原则性热力系统

原则性热力系统第1页，共51页，2023年，2月20日，星期五发电厂热力系统图发电厂热力系统图按照应用的目的和编制方法不同，分成原则性热力系统和全面性热力系统。以规定的符号来表示工质按某种热力循环顺序流经的各种热力设备之间联系的线路图，称为发电厂的原则性热力系统图。表示工质的能量转换及其热量利用的过程，反映了发电厂能量转换过程的技术完善程度和发电厂热经济性的好坏。以规定的符号表明全厂主辅热力设备，包括运行的和备用的，以及按照电能生产过程连接这些热力设备的汽水管道和附件整体系统图，称为发电厂的全面性热力系统图。第2页，共51页，2023年，2月20日，星期五原则性热力系统作用：用来计算和确定各设备、管道的汽水流量，发电厂的热经济指标。又称为计算热力系统。组成：锅炉、汽轮、主蒸汽及再热蒸汽管道和凝汽设备的连接系统、给水回热加热器、除氧器和给水箱系统、补充水系统、锅炉连续排污及热量利用系统、对外供热系统及各种水泵等。类型和容量相同时，原则性热力系统也可能不尽相同。不同的连接方式所获得的经济效果也不同。第3页，共51页，2023年，2月20日，星期五编制发电厂原则性热力系统的主要步骤（一）确定发电厂的型式及规划容量根据电网结构及其发展规划，燃料资源及供应状况，供水条件、交通运输、地质地形、地震及占地拆迁，水文气象，废渣处理、施工条件及环境保护要求和资金来源等，通过综合分析比较确定电厂规划容量、分期建设容量及建成期限。涉外工程要考虑供货方或订货方所在国的有关情况。（二）选择汽轮机凝汽式发电厂选用凝汽式机组，其单位容量应根据系统规划容量、负荷增长速度和电网结构等因素进行选择。各汽轮机制造厂生产的汽轮机型式、单机容量及其蒸汽参数，是通过综合的技术经济比较或优化确定的。（三）绘发电厂原则性热力系统图汽轮机型式和单机容量确定后，即可根据汽轮机制造厂提供的该机组本体汽水系统，和选定的锅炉型式来绘制原则性热力系统图。第4页，共51页，2023年，2月20日，星期五（四）发电厂原则性热力系统计算进行几个典型工况的原则性热力计算，及其全厂热经济指标计算，详见本章第三、四节。（五）选择锅炉选择锅炉应符合现行的SD268-1988《燃煤电站锅炉技术条件》的规定，必须适应燃用煤种的煤质特性及现行规定中的煤质允许变化范围。根据汽轮机组最大工况时的进汽量，并考虑必须的富裕容量来选择锅炉的单位容量。（六）选择热力辅助设备根据最大工况时原则性热力系统所得各项汽水流量，按照“设规”的技术要求，结合有关辅助热力设备的产品规范，合理选择，并宜优先选用标准系列产品，其型式也宜一致。第5页，共51页，2023年，2月20日，星期五发电厂原则性热力系统举例第6页，共51页，2023年，2月20日，星期五亚临界参数机组发电厂原则性热力系统第7页，共51页，2023年，2月20日，星期五N300－16.7/538/538型机组的发电厂原则性热力系统优化引进型第8页，共51页，2023年，2月20日，星期五发电厂原则性热力系统举例江西丰城发电厂

300MW机组型号为SQ-N300-16.7/538/538，配HG-1025/18.2-YM6型强制循环汽包锅炉。汽轮机为单轴双缸双排汽，高中压缸采用合缸反流结构，低压缸为三层缸结构。高中压部分为冲动、反动混合式，低压部分为双流、反动式。有八级不调整抽汽，回热系统为“三高四低一除氧”，除氧器为滑压运行。采取疏水逐级自流方式。该机组额定功率300MW，最大功率327MW，可超压5%发出额定功率并可连续运行。第9页，共51页，2023年，2月20日，星期五基本符号示例B（boiler）：锅炉HP（Highpressure）、IP（intermediatepressure）、LP（lowpressure）：高压、中压、低压汽轮机G（generator）：发电机C（condenser）：凝汽器CP（Condensatepump）：凝结水泵DE（deionization）：除盐装置BP（Boostpump）：升压泵SG（Glandsteamcondenser）：轴封冷却器H1（heater）……：给水回热器TP（forepump）：前置泵FP（feedwaterpump）：给水泵TD（BoilerFeedwaterPumpTurbine，TurbineDriver）：驱动汽轮机HD（Deaerator）：除氧器BD（blowdown）：排污系统第10页，共51页，2023年，2月20日，星期五N600-16.47/537/537型机组的发电厂原则性热力系统第11页，共51页，2023年，2月20日，星期五N600－17.75/540/540型机组发电厂原则性热力系统法国阿尔斯通－大西洋公司（ALSTHOM-ATLANTIQUE）制造的600MW汽轮发电机组元宝山电厂第12页，共51页，2023年，2月20日，星期五超临界参数机组发电厂原则性热力系统第13页，共51页，2023年，2月20日，星期五俄罗斯超临界K－500－240－4型机组发电厂原则性热力系统（盘山电厂）第14页，共51页，2023年，2月20日，星期五引进的N600－25.4/541/566超临界压力机组发电厂原则性热力系统（石洞口二厂）第15页，共51页，2023年，2月20日，星期五美国超超临界压力325兆瓦两次中间再热凝汽机组的发电厂原则性热力系统美国艾迪斯通电厂

