发电厂全面性热力系统.ppt

河南理工大学 机械与动力工程学院,热力发电厂,主讲: 盛伟 E-mail:,*,2,第八章 发电厂全面性热力系统,3,全面性热力系统组成,主要包括： 1、回热抽汽系统 2、除氧系统 3、主蒸汽系统 4、旁路系统 5、给水系统 6、全厂公用汽水系统,4,主蒸汽系统,本节讲述以下几个问题： 一 主蒸汽系统的型式（重点掌握） 二 主蒸汽原则性热力系统 三 主蒸汽全面性热力系统,5,主蒸汽系统包括从锅炉过热器出口至汽轮机进口的 蒸汽管道和通往各用新蒸汽的支管。对于中间再热式机组 还包括从汽轮机高压缸排汽至锅炉再热器入口，和从再热 器出口至汽轮机中压缸进口的再热蒸汽系统。,6,一 主蒸汽系统的型式,主要包括： 1、单母管制系统 2、切换母管制系统 3、单元制系统,7,单母管制,8,切换母管制,9,单元制,10,特点比较： 单母管制系统中，母管一直处于运行状态； 切换母管一般按照单元制运行，母管处于热备用状态，在锅炉进行负荷分配时投入使用； 单元制系统中，一台锅炉配一套汽轮发电机组，或者两台锅炉配一套汽轮发电机组；,11,三种系统的优劣比较,主要从可靠性、灵活性、经济性、以及方便性四个方面比较,1、可靠性 单母管制系统可靠性最差；切换母管系统较复杂，可靠性一般；单元制系统简单，可靠性最好，但是，由于没有备用主蒸汽，机组的可靠性也会受到影响。 2、灵活性 3、经济性 4、方便性,12,1、可靠性 2、灵活性 灵活性是指在不同工况下均能保证汽轮机正常运行。切换母管灵活性最好；单母管制系统灵活性较好；单元制系统灵活性较差。 3、经济性 4、方便性,13,1、可靠性 2、灵活性 3、经济性 单元制机组系统简单，投资与运行费用均最小。 4、方便性,14,1、可靠性 2、灵活性 3、经济性 4、方便性 单元制机组系统简单，维修、安装等均很方便。,15,根据以上分析，结合综合技术实际，可有以下规律： 1、我国单机容量6MW以下机组，其主蒸汽系统一般应为单母管制； 2、热电厂根据自身特点，主蒸汽系统可采用母管制比较好； 3、对装有高压供热式机组电厂，应采用切换母管制系统以增加系统的灵活性； 4、对装有高压凝汽式机组的电厂，可采用单元制或单母管制的主蒸汽系统； 5、对于有中间再热式机组，由于自身管道复杂，且高温管道价格昂贵，其主蒸汽系统应采用单元制比较合适。,16,主蒸汽及再热蒸汽系统的 温度偏差、压损和管径的优化,1、温度偏差 主蒸汽系统与再热系统有单管与双管两种系统。 双管系统的主蒸汽管，分左右两侧进入汽轮机高压缸的自动主汽门； 双管系统的再热蒸汽管，分两路进入再热器，再热后蒸汽也分左右两路沿四根或两根管子进入汽轮机中压缸的中压联合汽门。 对于双管系统存在着温度偏差问题，解决的办法是增加中间联络管,17,18,2、压损与管径优化 降低主蒸汽、再热蒸汽系统的压损，可提高机组的热经济性，节约燃料，可以采用的常用方法是： （1）在保证运行安全的情况下，尽量减少阀门的使用 （2）尽量避免使用节流装置 （3）管路数目及管径注意优化，特别对于高压高温管道。,19,三 主蒸汽全面性热力系统,主蒸汽全面性热力系统除了包括主蒸汽管道、再热蒸汽管道和新蒸汽管道以外，还包括： 1、汽轮机加热装置用汽 2、辅助蒸汽 3、阀门及附件 4、主蒸汽管的疏水系统 5、防止汽轮机进水进冷汽设备及系统,20,21,主蒸汽管暖管的同时，汽缸夹层和法兰螺栓加热装置都需要蒸汽加热； 加热蒸汽的来源引自电动隔离门之前； 其疏水引至汽轮机本体的疏水扩容器；,1、汽轮机加热装置用汽,22,在汽轮机冲转前，要投入辅助蒸汽，辅助蒸汽引自电动隔离门前，主要用于： 1、在汽轮机冲转前15min 左右向轴封系统供汽，以对轴封系统暖管； 2、锅炉启动前需要加热蒸汽，以建立正常的水循环，控制汽包上、下壁温差，缩短启动时间，节约燃油，使点火后过热器、再热器有蒸汽冷却； 3、锅炉点火燃油系统雾化油系统用加热蒸汽； 4、机组起停、甩负荷期间，向除氧器供蒸汽等。,2、辅助蒸汽,23,在汽轮机正常运转工况下，投入辅助蒸汽，多从高压缸排汽引来冷再热蒸汽。 对于扩建电厂要老厂提供汽源；对于新建电厂需要建起动锅炉,24,（1） 主蒸汽管道上电动隔离门主要作用： 暖管、水压试验、汽轮机启停时严密隔绝作用。 （2） 高压缸排汽口处，装有液动和气动逆止门，在汽轮机甩负荷时即连锁动作，以防止冷再热蒸汽倒流入汽轮机。 （3） 主汽管道以及热再热蒸汽管道上，各应装有脉冲式安全门和排汽消音器。 （4） 冷再热蒸汽管道上，装有回转堵板，供水压试验时用。 （5） 冷再热蒸汽管道上，装有事故喷水减温器，保护再热器使用。,3、阀门及附件,25,4、主蒸汽管的疏水系统,主蒸汽管道疏水系统的作用在于： （1）暖管时及时排放疏水以加快暖管温升； （2）电动隔离门后的疏水门（防腐门）可用以监督隔离门的严密性； （3）暖管疏水引至汽轮机本体的疏水扩容器。,26,5、防止汽轮机进水进冷汽设备及系统,汽轮机进水事故，多为冷再热蒸汽管道积水造成，其水源主 要来自三方面： （1）暖管、冲转、停机期间形成的凝结水； （2）再热器事故喷水设备故障； （3）用部分冷再热蒸汽为回热抽汽的该回热加热器管束破 裂,导致部分给水进入再热蒸汽管道； (4 ) 高压旁路的减温水装置与冷再热系统相连,该减温水引自高压给水,压力高、水量大。由于减温控制失灵而进入冷再热蒸汽管道。,27,28,主蒸汽系统流程图,系统图上的字母表示： PI pressure indicator 压力指示表 BF boiler feedwater 锅炉给水 PS pressure signal 压力信号器 MS mainsteam 主蒸汽 PT pressure transducer 压力变送器 CR cool reheater 冷再热蒸汽 LS liquid sighal 液位信号器 C condenser 凝结水 FE flow expenditure 流量节流 HR 热再热蒸汽 heat reheater FT flow transducer 流量变送器 ES extracting steam 抽汽 AS auxiliary steam 辅助蒸汽 TE temperature 温度,29,主蒸汽系统流程图,30,主蒸汽系统运行中，应注意的事项：,1、机组启动前，所有疏水门全开，按要求的温升率进行暖管，直至机组开始带负荷，汽温具有一定的过热度，才关闭全部疏水门； 2、汽轮机甩负荷不久再启动时，开疏水门可能使主蒸汽系统降压，会导致过热器、主蒸汽管骤冷，应适当疏水并防止过度降压； 3、冷再热蒸汽管宜采用自动疏水系统。热再热蒸汽管道的疏水门，在汽轮机进汽前由主控室人员打开，直至机组并网，确信有足够和稳定的过热度后方可关闭。,31,小结： 本节主要讲述了主蒸汽系统的组成、型式、特点运行中应注意的问题等。,32,应知问题： 1、主蒸汽系统有哪三种主要型式？ 2、如何防止主蒸汽双管系统的温差？ 3、主蒸汽系统中中间再联络管的作用是什么？ 4、说出几种可以减小主蒸汽系统管路压降的方法。 5、主蒸汽系统运行中，应注意哪些事项？ 6、能够读懂主蒸汽系统全面性热力系统图。,33,河南理工大学 机械与动力工程学院,主蒸汽旁路系统,*,34,本节主要讲述：,一 什么是旁路系统及其类型； 二 旁路系统的作用； 三 旁路系统的选择和应用； 四 直流锅炉的旁路系统 五 旁路系统的全面性热力系统,35,一 旁路系统及其类型,旁路系统是蒸汽中间再热单元机组热力系统的重要组成系统之一。是指高参数蒸汽不进入汽轮机，而是经过与汽轮机并联的减温减压器，进入再热器或低参数的蒸汽管道或直接排至凝汽器的连接系统。,36,主蒸汽旁路系统,级旁路（高压旁路）,级旁路（低压旁路）,级旁路（大旁路，整机旁路）,37,新蒸汽绕过汽轮机高压缸而流到冷再热蒸汽管道的，称为高压旁路，也叫级旁路； 再热后的蒸汽绕过汽轮机中、低压缸直接进入凝汽器的，称为低压旁路，也叫级旁路； 新蒸汽绕过整个汽轮机而直接排入凝汽器的，称为整机旁路也叫级旁路，或大旁路。,38,39,生产实际中常见的旁路系统 实际旁路系统为以上三种旁路系统的组合,系统特点： （1）各种工况下，通过高压旁路均能保护再热器； （2）两级旁路系统的串联能满足启动性能的各项要求； （3）系统比单级旁路复杂，投资费用大，国产125MW、200MW机组多采用这种旁路系统,40,系统特点： （1）高压旁路用于保护再热器； （2）机组启动时用于暖管以及迅速提高再热器接近于中压缸的温度； （3）整机旁路用以在各种工况下，将剩余的蒸汽排至冷凝器； （4）主蒸汽超压时，能自动动作，可减少主安全阀的动作次数； （5）国产300MW汽轮机机组采用这种系统,41,系统特点： （1）系统简单，操作简便，投资最少； （2）可以加热过热器，调节过热器的温度； （3）适用于无需再热器保护的情况，如再热器布置在低温烟区或者再热器采用耐高温材料，允许干烧等； （4）国产第二台200MW以及波兰进口120MW机组采用这种系统。