热力发电厂第四章回热

1、热力发电厂第四章第四章 给水回热加热系统给水回热加热系统热力发电厂第一节第一节 热力系统的概念和分类热力系统的概念和分类 1 1、发电厂的任务发电厂的任务：是将燃料中的热能转变：是将燃料中的热能转变为电能，这种转化是由已给定的热力设备按照为电能，这种转化是由已给定的热力设备按照热力循环的顺序来完成的。热力循环的顺序来完成的。 2 2、发电厂热力系统的概念发电厂热力系统的概念：发电厂热力部：发电厂热力部分的主、辅设备按照热力循环的顺序用管道和分的主、辅设备按照热力循环的顺序用管道和附件连接起来的整体线路图，称为发电厂的热附件连接起来的整体线路图，称为发电厂的热力系统图。力系统图。 3 3、发电厂

2、热力系统的分类发电厂热力系统的分类：在生产实践中，：在生产实践中，按其应用的按其应用的目的和编制目的和编制方法不同，热力系统有方法不同，热力系统有两种不同的基本型式，即两种不同的基本型式，即原则性热力系统原则性热力系统和和全全面性热力系统。面性热力系统。热力发电厂原则性热力系统原则性热力系统 1 1、原则性热力系统的概念原则性热力系统的概念：以：以规定的符号规定的符号来来表示工质按某种热力循环顺序流经的表示工质按某种热力循环顺序流经的各种热力各种热力设备设备之间联系的之间联系的线路图线路图，称为发电厂的原则性，称为发电厂的原则性热力系统。热力系统。 2 2、原则性热力系统图的原则性热力系统图的

3、实质实质：是用来表明工：是用来表明工质的能量转换及其热量利用的过程，它反映了质的能量转换及其热量利用的过程，它反映了发电厂能量转换过程的发电厂能量转换过程的技术完善程度技术完善程度和发电厂和发电厂热经济性热经济性的好坏。由于原则性热力系统只表示的好坏。由于原则性热力系统只表示工质流过时状态参数发生变化的各种热力设备，工质流过时状态参数发生变化的各种热力设备，故图中同类型同参数的设备只用一个来表示，故图中同类型同参数的设备只用一个来表示，它它仅表明设备之间的主要联系仅表明设备之间的主要联系，备用设备、管备用设备、管道及附件一般不画出道及附件一般不画出。热力发电厂原则性热力系统原则性热力系统 3

4、3、原则性热力系统的作用原则性热力系统的作用：是用来计算和确：是用来计算和确定各设备、管道的定各设备、管道的汽水流量汽水流量，发电厂的，发电厂的热经济热经济指标等指标等，故又称为计算热力系统。，故又称为计算热力系统。 4 4、原则性热力系统的组成原则性热力系统的组成：主要由下列各局：主要由下列各局部系统组成：（部系统组成：（1 1）锅炉、汽轮机、主蒸汽及再）锅炉、汽轮机、主蒸汽及再热蒸汽管道和凝汽设备的连接系统；（热蒸汽管道和凝汽设备的连接系统；（2 2）给水）给水回热加热系统；（回热加热系统；（3 3）除氧器和给水箱系统；）除氧器和给水箱系统；（4 4）补充水系统；（）补充水系统；（5 5）

5、连续排污及热量利用）连续排污及热量利用系统；如系统供热机组还包括对外供热系统等。系统；如系统供热机组还包括对外供热系统等。热力发电厂全面性热力系统的用途全面性热力系统的用途1 1、全面性热力系统标明、全面性热力系统标明一切一切必需的必需的连接管路和管路上的连接管路和管路上的一切附件一切附件，因而全，因而全面性热力系统反映了全厂热力设备的配面性热力系统反映了全厂热力设备的配置情况和各种运行工况的切换方式，置情况和各种运行工况的切换方式，是是发电厂运行操作的依据发电厂运行操作的依据。热力发电厂全面性热力系统的用途全面性热力系统的用途2、发电厂全面性热力系统简单或复杂，对、发电厂全面性热力系统简单或

6、复杂，对设设计计而言，直接影响到投资的多少和钢材的耗用量；而言，直接影响到投资的多少和钢材的耗用量；对对施工施工而言，直接影响到施工工作量的大小和施而言，直接影响到施工工作量的大小和施工期限的长短；对工期限的长短；对运行运行而言，直接影响到运行调而言，直接影响到运行调度的灵活性、可靠性和经济性，工质损失的多少度的灵活性、可靠性和经济性，工质损失的多少和散热损失的大小；对和散热损失的大小；对检修检修而言，直接影响到各而言，直接影响到各种切换的可能性及备用设备投入的可能性。种切换的可能性及备用设备投入的可能性。因此因此拟定全面性热力系统要符合安全可靠、简单明显、拟定全面性热力系统要符合安全可靠、简

7、单明显、便于运行操作、维护方便、留有扩建余地、投资便于运行操作、维护方便、留有扩建余地、投资运行费用低、技术经济上合理的原则。运行费用低、技术经济上合理的原则。热力发电厂全面性热力系统的用途全面性热力系统的用途3 3、在发电厂设计时，可以根据拟定、在发电厂设计时，可以根据拟定的全面性热力系统图，的全面性热力系统图，编制编制全厂汽水设全厂汽水设备总表，备总表，计算计算管子的直径和壁厚，管子的直径和壁厚，提出提出管制件的定货清单。同时也给发电厂管管制件的定货清单。同时也给发电厂管道系统和主厂房布置设计提供了道系统和主厂房布置设计提供了依据依据。热力发电厂第二节第二节 回热原则性热力系统回热原则性热

8、力系统热力发电厂热力发电厂工作原理工作原理：通过蒸汽和被加：通过蒸汽和被加热的水热的水直接接触混合直接接触混合进行传热。进行传热。因此混合式加热器可以将水加因此混合式加热器可以将水加热到该加热器蒸汽压力下的饱热到该加热器蒸汽压力下的饱和水温度。和水温度。一、回热加热器的型式与应用一、回热加热器的型式与应用 按传热方式，可分为按传热方式，可分为混合式混合式和和表面式表面式两种。两种。一）混合式加热器一）混合式加热器jtwjt1wjtsjtsjwjtt热力发电厂热力发电厂 传热传热效果好效果好。能充分利用抽汽的热能，从而使发。能充分利用抽汽的热能，从而使发电厂节省更多的燃料。电厂节省更多的燃料。

