热力发电厂的回热加热与除氧系统课件

第三节除氧器的运行及经济性分析一、滑压除氧器的安全运行滑压除氧器在汽轮机组额定工况下运行，与定压除氧器基本相同，除氧器出口水温与除氧器工作压力下的饱和水温度是一致的。但是，汽轮机组负荷骤变时，对除氧效果、给水泵的安全运行有截然不同的重大影响。

滑压除氧器及其给水泵连接方式

第三节除氧器的运行及经济性分析一、滑压除氧器的安全运行汽轮机组负荷骤变对除氧效果，给水泵汽蚀的影响汽轮机组负荷骤变对除氧效果，给水泵汽蚀的影响（一）电负荷骤降时给水泵不汽蚀的条件式给水泵的有效净正吸水头

和必需净正吸水头

在稳压工况下，与流量Q的关系如下图所示图5-18(a)给水泵的关系(b)=吸入口压降+流道压降(a)HmQ,m3/hNPSHr+DNPSHNPSHaQ-H

MO-DNPSH稳定工作区汽蚀区NpdDpHdNPSPaNPSHrDNPSPHK泵吸入口叶轮入口压力最低部分叶轮出口(b)（一）电负荷骤降时给水泵不汽蚀的条件式图5-18(a)H给水泵不汽蚀的基本条件是泵入口的有效汽蚀余量

应大于必需的汽蚀余量，即

或防止给水泵汽蚀的有效富裕压头应大于零，即

式中：为定值为变量给水泵不汽蚀的基本条件是泵入口的有效汽蚀余量（二）骤降电负荷给水泵汽蚀的H-τ图分析下图的纵座标为压头H,m；横座标为时间τmin。按不同工况分析如下（二）骤降电负荷给水泵汽蚀的H-τ图分析（二）滑压除氧器防止给水泵汽蚀的技术措施

1.提高静压头

Hd；

2.改善泵的结构、采用低转速前置泵

3.降低下降管道的压降p；

4.缩短滞后时间；

5.减缓暂态过程滑压除氧器压力

Pd

下降。（二）滑压除氧器防止给水泵汽蚀的技术措施二、除氧器运行参数监督及其启停（一）除氧器运行参数的监督除氧器正常运行时需要监督的参数：溶氧量、汽压、水温和水位等。1.溶解氧的监督运行中与溶解氧有关的有：①排气阀的开度；②一、二次加热蒸汽的比例；③主凝结水流量及温度的变化；④补水率的调整；⑤给水箱中再沸腾管的良好运行；⑥疏水箱来的疏水宜连续均匀小流量地投运等。应通过取样监视给水含氧量。二、除氧器运行参数监督及其启停2.除氧器压力监督除氧器必须加热给水至除氧器压力下的饱和温度，才能达到稳定的除氧效果。定压运行除氧器运行中必须保持压力稳定，它是通过加热蒸汽压力调节阀实现自动调节。滑压运行除氧器的工作压力随负荷的增加而升高，负荷达至额定值时其工作压力也达到最大值。当除氧器工作压力降至不能维持除氧器额定工作压力时，应自动开启高一级抽汽电动隔离阀；当除氧器压力升高至额定工作压力的1.2倍时，应自动关闭加热蒸汽压力调节阀

前的电动隔离阀；当压力升高至额定工作压力的1.25～1.3倍时，安全阀应动作；当除氧

器工作压力升高至额定工作压力的1.5倍时（此时一般是切换到高一级抽汽运行），应自动

关闭高一级抽汽切换蒸汽电动隔离阀。2.除氧器压力监督3.水位调节运行中除氧器水箱的水位应维持规定的正常水位，它表明水箱有足够的有效储水量，水位稳定，保证给水泵不汽蚀。如果水位过低会使给水泵人口富裕静压头减少，影响给水泵安全工作；如果水位过高会使给水经汽轮机抽汽管倒流至汽轮机引起水击事故或给水箱满水、

