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燃气轮机组余热锅炉技术.doc燃气轮机组余热锅炉技术.doc -- 6 元

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广东省珠江9F级LNG联合循环电厂机组检修培训专用系列教材联合循环电站余热锅炉技术珠江电厂珠江9F级LNG联合循环电厂第2页前言燃气轮机GasTurbine是一种以气体或油作为工质、内燃、连续回转的叶轮式热能动力设备。循环工质的排气温度高达450600℃,大型机组排气量高达100600kg/s,因而有大量的热能排入大气。余热锅炉联合循环能有效地将燃气轮机布雷顿循环和蒸汽轮机朗肯循环结合在一起,按照能级大小依次利用,有效利用资源,提高机组效率。本教材在参考国内外燃气轮机蒸汽轮机联合循环系统的基础上,结合珠江LNG发电有限公司电站系统及设备实际,加上作者本人多年电厂建设和运行经验的基础上而编写的。该书从燃气轮机的排气特性出发,讲述了余热锅炉的热经济性及热平衡,详细介绍了余热锅炉的结构、控制、运行与维护、主要事故及处理,供电厂运行与检修人员培训使用,也可供有关技术人员参考使用。由于编写过程中现场资料不足,编者水平有限,加之时间紧张,书中必然存在遗漏和错误,恳请同行及专家批评指正。编者2007年1月8日于广州联合循环电站余热锅炉技术第3页目录第1章概述.........................................................................................................................8第1节余热锅炉在燃气轮机发电机组中的地位和作用.................................................11第2节余热锅炉的组成及工作过程.................................................................................12第3节余热锅炉设备概况.................................................................................................14第4节余热锅炉主要特性参数.........................................................................................144.1余热锅炉汽轮机的蒸汽参数................................................................................154.2余热锅炉的热端温差、接点温差和接近点温差.................................................164.3余热锅炉的排烟温度.............................................................................................184.4烟气侧压损系数的优化.........................................................................................194.5余热锅炉技术规范.................................................................................................194.6珠江LNG发电有限公司余热锅炉特性参数.......................................................22第5节余热锅炉的分类及型号.........................................................................................235.1按余热锅炉烟气侧热源分类.................................................................................235.2按余热锅炉产生的蒸汽的压力等级分类.............................................................235.3按受热面布置方式分类.........................................................................................245.4按工质在蒸发受热面中的流动特点分类.............................................................25第6节余热锅炉的发展概况.............................................................................................276.1余热锅炉的发展进程.............................................................................................276.2余热锅炉的发展动向.............................................................................................28第2章燃气轮机组余热经济性评价.....................................................................................31第1节燃气轮机排气特性.................................................................................................31第2节燃气轮机排气焓的计算.........................................................................................322.1焓的定义.................................................................................................................322.2烟气焓.....................................................................................................................33第3节燃气轮机的可用能.................................................................................................343.1佣的概念.................................................................................................................343.2佣的推导.................................................................................................................353.3佣的应用.................................................................................................................36第4节余热回收综合经济效益评价.................................................................................394.1效益与费用.............................................................................................................404.2分项估价.................................................................................................................414.3综合分析.................................................................................................................424.4确定最佳方案的方法.............................................................................................45第3章余热锅炉热平衡.........................................................................................................50第1节余热锅炉热平衡方程.............................................................................................501.1余热锅炉热平衡方程.............................................................................................501.2余热锅炉热平衡图.................................................................................................51第2节输入锅炉的热量.....................................................................................................52珠江9F级LNG联合循环电厂第4页2.1燃气轮机排烟中的显热GTB..................................................................................522.2其它外来热源带入系统的热量B.........................................................................52第3节余热锅炉的有效利用热量.....................................................................................533.1锅炉有效利用热量.................................................................................................533.2锅炉效率.................................................................................................................53第4节余热锅炉的热损失.................................................................................................564.1排烟热损失.............................................................................................................564.2散热损失.................................................................................................................58第5节余热锅炉的热偏差.................................................................................................595.1热偏差产生的原因.................................................................................................605.2减轻热偏差的措施.................................................................................................62第4章余热锅炉的结构.........................................................................................................65第1节蒸发设备及水循环.................................................................................................651.1蒸发设备.................................................................................................................661.2水循环.....................................................................................................................81第2节蒸汽净化.................................................................................................................832.1锅炉用水指标.........................................................................................................842.2蒸汽的污染.............................................................................................................852.3提高蒸汽品质的途径.............................................................................................892.4燃气蒸汽轮机联合循环余热锅炉轮机水汽标准及其除盐水处理系统.............99第3节过热器及再热器...................................................................................................1053.1过热器...................................