第五章 汽轮机抽汽回热系统

第五章汽轮机抽汽回热系统

一、概述

在蒸汽热力循环中，通常要从汽轮机数个中间级抽出一部分蒸汽，送到高、低压加热器中用于锅炉给水的加热（即抽汽回热系统）以及用于各种厂用汽如给水泵汽轮机用汽等。二、抽汽回热系统作用

采用抽汽加热锅炉给水的目的在于减少冷源损失，一定抽汽量的蒸汽作了部分功后不再至凝汽器中向冷却水放热，既避免了蒸汽的热量被循环冷却水带走，使蒸汽热量得到充分利用，热耗率下降。同时由于利用了在汽轮机作过部分功的蒸汽来加热给水，提高了给水温度，减少了锅炉受热面的传热温差，从而减少了给水加热过程的不可逆损失，在锅炉中的吸热量也相应减少。三、提高系统循环热效率的措施

理论上，给水回热的级数越多，汽热循环效率就越高，但加热级数增加时，热效率的增长逐渐放慢，相对得益不多，运行也更加复杂，同时回热抽汽的级数受投资和场地的制约，因此不可能设置的很多。在实用中，600MW机组的加热级数一般为7~8级。四、加热器的性能要求对于加热器的性能要求，可归结为尽可能地缩小进入加热器的蒸汽饱和温度与加热器出口给水温度之间的差值，我们称之为加热器端差。为实现这一目的，目前主要通过两种途径。一种途径是采用混合式加热器，从汽轮机抽来的蒸汽在加热器内和进入加热器的给水直接混合，蒸汽凝结成水，其汽化潜热释放到水中，压力温度相同，端差为0，除氧器即是一种混合式加热器。另一种途径是采用表面式加热器，在结构上采取必要措施，尽量提高加热器的效果。五、原则性热力系统组成连接锅炉、汽轮机的主、再热蒸汽管道；抽汽回热系统；主凝结水系统；除氧器和给水泵的连接系统；补充水系统等。对抽汽回热系统而言，习惯上，以除氧器为分界，把除氧器范围内的输入输出系统称为除氧器系统；除氧器以后，至进入锅炉省煤器的给水加热系统称为高压回热加热系统；凝汽器输出至除氧器的凝结水系统，称为低压回热加热系统。本机组汽轮机共设八段非调整抽汽。抽汽在表面式加热器中放热后的疏水，采用逐级自流方式。为防止因加热器故障引起事故扩大，每一加热器均设有保护系统，其基本功能是防止因加热器原因引起的汽轮机进水、加热器爆破和锅炉断水事故，具有异常水位保护、超压保护和给水旁路联动操作的功能。第二节加热器一、高压加热器1过热蒸汽冷却段当抽汽过热度较高时，导致加热器的换热温差加大，不可逆换热损失也随之增大，为此在高压加热器装设了过热蒸汽冷却段，只利用抽汽蒸汽的过热度，蒸汽的过热度降低后，再引至凝结段，以减小总的不可逆换热损失。

2凝结段加热蒸汽在此段中是凝结放热，其出口的凝结水温是加热蒸汽压力下的饱和温度，因此被加热水的出口温度，低于该饱和温度。3疏水冷却段设置该冷却段的作用是使凝结段来的疏水进一步冷却，使进入凝结段前的被加热水温得到提高，其结果一方面使本级抽汽量有所减少，另一方面，由于流入下一级的疏水温度降低，从而降低本级疏水对下级抽汽的排挤，提高了系统的热经济性。本工程选用的高压加热器为卧式、表面凝结、U型换热器，采用三台高压加热器大旁路配置。1、给水入口2、人孔3、给水出口4、水室分流隔板5、水室6、管板7、蒸汽入口8、防冲板9、过热蒸汽冷却段10、凝结段11、管束12、疏水冷却段13、正常疏水14、支座15、上级疏水入口16、疏水冷却段密封件17、管子支撑板18、事故疏水二、低压加热器5号~8号低加采用卧式壳管表面式、U型加热器，管材采用不锈钢。低压加热器与高压加热器的基本结构相同，主要区别在于没有过热蒸汽冷却区，只有凝结段和疏冷段。因其压力较低，故其结构比高加简单一些，管板和壳体的厚度也薄一些。管材均采用不锈钢材料，在所有加热器的疏水、蒸汽进口设有保护管子的不锈钢缓冲挡板。1、凝结水入口2、人孔3、给水出口4、事故疏水、5、水室6、管板7、蒸汽入口8、防冲板9、凝结段10、管束11、上级疏水入口、12、管子支撑板 13、疏水段14、疏水冷却段密封件15、疏水出口凝结水旁路采用大小旁路相结合的方式：其中5号、6号低压加热器采用小旁路，5号、6号低压加热器可单独解列；合体低压加热器（7A号、8A号）与合体低压加热器（7B号、8B号）共用一个大旁路，7A号、8A号或7B号、8B号合体低压加热器能单独解列。三、轴封加热器

轴封加热器用于汽轮机轴封系统，其主要作用是用凝结水来冷却各段轴封和高、中压主汽调节阀阀杆抽出的汽—气混合物，在轴封加热器汽侧腔室内形成并维持一定的真空，防止蒸汽从轴封端泄漏。使混合物中的蒸汽凝结成水，从而回收工质。将汽—气混合物的热量传给凝结水，提高了汽轮机热力系统的经济性。第三节加热器投、停及运行高、低加启动前必须先投入加热器水位保护，放尽加热器内积水，各抽汽管道上各疏水阀处于开启状态。启动时先投水侧，再投汽侧。低加汽侧的投入一般采用随机启动的方式投入加热器运行时应先对水侧注水，待给水缓慢地充满加热器以后，将所有放气门和启动排气门关闭，然后缓慢投入蒸汽，同时开启连续排气阀，疏水品质经检验合格后可排回凝汽器（除氧器）。应该注意的是，在加热器刚启动时参数低，不能克服疏水系统阻力（包括疏水冷却段的阻力、上下级加热器的级间压差、管道阻力等），此时若打开正常疏水门进行疏水逐级自流是困难的，故当机组低负荷运行时需用事故疏水门来疏水，以保证疏水的畅通。二、运行

当某加热器水位升高到高水位时，在控制室内报警。水位升高到高-高水位时，报警并开启加热器事故疏水阀。到高Ⅲ水位时，高Ⅲ水位开关动作，自动关闭该抽汽管道上电动隔离阀和气动逆止阀，水侧走旁路，（对于高加，任何一台出现高Ⅲ水位时，自动关闭1~3段抽汽管道上的电动隔离阀和气动逆止阀，大旁路阀动作，高加全部解列。）同时联开管道上的气动疏水阀，以排除抽汽管道内的积水。三、停运

正常情况下，在机组负荷降至额定负荷的30%时，可依次停运1、2、3号高压加热器；低压加热器均可随机滑参数停运。若因故低压加热器不能随机停运，应按由高到低的顺序依次停止，停运时先停汽侧，后停水侧。汽机跳闸时，联锁关闭所有抽汽管道上的抽汽逆止阀和抽汽电动阀(包括四段抽汽管道各支路上的抽汽电动阀)，同时自动开启管道上的气动疏水阀。加热器的保养加热器在停运期间的保养措施对其寿命有很