除氧器振动。排气带水等。故维持水箱的正常水位是极为重要的，为此应设有水箱水位自动调节器和水箱高、低水位报警装置及保护。水位高I值，报警；高II值，报警，并自动开溢水电动门；高III值，自动关闭其汽源。水位低I值，报警；低II值，自动开大凝汽器的补水门。3.水位调节（二）防止除氧器超压爆破须强调指出，除氧器应有可靠的防止除氧器过压爆炸的措施，并符合能源安保(1991)709号文“电站压力式除氧器安全技术规定”。（二）防止除氧器超压爆破（三）单元机组除氧器的全面性热力系统下图为我国300MW单元机组除氧器的全面性热力系统

该除氧器运行方式为定-滑-定压运行，在20%~70%负荷时滑压范围为0.1471~0.691MPa，低于20%负荷时为定压运行，故仍装有压力调节阀。正常运行时，用第四段抽汽；低负荷四段抽汽压力低于0.147MPa时，切换用冷再热蒸汽（高压缸排汽）；启动时用启动锅炉产生的蒸汽经减温减压后，引至辅助蒸汽联箱，再由该联箱供给0.5884~0.7845MPa蒸汽，作为备用汽源。设有启动循环泵，供启动时上水之用。（三）单元机组除氧器的全面性热力系统单元机组除氧器的全面性热力系统单元机组除氧器的全面性热力系统第四节机组回热原则性热力系统计算（一）、热力系统的概念及分类热力系统是火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主、辅热力设备有机地联系起来，以在各种工况下能安全、经济、连续地将燃料的能量转换成机械能最终转变为电能。用图来反映火电厂热力系统，称热力系统图。热力系统图广泛用于设计研究和运行管理。第四节机组回热原则性热力系统计算（一）、热力系统的概念及分（二）、回热原则性热力系统计算又称（汽轮）机组原则性热力系统计算。一.计算目的1.

确定某工况时机组的热经济指标和各部分汽水流量；2.

根据最大工况时的各项汽水流量，选择有关的辅助设备及汽水管道；3.

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。二.计算公式对于上述任何计算目的，如确定热经济指标i，定流量时求Pe=f（Do），或定功率时求Do=f（Pe）时，（二）、回热原则性热力系统计算又称（汽轮）机组原则性热力系统需用热经济指标公式：

应用功率方程式：其中：需用热经济指标公式：计算内容①通过加热器热平衡式来求各抽汽量；②通过物质平衡式求凝汽量

；③通过汽轮机功率方程式求Pe（定流量计算时）或Do

（定功率计算时）。回热（机组）原则性热力系统计算的三个基本公式

1.热平衡式

2.物质平衡式

3.汽轮机的功率方程式计算内容三、计算方法和步骤1.计算方法

以热力学第一定律为主的方法有：①代数运算法②矩阵分析法③偏微分分析法

以热力学第二定律为基础的分析法：以分析法为代表

回热（机组）原则性热力系统计算方法：①有传统的常规计算法②等效焓降法③循环函数法等三、计算方法和步骤2.计算步骤（详细内容见教材）①整理原始资料，整理成该机组回热系统的汽水参数表；②“由高到低”进行各级回热抽汽量

Dj（或j）的计算；③凝汽系数c或新汽耗量Do的计算，或汽轮机功率计算；④对计算结果进行校核；⑤机组经济指标和各处汽水流量计算。2.计算步骤（详细内容见教材）四、热平衡式的拟定

热平衡式一般有两种写法：

1.吸热量=放热量h，h为加热器的效率；

2.流入热量=流出热量；其中流入热量中的蒸汽部分应乘以蒸汽焓的利用系数。

为了在同一个系统计算中采用相同的标准，应统一采用h

或，故热平衡式的写法,在同一热力系统计算中也采用同一方式。拟定热平衡式时，最好根据需要与简便的原则，选择最合适的热平衡范围。

四、热平衡式的拟定回热系统热平衡范围选择（a）（b）回热系统热平衡范围选择（a）广义的冷源热损失若以凝汽器和加热器为热平衡对象，则有若以整个回热系统（包括凝汽器和所有加热器）为平衡对象，则有广义的冷源热损失回热加热器的疏水类型回热加热器的疏水类型（a）放流式加热器；（b）、（c）汇集式加热器回热加热器的疏水类型回热加热器的疏水类型（a）放流式加热器加热器常规法分两种情况计算疏水放流式加热器如图4-20(a)所示：汇集式加热器如图4-20（b）、（c）所示：

