最新《热力发电厂》2发电厂的回热加热系统课件

《热力发电厂》2发电厂的回热加热系统《热力发电厂》2发电厂的回热加热系统

混合式加热器 表面式加热器

立式加热器 卧式加热器 汽、水接触方式受热面布置方式加热器分类汽、水接触方式受热面布置方式加热器分类立式加热器立式加热器卧式加热器卧式加热器1、热经济性: 混合式高2、加热器结构: 混合式简单3、回热系统复杂性及可靠度:混合式复杂

4、除氧:

表面式不可以除氧

二、混合式与表面式加热器比较三、加热器类型选择 角度：经济性、实用性

1、热经济性: 混合式高二、混合式与表面式加热器比较三四、典型回热系统示例1、高、低加热器为表面式的系统四、典型回热系统示例1、高、低加热器为表面式的系统2、全混合式加热器回热系统P1P2P32、全混合式加热器回热系统P1P2P33、重力方式布置的混合式低压加热器

p5

p4

p1

p2

p3

p7

p6

pc3、重力方式布置的混合式低压加热器p5p4p1p24、带有部分混合式低压加热器的热力系统15H1至CH2H3H4H6H5678H7SG2H8234CSG14、带有部分混合式低压加热器的热力系统15H1至CH2H3H五、加热器的结构1．表面式加热器疏水——表面式加热器中加热蒸汽在管外冲 刷放热后的凝结水分类：卧式：大机组立式：中小机组五、加热器的结构1．表面式加热器（1）立式表面式加热器

（U形管管板式加热器）

用途：低加、高加水室出水进水上级疏水蒸汽疏水（1）立式表面式加热器

（U形管管板式加热器）

用途：低加立式高压加热器管束立式高压加热器管束疏水进口防冲板隔板给水出口给水进口蒸汽进口分流隔板疏水出口疏冷段隔板疏冷段进口

管板（2）卧式表面式加热器

用途：大机组低加、高加疏水进口隔板给水出口给水进口蒸汽进口分流隔板30万机组高压加热器管束30万机组高压加热器管束2．混合式加热器的结构

（1）卧式混合式加热器

用途：除氧器、大机组低加加热蒸汽进口凝结水进口凝结水出口2．混合式加热器的结构

（1）卧式混合式加热器

用途：除氧用途：除氧器、大机组低加（2）立式混合式加热器加热蒸汽进口凝结水进口凝结水出口用途：除氧器、大机组低加（2）立式混合式加热器加热蒸汽进口凝第2节表面式加热器及系统的热经济性分析一、表面式加热器上端差（出口端差）

——表面式加热器管内流动的水吸热升温后的出口温度与该加热器内汽侧压力对应的饱和水温度之差abtwj+1twjtsj12t,°

CΔtabA,m212=tsj–

twj

↓

，热经济性↑

第2节表面式加热器及系统的热经济性分析一、表面式加热器上端表面式加热器端差的选择端差与换热面积的关系：换热面积↑，

↓无过热蒸汽冷却段：

=3~6°C有过热蒸汽冷却段：

=-1~2°Cabtwj+1twjtsj12t,°

CΔtabA,m212表面式加热器端差的选择端差与换热面积的关系：abtwj+1t二抽汽管道压降Δpj及热经济性抽汽管道压降Δpj——汽轮机抽汽口压力pj和j级回热加热器内汽侧压力之差影响因素：蒸汽流速、局部阻力pj<10%pj(大机组取4%~6%)分析：pj

↓

，热经济性↑twj+1twjtsjjj+1••二抽汽管道压降Δpj及热经济性抽汽管道压降Δpj——tw最新《热力发电厂》2发电厂的回热加热系统课件三蒸汽冷却器及其热经济性分析1、蒸汽冷却器

2、类型内置式：与加热器本体合成一体外置式：具有独立的加热器外壳，布置灵活 tw2tw1t1三蒸汽冷却器及其热经济性分析1、蒸汽冷却器tw2tw1t1内置式蒸汽冷却器作用：1）↓回热加热器内汽水换热的不可逆损失2）↑出口水温，↓端差，↑回热抽汽做功比，↑经济性0.15-0.20%t,°

CA,m21tw1过热蒸汽冷却段蒸汽凝结段tw2ts1tj1tw2hw2tw1hw1t1h1••••••内置式蒸汽冷却器作用：1）↓回热加热器内汽水换热的不可逆损失优点：↑最终给水温度，↑本级抽汽，↓高级抽汽，↑经济性0.3-0.5%，布置方式灵活缺点：造价高外置式蒸汽冷却器P1P2P3•优点：↑最终给水温度，↑本级抽汽，↓高级抽汽，外置式蒸汽冷4、蒸汽冷却器的连接方式

水侧连接方式：（1）内置式蒸汽冷却器：

串联连接（顺序连接）（2）外置式蒸汽冷却器：

串联连接：全部给水流经冷却器 并联连接：只有一部分给水进入冷却器4、蒸汽冷却器的连接方式

水侧连接方式：先j-1级，后j级的两级串联单级并联单级串联与主水流分流两级并联与主水流串联两级并联先j级，后j-1级的两级串联先j-1级，后j级的两级串联单级并联单级串联与主水流分流两级5、外置式蒸汽冷却器连接方式比较（1）串联连接优点：进水温度高，换热温差小，做功损失小；缺点：给水全部流经冷却器，给水系统阻力大，泵功消耗多（2）并联连接优点：给水系统阻力小，泵功消耗少缺点：进水温度小，换热温差大，做功损失大；回热抽汽做功少5、外置式蒸汽冷却器连接方式比较（1）串联连接（四）表面式加热器的疏水方式及热经济性分析1、疏水收集方式

疏水收集——将疏水收集并汇集于系统的主水流（主给水或主凝结水）中（1）疏水逐级自流方式 ——利用汽侧压差，将压力较高的疏水自流到压力较低的加热器中，逐级自流直至与主水流汇合（四）表面式加热器的疏水方式及热经济性分析1、疏水收集方式疏水逐级自流方式

