第六章 汽轮机回热加热系统.ppt

1、第二节 给水回热加热 设备及系统 feed water preheating equipment and system,一、给水回热加热的热经济性 heat economy of feed water preheating system 回热加热器：抽汽不送凝汽器，减少了冷源损失；提高了锅炉给水温度。 1、给水回热加热的热经济性分析 非再热机组： 由于有了回热抽汽，作功不足系数为,再热机组 作功不足系数为：,有中间再热后，回热效果降低，通常采用以下方法，提高回热效果： 采用加热器的蒸汽冷却器 再热后抽汽作为小汽轮机的汽源 加大再热冷段抽汽量，使其为更低的低压加热器抽汽量的1.52倍,2、回热加

2、热系统的连接方式 混合式加热器 加热给水温度可达到加热蒸汽压力下的饱和温度。 优点： 传热效果好，无端差，能除氧，消除积铜垢，造价低。 结构简单 便于汇集不同温度的疏水,缺点： 加热器后要设给水泵、给水箱 厂用电消耗多 负荷突降时，给水泵可靠性下降,表面式加热器 有传热端差3-7，加蒸汽冷却器后传热端差有1-2。 传热效果比混合式降低3.7%。,疏水方式： 疏水逐级自流 加疏水泵：本级加热器的出口 本级加热器的入口 疏水冷却段（器）：减少疏水逐级自流对相邻加热器产生的“排挤”。 蒸汽冷却器的连接方式： 并联 串联,典型的给水回热加热系统 N50-8.83 N125-13.24/550/550

3、N200-12.75/535/535 老型:三高、四低、一除氧 改进型：三高、四低、一除氧、外置式蒸汽冷却器 N300-16.18/550/550:疏水泵 N300-16.67/537/537:疏水逐级自流 N600-16.67/537/537:疏水逐级自流,K-800-240-5:无除氧器 福州电厂（华能）350MW 大连（华能）350MW 清河电厂八号机200MW 绥中电厂800MW,回热系统的改造 末级加热器设置疏水泵 设置疏水冷却器或疏水冷却段 合理设置蒸汽冷却段： 抽汽过热度83； 抽汽压力1.034MPa； 蒸汽离开过热段有42的过热度，在过热段流动阻力0.034MPa。,合理确定

4、蒸汽冷却器的装设位置： 再热后的第一级抽汽，其效益与这段抽汽的过热度成正比，也和这段抽汽所加热的给水焓升成正比。 低压回热系统装设混合式加热器： 英国模式：全部混合 前苏联模式：表面式 混合式,二、回热加热器 feedwater preheater （一）低压加热器 安装在凝结水泵与除氧器之间，水侧承受凝结水泵出口的压力，一般在0.5888-1.96MPa之间。 立式低压加热器 卧式低压加热器：传热效果好，横管放热系数为垂直管的1.7倍。 末级抽汽管直径大，布置困难，放在凝汽器喉部。,（二）高压加热器 给水泵之后，承受高压给水压力。 联箱螺旋管式（或蛇形管）加热器 带有过热段和疏水冷却段的高压

5、加热器（管板U形管式） 过热蒸汽冷却段：降低蒸汽过热度； 饱和蒸汽段：蒸汽凝结放热； 疏水冷却段：利用疏水加热给水，接近下一级抽汽压力对应的饱和温度。,三、回热加热器的保护装置 protective equipment of feedwater preheater （一）回热加热器的疏水装置 作用：不断地排出运行中的加热器内的蒸汽凝结水，保持加热器内一定的凝结水水位，以维持汽空间所必须的压力，防止水位过高凝结水由抽汽管倒流入汽轮机内引起水击。,型式：内置式 外置式 多级水封筒：用在低压加热器上 疏水调节阀：与高压加热器的给水旁路共同作用，由电子调节系统控制,（二）高压加热器水侧旁路保护装置 作