9、这种加热器这种加热器结构简单，价格较低结构简单，价格较低。 便于汇集不同温度的工质和除去水中的气体便于汇集不同温度的工质和除去水中的气体。 热力系统复杂热力系统复杂，使给水系统和设备的可靠性降低，使给水系统和设备的可靠性降低，投资增加，而且水泵还要输送高温水，这就使水泵的工投资增加，而且水泵还要输送高温水，这就使水泵的工作条件恶化。为了泵工作安全，作条件恶化。为了泵工作安全，每台水泵每台水泵都必须装设有都必须装设有一定高度的一定高度的较大容积的给水箱较大容积的给水箱，以避免水泵汽蚀，不但，以避免水泵汽蚀，不但使热力系统布置复杂，主厂房的造价也增加了。使热力系统布置复杂，主厂房的造价也增加了。混

10、合式加热器的特点：混合式加热器的特点：热力发电厂热力发电厂 为了保证给水系统的运行可靠，每台给水泵为了保证给水系统的运行可靠，每台给水泵还必须有备用水泵，使系统复杂，造价提高，运还必须有备用水泵，使系统复杂，造价提高，运行费用也增加。行费用也增加。 利用汽轮机的不调节抽汽，加热给水时，水利用汽轮机的不调节抽汽，加热给水时，水泵的出水温度将随负荷和抽汽压力的变化而变化，泵的出水温度将随负荷和抽汽压力的变化而变化，这就使水泵的工作可靠性降低。这就使水泵的工作可靠性降低。 因此，混合式加热器在常规发电厂中并没有被因此，混合式加热器在常规发电厂中并没有被普遍采用，普遍采用，只用一台作为系统的除氧设备只

11、用一台作为系统的除氧设备。热力发电厂二）表面式加热器二）表面式加热器1、工作原理：、工作原理：表面式加热器是通过表面式加热器是通过金属受热面将蒸汽的凝金属受热面将蒸汽的凝结放热量传给结放热量传给管束内管束内的的被加热水，因此存在热被加热水，因此存在热阻，一般不能将水加热阻，一般不能将水加热到该加热蒸汽压力下的到该加热蒸汽压力下的饱和温度。饱和温度。jtwjt1wjtsjt热力发电厂 加热器加热器汽侧压力下的饱和水温汽侧压力下的饱和水温t tsjsj与加热器与加热器出口水温出口水温t twjwj之差，称为之差，称为端差端差，记为，记为。 愈小，热交换的作功能力损失愈小，热经愈小，热交换的作功能力

12、损失愈小，热经济性愈高，但同时为了达到增强传热效果的目济性愈高，但同时为了达到增强传热效果的目的，加热器的换热面积的，加热器的换热面积A A也将随着增加。也将随着增加。 经济上合理的端差值应由技术经济计算比较经济上合理的端差值应由技术经济计算比较来决定，即比较当端差值降低时得到的来决定，即比较当端差值降低时得到的燃料节燃料节省省和加热器换热面和加热器换热面金属消耗的增加金属消耗的增加费用。燃料费用。燃料越贵，金属越便宜，则降低端差越有利。一般越贵，金属越便宜，则降低端差越有利。一般表面式回热加热器的出口端差约为表面式回热加热器的出口端差约为3 366。热力发电厂缺点缺点：金属消耗量多，造价高；

13、：金属消耗量多，造价高；高压加热器承受较高的压力和较高的温度，工作可高压加热器承受较高的压力和较高的温度，工作可靠性较低；当加热器管束破裂或管束接口渗漏，而靠性较低；当加热器管束破裂或管束接口渗漏，而同时抽汽管上逆止阀又不严密时，给水可能进入汽同时抽汽管上逆止阀又不严密时，给水可能进入汽轮机，造成汽轮机事故；每台表面式加热器要增设轮机，造成汽轮机事故；每台表面式加热器要增设输送加热蒸汽凝结水（称为疏水）的输送加热蒸汽凝结水（称为疏水）的疏水器疏水器及及疏水疏水管道。管道。优点优点：对回热系统而言，泵的数量少，系统较简单，：对回热系统而言，泵的数量少，系统较简单，投资少，系统安全性提高，运行、管

14、理维护方便。投资少，系统安全性提高，运行、管理维护方便。表面式加热器在电厂中得到普遍采用。表面式加热器在电厂中得到普遍采用。表面式加热器的特点：表面式加热器的特点：热力发电厂2 2、表面式加热器的分类：、表面式加热器的分类：（1 1）按布置方式分类：）按布置方式分类： 可分为立式和卧式两种。可分为立式和卧式两种。 卧式加热器卧式加热器传热系数高传热系数高，由于凝结放热形成的，由于凝结放热形成的水膜较立式的薄些，在凝结工况相同时，其放热系水膜较立式的薄些，在凝结工况相同时，其放热系数比立式的高数比立式的高1.71.7倍倍。卧式加热器布置疏水冷却段。卧式加热器布置疏水冷却段较立式的方便，而且汽轮机

15、房的高度可不必考虑吊较立式的方便，而且汽轮机房的高度可不必考虑吊出其管束的要求。但卧式加热器在出其管束的要求。但卧式加热器在安装、检修安装、检修吊装吊装管束等部件时，管束等部件时，不太方便，占厂房面积也大不太方便，占厂房面积也大。因为。因为其热经济性高，被其热经济性高，被300300MWMW以上大型机组以上大型机组采用。采用。热力发电厂立式加热器立式加热器检修方便检修方便且占地面积小且占地面积小，但在决，但在决定汽轮机房屋架高度时定汽轮机房屋架高度时要考虑吊装管束及必要要考虑吊装管束及必要时跨越运行机组的因素，时跨越运行机组的因素，且热经济性较卧式差，且热经济性较卧式差，一般用在一般用在中、小