P1P2P3疏水逐级自流方式P1P2P3（2）疏水泵方式 ——由于表面式加热器汽侧压力远小于水侧压力，借助疏水泵将疏水与水侧的主水流汇合，汇入点常为该加热器的出口水流中（2）疏水泵方式2、两种疏水方式的热经济性分析（1）疏水逐级自流方式（高、低加热器）↑高一级抽汽量，↓低一级抽汽量，↓热经济性（2）疏水泵方式（大中型机组末级低加热器） 疏水与主水流混合后，↓端差，↑热经济性2、两种疏水方式的热经济性分析分析两种疏水收集方式的热经济性疏水逐级自流方式↑高压抽汽，↓低压抽汽，↓热经济性

p1D1

p2D2

p3D3h1•h1

p1D1

p2D2

p3D31疏水泵方式↓端差，↓高压抽汽，↑热经济性••分析两种疏水收集方式的热经济性疏水逐级自流方式↑高压抽汽，↓2、疏水冷却器的设置作用：（1）↓疏水逐级自流排挤低压抽汽所引起的附加冷源热损失或疏水压降产生热能贬值带来的做功损失；（2）↓疏水经节流后产生蒸汽形成两相流的可能性；（3）↑热经济性布置方式：内置式、外置式ts1tw2tw1t1ts1'2、疏水冷却器的设置作用：ts1tw2tw1t1ts1't,°

CA,m21tw1tw2t1ts1疏水冷却段内置式疏水冷却器过热蒸汽冷却段蒸汽凝结段••••••••1tw2hw2tw1hw1t1h1t,°CA,m21tw1tw2t1ts1外置式疏水冷却器pjhjhwjpj+1hj+1hjhj+1hwj+1hwj+2外置式疏水冷却器pjhwjpj+1hjhj+1hwj+下端差（入口端差）——加装疏水冷却器（段）后，疏水温度与本级加热器进口水温之差一般推荐=5～10℃hwj+1回热加热器下端差下端差（入口端差）hwj+1回热加热器下端差3．实际系统疏水方式的选择

技术经济比较：对热经济性影响约为0.5%～0.15%（1）疏水逐级自流方式 简单、可靠、费用少应用：高压加热器、低压加热器（2）疏水泵方式

系统复杂，投资大应用：大、中型机组的最后一、二级低压加热器N600MW机组：全疏水逐级自流N300MW机组：全疏水逐级自流或第3台低加用疏水泵3．实际系统疏水方式的选择4．实际机组回热原则性热力系统回热系统基本连接方式：（1）除氧器——混合式加热器；（2）高压加热器疏水逐级自流进入除氧器；（3）低压加热器疏水逐级自流进入凝汽器热井或末级或次末级加热器采用疏水泵打入加热器出口水管道中；（4）回热抽汽过热度较小时不宜采用蒸汽冷却器；（5）小机组不宜采用蒸汽冷却器和疏水冷却器。4．实际机组回热原则性热力系统回热系统基本连接方式：N300-16.7/538/538型机组的发电厂原则性热力系统P4=0.803P6=0.134N300-16.7/538/538型机组的发电厂原则性热力系N600-17.75/540/540型机组发电厂原则性热力系统图N600-17.75/540/540第3节 给水除氧及除氧器一、给水除氧的必要性腐蚀金属（O2、CO2）恶化传热效果（不凝结性气体）二、给水除氧的方法化学除氧：除氧彻底，但不能除去其它气体物理除氧：既能除氧又能除去其它气体 热力除氧第3节 给水除氧及除氧器一、给水除氧的必要性三．热力除氧原理（1）亨利定律

动态平衡时，单位体积水中溶解的气体量b和水面上该气体的分压力（称为平衡压力）成正比

pbb（2）道尔顿定律

混合气体全压力等于各组成气（汽）体的分压力之和

三．热力除氧原理（1）亨利定律pbb（2）道尔顿定律水中氧量与温度的关系水中氧量与温度的关系热力除氧方法将给水加热至除氧器工作压力下的饱和温度，即可达到除氧目的保证热力除氧效果的基本条件：（1）水被加热到除氧器工作压力下的饱和水温度；（2）及时排走水中逸出的气体，以保证液面上氧气及其他气体分压力维持为零或最小；（3）水与加热蒸汽有足够的接触面积，蒸汽与水应逆向流动，确保有较大的不平衡压差。热力除氧方法水中残余含氧量与加热温度不足的关系水中残余含氧量与加热温度不足的关系除氧两个阶段：（1）初期除氧阶段 不平衡压差△p大 除去给水中80%～90%的气体（2）深度除氧阶段 不平衡压差△p小 化学除氧除氧两个阶段：四热力除氧器类型及结构

除氧器构成：除氧塔（除氧头）、给水箱

1、对除氧器的基本要求混合式加热器汽水接触面积尽可能大及时将水中析出的气体携带出除氧器强化深度除氧措施耐腐蚀水箱除氧头四热力除氧器类型及结构除氧器构成：除氧塔（除氧头）、给立式除氧器外观立式除氧器外观600MW卧式除氧器外观600MW卧式除氧器外观2、除氧器的类型及选择压力结构淋水盘（细流）式喷雾填料（喷雾膜式）式真空式大气式高压布置方式立式卧式2、除氧器的类型及选择压力结构淋水盘（细流）式真空式布置方式1—补充水管；2—凝结水管；3—疏水箱来疏水管；4—高压加热器来疏水管5—进汽管；6—汽室；7—排汽管淋水盘式除氧器缺点：安装要求高；对负荷适应能力差应用：中、低参数机组1—补充水管；淋水盘式除氧器喷雾式除氧器优点：深度除氧适应负荷变化应用：高参数电厂喷雾式除氧器喷雾式除氧器喷雾式除氧器真空式除氧器（凝汽器内）

除氧过程：汽轮机排汽加热凝结水应用：初步除氧凝汽器的真空除氧装置1-集水板；2-淋水盘；3-溅水板；4-排汽至凝汽器抽气口；5-热水井真空式除氧器凝汽器的真空除氧装置大气压式除氧器 工作压力约0.118MPa除氧过程：汽轮机抽汽加热凝结水优点：压力低、造价低应用：中、低参数发电厂 热电厂大气压式除氧器（3）高压式除氧器

