水泥余热发电培训教材第10版-2(51-68)[1]

1、 若因给水自动调整失灵而影响水位升高时，应手动关小给水阀，减小给水量； 如果水位继续升高，应开启事故放水阀或排污阀； 若水位超过最高报警时应立即停炉，关闭主汽门； 停止向锅炉上水，开启省煤器与汽包联箱排污阀； 由于锅炉负荷骤增而造成水位升高时应暂缓增加负荷； 因给水压力异常而引起汽包水位升高时，应立即启动备用泵，停止原始泵进行处理；4、锅炉缺水时的现象 汽包水位低于正常水位，报警值低报； 给水流量不正常； 严重缺水时造成过热蒸汽温度升高；5、锅炉缺水的原因 锅炉给水自动装置失灵； 水位变送器、蒸汽量或给水量表指示不正确，使运行人员误判断而操作错误； 锅炉负荷骤减； 给水压力突然下降； 锅炉管道

2、阀门泄漏或排污量过大； 运行人员疏忽大意，对水位监视不够，调整不及时或操作不当；6、锅炉缺水时的处理 中控与现场核对水位，必要时应立即冲洗水位计； 若因给水自动调整失灵，应手动开大给水阀，增大给水量； 若汽包严重缺水，水位处于低低报以下时，应立即甩炉，关闭主汽门，缓慢向锅炉 内加水； 若因给水压力下降引起，应立即启动备用泵，提高给水压力。省煤器管道、阀门汽塞1. 汽塞时的现象 省煤器出口水温超过报警值 235C； 锅炉给水泵出口压力升高； 开大322V、321V、421V阀门，省煤器入口给水流量增加不大； 两锅炉汽包水位逐渐下降，蒸发量逐渐减少，负荷下降。2. 发生汽塞的原因 省煤器出口水温升

3、高调节不及时； 闪蒸器水位失真，造成缺水； 省煤器热负荷过大。3. 发生汽塞时的处理方法 开大 322V、321V、421V 阀门，增加省煤器给水流量； 调节AQC炉391/390挡板，减少入炉风量，必要时甩炉； 现场打开省煤器出口排气阀，此时应充分注意安全； 若因闪蒸器水位失真造成缺水引起，应立即向闪蒸器加水，并调整核对水位，若系统紊乱无法控制，应立即解列停机。4. 防止汽塞的措施 运行中及时调节省煤器出口水温，保证其在正常允许范围内； 经常与现场核对闪蒸器水位，确保水位正常； 在低负荷时或甩AQC炉前，使两混汽系统提前退出运行，以稳定闪蒸器压力，从而稳定水位。（闪蒸器内压力决定于汽轮机内部

4、压力） 。第四章 余热锅炉系统及闪蒸器概述第一节 水泥余热发电用余热锅炉当代燃烧固体燃料的热力发电厂，它是以燃烧固体燃料产生热能，使燃料的化学能 变为锅炉蒸汽的动能，去推动发电机发电的。余热锅炉是余热发电回收水泥熟料煅烧后 排放废气中热能的设备，它实际上是一种换热器，但它又具备热力发电厂锅炉的一般特 征，如过热器、蒸发器、省煤器，锅炉汽包、安全阀等热力电厂的专用设备。它是通过 回收排放废气中热能，将水加热成一定压力和温度的蒸汽，通过管道将蒸汽引入汽轮机 中做功，使汽轮机转子转动，并带动发电机发电。余热锅炉的最大特点是，它的能力大小即蒸发量，是由废气的量及废气中所含热能 的多少所决定的，因此，在

5、设计余热锅炉之前，必须首先对余热进行确定。下表是宁国 水泥厂 1 线余热锅炉的设计参数，从这个表上，我们可以清楚地看到废气温度及流量与 蒸汽的关系，也就是废气的温度及流量，决定了发电机能发出电能的多少。锅炉设计参数项目单位锅炉PHPAQC废气入口温度C350360废气出口温度C25091废气流量Nm3/h258550165300废气管道直径：入口33003700出口mm32002300旁路34002240/八，曰 烝发量t/h蒸汽压力kg/cm22626蒸汽温度C330350给水温度C22357用来回收预热器排出旁的废气热能的余热锅炉，我们称之为PH锅炉；回收篦冷机排放废气中热能的余热锅炉，我