16、型电厂中、小型电厂。热力发电厂根据加热器根据加热器水侧承受压力水侧承受压力的不同，加热器又可的不同，加热器又可分为分为低压加热器低压加热器和和高压加热器高压加热器。位于位于凝结水泵和给水泵凝结水泵和给水泵之间的加热器，因其水之间的加热器，因其水侧承受的是压力较低的凝结水泵出口的压力，故侧承受的是压力较低的凝结水泵出口的压力，故称为称为低压低压加热器；加热器；位于位于给水泵和锅炉省煤器给水泵和锅炉省煤器之间的加热器，因其之间的加热器，因其水侧承受的是比锅炉蒸汽压力还要高的给水泵出水侧承受的是比锅炉蒸汽压力还要高的给水泵出口的压力，故称为口的压力，故称为高压高压加热器。加热器。（2 2）按水侧承压

17、高低分类：）按水侧承压高低分类：热力发电厂 回热原则性热力系统回热原则性热力系统High pressure heaterLow pressure heaterCondenserFrom steam turbineBack to boilerCycle from condenser to boilerDeaerator热力发电厂带有部分混合式低压加热器的热力系统带有部分混合式低压加热器的热力系统前苏联前苏联K800-240-5型汽轮机型汽轮机热力发电厂热力发电厂 表面式加热器的管束有表面式加热器的管束有直管、直管、U U形管、螺形管、螺旋管、蛇形管旋管、蛇形管等不同形式。根据管束与加热等不同形式

18、。根据管束与加热器筒体的连接方式的不同，表面式加热器又器筒体的连接方式的不同，表面式加热器又可分为可分为有管板的水室结构有管板的水室结构和和没有管板的联箱没有管板的联箱结构结构两种。两种。3、表面式加热器的结构、表面式加热器的结构热力发电厂管板管板U U形管（或直管）式加热器形管（或直管）式加热器被加热的水被加热的水由进口连接由进口连接短管进入水室的进口部分，短管进入水室的进口部分，经管板流入管束，再经管经管板流入管束，再经管板由水室的出口部分经出板由水室的出口部分经出口连接短管流出。口连接短管流出。 加热蒸汽加热蒸汽由加热器外壳由加热器外壳的上部进汽管引入汽空间，的上部进汽管引入汽空间，借导

19、向板的作用，使汽流借导向板的作用，使汽流成成s s形流动，反复横向冲刷形流动，反复横向冲刷管束外壁并凝结放热。管束外壁并凝结放热。热力发电厂4-4热力发电厂低压加热器的管板低压加热器的管板U U形管形管 加热器的受热面是由铜管或钢管胀接在管板上的U形管束组成。管束用专门的支架加以固定，为了便于加热器换热面的清洗和检修，整个管束制成一个整体，便于从外壳中抽出。热力发电厂联箱联箱螺旋管（或蛇形管）式加热器螺旋管（或蛇形管）式加热器与管板式加蒸器相比，金属消耗量较大，体积较大，效率也较低，检修、堵管比较困难。但由于取消了管板，使制造工艺变得简单，安全性也提高了。特别是联箱壁厚要比管板厚度薄得多，管系

20、的弹性又好，故对变参数运行及调峰的适应性很强。国外机组采用数量在增加。蒸蒸汽汽热力发电厂高压加热器的联箱高压加热器的联箱螺旋管螺旋管热力发电厂二、表面式加热器的连接方式二、表面式加热器的连接方式（一）疏水连接系统和疏水冷却器（一）疏水连接系统和疏水冷却器逐级自流逐级自流疏水收集方式疏水收集方式 采用疏水泵采用疏水泵热力发电厂1 1、逐级自流、逐级自流依靠加热器间的压差逐级自流。依靠加热器间的压差逐级自流。优点：优点：系统安全可靠，简单。系统安全可靠，简单。缺点：缺点：热经济性差（排挤低压抽汽，产生不可逆损失，热经济性差（排挤低压抽汽，产生不可逆损失，当疏水排入凝汽器时，还将引起直接冷源损失）。

21、当疏水排入凝汽器时，还将引起直接冷源损失）。热力发电厂2 2、采用疏水泵、采用疏水泵将疏水打入该加热器出口水流中。将疏水打入该加热器出口水流中。优点：优点：热经济性高。热经济性高。缺点：缺点：转动部件多，运行不安全，维护管理麻转动部件多，运行不安全，维护管理麻烦，操作不方便。烦，操作不方便。热力发电厂1j对 级jh3 3、疏水节流损失及疏水冷却器、疏水节流损失及疏水冷却器sCDsCD热力发电厂热力发电厂 疏水冷却器的作用疏水冷却器的作用: :降低降低加热器的加热器的进口端差进口端差，即使离开该加热器的疏水由饱和水变为过冷水，即使离开该加热器的疏水由饱和水变为过冷水，一方面由于疏水温度的降低，减

22、少了对下一级一方面由于疏水温度的降低，减少了对下一级加热器抽汽量的加热器抽汽量的“排挤排挤”，减少了传热不可逆，减少了传热不可逆损失，因而提高了系统的经济性；另一方面疏损失，因而提高了系统的经济性；另一方面疏水温度的降低可以避免或减轻疏水管道的汽蚀，水温度的降低可以避免或减轻疏水管道的汽蚀，故对运行的安全性也有好处。故对运行的安全性也有好处。疏水冷却器可以设置在加热器内部，称内置式，疏水冷却器可以设置在加热器内部，称内置式，也可以单独设置，称外置式疏水冷却器。也可以单独设置，称外置式疏水冷却器。 热力发电厂外置式疏水冷却器外置式疏水冷却器内置式疏水冷却器内置式疏水冷却器热力发电厂jP1jP上端

23、差和下端差上端差和下端差wjtsjtwjsjtt 1wjtsjt1wjsjtt表面式加热表面式加热器的端差器的端差,有时也称为有时也称为上端差上端差(出口出口端差端差),通常都通常都是指加热器是指加热器汽侧出口疏汽侧出口疏水温度水温度(饱和饱和温度温度)与水侧与水侧出口温度之出口温度之差差.加装疏水冷加装疏水冷却器却器(段段)后后,疏水温度与疏水温度与本级加热器本级加热器进口水温之进口水温之差成为下端差成为下端差差(入口端差入口端差)热力发电厂作用：作用：在加热器运行时及时地排出蒸汽的凝结水在加热器运行时及时地排出蒸汽的凝结水（即疏水），而不致使蒸汽排出，以保持加热器有一（即疏水），而不致使蒸

