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1、1第四章第四章 发电厂的热力系统发电厂的热力系统24-1 热力系统及主设备选择原则热力系统及主设备选择原则 热力系统热力系统将热力设备按照热力循环的顺序用管将热力设备按照热力循环的顺序用管道和附件连接起来的一个有机整体道和附件连接起来的一个有机整体 热力系统图热力系统图根据发电厂热力循环的特征，将热根据发电厂热力循环的特征，将热力部分的主、辅设备及其管道附件按力部分的主、辅设备及其管道附件按功能有序连接成一个整体的线路图功能有序连接成一个整体的线路图发电厂热力系统的两种基本型式：发电厂热力系统的两种基本型式：发电厂原则性热力系统发电厂原则性热力系统 发电厂全面性热力系统发电厂全面性热力系统3（
2、1 1）发电厂原则性热力系统）发电厂原则性热力系统 以规定的符号表示工质按某种热力循环顺序流经的以规定的符号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各种热力设备之间联系的线路图目的：目的：表明能量转换与利用的基本过程，反映发电厂表明能量转换与利用的基本过程，反映发电厂能量转换过程的技术完善程度和热经济性能量转换过程的技术完善程度和热经济性 特点：特点：简捷、清晰，无相同或备用设备简捷、清晰，无相同或备用设备 应用：应用：决定系统组成、发电厂的热经济性决定系统组成、发电厂的热经济性 4型机组的发电厂原则性热力系统型机组的发电厂原则性热力系统 5（2 2）发电厂全面性热力系统）
3、发电厂全面性热力系统发电厂组成的实际热力系统发电厂组成的实际热力系统 特点：特点：全面全面 应用：应用：决定影响到投资、施工、运行可靠性和经济性决定影响到投资、施工、运行可靠性和经济性组成：组成：主蒸汽和再热蒸汽系统、旁路系统、给水系统、主蒸汽和再热蒸汽系统、旁路系统、给水系统、回热加热（回热抽汽及疏水）系统、除氧系统、回热加热（回热抽汽及疏水）系统、除氧系统、主凝结水系统、主凝结水系统、补充水系统、锅炉排污系统、补充水系统、锅炉排污系统、供热系统、厂内循环水系统、锅炉启动系统等供热系统、厂内循环水系统、锅炉启动系统等67（一）、（一）、发电厂型式和容量确定发电厂型式和容量确定 2 2、初步可
4、行性研究中，明确发电厂的型式和容量、初步可行性研究中，明确发电厂的型式和容量只有电负荷：建凝汽式电厂只有电负荷：建凝汽式电厂有供热需要：建热电联产；有供热需要：建热电联产；燃煤：燃煤：建在燃料产地附近或矿口发电厂；建在燃料产地附近或矿口发电厂；有天然气：有天然气：燃气燃气蒸汽联合循环电厂蒸汽联合循环电厂 1 1、发电厂设计程序：初步可行性研究、可行性研究、发电厂设计程序：初步可行性研究、可行性研究、初步设计、施工图设计初步设计、施工图设计8（二）、（二）、主要设备选择原则主要设备选择原则 大容量机组出力等常用术语的定义：大容量机组出力等常用术语的定义：铭牌出力铭牌出力汽轮机在额定进汽和再热参数