两类加热器的计算都是一样的；汇集式加热器的均以进水焓为基准的。加热器常规法分两种情况计算五、回热（机组）原则性热力系统的并联计算常规的传统热力系统的计算“由高到低”串联进行的；矩阵方程计算仍是系统的热力系统计算，都是并联进行；并联计算特点是一次能计算几十个未知参数的热平衡方程，同时求得。五、回热（机组）原则性热力系统的并联计算东方汽轮机厂由引进技术生产的DH_600-40-H型亚临界参数汽轮机

H1H2H3H4H5H6H7H8国产600MW亚临界机组回热原则性热力系统东方汽轮机厂由引进技术生产的DH_600-40-H型亚临界参（一）并联法解矩阵方程现以上图所示的国产引进型600`MW机组汽轮机的回热系统为例，用相对量计算，经整理写成：（一）并联法解矩阵方程写成矩阵方程A·X=TX=A–1·T其中写成矩阵方程A·X=T（二）热经济指标计算

1.汽轮机汽耗量：

2.功率校核：

1kg新汽比内功wi为：

据此可得发电机的功率为：3.1kg新汽的比热耗q0

（二）热经济指标计算4.汽轮机的绝对内效率ηi5.汽轮发电机组绝对电效率ηe

6.汽轮发电机组热耗率q7.汽轮发电机组汽耗率d4.汽轮机的绝对内效率ηi第五节

机组回热全面性热力系统机组回热系统是火电厂热力系统中最主要的部分之一。回热抽汽系统指汽轮机回热抽汽有关的管道及设备汽轮机采用回热循环的主要目的是提高工质在锅炉内吸热的平均温度，以提高机组的热经济性．机组的回热全面性热力系统（见图3-34）是回热设备实际运行的系统，是在回热原则性热力系统基础上考虑了所有运行工况（包括非正常工况如启、停、事故及低负荷等）下工质的流程、设备间的切换、运行的可靠性、安全性和灵活性以及总体投资的经济性。第五节机组回热全面性热力系统机组回热系统是火电厂热力系统中

（一）、机组回热抽汽的管道系统1、系统的保护措施在抽汽管道上设置隔离阀和止回阀；2.轴封加热器3.表面式加热器的水侧旁路及保护装置4.回热系统中的水泵

5.回热系统中的备用管路（一）、机组回热抽汽的管道系统（二）、回热加热器的疏水与放气系统1.表面式加热器的疏水装置(1)U形水封(2)浮子式疏水器（3）疏水调节阀（４）汽液两相流疏水控制器

2.回热系统中的抽空气管路（二）、回热加热器的疏水与放气系统（三）、回热系统中加热器运行监督及维护1.加热器投停操作原则2.加热器投运前检查3．低压加热器的投入

4.运行中高压加热器的投入5.加热器运行维护6.低压加热器停运7.高压加热器停运8.高压加热器故障停运（三）、回热系统中加热器运行监督及维护第三节除氧器的运行及经济性分析一、滑压除氧器的安全运行滑压除氧器在汽轮机组额定工况下运行，与定压除氧器基本相同，除氧器出口水温与除氧器工作压力下的饱和水温度是一致的。但是，汽轮机组负荷骤变时，对除氧效果、给水泵的安全运行有截然不同的重大影响。

滑压除氧器及其给水泵连接方式

第三节除氧器的运行及经济性分析一、滑压除氧器的安全运行汽轮机组负荷骤变对除氧效果，给水泵汽蚀的影响汽轮机组负荷骤变对除氧效果，给水泵汽蚀的影响（一）电负荷骤降时给水泵不汽蚀的条件式给水泵的有效净正吸水头