工作压力大于0.343~0.784MPa除氧过程： 汽轮机抽汽加热凝结水优点：↓高压加热器台数； 避免除氧器自沸腾缺点：造价高

应用：高参数发电厂（3）高压式除氧器五除氧器的热平衡及自生沸腾1、除氧器的热平衡 物质平衡

热量平衡

五除氧器的热平衡及自生沸腾1、除氧器的热平衡2、除氧器的自生沸腾及防止方法自生沸腾——不需要回热抽汽加热，仅凭其他进入除氧器的蒸汽和疏水就可将水加热到除氧器工作压力下饱和温度

影响：（1）回热抽汽管的逆止阀关闭，破坏汽水逆向流动；（2）排气工质损失↑，热量损失↑，除氧效果↓；（3）威胁除氧器的安全2、除氧器的自生沸腾及防止方法自生沸腾的防止（1）对进入除氧器的高压加热器疏水设置疏水冷却器；（2）将轴封汽、锅炉连续排污扩容蒸汽、阀杆漏汽或高压加热器疏水引至他处；（3）提高除氧器压力，既可降低高加数量，又可减少其疏水量；（4）将低温的化学补充水引入除氧器以增加吸热量自生沸腾的防止（1）对进入除氧器的高压加热器疏水设置疏水冷却第4节除氧器的运行及其热经济性一、除氧器的运行方式：1、定压运行

——除氧器工作压力为定值缺点：（1）压力调节阀造成抽汽节流损失，热经济性差；（2）低负荷时，高加疏水切换到低加，排挤低加抽汽，且系统复杂优点：安全应用：中小型机组第4节除氧器的运行及其热经济性一、除氧器的运行方式：2、滑压运行

——在滑压范围内运行时，除氧器压力随主机负荷与抽汽压力的变动而变化优点：（1）没有压力调节阀及其引起的节流损失；（2）可使回热加热分配更接近最佳值，适应调峰要求；缺点：安全隐患应用：中间再热机组、调峰机组2、滑压运行两种运行方式的热经济性比较P——负荷Pr——额定负荷——除氧器滑压运行时 机组绝对内效率——除氧器定压运行时 机组绝对内效率两种运行方式的热经济性比较P——负荷二、除氧器汽源的连接方式1、单独连接定压除氧器方式——高中压电厂带基本负荷机组特点：（1）设计工况时该级回热抽汽压力应高于除氧器运行压力；（2）抽汽管道上设压力调节阀，低负荷时能切换至高一级抽汽，并关闭原级抽汽二、除氧器汽源的连接方式1、单独连接定压除氧器方式单独连接定压除氧器方式的分析（1）压力调节阀导致节流损失↑，除氧器出口水温<抽汽压力相对应的饱和温度，高压抽汽量↑，回热抽汽做功比Xr↓，使机组↓（2）低负荷时原级抽汽关闭，回热级数↓，回热换热过程不可逆损失↑，Xr↓，↓•H2•单独连接定压除氧器方式的分析（1）压力调节阀导致节流损失↑，2、前置连接定压除氧器方式

——供热机组

特点：在除氧器出口水前方设置一高压加热器与除氧器共用同一级回热抽汽，组成一级加热分析：（1）该级出口水温只与供热机组调整抽汽的压力有关，热经济性比单独连接方式高；（2）投资大，系统复杂H3H2••2、前置连接定压除氧器方式

——供热机组特点：H3H特点：（1）本级回热抽汽管道上不设压力调节阀；（2）装有至高一级回热抽汽管道上的切换阀和压力调节阀，低负荷时仍能自动向大气排气3、滑压除氧器方式——再热机组和调峰机组分析：（1）避免了节流损失；（2）出口水温无端差，热经济性最高特点：3、滑压除氧器方式分析：三、除氧器的滑压运行1、负荷骤升

（1）水温滞后于压力的变化出现“返氧”现象，使除氧器出口的含氧量↑，↓除氧效果（2）除氧器压力↑，给水泵入口水温滞后，运行安全性↑（1）控制负荷升速度在每分钟5%负荷内（2）在给水箱内加装再沸腾管（3）适当压缩滑压范围

影响措施三、除氧器的滑压运行1、负荷骤升影响措施2、负荷骤降

（1）除氧器压力下降发生“闪蒸”现象，水温↓，

↑除氧效果（2）除氧器压力↓，给水泵入口水温滞后，易发生汽蚀，↓给水泵运行安全性Hd影响2、负荷骤降Hd影响汽蚀现象

——当液体在流道内流至某处，其压力等于或小于液体温度对应的汽化压力时，该处会产生汽化，即有大量的蒸汽和溶解在液体中的气体逸出，形成许多蒸汽与气体混合的小汽泡危害：气泡随液体流至高压区时，在高压作用下，迅速凝结而破裂。汽泡破裂瞬间，高压液体高速占有原汽泡所居空间，形成冲击力，并周而复始，使流道材料因机械剥蚀和化学腐蚀而遭到破坏，并产生振动和噪音

汽蚀现象——当液体在流道内流至某处，其压力等于或小3、给水泵不汽蚀的条件有效汽蚀余量NPSHa

——在泵吸入口处，单位重量液体所具有的超过汽化压力的富余能量。与吸入系统的情况有关pd、pv——除氧器工作压力和泵入口水温对应的汽化压力，Mpa； ρ——给水的平均密度，kg/m3； Hd——泵入口承受的静水头，m；△p——泵吸入管损失的压力，Mpa

3、给水泵不汽蚀的条件有效汽蚀余量NPSHa除氧器与给水泵安装示意图Pd

——除氧器工作压力Pv——泵入口水温对应的汽化压力ρ——给水的平均密度Hd——泵入口承受的静水头△p——泵吸入管损失的压力Hd稳态运行时：除氧器与给水泵安装示意图Pd——除氧器工作压力Hd稳态运行必需汽蚀余量NPSHr——泵内不发生汽蚀所必需的最小有效汽蚀余量NPSHr的影响因素：