24、汽排出，以保持加热器有一定的疏水水位，从而维持加热器蒸汽空间的工作压力。定的疏水水位，从而维持加热器蒸汽空间的工作压力。 发电厂中常用的疏水设备有浮子式疏水器、疏水发电厂中常用的疏水设备有浮子式疏水器、疏水调节阀和调节阀和U U形水封（包括多级水封）三种。形水封（包括多级水封）三种。1、浮子式疏水器、浮子式疏水器浮子式疏水器分为内置式和外置式两种。因检修维浮子式疏水器分为内置式和外置式两种。因检修维护困难，现内置式已很少采用，外置式应用于护困难，现内置式已很少采用，外置式应用于125125MWMW以以下的中、小型机组的低压加热器中。下的中、小型机组的低压加热器中。（二）疏水设备（二）疏水设备热

25、力发电厂热力发电厂当疏水水位升高当疏水水位升高时，浮子随之上升时，浮子随之上升并通过连杆系统带并通过连杆系统带动滑阀，使疏水阀动滑阀，使疏水阀开大；反之，则由开大；反之，则由于浮子的下降关小于浮子的下降关小疏水阀。外置浮子疏水阀。外置浮子式疏水器，通过汽、式疏水器，通过汽、水平衡管和加热器水平衡管和加热器汽侧相连接，以间汽侧相连接，以间接反映加热器中的接反映加热器中的凝结水水位的变化。凝结水水位的变化。工作原理：工作原理：热力发电厂2、疏水调节阀、疏水调节阀图中摇杆图中摇杆A A的位置的位置是调节阀关闭的位是调节阀关闭的位置。当摇杆从置。当摇杆从A A绕绕心轴转向心轴转向B B时，心时，心轴带

26、动杠杆向顺时轴带动杠杆向顺时针方向转动，并带针方向转动，并带动阀杆动阀杆9 9在上、下在上、下轴套轴套5 5、6 6内向下滑内向下滑动，由此带动滑阀动，由此带动滑阀2 2向下移动，滑阀向下移动，滑阀即逐渐打开即逐渐打开。热力发电厂热力发电厂U形水封一般只用在最形水封一般只用在最后几段抽汽的低压加热器后几段抽汽的低压加热器中，它是应用水力学原理中，它是应用水力学原理工作的。大机组最后一段工作的。大机组最后一段抽汽的低压加热器，因其抽汽的低压加热器，因其抽汽压力低，蒸汽比容大，抽汽压力低，蒸汽比容大，加热器往往布置在凝汽器加热器往往布置在凝汽器喉部，易于布置水封式疏喉部，易于布置水封式疏水装置。水

27、装置。3 3、U U形水封形水封热力发电厂水封式疏水装置实际上是靠压力（水柱高水封式疏水装置实际上是靠压力（水柱高度）来关住容器里的蒸汽，其值为度）来关住容器里的蒸汽，其值为nHg，这里的这里的n是多级水封管中的水封管数目，是多级水封管中的水封管数目，H为每级水封管的高度，为每级水封管的高度，为水的密度，为水的密度，当两个容器内的压力分别为当两个容器内的压力分别为P1，P2时，它时，它们之间的关系为们之间的关系为：H=(P1-P2）/ng+（0510）m式中：（式中：（0510）为富裕度。）为富裕度。热力发电厂在高压加热发生故障时，为了不致中断锅炉给水在高压加热发生故障时，为了不致中断锅炉给水

28、或高压水从抽汽管倒流入汽轮机，造成严重的水击或高压水从抽汽管倒流入汽轮机，造成严重的水击事故，在高压加热器上设有自动旁路保护装置。事故，在高压加热器上设有自动旁路保护装置。 作用：作用：当高压加热器发生故障或管子破裂时，能当高压加热器发生故障或管子破裂时，能迅速切断进入加热器管束的给水，同时又能保证向迅速切断进入加热器管束的给水，同时又能保证向锅炉供水。锅炉供水。 目前电厂高压加热器上采用的保护主要有目前电厂高压加热器上采用的保护主要有水压液水压液动控制动控制和和电动控制电动控制两种。两种。（三）高压加热器的自动保护装置（三）高压加热器的自动保护装置热力发电厂旁路保护装置由入口旁路保护装置由入

29、口阀门、旁通阀门和出口阀门、旁通阀门和出口逆止阀门，以及控制这逆止阀门，以及控制这些阀门动作的高压水管些阀门动作的高压水管路系统组成。入口阀门路系统组成。入口阀门与旁通阀门公用一个门与旁通阀门公用一个门盘（阀瓣），称之为联盘（阀瓣），称之为联成阀；逆止阀位于加热成阀；逆止阀位于加热器出水管口，联成阀与器出水管口，联成阀与逆止阀通过加热器外面逆止阀通过加热器外面的一根旁路管相连。的一根旁路管相连。1 1、水压液动旁路保护装置、水压液动旁路保护装置热力发电厂加热器故障时，保护装置动作，联成阀被水动活塞自动的加热器故障时，保护装置动作，联成阀被水动活塞自动的推到下部阀座，隔断了给水进入加热器内的通路

30、，同时打开推到下部阀座，隔断了给水进入加热器内的通路，同时打开旁通阀，此时出口逆止阀由于下部失去水压并在旁路管给水旁通阀，此时出口逆止阀由于下部失去水压并在旁路管给水压力作用下而落下，给水经旁路供给。这一动作过程也可以压力作用下而落下，给水经旁路供给。这一动作过程也可以用操作手动进出口阀门来完成。用操作手动进出口阀门来完成。工作原理：工作原理： 正常运行时，联成阀在最高正常运行时，联成阀在最高极限位置，此时旁通阀全关，极限位置，此时旁通阀全关，入口阀全开，给水由入口连接入口阀全开，给水由入口连接管进入加热器内的管束中，经管进入加热器内的管束中，经加热后由出口管流出时顶开逆加热后由出口管流出时顶