6、用：防止高压管口泄漏或爆管时，高压水通过抽汽管进入汽轮机，造成水击。同时防止中断锅炉给水。 型式：液动联成阀旁路保护 电动旁路保护：用DDZ-型仪表控制 气动液压旁路保护,（三）抽汽逆止阀 作用：当汽轮机故障自动主汽阀（调速汽门）关闭及发电机油开关跳闸时能自动关闭，防止加热器内未凝结的蒸汽及抽汽管道内的蒸汽倒流入汽轮机。 型式：液压抽汽逆止阀 气动抽汽逆止阀（装有空气引导阀）,四、回热加热系统的运行 operating of preheating system （一）回热加热器的运行监视 1、保持最小的传热端差（37） （1）加热器受热面结垢 （2）加热器内聚集了空气 （3）凝结水水位过高 （

7、4）加热器的抽汽压力和抽汽量不稳定 （5）加热器的旁路门漏水,2、汽侧凝结水水位应在规定范围内 3、监视加热器蒸汽压力与出口水温 4、防止旁路门漏水 （二）回热加热器的停用 高压加热器停用热耗、煤耗 加热器停用，若机组出力不变，凝汽量增加低压通流部分的叶片、隔板以及推力轴承可能过负荷。,（三）回热加热器的故障 1、加热器管漏水 2、加热器管破裂的原因： （1）管子振动 （2）管子被腐蚀损坏 （3）水冲击损坏 （4）管子质量不好 3、加热器出口给水温度下降，旁路门漏水 4、加热器水位计漏水 5、加热器振动，汽水冲击管道,第三节 给水除氧设备及系统 feed water deaeration eq

8、uipment and system,一、除氧器的工作原理和结构 working principle and structure 作用：除去锅炉给水中的氧气、氮气、二氧化碳等气体，保证锅炉给水的品质。 大容量机组：30g/l，则腐蚀管道严重； 规定：工作压力5.88MPa的机组，给水中含氧量15g/l； 工作压力5.88MPa的机组，给水中含氧量7g/l,方法： 化学方法：利用某些容易与氧起化学作用的药品，使其与水中溶解的氧化合生成另一种对金属不起腐蚀作用的物质来除去水中的氧气。化学除氧只能除去水中的氧气，而不能除去其它气体。 物理（热力除氧）方法：,（一）热力除氧原理 亨利定律： 道尔顿定律

9、：,除氧阶段： 初期除氧：气体以微小气泡的形式又水中逸出来的机械分离，只有在水中蒸汽的溶解的气体的总压力大大超过水面上的总压力时，机械分离才有可能进行。能除去80%90%的氧气。 深度除氧：由扩散作用来除去残留在水中溶解的个别气体分子，因为这时残留气体已没有能力克服水的表面张力而逸出。,除氧条件： 传热条件：将除氧水加热到除氧器压力下的饱和温度。并且在将水加热到沸腾温度的同时，及时地把从水中分离出来的气体排除掉。 传质条件：加热蒸汽与除氧水应有充分的接触面积。,（二）除氧器的结构 1、除氧塔 喷雾填料式：喷雾层进行第一阶段除氧，填料层进行第二阶段除氧。填料层中有二次蒸汽。 喷雾淋水盘式： 水膜

10、式：,2、除氧水箱 作用： （1）当某种原因中断或减少了向除氧器的进水时，水箱的存水量可满足1015分钟的锅炉最大给水消耗量； （2）它的安放位置使给水泵入口产生一定的富裕静压，保证给水泵在特殊工况下运行时不发生汽化。,二、给水除氧系统 feed water deaeration system （一）给水除氧系统（图6-46） 水侧： 汽侧： 再沸腾管： 给水泵再循环管：,（二）采用汽动给水泵的除氧给水系统 汽动给水泵为运行泵 电动给水泵为备用泵 1、运行经济 节省厂用电，用汽轮机的抽汽，使循环效率提高； 2、对容量无限制 最大异步电机：6300KW；现要求给水泵耗功可达600010000KW