................................................................................1053.2再热器...................................................................................................................1123.3过热器、再热器系统...........................................................................................113第4节调温设备...............................................................................................................114第5节省煤器...................................................................................................................1175.1省煤器的作用.......................................................................................................1175.2省煤器的种类和结构...........................................................................................1175.3省煤器的布置.......................................................................................................1195.4省煤器的固定方式...............................................................................................1205.5省煤器出水管与汽包的连接...............................................................................1215.6珠江LNG发电有限公司余热锅炉省煤器结构.................................................121第6节余热锅炉构架及炉墙...........................................................................................1226.1锅炉构架...............................................................................................................1226.2炉墙.......................................................................................................................126第7节锅炉范围内的管道...............................................................................................128第8节余热锅炉辅助设备...............................................................................................1298.1高、中压给水泵...................................................................................................1298.2再循环泵...............................................................................................................1298.3连排、定排扩容器...............................................................................................1308.4加药系统...............................................................................................................1318.5启动锅炉...............................................................................................................131第9节典型余热锅炉简介...............................................................................................135联合循环电站余热锅炉技术第5页第5章余热锅炉的控制系统...............................................................................................142第1节余热锅炉的主要保护...........................................................................................142第2节余热锅炉的汽压控制与调节...............................................................................1422.1汽压波动的影响...................................................................................................1422.2影响汽压变化速度的因素...................................................................................1432.3影响汽压变化的因素...........................................................................................1442.4汽压的控制和调节...............................................................................................1452.5变压运行...............................................................................................................146第3节余热锅炉的汽温控制与调节...............................................................................1473.1汽温控制的意义...................................................................................................1473.2蒸汽温度控制对象的动态特性...........................................................................1483.3影响汽温变化的因素...........................................................................................1513.4过热汽温的调节...................................................................................................1533.5再热汽温的调节...................................................................................................1553.6对主蒸汽温度的监视和调节中应注意以下几个问题.......................................1573.7过热再热蒸汽温度控制示例...............................................................................1583.8省煤器出口温度调节系统...................................................................................159第4节保护及联锁校验...................................................................................................1604.1停汽轮机保护校验...............................................................................................1604.2泵的联锁校验.......................................................................................................161第5节余热锅炉的水位控制与调节...............................................................................1625.1保持汽包正常水位的意义...................................................................................1625.2影响汽包水位变化的因素...................................................................................1625.3汽包水位的监视和调节.......................................................................................1645.4汽包水位控制示例...............................................................................................165第6节余热锅炉的负荷协调控制...................................................................................1696.1单元机组负荷控制的特点...................................................................................1696.2单元机组负荷控制的主要系统...........................................................................1706.3汽轮发电机组负荷的调节...................................................................................1726.4单元机组无功负荷和电压的调节.......................................................................1836.5自动发电控制.......................................................................................................187第7节机组控制逻辑.......................................................................................................1907.1启动顺序流程图...................................................................................................1907.2停机顺序流程图...................................................................................................1917.3余热锅炉冷态启动逻辑.......................................................................................1927.4余热锅炉温态启动逻辑.......................................................................................1927.5余热锅炉停炉逻辑...............................................................................................193第6章余热锅炉的运行和维护...........................................................................................194第1节余热锅炉的启动...................................................................................................1941.1单元机组启动方式与分类...................................................................................1941.2余热锅炉的启动...................................................................................................1961.3余热锅炉启动示例...............................................................................................1981.4余热锅炉快速启动的探讨...................................................................................203珠江9F级LNG联合循环电厂第6页第2节锅炉启动过程中的安全监护...............................