和必需净正吸水头

在稳压工况下，与流量Q的关系如下图所示图5-18(a)给水泵的关系(b)=吸入口压降+流道压降(a)HmQ,m3/hNPSHr+DNPSHNPSHaQ-H

MO-DNPSH稳定工作区汽蚀区NpdDpHdNPSPaNPSHrDNPSPHK泵吸入口叶轮入口压力最低部分叶轮出口(b)（一）电负荷骤降时给水泵不汽蚀的条件式图5-18(a)H给水泵不汽蚀的基本条件是泵入口的有效汽蚀余量

应大于必需的汽蚀余量，即

或防止给水泵汽蚀的有效富裕压头应大于零，即

式中：为定值为变量给水泵不汽蚀的基本条件是泵入口的有效汽蚀余量（二）骤降电负荷给水泵汽蚀的H-τ图分析下图的纵座标为压头H,m；横座标为时间τmin。按不同工况分析如下（二）骤降电负荷给水泵汽蚀的H-τ图分析（二）滑压除氧器防止给水泵汽蚀的技术措施

1.提高静压头

Hd；

2.改善泵的结构、采用低转速前置泵

3.降低下降管道的压降p；

4.缩短滞后时间；

5.减缓暂态过程滑压除氧器压力

Pd

下降。（二）滑压除氧器防止给水泵汽蚀的技术措施二、除氧器运行参数监督及其启停（一）除氧器运行参数的监督除氧器正常运行时需要监督的参数：溶氧量、汽压、水温和水位等。1.溶解氧的监督运行中与溶解氧有关的有：①排气阀的开度；②一、二次加热蒸汽的比例；③主凝结水流量及温度的变化；④补水率的调整；⑤给水箱中再沸腾管的良好运行；⑥疏水箱来的疏水宜连续均匀小流量地投运等。应通过取样监视给水含氧量。二、除氧器运行参数监督及其启停2.除氧器压力监督除氧器必须加热给水至除氧器压力下的饱和温度，才能达到稳定的除氧效果。定压运行除氧器运行中必须保持压力稳定，它是通过加热蒸汽压力调节阀实现自动调节。滑压运行除氧器的工作压力随负荷的增加而升高，负荷达至额定值时其工作压力也达到最大值。当除氧器工作压力降至不能维持除氧器额定工作压力时，应自动开启高一级抽汽电动隔离阀；当除氧器压力升高至额定工作压力的1.2倍时，应自动关闭加热蒸汽压力调节阀

前的电动隔离阀；当压力升高至额定工作压力的1.25～1.3倍时，安全阀应动作；当除氧

器工作压力升高至额定工作压力的1.5倍时（此时一般是切换到高一级抽汽运行），应自动

关闭高一级抽汽切换蒸汽电动隔离阀。2.除氧器压力监督3.水位调节运行中除氧器水箱的水位应维持规定的正常水位，它表明水箱有足够的有效储水量，水位稳定，保证给水泵不汽蚀。如果水位过低会使给水泵人口富裕静压头减少，影响给水泵安全工作；如果水位过高会使给水经汽轮机抽汽管倒流至汽轮机引起水击事故或给水箱满水、

除氧器振动。排气带水等。故维持水箱的正常水位是极为重要的，为此应设有水箱水位自动调节器和水箱高、低水位报警装置及保护。水位高I值，报警；高II值，报警，并自动开溢水电动门；高III值，自动关闭其汽源。水位低I值，报警；低II值，自动开大凝汽器的补水门。3.水位调节（二）防止除氧器超压爆破须强调指出，除氧器应有可靠的防止除氧器过压爆炸的措施，并符合能源安保(1991)709号文“电站压力式除氧器安全技术规定”。（二）防止除氧器超压爆破（三）单元机组除氧器的全面性热力系统下图为我国300MW单元机组除氧器的全面性热力系统

