单元二：发电厂热力辅助设备(华北)

1、课题一：加热器 课题二：除氧器 课题三：凝汽设备 l加热蒸汽的饱和温度与给水的出口温度 之差称为表面式加热器的传热端差。 l一、回热加热器的类型 l二、表面式加热器的疏水连接方式 l三、高、低压加热器结构 l四、轴封加热器 l五、回热加热器的疏水装置 l六、高压加热器自动旁路保护装置 l七、回热加热器的运行 一、回热加热器的类型 l (一)按传热方式分 1混合式加热器：无热阻，传热效效果好， 结构简单；要求工质品质一致，压力相近。 2表面式加热器：传热效效果差，结构复 杂。冷、热流体品质可以不同，压力可以 相差很大。 l混合式加热器要求水侧压力与汽侧压力 接近。 l各段抽汽压力不等，若采用混合

2、式加热 器每台加热器出口需增设一台水泵。 l运行中抽汽压力变化，要求水泵出口压 力跟随变化，实现起来困难。 l1）卧式：传热效果较好。蒸汽在管外凝结放 热时，横管凝结水水膜所形成的附面层厚度较 竖管薄，放热系数较大。水位比较稳定，在结 构上便于布置蒸汽冷却段和疏水冷却段，有利 于提高热经济性，并且安装、检修方便。 l2）立式：立式加热器的传热效果不如卧式加 热器好，但它占地面积小，便于布置。 l高压加热器：除氧器之后 l低压加热器：除氧器之前 二、表面式加热器的疏水连接 方式 l1疏水逐级自流的疏水连接方式 l2采用疏水泵的疏水连接方式 三、高、低压加热器结构 l(一)高压加热器 l1水室；

3、2壳体；3传热面 1水室 l功能：将进、出水分开。 l结构：与筒体焊接。 l分为人孔盖式和密封座式两种 2壳体 l壳体呈圆筒形，由合金钢板卷制并与冲 压的椭圆形封头焊接而成。 3传热面 l构成：由U形管束（不锈钢2Cr13)组成。 U形管束胀接或焊接在管板上。 l工作过程工作过程： l1）给水由进口连接管进入水室，流过U 形管束吸热后进入水室出口侧，通过出 水管流出； l2）加热蒸汽在管束外凝结放热后，疏水 经疏水装置进入下一级加热器。 l过热蒸汽冷却段：布置在给水出口流程侧。该 段受热面用包壳板、套管和遮热板封闭。 l凝结段：利用蒸汽凝结时放出的潜热加热给水。 有相变的对流换热过程，换热系数

4、大，增加流 程无意义。 l疏水冷却段位于给水进口流程侧。疏水由加热 器壳体较低处的疏水进口通过虹吸的作用进入 该段，在一组隔板的引导下流经管束，最后从 位于该段顶部在壳体侧面的疏水口流出。 l蒸汽中的不凝结气体通常是由位于管束 中心并沿整个凝结段布置的排气管或内 置式排气装置排出。排至下一级，最后 一级排入除氧器。 卧式低压加热器组成： l壳体：钢板焊接成圆筒后再与法兰焊成 一体，并与短接法兰连接而成。 l水室： lU形管束：铜（300MW以下）或不锈钢 l管板 l防冲板 l内置位置：凝汽器接颈处。 l内置原因：末级和次末级的抽汽压力已经很低， 其抽汽口常对着凝汽器，容积流量很大，需使 用大直

5、径管道。 l卧式、管板U形管束。加热器的蒸汽室由四 块隔板分成五段，蒸汽从一端分两路引入加热 器，同时进入这五个小室，加热凝结水。疏水 由加热器底部的疏水管引出，经U形水封管进 入凝汽器 四、轴封加热器 l作用: 1）防止轴封及阀杆漏汽(汽-气混合物)从 汽轮机轴端逸至机房或漏入油系统中； 2）利用漏汽的热量加热主凝结水； 3）其疏水疏至凝汽器，从而减少热损失并 回收工质。 l结构：卧式、U形管结构。 l位置：凝结水泵出口 l1）主凝结水由水室进口流入U形管管束，在U 形管束中吸热后，从水室出口流出轴封加热器。 l2）汽气混合物出口与轴封风机或射水式抽 气器扩压管相连，风机或抽气器的抽吸作用使