6、们称之为 AQC锅炉。下面分别说明其基本构造和特点。一、余热锅炉设备的组成及作用余热锅炉内有蒸发器、过热器，联箱、汽包等；AQC锅炉的下部还有省煤器。蒸发器、联箱、汽包组成余热锅炉的蒸发设备。蒸发器从废气中吸收热量，将水蒸发成汽水 混和物，通过联箱引入汽包；汽包内的饱和蒸汽再引入过热器，经过热器过热成一定温 度的蒸汽，由蒸汽总管送入汽轮机做功。、余热锅炉设备的组成1、PH锅炉宁国水泥厂的PH锅炉蒸发量为h蒸汽温度为335C,压力为25kg/cm2。该炉结构型式为卧式强制循环汽包炉，2台强制循环泵（1台备用）。PH锅炉采用卧式布置 的优点一是可以减少受热面积灰，二是可以减少振打装置的数量，系统漏

7、风量少。为减少受热面的积灰，保证受热面的换热效果，在受热面传热管下端焊接有振打杆，通 过振打装置（410A、B）锤头连续地振打，使粘附在传热管表面的生料粉尘在振打力的 作用下落入下部灰斗，灰斗中的粉尘通过锅炉底部的粉尘输送装置 （包括：411拉链机、 412回转阀、413、414、415拉链机）送入窑喂料斗提 0417。PH锅炉结构特点 PH锅炉采用框架结构。其基本构造如下：锅炉壳体、楼梯和 巡检平台。受热面垂直悬挂在炉内，从锅炉的废气入口到出口，依次为过热器、蒸发器。 锅炉蒸发器及过热器，分别由联箱联接，在锅炉的顶部还设置有汽包和安全阀。PH锅炉结构型式为卧式强制循环汽包炉。该炉采用强制循环

8、，在炉体外部设置两 台循环水泵（1台备用）。由于循环泵是强制循环的设备，温度很高，故需要部分冷却水来冷却泵体PH 锅炉采用卧式布置的，废气的流向是水平通过炉内的受热面。其优点一是可以 减少受热面积灰，二是可以减少振打装置的数量，系统漏风量少。、 PH 锅炉受热面 锅炉受热面包括：一组过热器和四组蒸发器，全部为蛇形悬 吊光管。受热面中过热器和第二、第四组蒸发器为逆流式，第一、第三组蒸发器为顺流 式，其中第一、二组蒸发器共用一个出口联箱，第三、四组蒸发器共用一个出口联箱。在受热面中，蒸发器换热面积 5702mF,传热管共104X4根，规格 X；过热器换热面 积1314m2，传热管共80根，规格 X

9、。由于预热器排放废气中的粉尘浓度较大，且粉尘的粘附性较强，为增强换热效果， 受热面采用蛇形光管， 管与管之间采用错列布置。 其上端悬挂在构架上， 下端为自由端， 振动连杆与其焊接，并引至炉体外壁。、 PH 锅炉振打装置 为减少受热面的积灰，保证受热面的换热效果，通过振打 装置（410A、B）锤头连续地振打受热面传热管下端焊接的振打杆，使粘附在传热管表 面的生料粉尘在振打力的作用下落入下部灰斗， 灰斗中的粉尘通过锅炉底部的粉尘输送 装置（包括： 411 拉链机、 412 回转阀、 413、 414、 415 拉链机）送入窑喂料斗提 0417。、PH锅炉的废气管道上挡板锅炉入口废气管道上设有入口挡

10、板 490，废气管道上设有旁路挡板 491，出口废气 管道上未设挡板。为满足水泥熟料系统中原料磨烘干的需要，该炉出口废气温度设计在 250r，故而没有省煤器，当雨季原料中水分较大时，还可以通过调节491挡板的开度来提高入磨风温，以保证原料磨的产能。2、AQC 锅炉宁国水泥厂一线余热发电的 AQC锅炉蒸发量为h,蒸汽温度为350E，压力为225kg/cm 。该炉结构型式为立式自然循环汽包炉，受热面自上而下依次为一组过热器、一组蒸 发器和两组省煤器，均为逆流式布置。其中，过热器出、入口各一个联箱，换热面积 2539m2, 传热管共80根；蒸发器出、入口各六个联箱，换热面积 6524m2,传热管上下

