汽轮机热力系统及辅助设备PPT课件

1、汽轮机热系统和辅助设备，1 .汽轮机热系统，2，1 .汽轮机热系统，1 )汽轮机热系统的概念是汽轮机装置的生产过程，锅炉和汽轮机是主要的热设备，除此之外，还需要各种辅助设备和主、辅助设备连接的各种热系统这些辅助设备和热系统对装置运行的安全性和经济性有一定的影响。 根据工厂热循环的特点，将热量的一部分主、辅助设备及其配管附件一体化的电路图称为热系统图。 热系统图根据作用可分为原则热系统图和全面热系统图。3、(二)汽轮机的主要热力系统， 连接锅炉和汽轮机的主蒸汽系统供给各回热加热器和除氧器用蒸汽的抽气系统抽出冷凝器中的冷凝水，对输送到各低压复热加热器和除氧器的主冷凝器的供水进行升压，补充输送到各高压加热器和锅炉的供水系统的汽水箱循环中的工质损失姆、 4、汽轮机本体疏水和其他热设备疏水、泄水疏松、向泄水系统冷凝器供给冷却水的冷却水系统(也称为循环水系统)。 向润滑油冷却器和其他冷却设备供给冷却水的工业水系统。 供热涡轮机有热网加热器、热网泵、向热需求者供给水和蒸汽的热网系统。 中间再热单元有再热蒸汽系统和支持单元起动停止要求的旁通系统。5，(3)汽轮机原则热系统，1 .原则热系统的概念热系统是将主要热设备和辅助设备按工程热循环顺序连接起来的简化系统。 6、2 .原则热系统的特点：同类型、同参数的设备在图中只显示了一个。 只是表示没有设备间的主要联络，主要设备内部联络，设备及其配管附件没有表示。 除额定工况运转时必要的附件(使除氧器恒压运转后进入蒸汽管道的调节阀等)外，一般附件不显示。 原则热系统图的作用是展示工程能源转换和能源利用过程。 这反映了能源转换过程技术的完善程度和经济性，是定量分析机组设计、运行管理经济性水平的依据。 7、国产N100-8.826/535型汽轮机的原则热系统1-冷凝水泵2-轴封加热器3-低压加热器4-疏水泵5-除氧器6-给水泵7-高压加热器8-排水扩展器9-疏水冷却器10-裂槽、8、(4)汽轮机的全面热系统， 1、全面热系统概念以规定符号表示的全厂所有热设备及其蒸汽、水相连的热系统图称为全面热系统图。 它的特征是以设备的实际数量(包括运行和备用的所有主、辅助热设备和系统)描绘的所有必要的连接管道及其所有附件。9、2 .综合热系统图的作用综合热系统图的作用是表明工厂整体热设备配置情况和各运行情况的切换方式，是工厂规程、组织运行的重要依据。 全面加热系统有全厂、机组和局部区别。 全厂机组综合热系统应包括锅炉、汽轮发电机组、各种换热器、降温减压器、各种泵类和油箱类等所有汽热主、辅助设备。 局部全面热系统是运行检修相关人员使用的技术相册，通常分为锅炉和汽轮机两册。 必须包括到水龙头的所有现场都能找到的设备和管道。10、2 .汽轮机辅助设备、(1)汽轮机冷凝设备1 .汽轮机冷凝设备的结构和任务是降低汽轮机的背压可以提高汽动力装置循环的热效率，降低背压的有效方法是将汽轮机的排汽冷凝成水。 凝汽设备的任务是在汽轮机的排气口确立并保持高真空，回收汽轮机的排气凝结的水，作为锅炉的供水。凝汽设备主要包括凝汽器、循环泵、凝汽泵和抽汽器等。11、2 .冷凝器的类型和特征冷凝器根据排汽冷凝方式分为混合式冷凝器和表面式冷凝器。 混合式冷凝器采用排汽与冷却水直接混合接触的方法使蒸汽凝结，具有结构简单、制造成本低的优点，但对冷却水质的要求非常高。 否则冷凝水无法作为锅炉给水回收，因此一般不采用该冷凝器。12、3 .冷凝器抽气设备的作用、类型抽气器的作用是在蒸汽带入的空气和真空系统下工作，使管道等结合严密泄漏的空气从冷凝器中排出，维持冷凝器的高真空。 抽气器工作是否正常对冷凝器压力的影响很大。 抽气设备多，多采用蒸汽抽气器、水抽气器、水环式真空泵等。 水环式真空泵属于机械式抽气器，具有性能稳定、效率高等优点，广泛应用于大型涡轮回水设备，但其结构复杂，维护费用高。13、4 .射水抽气器射水抽气器的作用原理与射水抽气器相似。 来自喷射泵的工作水通过喷嘴将压力能量变为速度能量，以一定的速度喷出，在混合室形成高真空，吸入冷凝器的蒸汽、空气混合物，混合后进入扩散器，通过扩散器后，稍高于大气压力时排出。 泵出故障时，止回门自动关闭，防止水和空气倒流到冷凝器。 