6、 3）加热器汽侧形成微真空状态，汽气混合 物由进口管被吸入壳体，在管束外经隔板形成 的通道迂回流动，蒸汽放热凝结成水，疏水经 水封管进入凝汽器，残余蒸汽与空气的混合物 由轴封风机或射水式抽气器排入大气。 五、回热加热器的疏水装置 l作用： 1）可靠地将加热器中的凝结水及时排出，同时 又不让蒸汽随同疏水一起流出； 2）维持加热器汽侧压力和凝结水水位稳定。 l类型： 浮子式疏水器 疏水调节阀 U形水封管等。 浮子式疏水器 加热器内疏水水位变化，压缩空 气气源来阀门开度变化，气动元件（气动疏水调节阀 执行机构的薄膜气室）压力变化，控制疏水调节阀， 控制疏水量的大小。 水封管功能： 1）调节、维持 疏

7、水水位 2）防止水位过 低时1汽室内蒸 汽进入2汽室内。 六、高压加热器自动旁路保护 装置 旁路保护装置的功能： 1）钢管破裂时迅速切断水侧，防止汽轮机进水 2）确保给水不中断。 l 旁路保护装置的的类型： 1水压液动式旁路保护装置 2电气式旁路保护装置 l电磁阀4：正常时，关闭；水位保护动作 时，开。 l旁路阀6：正常时，关闭；电磁阀4的备 用。 l节流阀7：使活塞内水保持流动。 l注水阀13：用于平衡联成阀上、下的压 力。 l投高加水侧过程：开注水阀13，平衡联成阀两 侧压力，使之能被开启；开活塞上部放水阀， 使活塞上部压力小于弹簧力；联成阀开，高加 水侧进水，出口阀11向上；高加水侧投入

8、。 l保护动作过程：高加疏水水位超限，电磁阀4 动作，活塞上部压力大于联成阀下部力，联成 阀关下；出口阀11向下；联成阀在活塞上部压 力，和联成阀上部力的作用下，关闭，稳定。 加热器内疏水水位超限，进、出 水阀关，旁路阀开；同时，事故疏水阀开。 l大旁路 l小旁路：大机组常用。 七、回热加热器的运行 l一、投入高加的影响 l二、回热加热器的运行 给水温度每减少10度，机组的热耗 率约增加0.4 二、回热加热器的运行 l1回热加热器的投、停原则 l2加热器正常运行中的监视项目 (1)高、低压加热器原则上应随 机组整体启、停。 (2)严禁泄漏的加热器投入运行。 (3)必须在加热器各种保护装置 及水

9、位计完好的情况下，方可 投入加热器运行。 （4)加热器投入时，要先投水侧，再投汽侧。加 热器停止时，要先停汽侧，后停水侧。 (5)加热器投运过程中，应严格控制加热器出 水温度变化率在规定的范围内，以防热冲击而 损坏设备。 (6)运行中每停止一台高压加热器，应根据机组 参数的控制情况，适当降低机组负荷。 l (1)疏水水位。 l (2)传热端差。 l (3)汽侧压力与出口水温：回热效果。 l(4)加热器负荷 ：流量 l防止疏水从抽汽管倒流入汽轮机造成严 重的水击事故 。 l疏水水位上升的原因： 1）疏水调节装置失灵 2）水管泄漏 l疏水水位上升的处理： 1）事故疏水门开 2）停运、水侧走旁路 l

10、换热效果：热阻的变化 l经济性。 1)传热面结垢。 2)汽侧集聚了空气。 3)疏水水位过高。 4)旁路阀漏水、进水联成阀未全开、水室 分隔板焊缝开裂或螺栓连接的分隔板垫 圈不严密等都可能使水走旁路，使加热 器出水温度降低。 课题二：除氧器 l一、给水除氧的任务和方法 l二、热力除氧原理 l三、除氧器的类型和结构 l四、除氧器运行 l1给水中溶解气体的危害 ： l(1)腐蚀热力设备及管道，降低其工作可 靠性与使用寿命。 l(2)阻碍传热，降低热力设备的热经济性。 不凝结气体 、氧化物沉积形成的盐垢 。 给水除氧的方法有化学除氧和物理 除氧两种。 l化学除氧法：加化学药剂，使之与水中 溶解的氧发生