11、九层，共 298根；省煤器出、入口各一个联箱，换热面积 20252m2,传热管共80根。因受热面传 热管全部采用鳍片管，故虽然受热面换热面积较大，但炉体结构尺寸却较PH炉要小。锅炉的取风口取自篦冷机四室，以保证有较高的入炉温度，同时又能满足工艺生产 线的需求。在锅炉沉降室前的入口废气管道上设有入口挡板390，废气管道上设有旁路挡板 391，出口废气管道上未设挡板。 另外在原篦冷机直接入 0537电收尘的余风出口设 有挡板 392。鉴于该炉入炉风温时常超温的实际运行情况， 2000 年在沉降室上增设一冷 风挡板，较好地起到了调节入炉风温的作用。省煤器安装在AQC锅炉的下部，它是利用经过过热器，蒸

12、发器后还有250C温度的 废气，将锅炉给水泵送来的78.5C的水加热到223E，送入AQC PH锅炉的汽包，并将 一部分水供闪蒸器闪蒸，产生具有一定温度和压力的饱和蒸汽，送入汽轮机的混汽门。3、 沉降室（预除尘器）AQC炉利用的废气中所含粉尘为熟料颗粒，不具有粘附性，而熟料颗粒硬度较大。为减少入炉粉尘含量，降低熟料颗粒对锅炉受热面传热管的 磨损，在AQC锅炉入口前段风管设有沉降室，沉降后的熟料颗粒经311回转阀、312拉链机送入 0701 裙板机。4、废气挡板 锅炉的取风口取自篦冷机四室，以保证有较高的入炉温度，同时又能满足工艺生产线的需求。在锅炉沉降室前的入口废气管道上设有入口挡板390，废

13、气管道上设有旁路挡板 391，出口废气管道上未设挡板。 另外在原篦冷机直接入 0537电收 尘的余风出口设有挡板 392。鉴于该炉入炉风温时常超温的实际运行情况， 2000年在沉 降室上增设一冷风挡板，较好地起到了调节入炉风温的作用。第二节 闪蒸器系统所谓闪蒸（ flash） ,是指高温高压水经节流突然进入一个压力较低的空间，由于该 压力低于该热水温度相对应的饱合压力，部分热水迅速汽化，因为汽化反应几乎是在瞬 间完成，形象地称之为“闪蒸” 。闪蒸器就是这样一个完成闪蒸功能的设备， 应用热水闪蒸技术，我厂设置一台高压（血.1）和一台低压闪蒸器（血.2），闪蒸出的饱和蒸汽混入汽轮机做功。从P&I线

14、图中可以看出，AQC炉省煤器段出水分为三路，一路直接进 AQC炉汽包，一路作为PH 炉的汽包给水，另外一路进入血.1闪蒸器作为闪蒸饱和蒸汽的水源，血.1闪蒸器的出水 作为血.2闪蒸器闪蒸饱和蒸汽的水源，而血.2闪蒸器的出水又重新经锅炉给水泵回至 AQC炉省煤器形成一个水路的循环。另外，No2闪蒸器与锅炉给水泵之间有一根较细的内循环给水管道，其作用是带走锅炉给水泵因主出水阀关闭而产生的热量；防止给水泵在出水主阀门关闭时，泵的转子 搅动产生大量热能而使泵内产生汽化现象，以确保锅炉给水泵的安全。AQC 炉省煤器段的工质流量比锅炉后段增大数倍，冷热流体热容量相当，这样便 可防止出现局部温差过大，从而影

15、响传热效果，保证了废气余热的充分利用，出炉烟气温度可降至90 C左右。以下是宁国水泥厂1 线闪蒸器的基本参数。基本设计参数为：M .1闪蒸器M .2闪蒸器设计压力 MPa设计温度C170144器内压力 MPa器内温度C入口流量 kg/h3651030630M .1闪蒸器M .2闪蒸器闪蒸量 kg/h58802100出口流量 kg/h3063028530内容积 m315海螺集团公司所要建造的 11 套余热发电设备，都采用一级闪蒸，产生的饱和蒸汽 送入混汽门做功，其给水要看具体的 PI 线图。闪蒸器设置的位置都比较高， 这是由于锅炉给水泵入口水已接近饱和， 为防止汽化， 必须将闪蒸器放置在较高的地

16、方，以保证给水泵入口水相当的绝对压力，一般闪蒸器都 置于楼顶上。第三节 化学水处理及加药系统一、纯水制备：无论是火力发电厂的锅炉还是余热电站的锅炉，其内部介质 -水都是循环使用的。 虽然水经过沉淀和过滤，但水中仍然存在化学离子（阳离子和阴离子） ，这些化学离子 受热后，在锅炉的受热面管道内壁、汽轮机通流部分会形成沉积，影响锅炉的安全性和 传热效率。为了清除水中的化学离子，需对水进行化学处理。目前对水处理的方法有反 渗透法、阴阳离子交换器法。1、天然水中的杂质 （见锅炉水的水质指标）天然水中杂质主要分为：悬浮物和胶体。其中悬浮物主要包括砂石、粘土等无机 物以及动植物代谢和腐败产物的有机物。胶体主