5、工况下，排汽压力汽轮机在额定进汽和再热参数工况下，排汽压力为，补水率为为，补水率为3%3%时，汽轮发电机组的保证出力时，汽轮发电机组的保证出力汽轮发电机组保证最大连续出力（汽轮发电机组保证最大连续出力（TMCRTMCR）汽轮机在通过铭牌出力所保证的进汽量、额定主蒸汽和汽轮机在通过铭牌出力所保证的进汽量、额定主蒸汽和再热蒸汽工况下，在正常的排汽压力（）下，补水率为再热蒸汽工况下，在正常的排汽压力（）下，补水率为0%0%时，机组能保证达到的出力时，机组能保证达到的出力 汽轮发电机组调节汽门全开时最大计算出力（汽轮发电机组调节汽门全开时最大计算出力（VWOVWO）汽轮机调节汽门全开时通过计算最大进汽
6、量和额定的主汽轮机调节汽门全开时通过计算最大进汽量和额定的主蒸汽、再热蒸汽参数工况下，并在正常排汽压力（）和蒸汽、再热蒸汽参数工况下，并在正常排汽压力（）和补水率补水率0%0%条件下计算所能达到的出力条件下计算所能达到的出力 其他：其他：汽轮发电机组在调节汽门全开和所有给水加热器全部投汽轮发电机组在调节汽门全开和所有给水加热器全部投运之下，超压运之下，超压5%5%连续运行的能力，以适应调峰的需要连续运行的能力，以适应调峰的需要 91、汽轮机组汽轮机组（1 1）汽轮机容量）汽轮机容量 最大机组容量不宜超过系统总容量的最大机组容量不宜超过系统总容量的10%10%；大容量电力系统，选用高效率的大容量
7、电力系统，选用高效率的300MW300MW、600MW600MW机组机组 （2 2）汽轮机参数）汽轮机参数采用高效率大容量中间再热式汽轮机组；采用高效率大容量中间再热式汽轮机组；大型凝汽式火电厂汽轮机组采用亚临界和超临界：大型凝汽式火电厂汽轮机组采用亚临界和超临界：300MW300MW、600MW600MW、800MW800MW、1000MW1000MW（3 3）汽轮机台数）汽轮机台数汽轮发电机组台数汽轮发电机组台数4 46 6台，机组容量等级不超过两种；台，机组容量等级不超过两种；同容量机、炉采用同一制造厂的同一型式同容量机、炉采用同一制造厂的同一型式 102、锅炉锅炉（1 1）锅炉参数）锅
8、炉参数锅炉过热器出口额定蒸汽压力锅炉过热器出口额定蒸汽压力：汽轮机额定进汽压力的：汽轮机额定进汽压力的105105过热器出口额定蒸汽温度：过热器出口额定蒸汽温度：汽轮机额定进汽温度高汽轮机额定进汽温度高33冷段再热蒸汽管道、再热器、热段再热蒸汽管道额定工况的压力冷段再热蒸汽管道、再热器、热段再热蒸汽管道额定工况的压力降降：分别取汽轮机额定工况下高压缸排汽压力的：分别取汽轮机额定工况下高压缸排汽压力的，5 5，再热器出口额定蒸汽温度：再热器出口额定蒸汽温度：比汽轮机中压缸额定进汽温度高比汽轮机中压缸额定进汽温度高 33（2 2）锅炉型式）锅炉型式 采用煤粉炉；采用煤粉炉；90909393水循环方
9、式：自然循环、强制循环、直流水循环方式：自然循环、强制循环、直流 （3 3）锅炉容量与台数）锅炉容量与台数 凝汽式发电厂一般一机配一炉；凝汽式发电厂一般一机配一炉；联产发电厂，保证锅炉最小稳定燃烧的负荷联产发电厂，保证锅炉最小稳定燃烧的负荷 114-2 发电厂的辅助热力系统发电厂的辅助热力系统 1 1、工质损失及补充水系统、工质损失及补充水系统（1 1）工质损失）工质损失 热损失，热损失，热经济性热经济性 ；水处理设备的投资和运行费用；水处理设备的投资和运行费用；水品质下降，水品质下降，汽包锅炉排污量，造成过热器结汽包锅炉排污量，造成过热器结垢、汽轮机通流部分积盐，出力垢、汽轮机通流部分积盐，