31、开逆止阀流出去。止阀流出去。热力发电厂热力发电厂（1 1） 打开总水门和注水阀，使加热器内管子系统打开总水门和注水阀，使加热器内管子系统和脉冲保护系统处于给水压力之下。和脉冲保护系统处于给水压力之下。 （2 2） 开启启动阀，活塞上部空间水压降低，活开启启动阀，活塞上部空间水压降低，活塞下部空间依然保持给水压力，从而使联成阀一直被塞下部空间依然保持给水压力，从而使联成阀一直被顶到上部阀座，使旁通阀关闭。此时给水开始进入加顶到上部阀座，使旁通阀关闭。此时给水开始进入加热器管子系统中去。热器管子系统中去。 （3 3） 加热器管子系统启动后应立即把启动阀关加热器管子系统启动后应立即把启动阀关闭，水动

32、活塞上下水室的压力将趋于平衡，由于给水闭，水动活塞上下水室的压力将趋于平衡，由于给水在流过加热器管子系统时要引起一个压力降（即压力在流过加热器管子系统时要引起一个压力降（即压力损失），这个压力差克服联成阀的自重并作用在活塞损失），这个压力差克服联成阀的自重并作用在活塞的下部使阀门盘被压紧在上部阀座上。的下部使阀门盘被压紧在上部阀座上。启动加热器的步骤是：启动加热器的步骤是：热力发电厂 当加热器因内部管子破裂而水位太高时，疏水器的浮筒上当加热器因内部管子破裂而水位太高时，疏水器的浮筒上升，达到极限位置时与浮筒杆上相连接的电气接点接通，此升，达到极限位置时与浮筒杆上相连接的电气接点接通，此时电磁铁

33、带电，使自动阀迅速打开，将活塞下面的水放入地时电磁铁带电，使自动阀迅速打开，将活塞下面的水放入地沟，这时由于在一沟，这时由于在一2 2mmmm的节流孔板上发生相当大的压力降，使的节流孔板上发生相当大的压力降，使活塞下部空间水压降低。活塞上部仍保护给水压力，于是活活塞下部空间水压降低。活塞上部仍保护给水压力，于是活塞下移，联成阀门盘压向下部阀座，关紧给水进入管子系统塞下移，联成阀门盘压向下部阀座，关紧给水进入管子系统的通路。给水由旁路管流过，出口逆止门也随之关闭。的通路。给水由旁路管流过，出口逆止门也随之关闭。保护装置发生动作后，为了安全起见还需要用手轮把联成保护装置发生动作后，为了安全起见还需

34、要用手轮把联成阀和逆止阀强制压在全关位置上。阀和逆止阀强制压在全关位置上。这种保护装置的缺点是控制水管路和元件（阀门、节流孔这种保护装置的缺点是控制水管路和元件（阀门、节流孔板、滤网等）要长期承受给水压力，使运行可靠性降低。板、滤网等）要长期承受给水压力，使运行可靠性降低。热力发电厂在高压加热器电动旁路装置中，其给水入口阀、在高压加热器电动旁路装置中，其给水入口阀、给水出口阀和旁通阀都是电动的，它们分别受每台给水出口阀和旁通阀都是电动的，它们分别受每台高压加热器的任意一个继电器控制。高压加热器的任意一个继电器控制。 国产国产200200MWMW机组高压加热器电动旁路装置的工作机组高压加热器电动

35、旁路装置的工作原理：原理：当加热器发生故障时，疏水水位升高，水位当加热器发生故障时，疏水水位升高，水位信号器的水位信号发生变化，由调节器发出电信号，信号器的水位信号发生变化，由调节器发出电信号，执行机构操纵回转调节阀使水位保持正常；当水位执行机构操纵回转调节阀使水位保持正常；当水位升高至极限位置时，继电器动作发出电信号，这时升高至极限位置时，继电器动作发出电信号，这时高压加热器的出口、入口阀关闭，旁通阀打开，给高压加热器的出口、入口阀关闭，旁通阀打开，给水由旁通管道直供锅炉，同时信号灯发出闪光信号，水由旁通管道直供锅炉，同时信号灯发出闪光信号，表示电动旁路装置已动作。表示电动旁路装置已动作。2

36、 2、电气式旁路保护系统、电气式旁路保护系统热力发电厂热力发电厂热力发电厂 综上所述，水位信号器可发出两个信号，一是综上所述，水位信号器可发出两个信号，一是在正常范围内调节，保持加热器的水位；二是在在正常范围内调节，保持加热器的水位；二是在加热器发生水管爆破、漏泄等故障时，加热器水加热器发生水管爆破、漏泄等故障时，加热器水位升至极限值，继电器动作，切除整个高压加热位升至极限值，继电器动作，切除整个高压加热器组。器组。 高压加热器可以设置大旁路系统，也可以设置高压加热器可以设置大旁路系统，也可以设置小旁路系统。有资料表明高压加热器小旁路系统小旁路系统。有资料表明高压加热器小旁路系统可减轻对机组安

37、全的影响，延长高压加热器本体可减轻对机组安全的影响，延长高压加热器本体寿命，运行热经济性比大旁路高，虽然初投资大寿命，运行热经济性比大旁路高，虽然初投资大些，但经济上是可取的。些，但经济上是可取的。热力发电厂（四）蒸汽冷却器及其连接系统（四）蒸汽冷却器及其连接系统 具有过热度高的回热抽汽具有过热度高的回热抽汽先引入过热段以先引入过热段以降低其过热降低其过热度度，所放出的热量用来，所放出的热量用来加热加热全部或部分给水全部或部分给水，使离开过，使离开过热段时的出水温度接近于、热段时的出水温度接近于、或等于、甚至超过该抽汽压或等于、甚至超过该抽汽压力下的饱和温度。有内置式力下的饱和温度。有内置式过