11、以上。,3、可与给水泵的转速直接匹配 泵的转速：40006000rpm 大电机转速：3003600rpm 4、可实现损失较小的转速调节 给水流量采用速度调节 汽动给水泵可改变进汽量和进汽参数实现变转速。 5、独立于电网之外 给水泵不受电网频率变化的影响。 小汽轮机为凝汽式，全容量或半容量。,三、除氧器的运行 operation of deaerator （一）一般要求 除氧器在运行中必须具备的条件： 1、除氧器中的水必须被加热到除氧器压力下的饱和温度； 2、淋水盘边缘不能溢流，而造成汽流阻塞和蒸汽的瞬间凝结； 3、及时排出水中分离出来的气体；,4、除氧器负荷均匀分配（母管制系统） 并列运行的除

12、氧器，汽水侧有平衡管。 水位过低会使给水泵入口处的富裕静压减小； 水位过高有引起水从抽汽管倒入汽轮机内引起水冲击事故。 给水箱中加再沸腾管,5、避免除氧器自生沸腾 除氧器汇集了厂内的各种疏水和余汽，当疏水温度高于除氧器内的饱和温度时，进入除氧器内的一部分水要汽化成为蒸汽，它要排挤掉一部分用汽，严重时会使供汽量为零。 自生沸腾的汽流旋涡发生在除氧塔的下部，会使塔内压力升高，即降低了经济性又恶化了除氧效果。 防止自生沸腾：有效控制进入除氧器的余汽量和疏水量。,（二）除氧器的滑压运行 除氧器的压力随机组负荷与抽汽压力而改变。 1、滑压运行的优点 避免了供除氧器抽汽的节流损失 可以使汽轮机抽汽点得到合

13、理的分配，提高机组的热经济性 2、除氧器滑压运行中存在的问题 负荷突升：返氧 负荷突降：闪蒸，给水泵入口汽化，加再沸腾管。,第四节 再热机组的 旁路系统 bypass system of reheating unit,定义：高参数蒸汽不通过汽轮机通流部分作功而经过与汽轮机并联的减温减压器，将降压、降温后的蒸汽送到低一级参数的蒸汽管道或凝汽器去的连接系统。 、级小旁路；级大旁路,一、旁路系统的作用 function of bypass system 加快启动速度、改善启动条件； 保护再热器； 回收工质，消除噪音； 甩负荷时旁路快速打开，可以防止锅炉超压，起到锅炉安全阀的作用。,二、旁路系统的型式

14、 types of bypass system 一级大旁路系统 二级旁路系统 三级旁路系统,三、汽轮机旁路系统容量的选择 choosing the capacity of bypass system 选择时主要考虑： 锅炉的最小持续负荷 汽轮机冲转时锅炉的蒸发量 汽轮机甩负荷时锅炉的蒸发量 再热器冷却所需要的最低蒸汽量,第五节 其它系统 other system,一、疏放水系统 drawing and releasing system （一）概述 1、 疏放水的来源： （1）冷态蒸汽管道的暖管疏水； （2）蒸汽长期停滞在某管段或附件中的积水； （3）蒸汽经过较冷的管段或部件的凝结水； （4）蒸

15、汽带水或减温减压器喷水过量。,2、危害： （1）管道中有凝结水，产生振动； （2）进入汽轮机，损坏叶片。 3、疏水系统：用于收集和疏泄全厂疏水的管道系统及设备。 4、放水系统：回收汽包、各种水箱的放、溢水，合格的凝结水排放。 5、发电厂疏放水系统： 锅炉、汽轮机本体疏水； 汽水管道疏水。 疏水送到本体疏水扩容器,（二）蒸汽管道的疏水 自由疏水（放水） 启动疏水（暂时疏水） 经常疏水 （三）全厂疏放水及热量利用系统 包括：疏水膨胀箱、疏水箱、疏水泵、低位水箱、低位水泵等。,二、补充水管道系统 making up water pipe system 补充水处理：化学处理、加热处理 补充水送入： 除