................................................2092.1热膨胀监护...........................................................................................................2092.2升压过程中汽包的安全监护...............................................................................2102.3启动过程中过热器的监护...................................................................................2122.4启动过程中的再热器监护...................................................................................2132.5启动过程省煤器的保护.......................................................................................2142.6启动中汽包水位的监护.......................................................................................2152.7启动过程的蒸汽品质监护...................................................................................215第3节余热锅炉的正常运行与调整...............................................................................2163.1余热锅炉参数.......................................................................................................2163.2余热锅炉运行中的注意事项...............................................................................2193.3余热锅炉的正常运行...........................................................................................2223.4新安装及检修后的验收和试验...........................................................................2283.5锅炉检修后检查验收...........................................................................................2323.6锅炉保护及其校验...............................................................................................2333.7安全阀校验...........................................................................................................2343.8水压试验...............................................................................................................2363.9余热锅炉辅助设备的运行...................................................................................239第4节余热锅炉的停运与保养.......................................................................................2414.1余热锅炉的停运...................................................................................................2414.2单元机组的滑参数停运.......................................................................................2434.3余热锅炉停备用时的保养方法...........................................................................244第5节余热锅炉的积灰与清洗.......................................................................................2485.1余热锅炉的积灰形成的机理...............................................................................2485.2积灰对余热锅炉安全性的影响...........................................................................2485.3积灰对余热锅炉经济性的影响...........................................................................2495.4积灰的防止及对策...............................................................................................2505.5余热锅炉积灰的清洗...........................................................................................2525.6除灰装置和吹灰器...............................................................................................2535.7系统冲洗、化学清洗、烘炉、煮炉及吹管.......................................................2555.8结论.....................................................................................................................255第6节余热锅炉的高温腐蚀...........................................................................................2556.1腐蚀形成的机理...................................................................................................2556.2锅炉受热面水、汽侧的高温腐蚀.......................................................................2566.3过热器和再热器的高温腐蚀...............................................................................2586.4水冷壁管的高温腐蚀...........................................................................................2606.5腐蚀的防止...........................................................................................................260第7章余热锅炉主要事故及处理.......................................................................................262第1节水位事故...............................................................................................................2631.1锅炉满水...............................................................................................................2631.2锅炉缺水...............................................................................................................2651.3汽水共腾...............................................................................................................2671.4炉汽包水位保护...................................................................................................267第2节受热面损坏事故...................................................................................................269联合循环电站余热锅炉技术第7页2.1爆管的现象...........................................................................................................2692.2爆管的原因分析...................................................................................................2692.3爆管事故的处理...................................................................................................2712.4锅炉受热面水管损坏事故预防...........................................................................2712.5各部分受热面损坏...............................................................................................271第3节负荷剧减...............................................................................................................2763.1负荷剧减的现象...................................................................................................2763.2发生负荷剧减事故的原因...................................................................................2763.3负荷剧减的处理方法...........................................................................................276第4节厂用电中断...........................................................................................................2764.1厂用电事故处理原则...........................................................................................2774.2低压厂用母线失电...............................................................................................2774.3厂用电全部中断...................................................................................................2784.4热控电源中断.......................................................................................................2784.5余热锅炉典型事故处理.......................................................................................279附录.....................................................................................................................................283附录1燃料燃烧产物的理论露点.....................................................................................283附录2回收排烟余热与节约燃料费用关系.....................................................................284附录3预热空气温度与回收热量.....................................................................................285附录4烟道气的导热系数.................................................................................................285参考文献...........................................................................................................................287
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