第16页，共51页，2023年，2月20日，星期五供热机组热电厂原则性热力系统第17页，共51页，2023年，2月20日，星期五国产CC200－12.75／535／535型双抽汽凝汽式机组热电厂原则性热力系统第18页，共51页，2023年，2月20日，星期五超临界压力单采暖抽汽T－250/300－23.54－2热电厂原则性热力系统前苏联

第19页，共51页，2023年，2月20日，星期五火电厂单机容量最大机组的发电厂原则性热力系统第20页，共51页，2023年，2月20日，星期五世界上最大单轴1200兆瓦凝汽式机组发电厂原则性热力系统装在俄罗斯科斯特罗马电厂第21页，共51页，2023年，2月20日，星期五数台该型机组分别装在美国坎伯兰、加绞和阿莫斯等电厂FF—送风机；E—蒸发器；ES—蒸发器冷却器；EJ—抽气器冷却器世界上最大双轴凝汽式机组(1300兆瓦)发电厂原则性热力系统第22页，共51页，2023年，2月20日，星期五空冷型火电厂机组的原则性热力系统第23页，共51页，2023年，2月20日，星期五NK200－12.7/535/535型空冷机组原则性热力系统第24页，共51页，2023年，2月20日，星期五核电站原则性热力系统第25页，共51页，2023年，2月20日，星期五从法国进口的900MW核电厂的二回路原则性热力系统第26页，共51页，2023年，2月20日，星期五俄罗斯K-1000-60/1500核电厂

二回路原则性热力系统

第27页，共51页，2023年，2月20日，星期五发电厂原则性热力系统计算的主要目的：确定电厂某一运行方式时的各项汽水流量及其参数，该工况下的发电量、供热量及其全厂热经济指标，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。第28页，共51页，2023年，2月20日，星期五计算举例第29页，共51页，2023年，2月20日，星期五发电厂全面性热力系统发电厂的全面性热力系统是在原则性热力系统的基础上充分考虑到发电厂生产所必须的连续性、安全性、可靠性和灵活性后所组成的实际热力系统。发电厂中所有的热力设备、管道及附件都应该在发电厂全面性热力系统图上反映出来。这是与原则性热力系统在画法上的根本区别。第30页，共51页，2023年，2月20日，星期五发电厂全面性热力系统一般由下列局部系统组成：主蒸汽和再热蒸汽系统、旁路系统、回热加热(回热抽汽及疏水)系统、给水系统、除氧系统、主凝结水系统、补充水系统、锅炉排污系统、供热系统、厂内循环水系统和锅炉启动系统等。第31页，共51页，2023年，2月20日，星期五发电厂的全面性热力系统的作用对电厂设计而言，会影响到投资和各种钢材的耗量；对施工而言，会影响施工工作量和施工周期；对运行而言，会影响到热力系统运行调度的灵活性、可靠性和经济性；对检修而言，会影响到各种切换的可能性及备用设备投入的可能性。第32页，共51页，2023年，2月20日，星期五N600－16.67/537/537－1型机组的发电厂全面性热力系统第33页，共51页，2023年，2月20日，星期五一、二次蒸汽系统

