汽轮机热力系统

热力系统回热加热器除氧器旁路系统主蒸汽系统给水与凝结水系统原则性热力系统全面性热力系统回热加热器经济性:1.减少了冷源损失

2.提高了给水温度类型:1.按布置方式卧式,传热效果好,大机组采用立式,节省占地面积

2.按水侧压力:高加,低加3.按传热方式:

混合式---除氧器,热经济性好,需设置水泵表面式---高低加,存在端差疏水方式逐级自流---系统简单,热经济性差疏水泵---热经济性好,系统复杂,投资高结构高加---蒸汽冷却段+凝结段+疏水冷却段低加---凝结段+疏水冷却段

3、轴封加热器作用：1）防轴封及阀杆漏汽

2）利用漏汽的热量加热主凝结水结构：图3-12

组成:壳体2、U形管束8及水室3等流程：主凝结水由水室1流入U形管束→从水室出口2流出汽-气合物与轴封风机或抽气器扩压管相连→风机或抽气器的抽吸→作用使加热器侧形成微真空汽-气混合物由进口管被吸入壳体→汽-气混合物在管束外凝结热疏水经水封管进凝汽器残余蒸汽与空气混合物由轴封风机或抽气器排入大气根据空冷机组的特点，热力系统按7级抽汽回热系统设计，即：3台低压加热器，3台高压加热器，1台除氧器。一、二、三级抽汽分别供汽至3台高压加热器，三级抽汽作为工业抽汽的蒸汽汽源。四级抽汽供除氧器，还作为高压辅助蒸汽汽源。五、六、七级抽汽供汽至3台低压加热器。五级抽汽作为热网加热蒸汽的蒸汽汽源以及低压辅助蒸汽汽源。疏水调节阀与U型水封管由两容器间的压差大小决定用哪种高加的自动旁路保护

2、电气式旁路保护装置—图3-18

组成：高加进出口电动阀、旁路阀、事故疏水阀及继电器等工作过程：高加故障→汽侧出现高水位

1）进、出口阀1、2自动快速关闭，旁路阀3快速开启→给水由旁路向锅炉供水

2）继电器控制事故疏水阀门打开→大量疏水→并向控制室声光报警

3）高加抽汽管进汽阀和止回阀自动关闭→高加解列问题:1）t给水↓→若锅炉蒸发量不变→则燃煤量↑→过热器可能超温

2）抽汽量↓→若机组出力P↑→停用抽汽口后的各级叶片、隔板及轴向推力过高→为了安全机组必须限负何运行设有正常疏水管路和事故疏水管路，三台高加和三台低加的正常疏水都采用逐级回流以利用疏水热量，提高热效率。高加疏水逐级串联疏水至除氧器，低加疏水逐级串联疏水至凝汽器。加热器事故疏水均单独接至疏水扩容器，高加事故疏水接至凝汽器内的高加事故疏水扩容器，低加事故疏水接至凝汽器内的本体疏水扩容器。系统中疏水调节阀和加热器水位联动，加热器疏水在正常水位时，逐级回流，调节阀打开，疏水流入下级加热器，当加热器出现高水位时，事故疏水调节阀打开；当高压加热器出现高一高水位时，抽汽管道的快速气动止回阀和电动闸阀关闭，水侧电动旁路动作，切除高加，给水走大旁路；当某台低加出现高一高水位时，抽汽气动止回阀和电动闸阀关闭，上级疏水切断，水侧旁路打开，加热器进出水门关闭，该台低加退出运行。

九、回热加热器的运行

1、回热加热器的投停原则⑴高、低加原则上应随机滑启滑停若不能滑启滑停：按抽汽压力由低到高的顺序依次投入各加热器，按抽汽压力由高到低的顺序依次停止各加热器⑵严禁泄露的加热器投入运行⑶在加热器各保护装置及水位计完好的情况下，投入运行⑷加热器投入时：先投水侧，再投汽侧加热器停止时：先停汽侧，再停水侧⑸投运过程中严格控制加热器出水温度变化率在规定范围中⑹运行中每停一台高加，适当↓机组负荷