10、出力，推力，推力内部损失内部损失发电厂内部热力设备及系统造成的工质损失发电厂内部热力设备及系统造成的工质损失 正常性工质损失和非正常性工质损失正常性工质损失和非正常性工质损失 外部损失外部损失发电厂对外供热设备及系统造成的工质损失发电厂对外供热设备及系统造成的工质损失 12（2 2）补充水引入系统）补充水引入系统 补充水计算：补充水计算：补充水制取方式：补充水制取方式：中参数及以下：软化水（钙、镁）中参数及以下：软化水（钙、镁）高参数：高参数：除盐水（钙、镁、硅酸盐除盐水（钙、镁、硅酸盐 ）亚临界以上：除钙、镁、硅酸盐、钠盐、腐蚀产物、亚临界以上：除钙、镁、硅酸盐、钠盐、腐蚀产物、SiOSiO
11、2 2、铁、铁除氧：除氧：一级除氧、二级除氧一级除氧、二级除氧 补充水引入回热系统的地点及水量调节：补充水引入回热系统的地点及水量调节：汇入点选择混合温差小的地方汇入点选择混合温差小的地方水量调节地点：水量调节地点：凝汽器（大、中型凝汽机组）凝汽器（大、中型凝汽机组）给水除氧器（小型机组）给水除氧器（小型机组）内部汽水损失外部汽水损失汽包锅炉连续排污水损失量13化学补充水引入回热系统化学补充水引入回热系统（a a）高参数热电厂补充水引入系统；（）高参数热电厂补充水引入系统；（b b）中、低参数热电厂补充水的引入；）中、低参数热电厂补充水的引入；（c c）高参数凝汽式电厂补充水的引入）高参数凝汽
12、式电厂补充水的引入 142 2、工质回收及废热利用系统、工质回收及废热利用系统 （一）汽包锅炉连续排污利用系统（一）汽包锅炉连续排污利用系统 控制汽包内炉水水质在允许范围内控制汽包内炉水水质在允许范围内 根据根据“规程规程”的规定，汽包锅炉的正常排污率不得的规定，汽包锅炉的正常排污率不得低于锅炉最大连续蒸发量的，但也不宜超过锅炉低于锅炉最大连续蒸发量的，但也不宜超过锅炉额定蒸发量额定蒸发量D Db b的下列数值：的下列数值：（1 1）以化学除盐水为补给水的凝汽式发电厂为）以化学除盐水为补给水的凝汽式发电厂为1 1（2 2）以化学除盐水或蒸馏水为补给水的热电厂为）以化学除盐水或蒸馏水为补给水的热
13、电厂为2 2（3 3）以化学软化水为补给水的热电厂为）以化学软化水为补给水的热电厂为5 515锅炉连续排污利用系统工作原理：锅炉连续排污利用系统工作原理：高压的排污水通过压力较低的连续排污扩容器高压的排污水通过压力较低的连续排污扩容器扩容蒸发，产生品质较好的扩容蒸汽，回收部扩容蒸发，产生品质较好的扩容蒸汽，回收部分工质和热量；分工质和热量；扩容器内尚未蒸发的、含盐浓度更高的排污水，扩容器内尚未蒸发的、含盐浓度更高的排污水，通过表面式排污水冷却器再回收部分热量通过表面式排污水冷却器再回收部分热量16（a a）单级扩容系统；）单级扩容系统；（b b）两级扩容系统）两级扩容系统锅炉连续排污利用系统锅
14、炉连续排污利用系统排污扩排污扩容器容器排污水排污水冷却器冷却器17扩容器的物质平衡：扩容器的物质平衡：扩容器的热平衡：扩容器的热平衡：排污水冷却器的热平衡：排污水冷却器的热平衡：排污扩容器的工质回收率：排污扩容器的工质回收率：分析：分析：排污扩容器的工质回收率的大小取决于锅炉汽排污扩容器的工质回收率的大小取决于锅炉汽 包压力、扩容器压力包压力、扩容器压力 扩容器压力扩容器压力下饱和水比下饱和水比焓焓 排污水比焓排污水比焓 扩容器压力下扩容器压力下饱和蒸汽比焓饱和蒸汽比焓 18锅炉连续排污利用系统的热经济性分析：锅炉连续排污利用系统的热经济性分析：无排污利用系统时，排污水热损失：无排污利用系统时