射水抽气器也具有结构简单、运行可靠的优点，而且不消耗新蒸汽，运行费用低。 但是，需要设置专用泵，投资很大。14、放水抽气器1-扩压管2-混合室3-喷嘴4-止回门、15、汽轮机回热加热设备、1 .回热加热器的作用、类型加热器的作用是利用汽轮机制作工作蒸汽来加热结露水和供水，减少锅炉的燃料消耗量、16、加热器根据蒸汽、水的传热方式，可分为表面式和混合式。 蒸汽和水直接接触混合，蒸汽和水直接接触混合过程中进行热交换的加热器是混合式加热器。 蒸汽和水分别在固体壁面的两侧流动，蒸汽和水之间的热交换是通过固体壁面进行的加热器是表面式加热器。 蒸汽动力装置的热系统除了在除氧器中采用混合式加热器外，还采用表面式加热器。 17、根据加热器在系统中的位置和压力，加热器分为高压加热器和低压加热器两种。 受供水泵出口压力作用，置于供水泵和锅炉之间的加热器称为高压加热器。 在冷凝水泵出口压力下工作，放置在冷凝水泵和除氧器之间的加热器称为低压加热器。 18、2 .混合式加热器的特征混合式加热器直接混合蒸汽和供水来加热供水。 加热器内蒸汽和温度低的供水接触，蒸汽发热凝结，热量传递给供水，使供水温度上升。 因此，混合式加热器的供水温度可达到加热蒸汽压力下的饱和温度，没有传热端差，热经济性高。 19、加热器的传热端差是指加热器压力下的饱和水温与加热器出水温度之差。 加热器端差变小，之后压力高的加热器的抽气量减少，本级加热器的抽气量增多，使蒸汽在汽轮机内大量工作，能够提高经济性。 混合式加热器金属消耗量少，结构简单，成本低。 其自身可靠性高，具有容易汇集系统内不同参数的工质等优点。 但是，该系统连接可靠性差，运行成本高。 20、3 .表面式加热器的特点是表面式加热器，冷、热质通过金属壁面实现传热，冷、热质不混合。 由于存在金属热阻和传热温度差，一般不能将水加热到该阶段的加热蒸汽压力下的饱和温度，即传热端差。因此，与混合式加热器相比，表面式加热器的热经济性一般较低，金属消耗量多，结构复杂，成本高，需要相应地增加疏水设备。 但是，其结构的回热系统简单，运行灵活，可靠性高等，表面式加热器被广泛应用。 21、表面式加热器根据低温工学(水)侧受到的压力的高低，分为低压加热器和高压加热器两种。 其中高压加热器是位于给水泵和锅炉省煤器之间的表面式加热器，因水侧受到的压力高而得名。22、表面式加热器有立式和卧式两种。 由于卧式加热器蒸汽散热冷凝热交换管壁上形成的水膜比立式薄，因此冷凝罐相同时，其散热系数比立式高1.7倍，容易配置蒸汽冷却段和疏水冷却段，因此一般大容量机组的低压和部分高压加热器多采用卧式。 立式加热器检修方便，占地面积小，但热经济性差，被中小型机组和部分大机组采用。 23、4.200MW机组回热系统、24、(3)给水除氧设备、1 .给水除氧任务从溶解于给水系统的气体或补给水带入或从系统中处于真空状态的设备(例如冷凝器、部分低压加热器及配管附件等)的严密处泄漏。 水和气体一接触，一定会有一部分溶于水。 供水气体中危害最大的是氧气，它会腐蚀热设备和汽水管道，影响其可靠性和寿命的水中二氧化碳会加速氧气的腐蚀。 所有不结露的气体在换热设备中热阻增加，传热效果恶化，机组的热经济性下降。 因此，供水要求去氧，保持一定的PH值。25、给水除氧的任务是不断除去溶解在给水中的气体，保证热设备安全经济运行。 我国电力工业技术管理法规规定，供水含氧量的控制指标规定，对于工作压力在5.88MPa以下的锅炉，供水含氧量必须在15g/L以下。 工作压力为5.98MPa以上的锅炉，供水的氧含量不足7g/L。 亚临界和超临界参数的直流锅炉因为没有污染物质，所以要求给水中完全除去氧气。26、2 .给水除氧方法给水除氧方法有化学法和物理法两种。 化学除氧是利用容易与氧发生化学反应的药剂，如联苯胺N2H4，溶于水中使其氧化，达到除氧的目的。 曾使用过亚硫酸钠Na2SO4，其产生的氧化物提高了供水的可溶性盐类含量而被淘汰。 肼可以去氧，转化为氨水，提高给水的PH值，因此可以在省煤器管道内壁形成保护膜。 肼的添加场所一般选定在热除氧器出口。 但肼具有致癌性，其应用受到限制。 最近国内开发了新型化学除氧剂乙醛肟等，深度除氧效果明显优于肼，目前已在大型机组普及。