汽机房工艺设计(注册公用设备工程师)复习要点

1、汽机房工艺设计汽机房工艺设计T h e r m a l P o w e r P l a n t 同济大学机械与能源工程学院安恩科安恩科5.汽轮机房工艺设计考试大纲5.1 掌握发电厂原则性热力系统的组成、主要编制步骤及计算。5.2 熟悉发电厂全面性热力系统和主要分部系统的组成和作用。5.3 掌握发电厂热力系统中汽轮机、除氧器、给水泵、热网加热器、减温减压器等主要设备的选择。5.4 掌握热电厂总热效率、热电比、热电成本分摊比、热化发电率等主要热经济指标和计算。5.5 掌握发电厂汽水管道设计计算和布置。5.6 掌握发电厂主厂房的布置形式和设备布置。5.7 熟悉劳动安全与工业有关规定，掌握有关规范、规

2、程对汽机房防火、防爆、防噪声的规定。5.8 掌握对相关各专业的技术要求。 GQgbQpQmmg3600PeQcWi icppQbQoQbQcpQbQpQcQmQgQcp3600Pe3600Pe一、发电厂原则性热力系统组成与计算（考试大纲5.1，复习资料PP213-218)发电厂原则性热力系统的组成：发电厂原则性热力系统由锅炉本体汽水系统、汽轮机本体热力系统、机炉间的连接管道系统和全厂共用的汽水系统四部分组成。供热式电厂还有对外供汽或热水的供热系统。发电厂基本建设程序：初步可行性研究可行性研究初步设计施工图设计施工和竣工验收初步可行性研究：确定在建项目发电厂的型式、容量及其规划容量。可行性研究：

3、针对发电厂的特点，从技术先进性、运行可靠性安全性、投入产出比等方面出发，对发电厂规划容量作出推荐，提出安全性预防措施和投资估算。初步设计：提出工程措施和设计文件、运行管理、投资概算和经济效益估算。施工图设计：工程施工的蓝图。火电厂可行性研究和初步设计中热机部分的主要内容：通过对原则性热力系统的计算来确定某些典型工况的热经济性指标；根据额定工况、最大工况算得的各项汽水流量，来选择主辅热力设备；并据以绘制发电厂的全面性热力系统。拟定发电厂原则性热力系统主要步骤：1. 确定发电厂的型式及规划容量2. 选择汽轮机3. 选择锅炉4. 绘制发电厂原则性热力系统：确定汽包锅炉连续排污扩容系统，除氧器的型式和

4、工作压力，除氧器定压或滑压运行方式，是否采用前置泵，给水泵的型式及其连接方式，补充水汇入热力系统方式，辅助换热设备及其连接方式的选择等。对于热电厂还有载热质的选择，供热方式的确定，供热设备及其连接方式的确定等。5. 发电厂原则性热力系统计算6. 选择热力辅助设备主要有：除氧器及其水箱、凝结水泵组、给水泵组、锅炉的排污扩容器等。发电厂原则性热力系统计算：1. 计算目的：确定电厂某一运行方式时的各项汽水流量及其参数，该工况的发电量、供热量及其全厂热经济性指标，以分析其安全性和经济性。根据最大负荷工况计算的结果，作为选择锅炉、热力辅助设备和管道及其附件的依据。一般取最大电负荷和平均电负荷两种工况。2

5、. 计算原始资料：汽机厂提供汽轮机热平衡计算图：蒸汽、再热蒸汽、排汽参数值（压力、温度、焓和流量），各级回热抽汽参数，各级回热加热器进出水焓及其疏水焓，以及轴封系统的有关参数。锅炉厂提供：锅炉热力计算数据，包括汽包压力、过热器出口压力、温度、流量和锅炉热效率等。辅助系统有：化学补充水温、生水加热器、暖风器、厂内采暖等耗汽量及要求的汽水参数，热电厂热水网温度调节图，热负荷，对外供汽参数，回水率及其水温，给定工况下热网加热器进、出水温等。按“设规”选取汽水损失率、锅炉排污率，合理压损和散热损失及机械效率和发电效率等。3. 计算方法和步骤：1）计算方法：热效率法、熵方法，定功率法、定流量法，正平衡法

