水汽循环系统中的主凝结水管道及其作用原理

水汽循环系统中，锅炉产生的蒸汽在汽轮机内作功后，进入凝汽器凝结成水，然后由凝结水泵送到低压加热器，加热后送到除氧器，再由给水泵送到高压加热器，最后进入锅炉，开始下一个循环。

作为作功的工质，水在该系统中以液态和气态两种相态循环流动。从锅炉到汽轮机段以气态存在，从凝汽器到锅炉段以液态存在。锅炉和凝汽器作为液、气两态的转换设备，都存在着两态共存的区域。

水汽循环系统中以液态存在的水根据其来源和水质不同，又分为：①凝结水。蒸汽在输送和作功过程中由于温度和压力变化凝结而成的、在热力系统中循环使用的水；②锅炉补给水，因各种水汽损失需要不断补充进入热力系统的水；③锅炉给水，以上两股水汇合在一起后，准备送入锅炉的水，简称“给水”。锅炉给水的组成如图2-1所示。

图2-1　火力发电厂锅炉给水的组成

连续运行的热力系统，锅炉给水主要组成部分是蒸汽的凝结水，只有约10%的锅炉补给水需要从外界补充。凝结水的收集和净化是由凝结水系统完成的，锅炉补给水的输送和净化是由锅炉补给水系统完成的。由于水的来源不同，进入锅炉前需要通过不同的工艺进行处理。

1.凝结水系统

凝结水的收集、处理和输送管道连接系统称为凝结水系统。根据形成的部位不同，凝结水分为“主凝结水”、“疏水”和 “供热回水”(图2-1)。

(1)主凝结水系统。“主凝结水”是在凝汽器中形成的 (所以又称为 “凝汽器凝结水”)，是数量最大的一部分凝结水。将汽轮机凝结水由凝汽器输送至除氧器的管道连接系统称为主凝结水系统。

凝结水由凝结水泵从凝汽器热井中抽出并升压，经过凝结水精处理装置处理，并经轴封冷却器和各级低压加热器加热升温后进入除氧器。轴封冷却器是一个回收轴封排汽的热量的装置，可以同时起到汽轮机轴封系统的排汽冷却和凝结水加热的作用，冷却后的轴封排汽的凝结水排至凝汽器。主凝结水系统还设有接往各减压减温器及向凝汽器再循环的分支管道。凝结水再循环管道在汽轮机起动或低负荷运行时，可将过量的凝结水送回凝汽器，维持凝汽器热井水位，以防止凝结水泵发生汽蚀，同时保持轴封冷却器正常工作所需要的凝结水流量。凝结水再循环的流量由装在再循环管道上的调节阀控制。(www.xing528.com)

(2)疏放水系统。疏水排放及回收的管道连接系统称为疏放水系统。

“疏水”是热力系统中除了凝汽器之外的其他部位形成的凝结水 (又称为 “蒸汽凝结水”)。蒸汽在热力系统中做功，温度和压力的降低都可能伴随有凝结水的产生。比如，当汽轮机运行过程中，由于蒸汽膨胀作功，在接近汽轮机排汽口的后几级落入湿蒸汽区时，就会形成相当数量的冷凝水。还有当汽轮机启动时，热的蒸汽遇到温度低的蒸汽管道(如主蒸汽管道、再热蒸汽管道)和汽轮机部件 (如主汽门、蒸汽室、调节汽门)，也会有凝结水生成。因此，机组在启动前、启动时以及运行和检修时也都会产生一定数量的凝结水。为了机组的安全有效运行，这部分凝结水必须排除，否则，在运行中将造成水冲击，导致管道或设备甚至汽轮机发生振动或损坏。另外从减少汽水损失方面考虑，也应对有回收价值的疏水、放水，通过疏水扩容器或疏水箱回收。为此，须按疏水点的不同压力通过疏水阀分别引入疏水母管。

火电厂疏放水系统的设计、疏水的检测、隔断和排除都有严格的技术规定，以确保疏水通畅和汽轮机的安全运行。

(3)供热回水系统。这是只有热电联产才有的系统。热电厂为了向热力用户提供热能，必须建立一个输送热介质并使其返回的设备和管道连接系统——即供热系统。热电厂在供热和返回过程中产生的凝结水称为供热回水系统凝结水 (或简称 “供热系统凝结水”或 “生产返回水”)。

2.锅炉补给水系统

为了弥补水汽循环过程中的水汽损失，需要不断引入补充水满足锅炉出力的要求。处理和输送这部分补给水的管道连接系统称为锅炉补给水系统。

图2-2　主凝结水系统、锅炉补给水系统和锅炉给水系统

3.锅炉给水系统

火力发电厂的给水系统是特指自除氧器给水箱经给水泵和高压加热器加热后送到锅炉省煤器进口的管道系统。凝结水和锅炉补给水在除氧器汇合为一股水，再经过除氧和中和处理后送入锅炉，如图2-2所示。