转速↑，流量↑，NPSHr↑

给水泵正常运行不发生汽蚀条件：

有效富裕压头：△NPSH=NPSHa-NPSHr≥0

泵内最低压头汽化压头必需汽蚀余量NPSHr泵内最低压头汽化压头HdK泵吸入口压力最低叶轮出口吸入系统及离心泵内的压力变化叶轮入口HdK泵吸入口压力最低叶轮出口吸入系统及离心泵内的压力变化叶除氧器与给水泵安装示意图Hd除氧器与给水泵安装示意图HdNPSHrNPSHa临界点：NPSHa=NPSHr

.稳定工作区A汽蚀区NPSHa和NPSHr随流量Q的变化关系H，mQ，m3/h流量↑，NPSHr↑

Qmin<Q<QANPSHrNPSHa临界点：NPSHa=NPSHr.稳定工负荷骤降过程给水泵运行的安全性 泵内最低压头 汽化压头 除氧器压头负荷骤降过程给水泵运行的安全性 泵内最低压头4、滑压运行除氧器防止给水泵汽蚀的措施1）提高除氧器安装高度Hd

2）采用低转速前置泵

3）降低泵吸入管道的压降△p

4）提高水泵吸入管内流速W5）加大给水泵流量Q6）降低进入给水泵水温

7）增加除氧器给水箱储水量

8）装备用汽源

提高泵内最低压头曲线缩短泵内汽化压头曲线的滞后时间减缓暂态过程除氧器压头曲线下降4、滑压运行除氧器防止给水泵汽蚀的措施1）提高除氧器安装高加速给水泵进口水温下降的措施(a)(b)(a)主凝结水旁路(b)设置给水冷却器系统在泵入口注入冷水的系统加速给水泵进口水温下降的措施(a)(b)(a)主凝结水第5节汽轮机组原则性热力系统及其计算一、计算目的（1）确定汽轮机组在某一工况（设计、最大、典型工况）下的热经济指标和各部分汽水流量;（2）选择有关的辅助设备及汽水管道；（3）确定某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1、应用：（1）新机组方案比较；（2）技术改造；（3）机组大修前后第5节汽轮机组原则性热力系统及其计算一、计算目的1、应用2、计算方法（1）“定功率”计算 ——负荷给定应用：电力设计院、电厂（2）“定流量”计算 ——汽轮机进汽量给定应用：汽轮机制造厂2、计算方法（1）“定功率”计算（二）基本公式1、加热器的热平衡式吸热量=放热量×h

或∑流入热量=∑流出热量2、汽轮机物质平衡式

3、汽轮机功率平衡式

3600Pe=Wimg=D0wimg抽汽量凝汽流量功率或汽耗量（二）基本公式1、加热器的热平衡式抽汽量凝汽流量功率4、典型热平衡式示例（1）混合式加热器hjhwjhw(j+1))()()1()1()1()1(')1()1()1(+++++++-=-=+=++=jwwjjwhwjjjwjwjjwjwhjjwjwjjwjwjjjwjwjhhhhhhhhhhahaaahaaaaaaa或或热平衡物质平衡4、典型热平衡式示例（1）混合式加热器hjhwjhw(j+1（2）表面式加热器)()()()()()()1('')1(')1('+++-=--=--=-jwwjwjjhjjjwwjwjhjjjjwwjwjjjjhhhhhhhhhhhhahaahaaa或或热平衡（2）表面式加热器)()()()()()()1('')1('（3）表面式加热器不同连接方式下

热平衡方程的处理方法hwzzc(a)hwchwzzc(b)hwc（3）表面式加热器不同连接方式下

热平衡方程的处理方法hw三、计算方法和步骤常规计算法：通过建立各级加热器的热平衡式以及凝汽流的物质平衡式或功率方程式，求出抽汽量和新汽量（或凝汽量）（1）串联法（手工计算）

——由高至低依次计算各级加热器

（1）并联法（计算机计算）

——同时建立各级加热器热平衡式 三、计算方法和步骤常规计算法：常规法计算的过程及步骤：1．整理原始资料2．计算回热抽汽系数与凝汽系数3．新汽量D0计算及功率校核

4．热经济指标计算

5．各汽水流量绝对值计算

常规法计算的过程及步骤：1．整理原始资料引进型超临界600MW三缸四排汽凝汽式机组在设计工况下的热经济指标计算已知：汽轮机型式：N600-24.2/566/566蒸汽初参数：p0=24.2MPa，t0=566℃；p0=0.515MPa，t0=1.8℃；再热蒸汽参数：冷段压力p2==4.053MPa，冷段温度=303.5℃，热段压力=3.648MPa，热段温度trh=566℃；排汽压力：p2=5.4kPa（0.0054MPa）；抽汽及轴封参数见表2-2。给水泵出口压力ppu=30.38MPa，凝结水泵出口压力为1.84MPa。汽动给水泵用汽系数pu为0.052。四、计算示例引进型超临界600MW三缸四排汽凝汽式机组在设计工况下的热经N300-16.7/538/538型机组的发电厂原则性热力系统N300-16.7/538/538型机组的发电厂原则性热力系0022345687C3390.26h3145.1h3027.9h3515.13h3333.1h3135.0h2939.7h2762.7h2664.7h2522.0h2359.8h图4-25亚临界300MW双缸双排汽凝汽式机组蒸汽膨胀过程线s,kJ/(kg∙K)h,kJ/kg1、整理原始资料1）画出蒸汽膨胀过程线新蒸汽再热蒸汽焓各级抽汽焓加热器进出口水焓（汽侧压力、疏水温度、上端差、出口水温）疏水焓（下端差、疏水出口水温）2）查水蒸气表0022345687C3390.26h3145.1h302、计算回热抽汽系数与凝汽系数（1）1号高压加热器由H1的热平衡式求1