38、热段的加热器，其出口端过热段的加热器，其出口端差一般为差一般为-1-122，减小端减小端差差提高了系统的热经济性。提高了系统的热经济性。2 2、蒸汽冷却器、蒸汽冷却器4-14热力发电厂蒸汽冷却器的类型蒸汽冷却器的类型 内置式蒸汽冷却器：装在加热器内，与加热器内置式蒸汽冷却器：装在加热器内，与加热器本体合成一体。本体合成一体。过热蒸汽冷过热蒸汽冷却段却段疏水冷却段疏水冷却段蒸蒸汽汽凝凝结结段段4-5抽抽汽汽给水入口给水入口给水出口给水出口热力发电厂 内置式蒸汽冷却器提高的是内置式蒸汽冷却器提高的是本级加热器出口本级加热器出口水温水温，由于冷却段的面积有限，由于冷却段的面积有限，回热经济性改回热经

39、济性改善也较小善也较小，一般可提高经济性，一般可提高经济性0.150.150.200.20，当然当然金属耗量和投资也可节省金属耗量和投资也可节省。热力发电厂 外置式蒸汽冷却器是一个独立的换热器，具有外置式蒸汽冷却器是一个独立的换热器，具有较大的换热面积，钢材耗量大，造价高，但其布较大的换热面积，钢材耗量大，造价高，但其布置方式灵活，置方式灵活，既可减小本级加热器的端差，又可既可减小本级加热器的端差，又可提高最终给水温度提高最终给水温度，降低机组热耗，从而使热经，降低机组热耗，从而使热经济性获得较大提高。济性获得较大提高。串联串联外外置式蒸汽冷却器的置式蒸汽冷却器的连接连接 并联并联热力发电厂4

40、-15热力发电厂三、回热系统的损失及回热三、回热系统的损失及回热系统的优化系统的优化( (一一) )回热系统的损失回热系统的损失四项损失：抽汽管道压降四项损失：抽汽管道压降 面式加热器的端差面式加热器的端差 回热系统的配置回热系统的配置 实际给水焓升分配实际给水焓升分配热力发电厂1 1、抽汽管道压降损失、抽汽管道压降损失jjjpppjp10%jp大容量机组：大容量机组：jjpp)%64(热力发电厂2 2、面式加热器的端差、面式加热器的端差端差的选择：端差的选择： 根据钢煤比价，我国：根据钢煤比价，我国：无过热蒸汽冷却段：无过热蒸汽冷却段：=36有过热蒸汽冷却段：有过热蒸汽冷却段：=-12105

41、下端差：下端差：rTenT1SSSSTreT热力发电厂3 3、布置损失、布置损失理想回热循环及其系统全为混合式加热器。由于采用面理想回热循环及其系统全为混合式加热器。由于采用面式加热器以及在它回热系统中所排列位置的不同，引起的式加热器以及在它回热系统中所排列位置的不同，引起的热耗率损失，称为布置损失。热耗率损失，称为布置损失。（F F面式，面式，D D带疏水冷却器，带疏水冷却器，C C混合式）混合式）热力发电厂4 4、实际回热焓升分配损失、实际回热焓升分配损失实际的回热分配偏离理论上最佳回热分配导致实际的回热分配偏离理论上最佳回热分配导致热经济性降低，称为实际回热焓升分配损失。热经济性降低，称

42、为实际回热焓升分配损失。热力发电厂（二）回热系统的优化（二）回热系统的优化热力发电厂四、实际机组回热原则性热力系统举例四、实际机组回热原则性热力系统举例600600MWMW亚临界机组原则性热力系统图亚临界机组原则性热力系统图热力发电厂确定回热系统是否确定回热系统是否合理的基本原则：合理的基本原则：1 1、回热系统是否、回热系统是否排挤了低压抽汽，排挤了低压抽汽，增加或减少了冷源增加或减少了冷源损失；损失；2 2、回热系统是否、回热系统是否系统简单，运行可系统简单，运行可靠，投资少。靠，投资少。热力发电厂第三节第三节回热原则性热力系统计算回热原则性热力系统计算一、计算目的及基本公式一、计算目的及

43、基本公式1、计算目的、计算目的（1）确定汽轮机组在）确定汽轮机组在某一工况某一工况下的热经济指标和下的热经济指标和各部分汽水流量；各部分汽水流量；（2）根据最大工况时的各项汽水流量，选择有关）根据最大工况时的各项汽水流量，选择有关的辅助设备和汽水管道；的辅助设备和汽水管道；（3）确定某些工况下汽轮机的功率或新汽耗量；）确定某些工况下汽轮机的功率或新汽耗量；（4）新机组本体热力系统定型设计。）新机组本体热力系统定型设计。热力发电厂2、基本公式、基本公式加热器热平衡式、物质平衡式、机组的功率方程式。加热器热平衡式、物质平衡式、机组的功率方程式。二、计算步骤二、计算步骤1、已知条件：、已知条件：2、

44、方法：、方法：常规计算法常规计算法是最基本的一种方法。是最基本的一种方法。采用采用“由高至低由高至低”的计算次序，即从抽汽压力最的计算次序，即从抽汽压力最高的加热器开始算起，依次逐个算至抽汽压力最低高的加热器开始算起，依次逐个算至抽汽压力最低的加热器。这样计算的好处是每个方程式中只出现的加热器。这样计算的好处是每个方程式中只出现一个未知数，对手工计算非常适宜，避免求解联立一个未知数，对手工计算非常适宜，避免求解联立方程组。方程组。热力发电厂3、步骤：、步骤：(1)(1)整理原始资料。整理原始资料。(2)(2)“由高到低由高到低”进行各级回热抽汽量进行各级回热抽汽量D Dj j( (或或j j)

45、 )的计算的计算。(3)(3)凝汽系数凝汽系数c c或新汽耗量或新汽耗量D Do o的计算，或汽轮机的计算，或汽轮机功率计算。功率计算。(4)(4)对计算结果进行校核。对计算结果进行校核。(5)(5)热经济性指标和各处汽水流量计算。热经济性指标和各处汽水流量计算。热力发电厂三、加热器的热力计算三、加热器的热力计算热流形式热流形式流入热量等于流出热量流入热量等于流出热量热平衡式热平衡式 传热形式传热形式加热蒸汽放出的热量等于加热蒸汽放出的热量等于 给水吸收的热量给水吸收的热量热力发电厂1、混合式加热器、混合式加热器（1 1）热流形式表示的热平衡式）热流形式表示的热平衡式jjhD ,1,wjchD