17、要是铁、铝和硅的化合物等无机胶体以 及由动植物腐烂和分解生成，主要是腐殖质的有机胶体。溶解物质。溶解物质包括呈离子状态的杂质以及溶解气体等。含有悬浮物、胶体和有机物的水直接进入交换器进行离子交换，会污染离子交换 剂，降低离子交换剂的工作交换容量，严重时导致水质变坏；含铁、铝等胶体的水进入 锅炉会引起结垢，有机物和胶硅进入锅炉导致炉水起沫、含硅量上升，蒸汽质量恶化。水中呈离子状态的杂质如不经处理，会沉积在热力系统设备管道内壁，影响设备 的换热效率，降低设备使用寿命。从安全上来说会导致爆管、鼓包等事故。水中溶解气 体如氧、二氧化碳会直接导致热力系统氧化腐蚀，缩短热力设备的使用寿命，腐蚀产物 污染锅

18、炉给水，还会引起锅炉结垢和腐蚀，危及热力设备的安全运行。2、天然水处理工艺流程对天然水采用如下方法进行处理：天然水中的悬浮物和大部分的胶体、有机物几 乎在自来水厂利用沉淀、过滤等方法被清除掉，发电系统的水预处理主要采用多级砂过 滤器过滤水中的残存悬浮物，之后经过筒式过滤器（精密过滤器）过滤掉胶体、有机物 经过预处理后的水，采用离子交换处理法去除水中溶解的离子。经深度处理后的水 （去除离子的水）中的溶解气体主要在锅炉给水这一环节进行处理，主要采用向水中加 联氨（N2H4）去除水中的氧。其工艺流程为：原水原水箱一-原水泵一多级砂过滤器一过滤水箱被送至纯水箱我们知道，水虽然经过滤后，其中的悬浮物的含

19、量大大减少，但是，水中存在Ca2+、Mg2+和其他一些阳离子，及经阳离子交换器中交换剂软化后所产生的酸根离子，它们只 有通过化学处理的方法才能清除。阳离子交换器中装有阳离子交换剂，通常是 Na+离子交换剂和H+离子交换剂，这种 物质能交换水中的阳离子；当水进行软化时，其中的 Cef+、Mg2+和其他一些阳离子，被 阳离子交换剂所吸收，而离子交换剂所含的 Na+或H+离子转入溶液中，所以CSF+、Mg2+ 和其他一些阳离子得以清除。当交换剂使用一段时间以后，其中的许多 Na+离子被Cef+、Mg2+和其他一些阳离子 所代替，因此失去了软化能力，必须进行再生（还原） ，这就要加入一定量的酸进行反

20、洗，使离子交换器内的离子交换剂（树脂）再生，恢复离子交换剂软化水的能力。如果水中仅有碳酸盐硬度，经阳离子交换器中交换剂Na+软化后，实际上已将水除盐了。如果水中含有非碳酸盐，则经阳离子交换器中交换剂Na+处理后含有酸根离子（SO2-和C-）o这时将水再通过阴离子（0H-离子）交换器，阴离子交换器中 0H离子交 换剂能从水中去处酸根离子的能力。同样，阴离子交换剂使用一段时间以后，也必须进 行再生（还原），这就要加入一定量的碱性溶液（NaOH Na?C03 NaHCQ）通过阴离 子交换器进行反洗，使阴离子交换器内的离子交换剂（树脂）再生，恢复离子交换剂软 化水的能力。纯水的导电率控制在10卩s/c

21、m （25C）以下，若阴阳离子交换剂经过再生后，电导 率仍大于10卩s/cm （25 C）以上时，应考虑更换阴阳离子交换剂（树脂）。反洗后的水溶液流至中和槽，经 pH 值检测后，确定加酸或加硷，使中和槽内的溶 液pH值控制在79范围内，然后经排泄槽排出。具体余热发电纯水装置图纸。3、炉水的除气 天然水中经常含有大量的溶解氧气、氮气及空气中其他成分。汽轮机的凝结水中也 可能溶有这些气体；此外，化学水处理过程的结果也能使补充水中含有自由二氧化碳。水中溶解了氧气，就会使和水接触的金属腐蚀。腐蚀的过程在高温下、水的硷性反 应弱及水中溶有C02的条件下会大大加强。在热交换器设备中若有气体聚集，就会防碍传