15、，排污水热损失：有排污利用系统时，排污水热损失为：有排污利用系统时，排污水热损失为：可利用的排污热量可利用的排污热量,引入回热系统：引入回热系统：凝汽器增加的附加冷源损失：凝汽器增加的附加冷源损失：发电厂净获得的热量：发电厂净获得的热量：19结论：结论：回收热量大于附加冷源损失，回收废热节约燃料；回收热量大于附加冷源损失，回收废热节约燃料；尽量选取最佳尽量选取最佳扩容器压力；扩容器压力；利用外部热源可以节约燃料，如发电机冷却水热源；利用外部热源可以节约燃料，如发电机冷却水热源；实际工质回收和废热利用系统，应考虑投资、运行费实际工质回收和废热利用系统，应考虑投资、运行费用和热经济性，通过技术经济
16、性比较来确定用和热经济性，通过技术经济性比较来确定 20（二）轴封蒸汽回收及利用系统（二）轴封蒸汽回收及利用系统 1 1、不同机组的轴封结构和轴封系统不同，但轴封蒸汽、不同机组的轴封结构和轴封系统不同，但轴封蒸汽利用于回热系统是一致的。利用于回热系统是一致的。2 2、汽轮机轴封蒸汽系统包括：、汽轮机轴封蒸汽系统包括：主汽门和调节汽门的阀杆漏汽主汽门和调节汽门的阀杆漏汽再热式机组中压联合汽门的阀杆漏汽再热式机组中压联合汽门的阀杆漏汽高、中、低压缸的前后轴封漏汽和轴封用汽高、中、低压缸的前后轴封漏汽和轴封用汽 3 3、轴封蒸汽占汽轮机总耗量的、轴封蒸汽占汽轮机总耗量的2 2左右左右4 4、在引入地
17、点的选择上应使该点能位与工质最接近，、在引入地点的选择上应使该点能位与工质最接近，既回收工质，又利用热量，轴封利用系统中各级轴既回收工质，又利用热量，轴封利用系统中各级轴封蒸汽，工质基本可全部回收封蒸汽，工质基本可全部回收 21凝结水中缸主汽门、调节汽门高缸主汽门、调节汽门辅汽主汽轴封汽减温器来自凝结水减温水减压至7#低加至凝汽器轴封加热器至5#低加抽汽22（三）辅助蒸汽系统（三）辅助蒸汽系统 启动阶段：启动阶段：将正运行的相邻机组的蒸汽引入本机组的蒸汽用户（若是将正运行的相邻机组的蒸汽引入本机组的蒸汽用户（若是首台机组启动则由启动锅炉供汽）首台机组启动则由启动锅炉供汽）正常运行：正常运行：提
18、供自身辅助蒸汽用户的需要，同时也可向需要蒸汽的相提供自身辅助蒸汽用户的需要，同时也可向需要蒸汽的相邻机组提供合格蒸汽邻机组提供合格蒸汽 辅助蒸汽用汽原则：辅助蒸汽用汽原则：尽可能用参数低的回热抽汽尽可能用参数低的回热抽汽 汽轮机启动和回热抽汽参数不能满足要求时，要有备用汽源汽轮机启动和回热抽汽参数不能满足要求时，要有备用汽源 疏水一般应回收疏水一般应回收23244-3 发电厂原则性热力系统举例发电厂原则性热力系统举例 （一）亚临界参数机组发电厂原则性热力系统（一）亚临界参数机组发电厂原则性热力系统 25型机组的发电厂原则性热力系统型机组的发电厂原则性热力系统 26型机组的发电厂原则性热力系统型
19、机组的发电厂原则性热力系统 27型机组发电厂原则性热力系统型机组发电厂原则性热力系统 28引进的超临界引进的超临界K-500-240-4K-500-240-4型机组发电厂原则性热力系统型机组发电厂原则性热力系统 二、超临界参数机组发电厂原则性热力系统二、超临界参数机组发电厂原则性热力系统29引进的超临界机组发电厂原则性热力系统引进的超临界机组发电厂原则性热力系统 30超超临界超超临界325MW325MW两次中间再热凝汽机组的发电厂原则性热力系统两次中间再热凝汽机组的发电厂原则性热力系统 31国产国产CC200CC200型双抽汽凝汽式机组热电厂原则性热力系统型双抽汽凝汽式机组热电厂原则性热力系统