,42,二 旁路系统作用,1、保护再热器，防止锅炉超压 2、回收工质和热量，降低噪声 3、协调启动参数和流量，缩短启动时间，减少汽轮机的寿命损耗 4、甩负荷时锅炉能维持热备用状态 5、防止锅炉超压，兼有锅炉安全阀的作用,43,1、保护再热器，防止锅炉超压,（1）保护再热器：在锅炉点火、汽轮机冲转前，停机不停炉或甩负荷等工况，汽轮机高压缸没有排汽，此时可用高压旁路来保护再热器； （2）防止锅炉超压：机组发生故障，紧急停炉时，可通过旁路系统将剩余蒸汽排出，防止锅炉超压，减少安全门动作次数，有助于保证安全门的严密性；,44,2、回收工质和热量，降低噪声,（1）回收工质和热量：单元式机组启停或甩负荷时，锅炉蒸发量与汽轮机所需要的蒸汽量不一致，存在大量剩余蒸汽，利用旁路系统可以回收； （2）降低噪音：机组发生故障，紧急停炉时，可通过旁路系统将剩余蒸汽排出，减少安全门动作次数，减少安全门排汽噪音；,45,3、协调启动参数和流量，缩短启动时间， 减少汽轮机的寿命损耗,首先了解几个概念: (1)胀差:汽轮机转子膨胀值与汽缸膨胀值之差; (2)冷态启动:以高压缸第一级金属温度为依据,200以下时启动为冷态启动; 温态启动:以高压缸第一级金属温度为依据,200370时启动为温态启动; 热态启动:以高压缸第一级金属温度为依据, 370以上时启动为热态启动; (3)寿命损耗率:汽轮机每启动一次,或升降负荷一次所消耗寿命的百分数;,46,（1）点火初期,锅炉低温蒸汽不允许进入汽轮机,而是通过旁路系统,直到该汽温比汽缸体高50时,汽轮机方可启动,因此旁路系统可协调机组启动； （2）旁路系统的设置,可以使锅炉有较大的燃烧率启动,在较短时间产生足够蒸汽供机组启动,并可将汽温调整到所需要的数值,从而达到协调机组启动、缩短机组启动时间的目的； (3)冷态启动，机组寿命损耗率为0.15%；温、热态启动为0.01%；旁路系统设置，能满足机组启停时对汽温的要求，严格控制汽轮机金属温升率，延长寿命。,47,4、甩负荷时锅炉能维持热备用状态,机组故障时，旁路系统可在23s内投入，保证停机不停炉，最大限度减少故障损失,48,三 旁路系统的选择和应用,旁路系统容量的概念：是指额定参数时蒸汽的通流量 ,与锅炉额定蒸发量 的比值。即：,49,1、旁路系统容量的选择： 结合我国情况，再热式机组旁路系统容量一般为30；经过任务书明确，必须两班制运行、甩负荷带厂用电或停机不停炉的再热式机组，旁路系统容量可增至4050； 2、旁路系统执行机构选择： 有电动、液动、气动或电液联合操纵等； 液动、气动执行机构：力矩大，动作快(35s)，调节可靠性高，但系统复杂，投资高； 电动执行机构：力矩小，动作慢（40s）,但投资少，维护方便。,50,四 直流锅炉的旁路系统,系统特点： 旁路系统的作用仍为保护再热器，回收工质和热量，适应机组滑参数启动的需要。不同的是多了启动分离器。称为直流锅炉的启动旁路系统。,51,五 旁路系统的全面性热力系统,52,53,小结,蒸汽中间再热式机组的旁路系统，是单元机组启停或事故工况时的一种重要调节和保护系统，虽然旁路系统使得投资增加，却保护了再热器、缩短机组启动时间、减少启动热损失，使机组使用寿命得以延长。,54,应知问题：,1、旁路的类型和作用。 2、能够熟练认知旁路系统全面性热力系统图。,55,河南理工大学 机械与动力工程学院,给水系统及 全厂公用汽水系统,*,56,本节主要讲述：,一 给水系统的型式； 二 给水全面性热力系统； 三 公用辅助蒸汽系统 四 冷却水系统 五 全厂疏放水系统,57,一 给水系统的型式,给水系统是火力发电厂中从除氧器给水泵出来,至锅炉省煤器的这一段管道系统及设备.,58,给水系统型式,单母管制系统,切换母管制系统,单元制系统,59,系统特点： 系统简单、投资少，维护方便,60,系统特点： 系统包括三根单给水母管：吸水母管、压力母管和锅炉给水母管。吸水母管和压力母管均为单母管