1h1hw1H1hdw1hw2=0.074925H1的疏水系数d1=1=0.074925同理可求得H2，H3的抽汽系数2，3

2、计算回热抽汽系数与凝汽系数（1）1号高压加热器1h（2）除氧器HDhw54puHDsg14

h4hw4c4d31kg=0.029932c4=1d3

sg1

4==0.7595564=4+pu=0.029932+0.038=0.067932•（2）除氧器HDhw54puHDsg14h4h（3）H5~H7号低加：计算5~8物质平衡：c+

pu

+

d7+

sg2

+

8

=

c4热平衡：（3）H5~H7号低加：计算5~8物质平衡：c+热井物质平衡:c=

c4

d7

sg2

8

pu =0.598044汽轮机通流部分物质平衡：（4）凝汽系数c计算与物质平衡校核热井物质平衡:c=c4d73、新汽量D0计算及功率校核

（1）计算Dc03、新汽量D0计算及功率校核（1）计算Dc0汽轮机新汽耗量D0 D0=Dc0=712.00381.288481=917.403368t/h做功不足汽耗增加系数（2）计算汽轮机新汽耗量D0各级抽汽做功不足系数Yj汽轮机新汽耗量D0做功不足汽耗增加系数（2）计算汽轮机（3）功率校核发电机的功率Pe为 Pe=D0wimg/3600=300.000296计算误差：=1207.236698kJ/kg%100-=DeeepPP=0.000099%

（3）功率校核发电机的功率Pe为=1207.24、热经济指标计算1kg新汽的比热耗

汽轮机绝对内效率

汽轮发电机组绝对电效率

汽轮发电机组热耗率

汽轮发电机组汽耗率

4、热经济指标计算1kg新汽的比热耗5、各汽水流量计算5、各汽水流量计算思考题1、试分析蒸汽冷却器、疏水冷却器对机组热经济性的影响。2、疏水收集方式有哪几种？试分析不同疏水收集方式对机组热经济性的影响。思考题1、试分析蒸汽冷却器、疏水冷却器对机组热经济性的影响。3、请建立图示除氧器的物质平衡及热量平衡式并分析如何防止发生自生沸腾。思考题3、请建立图示除氧器的物质平衡及热量平衡式并分析如何防止发生思考题4、什么是除氧器的滑压运行？滑压运行的优点是什么？5、除氧器滑压运行时，如何防止给水泵汽蚀。思考题4、什么是除氧器的滑压运行？滑压运行的优点是什么？6、已知某机组高压加热器的如下参数：加热蒸汽抽汽压力p1、温度t1；给水泵出口压力pg加热器进口水温tw2加热器上端差1及下端差

1请根据已知参数确定各汽水焓值，写1的计算式。思考题1h11kghw1hw2,tw2hs16、已知某机组高压加热器的如下参数：思考题1h1此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！

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混合式加热器 表面式加热器

立式加热器 卧式加热器 汽、水接触方式受热面布置方式加热器分类汽、水接触方式受热面布置方式加热器分类立式加热器立式加热器卧式加热器卧式加热器1、热经济性: 混合式高2、加热器结构: 混合式简单3、回热系统复杂性及可靠度:混合式复杂

4、除氧:

表面式不可以除氧

二、混合式与表面式加热器比较三、加热器类型选择 角度：经济性、实用性

1、热经济性: 混合式高二、混合式与表面式加热器比较三四、典型回热系统示例1、高、低加热器为表面式的系统四、典型回热系统示例1、高、低加热器为表面式的系统2、全混合式加热器回热系统P1P2P32、全混合式加热器回热系统P1P2P33、重力方式布置的混合式低压加热器

p5

p4

p1

p2

p3

p7

p6

pc3、重力方式布置的混合式低压加热器p5p4p1p24、带有部分混合式低压加热器的热力系统15H1至CH2H3H4H6H5678H7SG2H8234CSG14、带有部分混合式低压加热器的热力系统15H1至CH2H3H五、加热器的结构1．表面式加热器疏水——表面式加热器中加热蒸汽在管外冲 刷放热后的凝结水分类：卧式：大机组立式：中小机组五、加热器的结构1．表面式加热器（1）立式表面式加热器

（U形管管板式加热器）

用途：低加、高加水室出水进水上级疏水蒸汽疏水（1）立式表面式加热器

（U形管管板式加热器）

用途：低加立式高压加热器管束立式高压加热器管束疏水进口防冲板隔板给水出口给水进口蒸汽进口分流隔板疏水出口疏冷段隔板疏冷段进口

管板（2）卧式表面式加热器

用途：大机组低加、高加疏水进口隔板给水出口给水进口蒸汽进口分流隔板30万机组高压加热器管束30万机组高压加热器管束2．混合式加热器的结构

（1）卧式混合式加热器

用途：除氧器、大机组低加加热蒸汽进口凝结水进口凝结水出口2．混合式加热器的结构

（1）卧式混合式加热器

用途：除氧用途：除氧器、大机组低加（2）立式混合式加热器加热蒸汽进口凝结水进口凝结水出口用途：除氧器、大机组低加（2）立式混合式加热器加热蒸汽进口凝第2节表面式加热器及系统的热经济性分析一、表面式加热器上端差（出口端差）

——表面式加热器管内流动的水吸热升温后的出口温度与该加热器内汽侧压力对应的饱和水温度之差abtwj+1twjtsj12t,°

CΔtabA,m212=tsj–

twj

↓

，热经济性↑

第2节表面式加热器及系统的热经济性分析一、表面式加热器上端表面式加热器端差的选择端差与换热面积的关系：换热面积↑，

↓无过热蒸汽冷却段：

=3~6°C有过热蒸汽冷却段：

=-1~2°Cabtwj+1twjtsj12t,°

CΔtabA,m212表面式加热器端差的选择端差与换热面积的关系：abtwj+1t二抽汽管道压降Δpj及热经济性抽汽管道压降Δpj——汽轮机抽汽口压力pj和j级回热加热器内汽侧压力之差影响因素：蒸汽流速、局部阻力pj<10%pj(大机组取4%~6%)分析：pj

↓

，热经济性↑twj+1twjtsjjj+1••二抽汽管道压降Δpj及热经济性抽汽管道压降Δpj——tw最新《热力发电厂》2发电厂的回热加热系统课件三蒸汽冷却器及其热经济性分析1、蒸汽冷却器