20、 三、供热机组热电厂原则性热力系统三、供热机组热电厂原则性热力系统32超临界压力单采暖抽汽热电厂原则性热力系统超临界压力单采暖抽汽热电厂原则性热力系统 33四、单轴四、单轴1200MW1200MW凝汽式机组发电厂原则性热力系统凝汽式机组发电厂原则性热力系统 34双双轴轴凝凝汽汽式式机机组组（1300WM）的的发发电电厂厂原原则则性性热热力力系系统统 蒸汽发生器蒸汽发生器E产生的蒸馏产生的蒸馏水做补充水水做补充水354-4 发电厂原则性热力系统的计算发电厂原则性热力系统的计算 一、计算目的一、计算目的 确定在不同负荷工况下各部分汽水流量及其参确定在不同负荷工况下各部分汽水流量及其参数、发电量、供
21、电量及全厂性的热经济指标，由此数、发电量、供电量及全厂性的热经济指标，由此可衡量热力设备的完善性，热力系统的合理性，运可衡量热力设备的完善性，热力系统的合理性，运行的安全性和全厂的经济性行的安全性和全厂的经济性二、计算的原始资料二、计算的原始资料 1 1）发电厂原则性热力系统图）发电厂原则性热力系统图 2 2）给定的电厂计算工况）给定的电厂计算工况 3 3）汽轮机、锅炉及热力系统的主要技术数据）汽轮机、锅炉及热力系统的主要技术数据 4 4）给定工况下辅助热力系统的有关数据）给定工况下辅助热力系统的有关数据36二、基本计算公式和步骤二、基本计算公式和步骤 1 1、基本公式：热平衡式、物质平衡式和
22、汽轮机、基本公式：热平衡式、物质平衡式和汽轮机功率方程功率方程 2 2、全厂热力系统计算与机组回热系统计算的不、全厂热力系统计算与机组回热系统计算的不同之处主要有同之处主要有1)1)计算范围和结果不同计算范围和结果不同2 2）计算内容上不同）计算内容上不同3 3）计算步骤也不完全一样）计算步骤也不完全一样 （1 1）整理原始资料）整理原始资料 （2 2）先计算锅炉连续排污利用系统，再进行回热）先计算锅炉连续排污利用系统，再进行回热系统的计算系统的计算 （3 3）热经济指标的计算）热经济指标的计算374-5 发电厂的管道阀门发电厂的管道阀门发电厂的管道包括发电厂的管道包括：管子、管件（异径管、弯
23、管及弯：管子、管件（异径管、弯管及弯 头、三通、法兰、封头和堵头、堵板和孔板）、阀件头、三通、法兰、封头和堵头、堵板和孔板）、阀件及其远距离操纵机构、测试装置、管道支吊架、管道及其远距离操纵机构、测试装置、管道支吊架、管道热补偿装置、保温材料等热补偿装置、保温材料等 一、管道规范一、管道规范火力发电厂汽水管道应力计算技术规定火力发电厂汽水管道应力计算技术规定 简称简称应力规定应力规定火力发电厂汽水管道设计技术规定火力发电厂汽水管道设计技术规定简称简称管道规定管道规定38（一）设计压力（一）设计压力 指管道运行中内部介质最大工作压力。对于水管道，指管道运行中内部介质最大工作压力。对于水管道，考虑