22、热过程进行，降低设备的传热效率。 因此，水中溶有任何气体都是不利的，尤其是氧，造成金属腐蚀，降低设备的可靠性和 缩短设备的使用寿命，所以必须除去水中的氧。炉水中溶解的氧、二氧化碳等气体对锅炉金属壁面会产生化学和电化学腐蚀，因此必须采取除气（特别是除氧）措施。除氧方式有两种：1）凝汽器的真空除氧。凝汽器运行时，凝结水的温度为凝汽器工作压力下的沸点。 补给水通往热井的上部及在凝汽器汽侧顶部装设的喷淋管， 分散成细流或水滴喷淋于热 水井凝结水中，使水中氧可逸出，溢出的氧在凝汽器空冷区被真空泵直接抽走。2）化学方法处理。除氧：采用联氨，因N2H4在碱性水溶液中是一种很强的还原剂。它与水中的O2反应生成

23、N2和水。给水的pH值调节：给水的pH值控制主要依靠 向锅炉给水中添加吗啉来提高水的 pH值。汽轮机厂房双桶加药装置：500A pH值调整加药装置，加的药品为吗啉（GH9N0）, 其作用是调整炉水的pH值；500B除氧加药装置加的药品为联氨（N2H4）,作用是除去 锅炉及管道中的氧，以免锅炉给水中的氧，对锅炉及管道造成腐蚀。二、加药装置 炉水的校正处理 除需对补充水进行软化处理外，还需进行预防性的锅炉内部水处理，即所谓炉水的 校正处理。处理的方法是向锅炉中加入某种药剂，使结垢物质转变为不粘结流动性沉渣 （难溶化合物），并可随排污排掉。为了对炉水进行校正处理，余热发电站，在汽轮机厂房、AQC锅炉

24、及PH锅炉设置了加药装置，具体是：AQC锅炉加药装置（330）及PH锅炉加药装置（430）:这两台加药装置加的药品都 是12个结晶水的磷酸三钠（Na3P04 12H2O）,作用是清除水中的钙、镁离子，防止锅 炉汽包及管道内部结垢。加药装置各加什么药品，药品浓度及加药周期，都要严格按照所制定的规程进行。第四节 冷却塔冷却塔是将汽轮机凝汽器、 汽封凝汽器、 油冷却器等中的水进行冷却的装置。 它的 主要构造有： 冷却塔壳体、 冷却专用的填料、 喷头、冷却风机及其驱动装置、 冷却风筒、 加药装置、冷却水泵、冷却水管等。冷却塔的主要工艺流程如下： 需要冷却的水， 经冷却塔内上部的喷头喷出， 在塔内 形成

25、均匀分布的水滴， 落在塔内的填料上， 最终落入储水池。 由于填料的散热面积较大， 加之塔顶的风机抽风，水滴与风相对运动过程中得到冷却，并流至储水池。冷却水泵再 将水送至需要的设备。由于损耗，冷却塔每天需要进行一定量的补充水。冷却塔的冷却效果是非常重要的，它直接影响凝汽器的真空度，也就是说能不能很 快将汽轮机排出的饱和蒸汽变成水在冷却塔下还设置一套双桶加药装置 560A、560B。560A加药装置加的药品是羟基 乙叉瞵酸，作用是防止冷却水管内部结垢。560B加药装置加的药品是次氯酸钠（NaCo）, 作用是控制冷却水粘度，防止粘垢产生以及防止水管内部及冷却塔水槽内微生物的繁 殖。第五章 汽轮机系统

26、第一节 汽轮机的基础知识、流体力学基础知识1、流体的物理性质、流动性流体的流动性是流体的基本特征，它是在流体自身重力或外力作用下产生的。这也 是流体容易通过管道输送的原因、可压缩性流体的体积大小会随它所受压力的变化而变化，作用在流体上的压力增加，流体的 体积将缩小，这称为流体的可压缩性。、膨胀性 流体的体积还会随温度的变化而变化，温度升高，则体积膨胀，这称为流体的膨胀 性。、粘滞性 粘滞性标志着流体流动时内摩擦阻力的大小，它用粘度来表示。粘度越大，阻力越 大，流动性越差。气体的粘度随温度的升高而升高，液体的粘度随温度的升高而降低。、液体静力学知识1、液体静压力及其基本特性 液体静压力是指作用在