一次蒸汽（主蒸汽）系统即从锅炉过热器出口至汽轮机进口的主蒸汽管道，阀门及疏水装置和通往各用新蒸汽的支管。二次蒸汽（中间再热式机组的再热蒸汽）系统即从汽轮机高压缸排汽至锅炉再热器入口的冷再热管道、阀门，和从再热器出口至汽轮机中压缸进口的热再热管道、阀门。第34页，共51页，2023年，2月20日，星期五一次蒸汽系统的型式(a)集中母管制系统；(b)切换母管制系统；(c)单元制系统（一）主蒸汽系统的型式火电厂主蒸汽系统的型式第35页，共51页，2023年，2月20日，星期五图（a）为集中母管制系统，其特点是全厂的锅炉蒸汽全都先引至一根母管上，再从该母管引至汽轮机和各用汽处，母管上串连两个关断阀。图（b）为切换母管制系统，也有一根主蒸汽母管，但每台锅炉与对应的汽轮机组成一个单元，每个单元有过切换阀门由母管引来相邻单元锅炉来的新汽，使事故锅炉所对应的汽轮机仍可继续运行。其他用汽仍从母管引出。集中母管制系统的母管必须处于运行状态；而切换母管制系统的母管，若分配锅炉负荷时，则应投入运行，一般按通过一台锅炉的蒸发量来确定其直径的，通常处于热备用状态。图（c）所示为单元制系统，每1~2台锅炉与对应的汽轮机组成一个独立单元，各单元间无母管联系。单元内所有新蒸汽的支管均与机炉之间的主汽管相连。第36页，共51页，2023年，2月20日，星期五（二）主蒸汽系统型式的比较和应用

性能项目可靠性灵活性经济性方便性集中母管制系统差中差差切换母管制系统中好中中单元制系统好差好好上述四个方面，互相影响。须结合具体工程通过综合技术经济比较来确定。

第37页，共51页，2023年，2月20日，星期五一、二次蒸汽系统的温度偏差

一、二次汽系统为双侧，存在两侧温度偏差。国际电工协会规定，最大允许汽温偏差为：持久性的为15℃，瞬时性的为42℃。实际应用多为混合系统，即单管、双管兼而有之，以克服温度偏差。常见的再热式机组一、二次汽系统混温方式，如图8-7所示。图8-7再热式机组一、二次汽的混温方式(a)双管系统；(b)双管—单管—双管系统；(c)主蒸汽、再热蒸汽双管—单管—双管系统；(d)单管—双管系统第38页，共51页，2023年，2月20日，星期五旁路系统一旁路系统的类型及其作用（一）旁路系统的概念

旁路系统是指高蒸汽参数不进入汽轮机，而是经过与汽轮机并联的减压减温器，将降压减温后的蒸汽送入再热器或低参数的蒸汽管道或直接排至凝汽器的连接系统。（二）旁路系统的基本形式I级旁路——新汽绕过汽轮机高压缸迳至冷再热蒸汽管道的称为高压旁路；Ⅱ级旁路——再过热后热再热蒸汽绕过中、低压缸，直接引入凝汽器的称为低压旁路；Ⅲ级旁路——新汽绕过整个汽轮机而直接引至凝汽器的称为大旁。第39页，共51页，2023年，2月20日，星期五由Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级旁路，可组合或不同的旁路系统

(a)(b)三级旁路系统；(b)两级旁路串联系统；

常见的旁路系统型式第40页，共51页，2023年，2月20日，星期五(c)

(d)(c)两级旁路并联系统；(d)单级整机旁路系统；常见的旁路系统型式第41页，共51页，2023年，2月20日，星期五（三）旁路系统的作用保护再热器;协调启动参数和流量，缩短启动时间，延长汽轮机寿命;回收工质和热量、降低噪声;防止锅炉超压，兼有锅炉安全阀的作用;电网故障或机组甩负荷时，锅炉能维持热备用状态或带厂用电运行。第42页，共51页，2023年，2月20日，星期五给水系统及给水泵的配置一给水系统的类型及应用给水系统是发电厂热力系统的重要组成部分，它的工质流量大，压力高对发电厂的安全、经济、灵活运行至关重要。给水系统主要有以下几种型式：集中母管制系统切换母管制系统单元制系统第43页，共51页，2023年，2月20日，星期五（一）集中母管制系统结构：包括吸水母管、压力母管和锅炉给水母管。吸水母管和压力母管均为单母管分段，锅炉给水母管为切换母管。特点：安全可靠性高，但阀门较多、系统复杂、耗钢材、投资大。逆止阀截止阀再循环阀高加组大旁路锅炉给水操作台集中母管制给水系统第44页，共51页，2023年，2月20日，星期五（二）切换母管制系统切换母管制给水系统结构：吸水母管是单母管分段，压力母管和锅炉给水母管均为切换制。特点：可靠性高，运行灵活。第45页，共51页，2023年，2月20日，星期五（三）单元制系统结构：无锅炉给水母管，吸水母管为单母管，压力母管为切换母管。特点：节省投资，