16、氧器（经排污冷却器） 凝汽器（凝汽器内有真空除氧设备）,三、蒸发器管路系统 vaporizer pipe system 生水水质差，化学处理达不到要求，常采用双级蒸发器产生蒸馏水做补充水。 软化水送入排污冷却器和疏水冷却器预热后送入蒸发器，残生的蒸汽送入蒸发器凝汽器，产生的水送入疏水冷却器，再送入回热加热器。 进水方式：通过调整阀门A、B、C,四、发电厂的供水系统 water supply system of power plant 600MW发电厂每小时用水量8万吨。 用途： 凝结汽轮机排汽； 汽轮发电机组冷油器； 空气或其它气体冷却器的冷却用水； 冷却辅助机械轴承的用水； 补充厂内外汽、水

17、损失； 水力除灰、除尘； 其它技术和生活上的用水。,（一）发电厂耗水量的估算和对供水的要求 最大项：凝结汽轮机排汽的冷却水 供水系统应满足： 保证发电厂在任何时候都有足够的水量； 夏季，进入凝汽器的冷却水温不应超过制造厂规定的允许最高值； 水质合格； 供水系统的建筑、运行及维护费用最小。,（二）发电厂的供水系统 直流供水方式（开式） 岸边装有：取水、净水、水泵等装置 水压管电厂凝汽器排水沟水源 水明渠 循环供水系统（闭式） 冷却水池循环供水系统 喷水池循环供水系统 冷却塔循环供水系统： 自然通风冷却塔 机力通风塔,五、空气系统 air system 组成：凝汽器、回热加热器、汽封加热器、凝结水

18、泵等及管道，用空气管道把它们互相连通，再与射水抽汽器连在一起。 门杆漏汽、轴封漏汽均通过轴封加热器与轴封加热器中的空气一起由轴封风机抽出，排入大气。 节流孔板：防止高一级压力的加热器蒸汽被大量抽走。,第七节 发电厂全面性 热力系统 total heat system of power plant N200-12.75(130)/535/535简介 N300-16.18(165)/550/550简介,全面性,第六节 火电厂的经济性 economy of power plant,一、火电厂的技术经济指标 technological and economic target of power plan

19、t （一）汽轮发电机组的热经济指标 1、汽耗量和汽耗率,现代汽轮 d0=3kg/kw.h,2、热耗量和热耗率,（二）锅炉设备的热经济指标,（三）管道效率,（四）全厂热经济指标 1、全厂热耗量和热耗率,2、全厂效率 全厂毛效率（发电效率）,全厂净效率（供电效率）,（五）燃料消耗量和燃料消耗率,标准煤耗率：,二、原则性热力系统的计算 calculation of principled heat system of power plant （一）概念 发电厂热力系统：将热力部分主辅设备及其管道附件连接成一整体的线路图。 原则性热力系统：以规定的符号表明工质在完成某种热力循环时所必须流经的各种设备之间

20、的联系线路图。,原则性热力系统表明了工质的能量转换及热量利用过程，反映了发电厂热功能量转换过程的技术完善程度和热经济性。,（二）举例 N300-16.18/550/550 600MW引进型机组 1300MW机组,(三)原则性热力系统的计算 目的：确定电厂某一运行方式时各部分汽水流量、参数及该工况下全厂的热经济指针,以分析其安全性和经济性。 已知：（以300MW机组为例） 1、汽轮机型式和参数 2、回热系统参数，查h-s图表 3、锅炉型式和参数 4、计算中选用的资料,（1）小汽水流量,汽水损失： 轴封用汽： 轴封回汽： 锅炉排污量：,（2）各种效率,求：在额定工况下各项热经济指标,解： （1）在h-s图上作汽轮机的汽态线,各抽汽