27、液体内部距液面某一深度的点的压力。 液体静压力有两个基本特性：、液体静压力的方向和其作用面相垂直，并指向作用面。 液体内任一点的各个方向的静压力均相等。2. 、液体静力学基本方程P = P a+p gh式中Pa-大气压力p -液体密度上式说明：液体静压力的大小是随深度按线性变化的3、绝对压力、表压力和真空、绝对压力：是以绝对真空为零算起的。用Pj表示。、表压力（或称相对压力）：以大气压力Pa为零算起的。用Pb表示。、真空：绝对压力小于大气压力，即表压 Pb为负值。 绝对压力、表压力、真空之间的关系为：Pj=Pa+Pb、液体动力学知识1. 、基本概念、液体的运动要素：液体流动时，液体中每一点的压

28、力和流速，反映了流体各点的运动情况。因此，压 力和流速是流体运动的基本要素。、流量和平均流速：假定流体在流过断面时，其各点都具有相同的流速，在这个流速下所流过的流量 与同一断面各点以实际流速流动时所流过的流量相当， 这个流速称为平均流速， 记作 V 单位时间内，通过与管内液流方向相垂直的断面的液体数量，称为流量。流量可 分为体积流量 Qv 和质量流量 Qm。Qv=V AQm= p V A、稳定流和非稳定流： 稳定流是指流体流速和压力不随时间的变化而变化的流动，反之则为非稳定流。2、定流的连续性方程式由液体的不可压缩性可知：Qv=V1 A1=V2 A2即V1/V2=A2/A13、流动阻力损失流动

29、阻力损失的类型：沿程损失和局部损失1）、沿程阻力损失： 沿程损失是指液体在直管段中流动时， 液体质点与管壁以及质点与质点间相互磨擦 而产生的能量损失，用 hf 表示。影响沿程损失的因素： 流体的运动状态：层流、紊流。A、层流：流体流动时，液体质点只沿管子作轴向运动。B、紊流：流体流动时，流体质点不仅沿管子作轴向运动，同时还作横向运动。 管子的粗糙度。 流体的粘度。2）、局部阻力损失 局部阻力损失是指流体流经管路附件时，出现突然扩大 或收缩时，形成涡流，产生强烈的撞击和掺混，造成的能量损失，用hj 表示。影响局部损失的因素：形成局部损失的附件形状。 所以，流体在流经某一管路时，其总阻力损失为沿程

30、损失与局部损失之和。即 h=hf+hj、工程热力学基础知识介绍1、基本概念工质：工作介质的简称。工质的状态参数有六个：1）压力：物体单位面积上所受到的垂直作用力称为压力，用符号p 表示。2）温度：表示物体冷热程度的物理量，它与物体内部大量分子的不规则运动有关。 温度越高，分子运动就越剧烈，用符号 T 或 t 表示。3）比容：指单位工质所具有的容积。用丫表示。丫 =V/m （单位：m 3 /kg）气体比容的倒数为气体的密度。4）内能：指气体的内位能与内动能之和，用 u 表示。5）焓：是一个表示能量的状态参数，用 h 表示。它由内能和推动功组成，即h=u+pv6）熵：是一个导出的状态参数，它表示能

31、量的传递方向。用 s 表示。2、热力学两大定律热力学第一定律 ：热可以变为功，功也可以变为热。一定量的热消失时，必产生与 之数量相当的功；消耗一定量的功时，也必出现相应数量的热。热力学第二定律 ：热量不可能自发的，无条件的从低温物体传到高温物体。3、热力过程热力过程指工质由一种状态变化为另一种状态所经过的途径。常见的热力过程有： 定容过程、定压过程、定温过程、绝热过程理想气体状态方程：PV=nRT1）定容过程：V=定值,P1P2=T1T2定容过程中，工质不输出膨胀功，加给工质的热量未转化为机械能，全部用于增加 工质的热力学能，因而工质温度升高。2）定压过程：P= 定值，V1/V2=T1T2定压

32、过程中，工质流过换热器等设备时，不对外做技术功，这时工质吸收热量转化 的机械能全部用来维持工质的流动。3）定温过程：T=定值，P1V仁P2V2定温过程中，由于热力学能不变，所以在定温膨胀时吸收的热量，全部转化未膨 胀功。4）绝热过程： Q=0绝热过程中，工质所作的技术功等于焓降，与外界无能量交换，过程功只来自工 质本身的能量转换。4、热力循环一个热力系统经过一系列的热力变化，最后又回到原来完全相同的状态称为热力 循环。余热电站的热力循环即为简单的朗肯循环。余热发电的状态称为热力循环。余热电站的热力循环即为简单的朗肯循环。0-1:水在锅炉内预热，汽化并过热，变为过热蒸汽，是一个定压吸热过程。1-