46、sjtwjhD,cjDDD其中：rqwjwjcjjDhhDhD1流入流入流出流出考虑散热损失：（蒸汽考虑散热损失：（蒸汽焓的利用系数焓的利用系数 ）985. 0h故加热蒸汽实际消耗量增大：故加热蒸汽实际消耗量增大：hjwjcwjjhhDDhD11jjhwjcwjD hDhD h 即：jp热力发电厂jjhD ,1,wjchDwjhD,cjDDD其中：rq（2 2）传热形式表示的热平衡式）传热形式表示的热平衡式)(1wjwjcwjjjhhDhhD（放热量放热量吸热量吸热量考虑散热损失：（取加考虑散热损失：（取加热器效率热器效率 ）98. 0h1()jjwjhcwjwjD hhD hh即：（对于除氧

47、器来说，由于它汇集对于除氧器来说，由于它汇集的汽、水流较多，所以应用的汽、水流较多，所以应用热流形式热流形式的热平衡进行计算的热平衡进行计算较为方便。较为方便。热力发电厂2、面式加热器、面式加热器（1 1）热流形式）热流形式jjhD ,1wjhwjhD,jhjprqjjwjwjjjhDDhDhhD1流入流入流出流出（2 2）传热形式）传热形式)()(1wjwjhjjjhhDhhD放热量放热量吸热量吸热量1()()jjhjwjwjD hhD hh或：热力发电厂林万超林万超西安交通大学西安交通大学动力工程及工程热物理动力工程及工程热物理火电厂热系统节能理论火电厂热系统节能理论专著专著热力发电厂3

48、3、简捷计算（汇集式加热器）、简捷计算（汇集式加热器）jjh,fwwjh1,cjwjh11,d jjh热力发电厂传热形式表示：传热形式表示：fwcjdjjwjwjcjwjjdjwjjjhhhhhh1111)()()(其中：热流形式表示热流形式表示:111wjcjjdjjjwjfwhhhhcjj和两式都有两个未知数？热力发电厂简捷计算：简捷计算：1djjfwcj111wjcjjdjjjwjfwhhhh111111wjdjwjjwjfwjdjjjwjfwhhhhhh)()()(11111wjjdjwjjjwjwjfwhhhhhh由物质平衡：由物质平衡：代入：代入：得：得：整理后：整理后：？只有一个

49、未知数！只有一个未知数！热力发电厂简捷计算简捷计算: :jjh,fwwjh1,cjwjh11,d jjh其特点：其特点：将加热蒸汽与疏水在加热器中的放热过将加热蒸汽与疏水在加热器中的放热过度地放到加热器的度地放到加热器的入口水焓入口水焓。这样的虚构处理，并不这样的虚构处理，并不影响加热器的热平衡和物影响加热器的热平衡和物质平衡，却人为地造成了质平衡，却人为地造成了加热器进、出口工质相等加热器进、出口工质相等的条件，因而消除了一个的条件，因而消除了一个未知数未知数cj。jjh,fwwjh1,cjwjh11,djjh)()(11111wjjdjwjjjwjwjfwhhhhhh）jjqj热力发电厂闫

50、水保闫水保郑州大学化工与能源学院郑州大学化工与能源学院电站热力系统节能原理与方法电站热力系统节能原理与方法中国电力出版社中国电力出版社2007-8-1热力发电厂加热器是发电厂的重要辅机，加热器的正常投运与否对加热器是发电厂的重要辅机，加热器的正常投运与否对电厂的安全经济运行及满发影响很大。电厂的安全经济运行及满发影响很大。 一、加热器停运的影响一、加热器停运的影响: : 一般高压加热器发生事故较多，若高压加热器不投入一般高压加热器发生事故较多，若高压加热器不投入运行将会使机组的煤耗增加。运行将会使机组的煤耗增加。 高压加热器的停运，还将使给水温度降低，造成超高高压加热器的停运，还将使给水温度降

51、低，造成超高参数直流炉的水冷壁超温及汽包炉的过热汽温升高。参数直流炉的水冷壁超温及汽包炉的过热汽温升高。 低压加热器的停用也将降低机组的热经济性，同时会低压加热器的停用也将降低机组的热经济性，同时会造成汽轮机末几级的蒸汽流量增大而导致汽蚀加剧。造成汽轮机末几级的蒸汽流量增大而导致汽蚀加剧。因此，停用某加热器时，为保证相应抽汽段以后汽轮机因此，停用某加热器时，为保证相应抽汽段以后汽轮机的各级不过负荷，应该根据机组的具体情况减少负荷。的各级不过负荷，应该根据机组的具体情况减少负荷。第四节第四节 回热加热器的运行回热加热器的运行热力发电厂二、加热器的启停及正常运行的具体操作中二、加热器的启停及正常运

52、行的具体操作中几个特别要注意的问题：几个特别要注意的问题：（一）启动、停用或工况发生变化时的温度变化率（一）启动、停用或工况发生变化时的温度变化率 由于大型机组表面式加热器体积大，特别是高压加热器由于大型机组表面式加热器体积大，特别是高压加热器管板厚度大，给水温度高，给水压力高，考虑到厚实的管管板厚度大，给水温度高，给水压力高，考虑到厚实的管板与较薄管束要有足够的时间均匀地吸热或散热，以板与较薄管束要有足够的时间均匀地吸热或散热，以防止防止热冲击使加热器钢管泄漏热冲击使加热器钢管泄漏，所以要正确地启、停加热器，所以要正确地启、停加热器，合理地控制其给水温度变化率。合理地控制其给水温度变化率。一

53、般给水温度变化是以加热器出口水温变化为准的，当一般给水温度变化是以加热器出口水温变化为准的，当加热器启、停或工况变化时，温度的变化率不能太大。温加热器启、停或工况变化时，温度的变化率不能太大。温度的变化率对加热器的使用寿命影响很大，应根据具体启度的变化率对加热器的使用寿命影响很大，应根据具体启停方式，合理地安排操作。停方式，合理地安排操作。热力发电厂加热器的水位应保持在规定的范围内。加热器的水位应保持在规定的范围内。水位过高或过低，水位过高或过低，不仅要影响回热加热的热经济性，还会威胁机组的安全可靠不仅要影响回热加热的热经济性，还会威胁机组的安全可靠运行。正常水位运行。正常水位( (即控制水位