6、、反平衡法等。2）计算步骤:（1）整理原始资料，编制汽水参数表（2）按“先外后内”，再“从高到低”顺序计算（3）汽耗、热耗计算（4）全厂热经济性指标计算4. 热耗率修正和非额定工况计算:1）热耗率修正：新汽参数偏离设计值，热经济性降低，影响热耗率变化。2）非额定工况计算：变工况强度计算或应力计算以变工况热力计算数据为依据。二、发电厂全面性热力系统组成（考试大纲5.2，复习资料PP218-228)发电厂全面性热力系统图：反映电厂的各种工况及事故检修时的运行方式。它是按设备的实际数量（包括运行的和备用的全部主、辅热力设备及其系统）来绘制，并标明一切必须的连接管路及其附件。全面性热力系统由以下局部系

7、统组成：主蒸汽和再热蒸汽系统、旁路系统、回热加热系统（回热抽汽及其疏水、空气管路）、除氧给水系统（包括减温水系统）、主凝结水系统、补水系统、供热系统、厂内循环水系统和锅炉启动系统等。1. 主蒸汽再热蒸汽系统：1）主蒸汽系统的型式：单母管制系统：全厂锅炉的蒸汽先引至一根母管上，再从该母管引至汽轮机和各用汽处。切换母管制系统：也有一根母管，每台锅炉与对应的汽轮机组成一个单元，而且每个单元有三个切换阀与母管相连。单元制系统：每12个锅炉与对应的汽轮机组成一个独立的单元。2）主蒸汽和再热蒸汽系统的温度偏差采用双管系统的主蒸汽和再热蒸汽管道，左右两侧的一、二次汽温存在温度偏差，有的一次汽温偏差达3050

8、C，二次汽温偏差更大，因此，要采用中间联络管进行混温，以减小两侧的压差和温度偏差。3）主蒸汽和再热蒸汽系统的全面性热力系统（1）用新汽支管引出于电动主汽门之前（2）汽轮机本体的疏水系统（3）防止汽轮机进水：可控的再热器事故喷水系统，冷再热管道的疏水筒系统（4）防高压缸过热反向汽流冷却：在低速运行时，除通气阀外，所有高压缸的阀门全关，开通气阀使高压缸保持凝汽器的压力，在大约75%全速时，开反向流阀，再热蒸汽反向流过高压缸，经通气阀排入凝汽器。2. 旁路系统1）旁路系统类型：高压旁路（1级旁路）：新汽绕过汽轮机高压缸至冷再热蒸汽管道。低压旁路（2级旁路）：再热蒸汽绕过中低压缸至凝汽器。大旁路（3级

9、旁路）：新汽绕过整个汽轮机直接引至凝汽器。2）旁路系统容量：再热机组的旁路系统容量一般为锅炉连续最大蒸发量的30%，两班制再热机组的旁路系统容量可增大到锅炉最大连续蒸发量4050%。3. 给水系统：单母管制系统：给水母管切换，其余母管分段。切换母管制系统：压力与给水母管均为母管切换，吸水母管分段。单元制系统给水泵：对于母管制给水系统，全厂应设一台备用水泵，任何一台停用，其余总出力满足全部额定蒸发量的110%。4. 回热系统：小型发电机组一般有45级非调节抽汽，另有一台轴封汽冷却器。除氧器：小机组除氧器定压运行除氧器应安装安全阀5. 全厂公用汽水系统公用辅助蒸汽系统：机组启动时，需外来蒸汽用于汽