该除氧器运行方式为定-滑-定压运行，在20%~70%负荷时滑压范围为0.1471~0.691MPa，低于20%负荷时为定压运行，故仍装有压力调节阀。正常运行时，用第四段抽汽；低负荷四段抽汽压力低于0.147MPa时，切换用冷再热蒸汽（高压缸排汽）；启动时用启动锅炉产生的蒸汽经减温减压后，引至辅助蒸汽联箱，再由该联箱供给0.5884~0.7845MPa蒸汽，作为备用汽源。设有启动循环泵，供启动时上水之用。（三）单元机组除氧器的全面性热力系统单元机组除氧器的全面性热力系统单元机组除氧器的全面性热力系统第四节机组回热原则性热力系统计算（一）、热力系统的概念及分类热力系统是火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主、辅热力设备有机地联系起来，以在各种工况下能安全、经济、连续地将燃料的能量转换成机械能最终转变为电能。用图来反映火电厂热力系统，称热力系统图。热力系统图广泛用于设计研究和运行管理。第四节机组回热原则性热力系统计算（一）、热力系统的概念及分（二）、回热原则性热力系统计算又称（汽轮）机组原则性热力系统计算。一.计算目的1.

确定某工况时机组的热经济指标和各部分汽水流量；2.

根据最大工况时的各项汽水流量，选择有关的辅助设备及汽水管道；3.

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。二.计算公式对于上述任何计算目的，如确定热经济指标i，定流量时求Pe=f（Do），或定功率时求Do=f（Pe）时，（二）、回热原则性热力系统计算又称（汽轮）机组原则性热力系统需用热经济指标公式：

应用功率方程式：其中：需用热经济指标公式：计算内容①通过加热器热平衡式来求各抽汽量；②通过物质平衡式求凝汽量

；③通过汽轮机功率方程式求Pe（定流量计算时）或Do

（定功率计算时）。回热（机组）原则性热力系统计算的三个基本公式

1.热平衡式

2.物质平衡式

3.汽轮机的功率方程式计算内容三、计算方法和步骤1.计算方法

以热力学第一定律为主的方法有：①代数运算法②矩阵分析法③偏微分分析法

以热力学第二定律为基础的分析法：以分析法为代表

回热（机组）原则性热力系统计算方法：①有传统的常规计算法②等效焓降法③循环函数法等三、计算方法和步骤2.计算步骤（详细内容见教材）①整理原始资料，整理成该机组回热系统的汽水参数表；②“由高到低”进行各级回热抽汽量

Dj（或j）的计算；③凝汽系数c或新汽耗量Do的计算，或汽轮机功率计算；④对计算结果进行校核；⑤机组经济指标和各处汽水流量计算。2.计算步骤（详细内容见教材）四、热平衡式的拟定

热平衡式一般有两种写法：

1.吸热量=放热量h，h为加热器的效率；

2.流入热量=流出热量；其中流入热量中的蒸汽部分应乘以蒸汽焓的利用系数。

为了在同一个系统计算中采用相同的标准，应统一采用h

或，故热平衡式的写法,在同一热力系统计算中也采用同一方式。拟定热平衡式时，最好根据需要与简便的原则，选择最合适的热平衡范围。

四、热平衡式的拟定回热系统热平衡范围选择（a）（b）回热系统热平衡范围选择（a）广义的冷源热损失若以凝汽器和加热器为热平衡对象，则有若以整个回热系统（包括凝汽器和所有加热器）为平衡对象，则有广义的冷源热损失回热加热器的疏水类型回热加热器的疏水类型（a）放流式加热器；（b）、（c）汇集式加热器回热加热器的疏水类型回热加热器的疏水类型（a）放流式加热器加热器常规法分两种情况计算疏水放流式加热器如图4-20(a)所示：汇集式加热器如图4-20（b）、（c）所示：

两类加热器的计算都是一样的；汇集式加热器的均以进水焓为基准的。加热器常规法分两种情况计算五、回热（机组）原则性热力系统的并联计算常规的传统热力系统的计算“由高到低”串联进行的；矩阵方程计算仍是系统的热力系统计算，都是并联进行；并联计算特点是一次能计算几十个未知参数的热平衡方程，同时求得。五、回热（机组）原则性热力系统的并联计算东方汽轮机厂由引进技术生产的DH_600-40-H型亚临界参数汽轮机

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