54、即控制水位) )在制造厂家提供的加热器总图在制造厂家提供的加热器总图和加热器水位指示板上都有清楚的标明。一般允许水位偏离和加热器水位指示板上都有清楚的标明。一般允许水位偏离正常水位的范围约土正常水位的范围约土4040mmmm。水位过低的影响：水位过低的影响：使疏水冷却段进口使疏水冷却段进口( (吸入口吸入口) )露出水面，露出水面，而使蒸汽进人该段，这将破坏该段疏水的虹吸作用，也破坏而使蒸汽进人该段，这将破坏该段疏水的虹吸作用，也破坏了凝结段与疏水冷却段之间的密封，使疏水冷却段的过冷作了凝结段与疏水冷却段之间的密封，使疏水冷却段的过冷作用降低，影响回热系统的热经济性。更为重要的是，同时会用降低

55、，影响回热系统的热经济性。更为重要的是，同时会产生下列失常现象：产生下列失常现象：（二）疏水水位控制（二）疏水水位控制热力发电厂热力发电厂 造成疏水端差的变化；造成疏水端差的变化； 造成蒸汽热量的损失；造成蒸汽热量的损失； 处于疏水冷却段进口区的处于疏水冷却段进口区的U U形管束，将受到蒸汽的冲刷形管束，将受到蒸汽的冲刷而损坏。蒸汽进入疏水冷却段后，经过而损坏。蒸汽进入疏水冷却段后，经过U U形管束内给水的冷却，形管束内给水的冷却，其比体积急剧变化，因而出现汽蚀现象，使管束损坏。确定疏其比体积急剧变化，因而出现汽蚀现象，使管束损坏。确定疏水冷却段是否进汽的一个方法是，比较疏水出口温度与给水进水

56、冷却段是否进汽的一个方法是，比较疏水出口温度与给水进口温度，如果疏水出口温度与给水进口温度的差值超过了正常口温度，如果疏水出口温度与给水进口温度的差值超过了正常数值，则很可能是部分进汽造成的。数值，则很可能是部分进汽造成的。 无疏水冷却段的加热器若水位过低，也会由于维持不住无疏水冷却段的加热器若水位过低，也会由于维持不住汽侧压力，造成蒸汽由疏水管跑掉，造成热经济性和安全性的汽侧压力，造成蒸汽由疏水管跑掉，造成热经济性和安全性的下降。下降。热力发电厂水位过高的影响：水位过高的影响：使部分管束（传热面）浸没在使部分管束（传热面）浸没在水中，从而减少了有效传热面积，导致加热器性能水中，从而减少了有效

57、传热面积，导致加热器性能下降（给水出口温度降低）。加热器在过高水位下下降（给水出口温度降低）。加热器在过高水位下运行，一旦发生事故，若操作稍有失误或不及时处运行，一旦发生事故，若操作稍有失误或不及时处理，还将危及汽轮机运行的安全。理，还将危及汽轮机运行的安全。热力发电厂造成加热器水位过高的原因主要有：造成加热器水位过高的原因主要有： 疏水调节装置不正常；疏水调节装置不正常； 加热器之间压差不够（疏水逐级自流的加热器间），加热器之间压差不够（疏水逐级自流的加热器间），以致疏水不畅；以致疏水不畅； 加热器超负荷；加热器超负荷； 管束泄漏。在加热器停运时当然可以通过水压试验或管束泄漏。在加热器停运时

58、当然可以通过水压试验或用压缩空气来确定管束是否泄漏，在运行中则可以测量流用压缩空气来确定管束是否泄漏，在运行中则可以测量流量和观察疏水调节装置的运行情况来检测管于是否泄漏，量和观察疏水调节装置的运行情况来检测管于是否泄漏，如果疏水调节阀的阀杆指示器表示阀门是在逐渐开大或比如果疏水调节阀的阀杆指示器表示阀门是在逐渐开大或比该负荷条件下的通常开度大，并且负荷是稳定的，这就表该负荷条件下的通常开度大，并且负荷是稳定的，这就表明疏水流出的流量比加热器负荷要求的大，多流出的疏水明疏水流出的流量比加热器负荷要求的大，多流出的疏水量必定来源于管束的泄漏。量必定来源于管束的泄漏。热力发电厂热力发电厂 加热器水

59、位的正确调整是加热器正常运行的保证。每台加加热器水位的正确调整是加热器正常运行的保证。每台加热器虽然都配有水位计、水位调整器和水位铭牌等，但实际热器虽然都配有水位计、水位调整器和水位铭牌等，但实际上从水位计上得到的水位往往高于加热器的实际水位，即上从水位计上得到的水位往往高于加热器的实际水位，即 出现假水位现象。它的原因在于水位的控制和显示信号是通出现假水位现象。它的原因在于水位的控制和显示信号是通过壳体中上、下两个接口分别引出的。在卧式加热器中，蒸过壳体中上、下两个接口分别引出的。在卧式加热器中，蒸汽流过接口处的速度与液面上的速度不同。水位计引出口的汽流过接口处的速度与液面上的速度不同。水位

60、计引出口的 位置常选择靠近疏水冷却段的进口处，而相应的蒸汽由于处位置常选择靠近疏水冷却段的进口处，而相应的蒸汽由于处在加热器的前端，流速较高。根据能量守恒原理，速度较高在加热器的前端，流速较高。根据能量守恒原理，速度较高处的蒸汽静压就较低，所以测得的水位就比实际水位要高。处的蒸汽静压就较低，所以测得的水位就比实际水位要高。也即虽然水位计指示已达到加热器的水位标牌上的刻度线，也即虽然水位计指示已达到加热器的水位标牌上的刻度线，但其实际水位仍偏低，严重时会造成水封的丧失，所以必须但其实际水位仍偏低，严重时会造成水封的丧失，所以必须进行现场的水位调整。进行现场的水位调整。热力发电厂热力发电厂现场的水