10、机汽封系统、除氧器加热、燃油加热、锅炉下联箱加热。主厂房内的冷却水系统：向辅助机械和冷却器、冷油器等提供冷却水。全厂的疏放水、放气系统：为疏泄和收集疏水和防水击而设置。在管道和设备的高处都设有放气管道。三、发电厂主要设备的选择（考试大纲5.3，复习资料P214，PP232-234)汽轮机：对具有常年持续稳定热负荷的热电厂，应按全年基本热负荷选用背压式汽轮机对昼夜热负荷变化较大，季节性热负荷变化较大，或近期热负荷总量还较小，且无持续稳定热负荷的热电厂，宜选用抽凝式汽轮机对于具有部分持续稳定热负荷的热电厂，可选用背压式汽轮机或抽背式汽轮机承担基本稳定的热负荷，另设置抽凝式汽轮机带变化波动的热负荷除

11、氧器：每台机组或锅炉选择一台除氧器，除氧水箱容量为35t/h锅炉2030分钟、65t/h 锅炉1015分钟的额定给水消耗量，水泵进口汽蚀余量35kPa，大气式布置高度67米，中压不低于1113米。给水泵：一台备用容量余度为110%额定蒸发量总扬程：除氧水箱出口到省煤器进口总阻力的1.2倍；加上锅筒水位与除氧器水箱水位静压差（锅炉本体总阻力中包含静压差时为省煤器进口与除氧水箱水柱静压差）；加省煤器入口压力；减去除氧器工作压力。减温减压器：工业抽汽事故备用时，容量等于一台最大汽轮机的最大抽气量或背压排汽量。当汽轮机一台停用时，还可供给采暖、通风和生活用热量的6075%（寒冷区取上限），可不设采暖备

12、用。疏水扩容器：蒸汽单位容积允许极限强度R取2000m3/(m3.h)热网加热器：停用一台热网加热器，其余可满足季节性热负荷的6075%。四、供热机组热经济性指标计算（考试大纲5.4，复习资料PP234-236)总热效率热电比总热耗分配（热量法）热化发电率五、汽水管道设计与布置（考试大纲5.5，复习资料PP236-258)1. 蒸汽管道的设计压力：（）主蒸汽管道取锅炉过热器出口的额定工作压力，允许超压运行时，应加的超压值（简称）（）再热蒸气管道取汽轮机最大计算出力下高压缸排汽压力的倍。2. 主给水管道压力：（）对于非调速电泵，从前置泵至主给水泵或从主给水泵出口至锅炉省煤器进口的管道，其设计压力

13、分别取前置泵或主给水泵的特性曲线最高点对应的压力与该泵进水侧压力之和。（）对于调速电泵：从给水泵出口至泵出口关闭阀的管道取用额定转速下特性曲线最高点对应的压力与该泵进水侧压力之和；从泵出口关闭阀至省煤器进口的管道，取用泵在额定转速及设计流量下泵出口压力的倍与泵进水侧压力之和。3. 管道设计温度（）主蒸汽、高温再热蒸汽管道取锅炉额定蒸发量时过热器、再热器出口的额定工作温度加上锅炉正常运行时允许的温度偏差值（）。（）低温再热蒸气管道取汽轮机最大出力下高压缸排汽点等熵求取设计压力下的相应温度。（）主给水加热器后的管道温度取被加热水的最高工作温度。. 公称压力表示不同管材、在不同温度时管道的允许工作压

14、力，都折算到某一固定温度等级下的承压等级标准，即公称压力指管道、管道附件在某基准温度下允许的最大工作压力。水压试验压力（表压）应不小于设计压力的倍，并不小于，介质温度不低于，不大于 ，环境温度不得低于 。. 公称通径名义上的计算内经，不是实际内经，同一管材，随着公称压力的提高，其壁厚加大，而实际内径却相应减小。6. 管径和壁厚的计算1)管径计算对于单相流体，其内径wvGmmwGvDi)(/7 .594介质质量流量，；介质比容，；介质流速，。)管子壁厚的计算（）直管壁厚计算a）直管最小壁厚 )(12222mmYpYppDSttim Ypt设计压力，；设计温度下的允用应力，；允用应力修正系数；考虑