2、类型内置式：与加热器本体合成一体外置式：具有独立的加热器外壳，布置灵活 tw2tw1t1三蒸汽冷却器及其热经济性分析1、蒸汽冷却器tw2tw1t1内置式蒸汽冷却器作用：1）↓回热加热器内汽水换热的不可逆损失2）↑出口水温，↓端差，↑回热抽汽做功比，↑经济性0.15-0.20%t,°

CA,m21tw1过热蒸汽冷却段蒸汽凝结段tw2ts1tj1tw2hw2tw1hw1t1h1••••••内置式蒸汽冷却器作用：1）↓回热加热器内汽水换热的不可逆损失优点：↑最终给水温度，↑本级抽汽，↓高级抽汽，↑经济性0.3-0.5%，布置方式灵活缺点：造价高外置式蒸汽冷却器P1P2P3•优点：↑最终给水温度，↑本级抽汽，↓高级抽汽，外置式蒸汽冷4、蒸汽冷却器的连接方式

水侧连接方式：（1）内置式蒸汽冷却器：

串联连接（顺序连接）（2）外置式蒸汽冷却器：

串联连接：全部给水流经冷却器 并联连接：只有一部分给水进入冷却器4、蒸汽冷却器的连接方式

水侧连接方式：先j-1级，后j级的两级串联单级并联单级串联与主水流分流两级并联与主水流串联两级并联先j级，后j-1级的两级串联先j-1级，后j级的两级串联单级并联单级串联与主水流分流两级5、外置式蒸汽冷却器连接方式比较（1）串联连接优点：进水温度高，换热温差小，做功损失小；缺点：给水全部流经冷却器，给水系统阻力大，泵功消耗多（2）并联连接优点：给水系统阻力小，泵功消耗少缺点：进水温度小，换热温差大，做功损失大；回热抽汽做功少5、外置式蒸汽冷却器连接方式比较（1）串联连接（四）表面式加热器的疏水方式及热经济性分析1、疏水收集方式

疏水收集——将疏水收集并汇集于系统的主水流（主给水或主凝结水）中（1）疏水逐级自流方式 ——利用汽侧压差，将压力较高的疏水自流到压力较低的加热器中，逐级自流直至与主水流汇合（四）表面式加热器的疏水方式及热经济性分析1、疏水收集方式疏水逐级自流方式

P1P2P3疏水逐级自流方式P1P2P3（2）疏水泵方式 ——由于表面式加热器汽侧压力远小于水侧压力，借助疏水泵将疏水与水侧的主水流汇合，汇入点常为该加热器的出口水流中（2）疏水泵方式2、两种疏水方式的热经济性分析（1）疏水逐级自流方式（高、低加热器）↑高一级抽汽量，↓低一级抽汽量，↓热经济性（2）疏水泵方式（大中型机组末级低加热器） 疏水与主水流混合后，↓端差，↑热经济性2、两种疏水方式的热经济性分析分析两种疏水收集方式的热经济性疏水逐级自流方式↑高压抽汽，↓低压抽汽，↓热经济性

p1D1

p2D2

p3D3h1•h1

p1D1

p2D2

p3D31疏水泵方式↓端差，↓高压抽汽，↑热经济性••分析两种疏水收集方式的热经济性疏水逐级自流方式↑高压抽汽，↓2、疏水冷却器的设置作用：（1）↓疏水逐级自流排挤低压抽汽所引起的附加冷源热损失或疏水压降产生热能贬值带来的做功损失；（2）↓疏水经节流后产生蒸汽形成两相流的可能性；（3）↑热经济性布置方式：内置式、外置式ts1tw2tw1t1ts1'2、疏水冷却器的设置作用：ts1tw2tw1t1ts1't,°

CA,m21tw1tw2t1ts1疏水冷却段内置式疏水冷却器过热蒸汽冷却段蒸汽凝结段••••••••1tw2hw2tw1hw1t1h1t,°CA,m21tw1tw2t1ts1外置式疏水冷却器pjhjhwjpj+1hj+1hjhj+1hwj+1hwj+2外置式疏水冷却器pjhwjpj+1hjhj+1hwj+下端差（入口端差）——加装疏水冷却器（段）后，疏水温度与本级加热器进口水温之差一般推荐=5～10℃hwj+1回热加热器下端差下端差（入口端差）hwj+1回热加热器下端差3．实际系统疏水方式的选择

技术经济比较：对热经济性影响约为0.5%～0.15%（1）疏水逐级自流方式 简单、可靠、费用少应用：高压加热器、低压加热器（2）疏水泵方式

系统复杂，投资大应用：大、中型机组的最后一、二级低压加热器N600MW机组：全疏水逐级自流N300MW机组：全疏水逐级自流或第3台低加用疏水泵3．实际系统疏水方式的选择4．实际机组回热原则性热力系统回热系统基本连接方式：（1）除氧器——混合式加热器；（2）高压加热器疏水逐级自流进入除氧器；（3）低压加热器疏水逐级自流进入凝汽器热井或末级或次末级加热器采用疏水泵打入加热器出口水管道中；（4）回热抽汽过热度较小时不宜采用蒸汽冷却器；（5）小机组不宜采用蒸汽冷却器和疏水冷却器。4．实际机组回热原则性热力系统回热系统基本连接方式：N300-16.7/538/538型机组的发电厂原则性热力系统P4=0.803P6=0.134N300-16.7/538/538型机组的发电厂原则性热力系N600-17.75/540/540型机组发电厂原则性热力系统图N600-17.75/540/540第3节 给水除氧及除氧器一、给水除氧的必要性腐蚀金属（O2、CO2）恶化传热效果（不凝结性气体）二、给水除氧的方法化学除氧：除氧彻底，但不能除去其它气体物理除氧：既能除氧又能除去其它气体 热力除氧第3节 给水除氧及除氧器一、给水除氧的必要性三．热力除氧原理（1）亨利定律