27、化学除氧可完全除去水中的溶解氧，但无法除去其他气体，价格昂贵，因此只能作为要求完全除氧的单元的辅助除氧手段。 物理除氧是热除氧，除氧外，还能除去其他气体，而且没有任何残留物质。 热除氧设备是除氧器，它本身就是回热系统的一级加热器，因此运转中几乎不需要为了除氧而增加额外的投入。 因此，火力发电厂无一例外地采用了热除氧法。 除氧器的分类和工作原理除氧器的分类方法很多，一般根据其工作压力的大小分为真空式、大气式和高压式除氧器3种。 中参数单元一般采用大气除氧器，其工作压力为0.12-0.15MPa，高参数单元通常采用0.6MPa的高压除氧器。 根据水喷洒在除氧器上的方式，其结构可分为三类：淋浴式、喷雾式、充填式除氧器。 一般的淋浴式除氧器是大气式的，但高压除氧器多用喷雾器或填充剂式除氧器。.29、以及氧去除器的基本操作原理是用热去除氧，不仅能够去除氧，还能够去除水中的其他气体。 所谓热氧除去，是指在除氧器内加热水除去溶于水的气体，水加热后水蒸气的分压逐渐升高，其他气体的分压大大降低，水加热到沸点后水蒸气的分压接近100%，其他气体的分压接近零，因此溶于水的气体会从水中排出。30、(四)汽轮机旁通系统、1 .旁通系统简单大容量中间再热机组采用机组制系统，锅炉和汽轮机发生故障时，机械炉应同时停止运行。 为了适应机组的启动、停止、事故处理、特定的特殊运行方式，大多数再热机组都设置了旁路系统。 旁路系统是指高参数的蒸汽不进入汽缸的通过部分，而是与其汽缸并列地经由降温减压器，将降温后的蒸汽输送到低级参数的蒸汽管和冷凝器的连接系统。 实际上，旁路系统是机组在启动和事故中起调节和保护作用的系统。31、再热式机组旁路系统、再热式机组旁路系统I-高压旁路-低压旁路-机组整体旁路系统、32、新蒸汽不进入汽轮机高压缸，而是减压降温后直接进入再热器冷冻段的系统、高压旁路系统(高压旁路系统) 从再热器出来的蒸汽不进入汽轮机的中低压缸，减压降温后直接排出到冷凝器的系统被称为低压旁通系统(或ii级旁通)，新蒸汽不流过整个汽轮机但减压降温后直接排出到冷凝器的系统被称为整体旁通系统(或iii ) 直流锅炉旁路系统还包括启动分离系统。 旁路系统的作用根据单元的设计要求和运行特点，旁路系统的作用各不相同，但主要作用如下：保证锅炉最小负荷的蒸发量。 机组起停和脱水负荷时，汽轮机的蒸汽消耗量为额定蒸汽消耗量的5%-8%左右，因此锅炉满足水动力循环可靠性和燃烧稳定性要求的最低负荷一般为额定蒸发量的30%左右，通过设置旁通系统可以使锅炉和汽轮机独立运行。 保护再热器。 汽轮机起动和脱水负荷时，通过旁通系统减压新蒸汽后，送入再热器，防止再热器干燥，保护再热器。 提高、34、起动速度，改善起动条件。 旁路系统可以在汽轮机旋转前将主汽轮机和再热汽轮机参数保持在一定水平，以满足不同启动方式的需求：在汽轮机不同状态的启动过程中，旁路系统可以调整汽轮机的汽轮机参数，以满足汽轮机的需求例如，单元在热状态下启动时，利用旁路系统简单提高主蒸汽、再热蒸汽的温度，使蒸汽参数与缸体的金属温度一致，可以提高单元运转的安全性和灵活性。35、作为锅炉安全阀发挥作用。 机组负荷或锅炉过压时，旁通迅速打开，排山锅炉内的蒸汽防止锅炉过压。 工程和部分热量回收，降低排气噪声。 保证蒸汽的质量。 汽轮机转动前建立汽循环清洗系统，汽质合格后可进入汽轮机，使汽轮机不受损害。 如上所述，旁路系统不仅能够改善单元的安全性能，而且能够保证单元的起动、停止的灵活性和运行的稳定性。 例如，在负载过渡的情况下，旁路系统在能够处理过渡状况的剩馀蒸汽量的涡轮发电机振荡负载时，锅炉能够维持运转，在发生故障后立即向涡轮输送蒸汽，恢复对电网的供电：电网发生故障时，涡轮发电机电站的电运转这样不仅提高了单元的利用率，还提高了电网的稳定性。37、(5)汽轮机供水系统、1 .供水系统的作用和要求应断续地向机组供水，以保证汽轮机组的正常运转。这些水用于冷凝器、冷油器、发电机的空气冷却器以及冷却旋转机械轴承的工业水、锅炉补给水、生活消防水等。 其中用水最多的是冷凝器的循环水。38、供水系统的安全、经济运行，对保证机组的安全运行具有决定性意义，因此供水系统必须满足以下要求：在每年任何时间都有足够的水量的夏天，进入冷凝器的水温不得超过33， 汽轮机真空不应显着下降的水中无浮游物和泥沙，