11、化学反应，生成对金属不 产生腐蚀的物质而达到除氧的目的。 l 物理除氧法用得最广泛的是热力除氧。 l在一定温度下，当溶于水中的气体与自水中离 析的气体处于动平衡状态时，单位体积水中溶 解的气体量和水面上该气体的分压力成正比； l当水被加热到除氧器压力下的饱和温度时，水 大量蒸发，水蒸气的分压力就会接近水面上的 全压力，随着气体的不断排出，水面上各种气 体的分压力将趋近于零，于是溶解于水中的气 体就会从水中逸出而被除去。 l(1)一定要把水 加热到除氧器 压力下的饱和 温度，以保证 水面上水蒸气 的压力接近于 水面上的全压 力。 l(2)必须将水中逸出的气体及时排出，使 水面上各种气体的分压力减

12、至零或最小。 l(3)被除氧的水与加热蒸汽应有足够的接 触面积，且两者逆向流动，这样不仅强 化传热，而且保证有较大的不平衡压差， 使气体易于从水中离析出来。 l初期除氧阶段。不平衡压差较大，气体以小汽 泡的形式克服水的粘滞力和表面张力逸出。此 阶段可以除去水中约80 90的气体。 l深度除氧阶段。水中还残留着少量的气体，相 应的不平衡压差很小，气体已没有足够的动力 克服水的粘滞力和表面张力逸出，只有靠单个 分子的扩散作用慢慢离析出来。这时可以用加 大汽水的接触面积，使水形成水膜，减小其表 面张力，从而使气体容易扩散出来。也可用制 造蒸汽在水中的鼓泡作用，使气体分子附着在 汽泡上从水中逸出。 l

13、(一)不同工作压力的除氧器 l1大气式除氧器 l 2真空除氧器 l 3高压除氧器 l (1)节省投资。可作为一台混合式加热器，从 而减少高压加热器的数量。 l (2)提高锅炉的安全可靠性。当高压加热器因 故停运时，可供给锅炉温度较高的给水，对锅 炉的正常运行影响较小。 l (3)除氧效果好。气体在水中的溶解度系数随 着温度的升高而减小。 l (4)可防止除氧器内“自生沸腾”现象的发生。 除氧器的结构形式有：淋水盘式、 喷雾式、喷雾填料式和喷雾淋水盘式。 l1高压喷雾填料式除氧器 l 2喷雾淋水盘式除氧器 1高压喷雾填料式除氧器 l主凝结水先进人中心管4，再由中心管流 人环形配水管3，在环形配水

14、管上装有若 干个喷嘴2，水经喷嘴喷成雾状，加热蒸 汽由除氧塔顶的进汽管1进入喷雾层，蒸 汽对水进行第一次加热。由于汽水间传 热面积大，除氧水很快被加热到除氧器 压力下的饱和温度，这时约有 8090 的溶解气体以小汽泡的形式从水中逸 出，进行初期除氧。 l经过初期除氧的水在填料层上形成水膜， 使水的表面张力减小，水中残留的气体 比较容易地扩散到水的表面，被除氧塔 下部向上流动的二次加热蒸汽带走，分 离出来的气体与少量蒸汽由塔顶排气管 12排出。 2喷雾淋水盘式除氧器 l初期除氧：主凝结水由除氧器上部的进 水管进入进水室，经恒速喷嘴雾化，进 入喷雾除氧段。加热蒸汽从除氧器两端 的进汽管进入，与圆锥

15、形水膜充分接触， 迅速把凝结水加热到除氧器压力下的饱 和温度。 l深度除氧：穿过喷雾除氧段的凝结水喷洒在布 水槽钢中，凝结水从上层的小槽钢两侧分别流 入下层的小槽钢中，经过十几层上下彼此交错 布置的小槽钢后，被分成无数细流，使其具有 足够的时间与加热蒸汽充分接触，凝结水不断 沸腾，这时，残余在水中的气体在淋水盘箱中 进一步离析出来，进行深度除氧。 l离析出的气体，通过进水室上的六只排气管排 人大气。除氧后的水从除氧器的下水管流人除 氧水箱。 l(一)除氧器的运行方式 l(二)除氧器的运行特性 l(三)除氧器的运行维护 (一)除氧器的运行方式 l1定压运行 l 定压运行是指除氧器在运行过程中其