动态平衡时，单位体积水中溶解的气体量b和水面上该气体的分压力（称为平衡压力）成正比

pbb（2）道尔顿定律

混合气体全压力等于各组成气（汽）体的分压力之和

三．热力除氧原理（1）亨利定律pbb（2）道尔顿定律水中氧量与温度的关系水中氧量与温度的关系热力除氧方法将给水加热至除氧器工作压力下的饱和温度，即可达到除氧目的保证热力除氧效果的基本条件：（1）水被加热到除氧器工作压力下的饱和水温度；（2）及时排走水中逸出的气体，以保证液面上氧气及其他气体分压力维持为零或最小；（3）水与加热蒸汽有足够的接触面积，蒸汽与水应逆向流动，确保有较大的不平衡压差。热力除氧方法水中残余含氧量与加热温度不足的关系水中残余含氧量与加热温度不足的关系除氧两个阶段：（1）初期除氧阶段 不平衡压差△p大 除去给水中80%～90%的气体（2）深度除氧阶段 不平衡压差△p小 化学除氧除氧两个阶段：四热力除氧器类型及结构

除氧器构成：除氧塔（除氧头）、给水箱

1、对除氧器的基本要求混合式加热器汽水接触面积尽可能大及时将水中析出的气体携带出除氧器强化深度除氧措施耐腐蚀水箱除氧头四热力除氧器类型及结构除氧器构成：除氧塔（除氧头）、给立式除氧器外观立式除氧器外观600MW卧式除氧器外观600MW卧式除氧器外观2、除氧器的类型及选择压力结构淋水盘（细流）式喷雾填料（喷雾膜式）式真空式大气式高压布置方式立式卧式2、除氧器的类型及选择压力结构淋水盘（细流）式真空式布置方式1—补充水管；2—凝结水管；3—疏水箱来疏水管；4—高压加热器来疏水管5—进汽管；6—汽室；7—排汽管淋水盘式除氧器缺点：安装要求高；对负荷适应能力差应用：中、低参数机组1—补充水管；淋水盘式除氧器喷雾式除氧器优点：深度除氧适应负荷变化应用：高参数电厂喷雾式除氧器喷雾式除氧器喷雾式除氧器真空式除氧器（凝汽器内）

除氧过程：汽轮机排汽加热凝结水应用：初步除氧凝汽器的真空除氧装置1-集水板；2-淋水盘；3-溅水板；4-排汽至凝汽器抽气口；5-热水井真空式除氧器凝汽器的真空除氧装置大气压式除氧器 工作压力约0.118MPa除氧过程：汽轮机抽汽加热凝结水优点：压力低、造价低应用：中、低参数发电厂 热电厂大气压式除氧器（3）高压式除氧器

工作压力大于0.343~0.784MPa除氧过程： 汽轮机抽汽加热凝结水优点：↓高压加热器台数； 避免除氧器自沸腾缺点：造价高

应用：高参数发电厂（3）高压式除氧器五除氧器的热平衡及自生沸腾1、除氧器的热平衡 物质平衡

热量平衡

五除氧器的热平衡及自生沸腾1、除氧器的热平衡2、除氧器的自生沸腾及防止方法自生沸腾——不需要回热抽汽加热，仅凭其他进入除氧器的蒸汽和疏水就可将水加热到除氧器工作压力下饱和温度

影响：（1）回热抽汽管的逆止阀关闭，破坏汽水逆向流动；（2）排气工质损失↑，热量损失↑，除氧效果↓；（3）威胁除氧器的安全2、除氧器的自生沸腾及防止方法自生沸腾的防止（1）对进入除氧器的高压加热器疏水设置疏水冷却器；（2）将轴封汽、锅炉连续排污扩容蒸汽、阀杆漏汽或高压加热器疏水引至他处；（3）提高除氧器压力，既可降低高加数量，又可减少其疏水量；（4）将低温的化学补充水引入除氧器以增加吸热量自生沸腾的防止（1）对进入除氧器的高压加热器疏水设置疏水冷却第4节除氧器的运行及其热经济性一、除氧器的运行方式：1、定压运行

——除氧器工作压力为定值缺点：（1）压力调节阀造成抽汽节流损失，热经济性差；（2）低负荷时，高加疏水切换到低加，排挤低加抽汽，且系统复杂优点：安全应用：中小型机组第4节除氧器的运行及其热经济性一、除氧器的运行方式：2、滑压运行

——在滑压范围内运行时，除氧器压力随主机负荷与抽汽压力的变动而变化优点：（1）没有压力调节阀及其引起的节流损失；（2）可使回热加热分配更接近最佳值，适应调峰要求；缺点：安全隐患应用：中间再热机组、调峰机组2、滑压运行两种运行方式的热经济性比较P——负荷Pr——额定负荷——除氧器滑压运行时 机组绝对内效率——除氧器定压运行时 机组绝对内效率两种运行方式的热经济性比较P——负荷二、除氧器汽源的连接方式1、单独连接定压除氧器方式——高中压电厂带基本负荷机组特点：（1）设计工况时该级回热抽汽压力应高于除氧器运行压力；（2）抽汽管道上设压力调节阀，低负荷时能切换至高一级抽汽，并关闭原级抽汽二、除氧器汽源的连接方式1、单独连接定压除氧器方式单独连接定压除氧器方式的分析（1）压力调节阀导致节流损失↑，除氧器出口水温<抽汽压力相对应的饱和温度，高压抽汽量↑，回热抽汽做功比Xr↓，使机组↓（2）低负荷时原级抽汽关闭，回热级数↓，回热换热过程不可逆损失↑，Xr↓，↓•H2•单独连接定压除氧器方式的分析（1）压力调节阀导致节流损失↑，2、前置连接定压除氧器方式

——供热机组

特点：在除氧器出口水前方设置一高压加热器与除氧器共用同一级回热抽汽，组成一级加热分析：（1）该级出口水温只与供热机组调整抽汽的压力有关，热经济性比单独连接方式高；（2）投资大，系统复杂H3H2••2、前置连接定压除氧器方式

——供热机组特点：H3H特点：（1）本级回热抽汽管道上不设压力调节阀；（2）装有至高一级回热抽汽管道上的切换阀和压力调节阀，低负荷时仍能自动向大气排气3、滑压除氧器方式——再热机组和调峰机组分析：（1）避免了节流损失；（2）出口水温无端差，热经济性最高特点：3、滑压除氧器方式分析：三、除氧器的滑压运行1、负荷骤升