15、腐蚀、磨损和机械强度要求的附加厚度，；温度对壁厚的修正系数。b）直管计算壁厚AmmASSSmmc)(直管壁负偏差系数。c）直管取用壁厚管子的取用壁厚不得小于管子的计算壁厚。（）弯管壁厚计算弯曲半径倍外径时，取弯管前直管最小壁厚的1.08，倍时取1.06倍。7. 管道附件与阀门)管道附件设计压力及以上，温度及以上的管道，应采用焊接式的流量测量装置，其他参数的管道可采用发兰式流量测量装置。)阀门截止阀结构简单，密封性好，便于维修，但流阻较大，启闭扭矩大，启闭时间较长，可装于任意位置的管道上。调节阀在运行中需经常开关，为防止泄漏不严密，在调节阀之前要串联关闭阀。布置安全阀时，必须使阀杆垂直向上。8.

16、 支吊架设计安装荷载：冷态荷载工作荷载：热态荷载分配荷载：基本荷载结构荷载：分配荷载的1.5倍管道热态吊零：工作荷载等于分配荷载管道冷态吊零：安装荷载等于分配荷载六、主厂房布置（考试大纲5.6，复习资料PP258-274)外煤粉仓布置：位于除氧间另一侧内煤粉仓布置：位于锅炉房与除氧间之间合并煤粉仓布置：与除氧间合并汽轮机横向布置：机头朝向锅炉间汽轮机纵向布置：基本概念 热力系统发电厂实现热功转换热力部分的工艺系统。它通过热力管道及阀门将各热力设备有机地联系起来，以在各种工况下能安全、经济、连续地将燃料的化学能转换成机械能。 热力系统图用图来反映热力系统。 原则性热力系统是一种原理性热力系统，主

17、要用来反映在额定工况下系统的热经济性和主要特征。原则性热力系统图不反映非讨论工况的设备及管线，不反映所有与原理无关的阀门，不反映次要的支管线及阀门，相同的设备也只需画一个来代表。 全面性热力系统以汽轮机回热系统为中心，将汽轮机、锅炉和其他所有局部热力系统有机组合起来，是实际热力系统的反映，它包括不同运行工况下的所有系统，以此全面显示出该系统的安全可靠性、经济性和灵活性。全面性热力系统图应画出实际所有的(运行的和备用的)设备、管线及阀门。全面性热力系统图是施工和运行的主要依据。 回热给水回热加热。 再热蒸汽中间再过热。 热电气冷四联供热电气冷联合能量生产。基本概念 疏水加热蒸汽的凝结水。 低压加

18、热器承受凝结水泵压力的加热器。 高压加热器承受给水泵压力的加热器。 除氧器热力系统工质的除气设备。 基载热网加热器承担季节性热负荷的基本负荷。 峰载热网加热器承担季节性热负荷的尖峰部分。 热化系数=热化供热量/最大热负荷 热化发电比=热化发电量/总发电量 热化发电率=热化发电量/热化供热量基本概念热电厂锅炉选择原则与凝汽式发电厂的区别？ 热电厂有两炉配一机、三炉配两机等方案； 热电厂一台最大容量锅炉停用，其余锅炉应满足热力用户6075%的热负荷； 凝汽式电厂宜一炉配一机，不设备用； 凝汽式电厂锅炉最大连续蒸发量一般取汽轮机额定进汽量的108110%。工业水系统的作用和要求？ 工业水系统是向电厂主厂房内及主厂房附近的辅助机械和冷却器、冷油器等装置连续不断的供给冷却水。 工业水应有可靠的水源、具有独立的供排水系统，不得与厂内的消防水、冲灰水、生活用水等系统合并，并应考虑电厂扩建的要求。热力设备选择？ 除氧器总出力按全部锅炉的额定蒸发量确定，热网补软化水时应加补水量。 除氧水箱储存给水；在给水变化时，它能保证给水泵的汽蚀余量，并应有35kPa的安全富裕量 。 可只装基载加热器，也可装基载、峰载加热器水侧串