2、启动Ⅰ、启动前，加热器和除氧器的所有启动放气阀处于开启位置Ⅱ、随机组滑启滑停时，各抽汽管上电动隔离阀和气动止回阀及各疏水阀开启Ⅲ、启动期间：由于各级抽汽压力较低→如果相邻两加热器间压差不足克服疏水管阻力和静压差→加热器水位↑→高加疏水通过启动疏水阀排至启动疏水扩容器或通过事故疏水阀排入事故疏水扩容器低加疏水通过启动疏水阀进入凝汽器3、正常运行：监视加热器所有抽汽管上电动隔离阀、气动止回阀开启状态，自动疏水阀与有关的联动信号系统处于接通各加热器连续放气阀处于开启加热器疏水与放气系统的所有启动阀均关闭除此注意监视以下：⑴疏水水位：正常运行，各加热器水位信号控制疏水调节阀，自动维持加热器正常水位a）水位过高：传热面被水淹没→传热面积↓→传热效果↓→蒸汽不能及时凝结→汽侧压力↑→t给水↓→不安全经济原因：加热器水管泄露或疏水调节装置失灵

后果：水位升至进气管口时→水可能从抽汽管倒流入汽机造成水击事故措施：水管泄露应及时解列加热器，进行堵漏若疏水调节装置失灵，应将疏水切换到事故疏水扩容器→检修疏水调节装置操作：

1）水位↑→打开事故疏水阀→关闭上一级加热器的正常疏水阀→停止上一级疏水进入，且开启上一级加热器的事故疏水阀

2）水位↑至警戒线→水位开关动作→报警同时，自动关闭抽汽管上的电动隔离阀和气动止回阀，并联动开启该汽管上的气动疏水阀，同时打开隔离阀和止回阀后的手动疏水阀→排除抽汽管内的积水→积水排除后→关手动疏水阀而汽机抽汽口附近气动疏水阀仍开水位过低：

1）引起疏水带汽→蒸汽流入下一级加热器中放出潜热→排挤低压抽汽→热经济性↓

2）由于疏水管中汽水两相流→对疏水阀及疏水管弯头产生严重的冲蚀→影响安全

3）卧式：使疏水冷却段入口端露出水面→导致推动疏水通过该段虹吸受破坏，且凝结段汽水同时冲向疏水冷却段→冲蚀该段管子外壁措施：检查疏水自动调节装置⑵传热端差；一般3–6℃，大机组采用蒸汽冷却段→传热端差可为零，甚至为负端差↑的原因：1）传热面结垢→传热热阻↑措施：通过水室的化学清洗接管对水侧进行冲洗，冲洗水通过水侧放水阀排入地沟

2）汽侧集聚了空气→空气不凝结→传热效果↓→空气中氧加剧管束腐蚀→导致管子泄露措施：保持合适的连续排气量

3）疏水水位过高→传热面积↓→传热端差↑

措施：开启事故疏水阀

4）旁路阀漏水、进口联成阀未全开、水室分隔板焊缝开裂或螺栓连接的分隔板垫圈不严密等使水走旁路→加热器出水温度↓→传热端差↑措施：手动关严旁路阀，检查全开进水联成阀，及时补焊水室分隔板或更换垫圈⑶汽侧压力与出口水温:

如果P汽侧远＜P抽汽→则加热器t出口↓原因：进汽阀或止回阀未开足→抽汽节流损失↑措施：止回阀定期作严密灵活性试验，进汽阀处全开位置⑷加热器负荷—不允许过分超负荷超负荷→蒸汽和水流速↑→加热器冲刷↑→管束振动而损坏对高加：若负荷未变而疏水调节阀开度↑→可能管束出现轻度泄露→此时停运高加→防压力水对邻近管束的冲刷

4）停运短期：高加所有进汽、进水阀和放水、放气阀关闭→防空气漏入凝汽器抽真空系统继续运行→使汽机抽汽管,各低加及疏水管处于真空状态并保持干燥→可防设备和管道氧腐蚀也可在加热器水侧充加联胺调整PH值到8的水长期：各加热器水侧存水放空后→充氮干燥保养除氧器气体的危害阻碍传热;腐蚀管道热力除氧原理亨利定律保证效果的几个条件:1.一定要把水加热到饱和温度,以保证水面上蒸汽的压力接近于水面上的全压力;2.必须将水中逸出的气体及时排出,以使水面上的各种气体的分压力减至零或最小3.需要除氧的水和加热的蒸汽应有足够的接触面积,且最好逆向流动.两个阶段:大量除氧---深度除氧高压除氧器优点:1.节省投资:混合式加热器,减少一台高加

2.提高锅炉运行的安全可靠性:给水温度高

3.气体在水中的溶解度小:压力高,温度高

4.可防止发生”自生沸腾”