（1）水温滞后于压力的变化出现“返氧”现象，使除氧器出口的含氧量↑，↓除氧效果（2）除氧器压力↑，给水泵入口水温滞后，运行安全性↑（1）控制负荷升速度在每分钟5%负荷内（2）在给水箱内加装再沸腾管（3）适当压缩滑压范围

影响措施三、除氧器的滑压运行1、负荷骤升影响措施2、负荷骤降

（1）除氧器压力下降发生“闪蒸”现象，水温↓，

↑除氧效果（2）除氧器压力↓，给水泵入口水温滞后，易发生汽蚀，↓给水泵运行安全性Hd影响2、负荷骤降Hd影响汽蚀现象

——当液体在流道内流至某处，其压力等于或小于液体温度对应的汽化压力时，该处会产生汽化，即有大量的蒸汽和溶解在液体中的气体逸出，形成许多蒸汽与气体混合的小汽泡危害：气泡随液体流至高压区时，在高压作用下，迅速凝结而破裂。汽泡破裂瞬间，高压液体高速占有原汽泡所居空间，形成冲击力，并周而复始，使流道材料因机械剥蚀和化学腐蚀而遭到破坏，并产生振动和噪音

汽蚀现象——当液体在流道内流至某处，其压力等于或小3、给水泵不汽蚀的条件有效汽蚀余量NPSHa

——在泵吸入口处，单位重量液体所具有的超过汽化压力的富余能量。与吸入系统的情况有关pd、pv——除氧器工作压力和泵入口水温对应的汽化压力，Mpa； ρ——给水的平均密度，kg/m3； Hd——泵入口承受的静水头，m；△p——泵吸入管损失的压力，Mpa

3、给水泵不汽蚀的条件有效汽蚀余量NPSHa除氧器与给水泵安装示意图Pd

——除氧器工作压力Pv——泵入口水温对应的汽化压力ρ——给水的平均密度Hd——泵入口承受的静水头△p——泵吸入管损失的压力Hd稳态运行时：除氧器与给水泵安装示意图Pd——除氧器工作压力Hd稳态运行必需汽蚀余量NPSHr——泵内不发生汽蚀所必需的最小有效汽蚀余量NPSHr的影响因素：

转速↑，流量↑，NPSHr↑

给水泵正常运行不发生汽蚀条件：

有效富裕压头：△NPSH=NPSHa-NPSHr≥0

泵内最低压头汽化压头必需汽蚀余量NPSHr泵内最低压头汽化压头HdK泵吸入口压力最低叶轮出口吸入系统及离心泵内的压力变化叶轮入口HdK泵吸入口压力最低叶轮出口吸入系统及离心泵内的压力变化叶除氧器与给水泵安装示意图Hd除氧器与给水泵安装示意图HdNPSHrNPSHa临界点：NPSHa=NPSHr

.稳定工作区A汽蚀区NPSHa和NPSHr随流量Q的变化关系H，mQ，m3/h流量↑，NPSHr↑

Qmin<Q<QANPSHrNPSHa临界点：NPSHa=NPSHr.稳定工负荷骤降过程给水泵运行的安全性 泵内最低压头 汽化压头 除氧器压头负荷骤降过程给水泵运行的安全性 泵内最低压头4、滑压运行除氧器防止给水泵汽蚀的措施1）提高除氧器安装高度Hd

2）采用低转速前置泵

3）降低泵吸入管道的压降△p

4）提高水泵吸入管内流速W5）加大给水泵流量Q6）降低进入给水泵水温

7）增加除氧器给水箱储水量

8）装备用汽源

提高泵内最低压头曲线缩短泵内汽化压头曲线的滞后时间减缓暂态过程除氧器压头曲线下降4、滑压运行除氧器防止给水泵汽蚀的措施1）提高除氧器安装高加速给水泵进口水温下降的措施(a)(b)(a)主凝结水旁路(b)设置给水冷却器系统在泵入口注入冷水的系统加速给水泵进口水温下降的措施(a)(b)(a)主凝结水第5节汽轮机组原则性热力系统及其计算一、计算目的（1）确定汽轮机组在某一工况（设计、最大、典型工况）下的热经济指标和各部分汽水流量;（2）选择有关的辅助设备及汽水管道；（3）确定某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1、应用：（1）新机组方案比较；（2）技术改造；（3）机组大修前后第5节汽轮机组原则性热力系统及其计算一、计算目的1、应用2、计算方法（1）“定功率”计算 ——负荷给定应用：电力设计院、电厂（2）“定流量”计算 ——汽轮机进汽量给定应用：汽轮机制造厂2、计算方法（1）“定功率”计算（二）基本公式1、加热器的热平衡式吸热量=放热量×h

或∑流入热量=∑流出热量2、汽轮机物质平衡式

3、汽轮机功率平衡式

3600Pe=Wimg=D0wimg抽汽量凝汽流量功率或汽耗量（二）基本公式1、加热器的热平衡式抽汽量凝汽流量功率4、典型热平衡式示例（1）混合式加热器hjhwjhw(j+1))()()1()1()1()1(')1()1()1(+++++++-=-=+=++=jwwjjwhwjjjwjwjjwjwhjjwjwjjwjwjjjwjwjhhhhhhhhhhahaaahaaaaaaa或或热平衡物质平衡4、典型热平衡式示例（1）混合式加热器hjhwjhw(j+1（2）表面式加热器)()()()()()()1('')1(')1('+++-=--=--=-jwwjwjjhjjjwwjwjhjjjjwwjwjjjjhhhhhhhhhhhhahaahaaa或或热平衡（2）表面式加热器)()()()()()()1('')1('（3）表面式加热器不同连接方式下

热平衡方程的处理方法hwzzc(a)hwchwzzc(b)hwc（3）表面式加热器不同连接方式下

热平衡方程的处理方法hw三、计算方法和步骤常规计算法：通过建立各级加热器的热平衡式以及凝汽流的物质平衡式或功率方程式，求出抽汽量和新汽量（或凝汽量）（1）串联法（手工计算）

——由高至低依次计算各级加热器

（1）并联法（计算机计算）

——同时建立各级加热器热平衡式 三、计算方法和步骤常规计算法：常规法计算的过程及步骤：1．整理原