的真空且可回收凝结水抽气器型式的选择主要根据汽轮机设备的情况和抽气设备的特点来考虑例如对于高中压母管制额定参数启动的机组工作蒸汽来源方便多采用射汽式抽气器而对于高参数大容量单元制机组若采用射汽式抽气器则因其过载能力小需要另设启动抽气器滑参数启动时还需要有其他工作蒸汽来源使系统复杂经济性下降而采用射水抽气器则管道系统简单维护工作量少启停快但需要配射水泵和专用水箱占据空间也比射汽式大采用机械式抽气器则启停灵活效率高但地少但造价高维护工作量较射流式大欧美等国电站采用
14、机械式抽气器较多目前我国生产设计的非再热机组中小型机组用射汽抽气器单元制一般用射水抽气器由于一些机组抽气器运行时间较长进行了一些改造最近几年大有把真空泵引入中小型机组的趋势13 射水抽气系统的发展 射水抽气器的出现已有一百多年历史 但普遍用于汽轮机组凝汽器上是从本世纪年代初开始的最早使用的是瑞士勃郎一鲍浮利 BBC工厂生产的汽轮机组上 后来为其它国家所广泛采用在抽气器发展史上沿用了四十多年其构造无多大改变射水抽气器的最初形式是单通道短喉部射水抽气器最早使用的是瑞士勃郎一鲍浮利 BBC工厂生产的汽轮机组上 后来为其它国家所广泛采用在抽气器发展史上沿用了四十多年其构造无多大改变单通道短喉部射水抽气
15、器抽气器在世界各国从20年代初一直沿用到60年代中期70年代初国产大型凝汽式汽轮机所配套的射水抽气器这种型式与旧勃郎一鲍浮利式这种抽气器在结构上有改进但仍无重大突破压缩效率低于25抽吸每公斤耗功高达35kW50年代末苏联全苏热工研究所提出了四喷嘴抽气器的改革方案并作了多次试验台及工业性试验目的是提高旧式抽气器效率该型抽气器的构造特点是1水喷嘴由一只改成四只而总截面积基本不变2空气进口由单侧改成双侧对称排列避免单侧进气时射流喷入喉管的气相偏流实验证明这种偏流确实存在由单喷嘴改为四喷嘴基于当时人们对抽气器工作原理的认识工作水由喷嘴射人吸人室由于水流束对气体的粘滞作用水束将气体带人喉管使吸人室形成真
16、空而水束在吸人室中尚未来得及破碎成小滴所以只有水束的外缘才能对气体产生较强的粘滞作用在喷嘴总面积不变的情况下增加喷嘴数目将使水束在吸人室的分布更趋均匀其外缘对气体的附吸粘滞作用更强烈这一改进未能达到预期的效果这是因为采用多喷嘴对于液一液一相喷射泵确是能提高效率例如汽轮机的注油器但使用在水一气两相流的射水抽器中效果则不明显往往还产生了更为严重的喉口冲击虽然单侧进气改为双侧进气能有效地改变气体进人喉管时的偏流该型抽气器未能得到普遍推广70年代很多国家都对抽气器的工作原理进行了深人研究原苏联全苏热工研究所较早发表这一成果他们在液流能量方程的基础上导出了射水抽气两相流的能量平衡方程从理论上首先定量地阐
17、明了长喉管对抽气器工作的作用80年代中期为了适应大型汽轮机组的发展需要全苏热工研究所将抽气器加以改进将原有的扇形通道改成圆形并以此作为母型进行一系列的对比试验在理论上采用了一套较为合理的计算方法研制成了一种七通道长喉型抽气器随着技术的进步科技的发展射水抽气系统中的关键部件射水抽气器有了较大的进步和发展在我国目前较为先进的是低耗搞笑多通道抽气器这种抽气器的特点主要是多通道抽气器具有结构简单无机械传动使用安全运行寿命长噪声低投资少对水质要求较低运行部件不结垢具有良好的启动型小能耗高效率建立真空快具有余速抽气性能可抽吸轴封加热器气体14 射水抽气系统设计方法本次设计是根据所选汽轮机凝汽器的型号为标准
18、设计相应的射水抽气系统经过计算和查表由凝汽器的型号参数先确定射水抽气器的容量当射水抽气器的容量大小确定后即可对该系统的设计安装进行研究和分析由射水抽气器的大小对射水泵和阀门进行选型本次设计射水泵设两台一台运行一台备用备用泵应按照自启动设计同时对射水池进行设计确定射水池的大小容量射水池要采用合理的结构满足系统需求射水池要尽可能的结构简单方便维修节约场地射水抽气器射水池射水泵阀门都设计完毕后对管道进行选型管道要简单布置合理节约能耗最后对射水抽气系统进行安装这就是本次射水抽气系统的设计方法2射水抽气器理论研究射水抽气器是射水抽气系统的关键设备主要由工作水入口室喷嘴混合室扩散管和逆止门等部件组成工作原
19、理是由射水泵供给的压力水通过进水管进入水室后再进入喷嘴在喷嘴中水的静压力能转换成速度能水以高速通过混合室形成高度真空抽吸凝汽器中的不凝结气体并与之混合一起进入扩散管降入升压后排入射水池在射水池中不凝结气体逸出大气射水抽气器的选择对系统是至关重要的21射水抽气器简介和特点com 射水抽气器的型式一般的目前我国电站等设备多用的射水抽气器有以下几种型式 1 长喉部射水抽气器这种射水抽气器的特点是喉管长度与喉管截面直径比值不小于18效率要比短喉射水抽气器高应用也极其广泛 2 短喉部射水抽气器短喉管部射水抽气器的喉管长度与喉管截面直径比值为25的射水抽气器 3 单通道射水抽气器单通道射水抽气器即为单个喉
20、管的射水抽气器 4 多通道射水抽气器多通道射水抽气器是指有两个或两个以上通道的射水抽气器com 结构我国设计制造的高压凝气式机组中较多的是用射水抽气器作抽气设备图为典型的射水抽气器它主要由工作水入口水室喷嘴混合室扩压管和止回阀等组成在喷嘴前安装有水室以防止工作水在进入喷嘴前形成漩涡并提高喷嘴的工作性能工作水压保持在0204MPa由专用的射水泵供给压力水经过水室进入喷管喷管将压力水的压力能变成速度能以高速射出在混合室内形成高度真空使凝汽器内的气汽混合物被吸入混合室在混合室内气汽混合物和水混合后一起进入扩压管工作水在扩压管中流速逐渐降低由速度能转变成压力能最后在扩压管出口其压力升至略高于大气压力而
21、排出扩压管进入冷却池为防止升压泵发生事故使供水压力降低导致喷嘴的工作水吸入凝汽器中必须在射水抽气器的气汽混合物的入口装有止回阀工作水入口 2喷嘴 3混合室 4扩压管5逆止阀 6上水室 7水室平衡孔图2-1 射水抽气器com 连接方式射水抽气器在系统中的连接方式通常有两种一种方式是开水供水方式工作用射水泵从凝汽器循环水入口管引出经抽气器后排出的汽水混合物引到循环水出水管中另一种方式是系统设有专门的工作水箱水箱给射水抽气器提供工作水工作水在射水抽气器内喷射抽气后从夹带着凝汽器的未凝结空气和漏人空气流回水箱这种方式叫做闭式供水方式由于受水源的限制一般热力发电厂都采用闭式供水方式com 喉部结构特征对
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