33、 2:过热蒸汽进入汽轮机膨胀做功，放热，是一个绝热膨胀过程。2- 3:乏汽进入凝汽器，凝结成水，是一个定压冷凝过程。3- 4:凝结水经给水泵提压后进入锅炉，是一个绝热压缩过程。朗肯循环是由两个定压过程和两个绝热过程组成的最简单的蒸汽动力循环。其循 环热效率等于汽轮机中转变为功的有用热与锅炉吸收的总热量之比。5、几个实际问题工程中常要处理流体或蒸汽在管路设备，如喷管、扩压管、节流阀内的流动情况， 下面就对喷管和节流做一个简单介绍。1、喷管 喷管就是通过流道截面积的变化，使流体的速度和压力产生相应变化的设备。一般 喷管可分为渐缩喷管，渐扩喷管和缩放喷管等。电站中用到的射水、射汽抽汽器用的就 是缩放

34、喷管的形式。 减缩喷管：横截面积逐渐变小，流体速度增大，压力降低。 渐扩喷管：横截面积逐渐变大，流体速度减小，压力增加。 缩放喷管（拉法尔喷管） ：横截面积先缩小后变大，流体流速先变大后变小，压力 先减小后增大。 喷管最小截面处称为喉部。 喉部的流速称为临界流速， 即为声音的速度。2、节流流体经过突然收缩的截面，如阀门、孔板、节流圈等部件而产生压力下降的现象称为 节流。电站中用到的流量变送器就是利用节流孔板产生的压力差来进行流量测量的。第二节 汽轮机的分类及结构一、轮机的分类 汽轮机是用具有一定温度和压力的蒸汽来做功的回转式原动机。 由于其具有热效率高、运转平稳、输出功率大、事故率低等优点，广

35、泛应用于拖动发电机、大型风机水泵 及船舶的动力设备。 依其做功原理的不同， 可分为冲动式汽轮机和 反动式汽轮机两种类 型。两种类型各具特点，各有其发展的空间。冲动式汽轮机：蒸汽的热能转变为动能的过程，仅在喷嘴中发生，而工作叶片只是 把蒸汽的动能转变成机械能的汽轮机。即蒸汽仅在喷嘴中产生压力降，而在叶片中不产 生压力降。反动式汽轮机：蒸汽的热能转变为动能的过程，不仅在喷嘴中发生，而且在叶片中 也同样发生的汽轮机。即蒸汽不仅在喷嘴中进行膨胀，产生压力降，而且在叶片中也进 行膨胀，产生压力降。冲动式与反动式在构造上的主要区别在于： 冲动式：动叶片出、入口侧的横截面相对比较匀称，汽流通道从入口到出口其

36、面积 基本不变。反动式：动叶片出、入口侧的横截面不对称，叶型入口较肥大，而出口侧较薄，汽 流通道从入口到出口呈渐缩状。最简单的汽轮机单级汽轮机结构由轴、转轮、叶片和喷嘴组成，工作原理为：具有 一定压力和温度的蒸汽通入喷嘴膨胀加速，此时蒸汽压力、温度降低，速度增加，蒸汽 热能转变为动能，然后，具有较高速度的蒸汽由喷嘴流出，进入动叶片流道，在弯曲的 动叶片流道内，改变汽流方向，给动叶片以冲动力，产生了使叶轮旋转的力矩，带动主 轴旋转，输出机械功，完成动能到机械能的转换。热能一动能一机械能，这样一个能量转换的过程，便构成了汽轮机做功的基本单部 分元，通常称这个做功单元为汽轮机的 级 。由于单级汽轮机

37、的功率较小，且损失大，故 使汽轮机发出更大功率，需要将许多级串联起来，制成多级汽轮机。多级汽轮机的第一 级又称为 调节级，该级在机组负荷变化时，是通过改变部分进汽量来调节汽轮机负荷， 而其它级任何工况下都为全周进汽，称为 非调节级 。汽轮机分类按热力过程可分为：1、凝汽式汽轮机 ：进入汽轮机做功的蒸汽，除少量漏汽外，全部或大部分排入凝 汽器，形成凝结水。2、背压式汽轮机 ：蒸汽在汽轮机内做功后，以高于大气压力被排入排汽室，以供 热用户采暖和工业用汽。3、调整抽汽式汽轮机 ：将部分做过功的蒸汽以某种压力下抽出，供工业用或采暖 用。4、中间再热式汽轮机 ：将在汽轮机高压缸做完功的蒸汽，再送回锅炉过