16、工作压力始终保持定值。抽汽管道上设 置压力自动调节器，造成蒸汽的节流损 失。当机组在低负荷运行，切换较高压 力的上一级抽汽，损失将更大。系统复 杂。 l2滑压运行 l运行压力不是恒定的，而是随着机组负 荷与抽汽压力的变化而变化。 l启动初期、机组甩负荷和低负荷工况下 使用辅助蒸汽加热时，维持低压定压运 行状态，此时压力的调节是通过辅助蒸 汽管道上的压力调节装置实现的。 l当机组负荷增大时，除氧水温度的升高 跟不上压力的增加，除氧水不能及时达 到饱和状态，致使除氧效果恶化。解决： 使用再沸腾管。 l当机组负荷减小时，除氧水温度的下降 滞后于压力的减小，使除氧水的温度高 于除氧器压力对应下的饱和温

17、度，这虽 然使除氧效果变好。 (二)除氧器的运行特性 l除氧器抽汽量、抽汽温度、抽汽压力、 进入除氧器的主凝结水温度和除氧器给 水出口温度等与机组负荷之间的变化关 系。 (三)除氧器的运行维护 l1正常运行维护和监视 l(1)溶氧量。 l (2)压力和温度。饱和温度，防止加热不 足 。 l (3)给水箱水位。 课题三：凝汽设备 l一、凝汽设备的任务 l二、凝汽设备的组成 l三、凝汽器的工作过程 l四、凝汽器的类型及结构 l五、凝汽器的运行 l在汽轮机排汽口建立并维持高度真空； l将汽轮机排汽凝结成洁净的凝结水作 为锅炉给水。 l凝汽器 l循环水泵 l凝结水泵 l抽气设备 l连接管道和附件 三、

18、凝汽器的工作过程 l水侧： l汽侧：蒸汽、空气 四、凝汽器的类型及结构 l(一)凝汽器的类型 l 1按汽侧压力分 l单压式凝汽器:冷却水并行 l多压式凝汽器 :冷却水串行 l 2按汽流的形式分 l汽流向下 l汽流向上 l汽流向心 l汽流向侧式 l 3按其他方式分 l 按冷却水在冷却水管中的流程，还可 分为单流程、双流程和多流程凝汽器。 l 接颈 l壳体 l管束 l管板。 l扩散角：扩压 l各种蒸汽和水的汇集点: 汽轮机旁路的第三级减温减压器 次末级和末级低压加热器。 水幕:在减温减压器的上方，接颈内侧四周布置喷水管， 在旁路蒸汽经过减温减压进入凝汽器的同时，喷水形 成水幕，以保护低压缸。 小汽

19、轮机的排汽接口：接颈下部，与低压加热器同高 的位置设有驱动给水泵的。 l 1015mm厚的钢板焊接而成的方形壳 体。 l热井设在壳体内，置于管束的下面，管 束与热井之间留有充分的空间。这不仅 保证了凝结水位变化的要求，而且使汽 流与凝结水接触，有利于减小过冷度， 提高除氧效果。 管束在管板上布置原则： l增大传热效果 l减小蒸汽流动阻力 l降低凝结水的过冷度 l减小抽气设备负荷 l开始几排管子采用辐向排列，以增大 蒸汽刚进入凝汽器的通流面积。 l设有一定的通道使蒸汽能自由地流向 热井，以便用蒸汽加热凝结水，减小凝 结水的过冷度。 l在整个管束中，用挡汽板划出空气冷 却区，以便空气得到更有效的冷却， l带状 l辐向块状 l“教堂窗”等方式 五、凝汽器的运行 l1)投运前的检查和试验 l2）凝汽器的投运操作 l3）凝汽器的停运 l4)凝汽器的正常运行监视 l(1)凝汽器灌水试验。 l(2)电动阀的开关试验。与凝汽设备有关的循 环水系统、补充水系统及胶球清洗系统等处的 电动阀门和气动阀门均应做开关、调整试验， 以确保其动作灵活可靠及关闭严密。 l(3)检查封闭人孔门，灌水