无头除氧器a)除氧效果好、运行平稳可靠。其出水含氧量<5μg/l；适应负荷变化的能力较强，负荷的允许的变化范围为10～110%之间，在此范围均能保证上述除氧效果。b)使用寿命长。由于取消了除氧头，因而避免了除氧水箱支撑除氧头处产生的应力所产生的裂纹，增加了除氧器的使用寿命。c)安装检修维护简单、方便。因取消了除氧头，总高度降低、外形紧凑，其自身高度至少能降低3～5m，无需设除氧头的检修维护平台，只需沿水箱布置一个平台即可满足检修维护要求。本工程除氧器布置在汽机房运转层，采用无头式更有利于汽机房运转层行车的运行及空间的美观。d)设备维护费用低。无头式除氧器不需要填料，喷嘴性能稳定，正常情况下不需要更换喷嘴，设备维护及备件费用低。e)节能。无头式除氧器由于采用蒸汽与水直接接触，不会出现蒸汽跑漏现象，在排除非凝结气体时伴随排放的蒸汽量少，热效率高。（二）单元机组除氧器的全面性热力系统-图3-281、进除氧器的加热蒸汽管道有：正常汽源（第四级抽汽）1,

备用汽源（辅助蒸汽）2，汽轮机高、中压门杆漏汽3，4，高压轴封漏汽5，小汽轮机高压门杆漏汽6，锅炉连续扩容器来汽7、高加的连续排气82、进除氧器需除氧的水管道有：主凝结水9、三台高加疏水10、11、12、锅炉暖风器疏水13

为防凝结水倒流，进除氧器前的主凝结水管道和暖风器疏

水管上装有止回阀

3、除氧器给水箱上连接管有：去两台汽动给水泵的两根低压给水14，15

去电动给水泵低压给水管16

三台给水泵的最小流量再循环管17、18、19、加热蒸汽再沸腾管20、给水箱至定排扩容器的溢水、放水管21、22

除氧器下部设一根下水管23和二根汽平衡管24与除氧水箱相连除氧器循环泵25（用于机组启动前，使给水箱中除盐水能均匀迅速加热并除氧

除氧器的运行方式定压运行:抽汽管道上需装自动压力调节器,节流损失大,系统复杂,低负荷时,还要切换到高一级抽汽,损失更大滑压运行:可以更好的作为一级回热抽汽器使用,抽汽点布置得更加合理.经济性好.

但是,要注意：负荷增大时防除氧效果恶化；负荷降低时防给水泵汽蚀。

五、除氧器运行(一)除氧器的运行方式分：

1)定压运行-指除氧器在运行过程中其工作压力始终保持定值

2)滑压运行-指除氧器的运行压力不是恒定的,而是随机组负荷变化而变化滑压优点:热经济性↑,安全性↑→现代大机组采用滑压缺点:工作压力随机组负荷不断变化→t给水变化滞后P变化Ⅰ、机组负荷↑→除氧水温的↑＜P↑→除氧水不能及时达到饱和给水由饱和状态变为未饱和状态→除氧效果恶化措施：1)在除氧水箱内设再循环沸腾管

2)尽快让给水达到对应压力下的饱和温度

3)控制升负荷速度

Ⅱ、机组负荷↓→除氧水温的↓＜P↓→t水＞ts给水由饱和状态变为过饱和状态→除氧效果好→但发生“闪蒸”→给水泵易汽蚀措施：1）↑除氧器的安装高度H2)采用低转速的给水前置泵

3）降低泵吸入管道内的压降

4）减少不必要的弯头和水平管段长度→为此除氧器及给水箱应紧靠给水泵上方布置

5）缩短滞后时间→促使泵入口水温提前下降→以减少汽化可能性，如：设计时提高吸入管的W入口↑，给水泵入口注入冷水加速给水泵入口处的换水速度→开启给水泵再循环管加大流量快速投入备用汽源等旁路系统作用：

1保护再热器

2改善启动条件，加快启动速度，延长机组寿命

3回收工质和热量，降低噪音

4减少锅炉安全阀动作次数旁路型式：结合目前国内300MW空冷机组旁路的配置情况，本工程旁路系统暂定采用40%B-MCR容量的二级串联简化型电动旁路系统，并带有三级减温减压器。

疏汽管：用于机组启动初期冲转前→电动闸阀和自动主汽阀间管段的暖管→控制暖管温升率→疏汽点紧靠自动主汽阀→可有效地防止汽机冲转时→由于蒸汽骤然被冷却引起机组振动

2、单管—双管式主蒸汽系统—图3-31

主蒸汽从过热器出口联箱经一根主管道引出→在靠近汽机处用一只斜三通再分为二根管道→分别接到汽机高压缸进口的左右侧主汽阀特点:1)利于消除进汽机的主蒸汽温度及压力偏差