38、热器加热 到新蒸汽温度，回中、低压缸继续做功。按蒸汽初蒸汽分类：1、低压汽轮机：新汽压力为；2、中压汽轮机：新汽压力为；3、次高压汽轮机：新汽压力为；4、高压汽轮机：新汽压力为； 还有超高压、亚临界压力、超临界压力汽轮机等等。汽轮机型号表达方式： 我国采用汉字拼音和数字来表示汽轮机的型号。型号中第一组符号的汉字拼音，表 示汽轮机的热力特性或用途，数字表示汽轮机的额定功率，第二组符号由数字组成，表 示汽轮机主蒸汽参数。例如凝汽式，额定功率6MW，初压背压式，额定功率3MW，初压背压针对水泥余热资源品位低、流量大的特点 ,在满足水泥工艺要求前提下 ,为充分利用 余热热能，宁国一线采用多级冲动混压凝

39、汽式带减速机型汽轮机。利用参数较低的主蒸 汽和来自闪蒸器的饱和蒸汽发电，汽轮机额定功率6480kW排气压力,转速5829rpm，级 数9级，工作状态下额定蒸汽条件：入口蒸汽压力主蒸汽 高压混汽 低压混汽入口蒸汽温度335 C饱和饱和入口蒸汽流量h hh汽轮机为减速式汽轮机，通过速比为5829/1500rpm的减速机减速至1500rpm，这样汽轮机的整体尺寸较小，暖机和冲转所需的时间较短，便于汽轮机停机后能够在短时间内迅速再投入，适应窑系统工况的波动。针对汽轮机后几级叶片水份较多、易发生水 蚀现象的特点，在低压部分特别设计了集水槽和疏水孔，充分利用转子转动的离心力分 离水珠，避免水蚀。另在末两级

40、叶片前部覆盖了一层特殊合金， 以减轻水击产生的损伤。汽轮机的调节系统采用电、液（压）调节方式，感应机构为电磁式，执行机构为液 压传动式。调节系统稳定可靠，保证了汽轮机在设计范围内的任何工况下稳定运行。为保障汽轮机安全运行 ,宁国工厂的汽轮机设置下列保护装置 :1、主蒸汽进汽阀门丧 失油压而自动关闭； 2、超速保护 （电气、机械保护 ）；3、润滑油、跳闸油压力低保护； 4、 推力轴承磨损保护； 5、排汽压力保护。汽轮机油系统组成有 :油箱装置、油雾排气扇、油净化器、油冷却器、润滑油过滤 器、调节油过滤器、主油泵、辅助油泵、紧急油泵、控制（润滑）油压调节阀、油温调 节阀、储能器及相应的管道和现场仪

41、表等。 润滑油主要作用是为保证各轴承部位的润滑、 冷却、清洗及防止氧化等。另外 ,汽轮机的控制及调节、保护系统均采用油作为工质，使用同一油箱。具体见油管系统线图一 83Y08-500亿 油品为美孚（Mobil）46#透平油。主油泵：为汽轮机的减速机一根轴驱动齿轮泵，转速1025rpm，能力55m3/h。当汽轮机正常运行时，向汽轮机、发电机润滑油系统和向汽轮机控制油系统供油。辅助油泵：为电机驱动齿轮泵，能力54m3/h，电机额定功率37kW。汽轮机组启动 与停止时向汽轮机系统供油。紧急油泵：为直流电机驱动齿轮泵，能力 17m3/h，电机额定功率。当汽轮机系统 主油泵及辅助油泵无法启动时，该油泵自动启动向油系统供油。盘车装置 ：型式：手动啮合电机驱动自动分离式。在机组升温启动与机组停车降 温时带动转子，使汽轮机和发电机的轴与轴瓦间形成油膜，同时使汽机转子均匀受热。真空泵 ：将凝汽器内的不凝结气体抽出以保持较高的真空度，使做过功的蒸汽能 充分冷凝，设计真空。汽封蒸汽凝汽器：使汽封部蒸汽凝结成水重新参加系统循环，并回收蒸汽所携带 热能。冷却水为凝结水，热交换加热。第