24、水柱静压的影响考虑水柱静压的影响1 1、蒸汽管道的设计压力、蒸汽管道的设计压力（1 1）主蒸汽管道：）主蒸汽管道：取用锅炉过热器出口的额定工作压取用锅炉过热器出口的额定工作压力或锅炉最大连续蒸发量下的工作压力。当锅炉和汽轮力或锅炉最大连续蒸发量下的工作压力。当锅炉和汽轮机允许超压机允许超压5 5，应加上，应加上5 5的超压值的超压值（2 2）再热蒸汽管道的设计压力：）再热蒸汽管道的设计压力：低温再热管道：低温再热管道：取用汽轮机最大计算出力工况取用汽轮机最大计算出力工况,高压高压缸排汽压力的倍缸排汽压力的倍 高温再热蒸汽：高温再热蒸汽：可减至再热器出口安全阀动作的最低可减至再热器出口安全阀动作
25、的最低整定压力整定压力 （3 3）汽轮机非调整抽汽管道的设计压力：）汽轮机非调整抽汽管道的设计压力：取用汽轮机取用汽轮机最大计算出力工况下该抽汽压力的倍，且不小于最大计算出力工况下该抽汽压力的倍，且不小于392 2、水管道设计压力、水管道设计压力（1 1）高压给水管道）高压给水管道非调速非调速:取用前置泵或主给水泵特性曲线最高点对应的取用前置泵或主给水泵特性曲线最高点对应的压力与该泵进水侧压力之和压力与该泵进水侧压力之和调速：调速：取用泵在额定转速及设计流量下泵提升压取用泵在额定转速及设计流量下泵提升压力的倍进水侧压力之和力的倍进水侧压力之和（2 2）低压给水管道：）低压给水管道：定压除氧系统
26、：定压除氧系统：取用除氧器额定压力与最高水位取用除氧器额定压力与最高水位时水柱静压之和时水柱静压之和滑压除氧系统：滑压除氧系统：取用汽轮机最大计算出力工况下取用汽轮机最大计算出力工况下除氧器加热抽汽压力的倍和除氧器最高水位时除氧器加热抽汽压力的倍和除氧器最高水位时水柱静压之和水柱静压之和40(二二)设计温度设计温度设计温度是指管道运行中内部介质的最高工作温度设计温度是指管道运行中内部介质的最高工作温度1 1、蒸汽管道的设计温度、蒸汽管道的设计温度（1 1）主蒸汽管道：）主蒸汽管道：取用锅炉过热器出口蒸汽额定工取用锅炉过热器出口蒸汽额定工作温度加上锅炉正常运行时允许的温度差值，通常作温度加上锅炉
27、正常运行时允许的温度差值，通常取取55（2 2）再热蒸汽管道：）再热蒸汽管道：高温再热蒸汽管道：锅炉再热高温再热蒸汽管道：锅炉再热器出口蒸汽额定温度加上锅炉正常运行时允许的温器出口蒸汽额定温度加上锅炉正常运行时允许的温度偏差值，通常取度偏差值，通常取5 5（3 3）汽轮机抽汽管道）汽轮机抽汽管道非调整抽汽管道：非调整抽汽管道：汽轮机最大出力工况下抽汽参数，汽轮机最大出力工况下抽汽参数，等熵求取管道在设计压力下的相应温度等熵求取管道在设计压力下的相应温度调整抽汽管道：调整抽汽管道：抽汽的最高工作温度抽汽的最高工作温度412 2、水管道的设计温度、水管道的设计温度（1 1）高压给水管道：）高压给水
28、管道：高压加热器后高压给水高压加热器后高压给水的最高工作温度的最高工作温度（2 2）低压给水管道：）低压给水管道：定压除氧系统：定压除氧系统：除氧器额定压力对应的饱和温度除氧器额定压力对应的饱和温度滑压除氧系统：滑压除氧系统：汽轮机最大计算出力工况下倍除汽轮机最大计算出力工况下倍除氧器加热抽汽压力对应的饱和温度氧器加热抽汽压力对应的饱和温度42（三）管道的公称压力和公称通径（三）管道的公称压力和公称通径1 1、公称压力、公称压力PNPN 在国家标准中，用公称压力PN表示不同管材，在不同温度时管道允许的工作压力P，都折算为某一固定温度等级下承压等级标准，即管道公称压力指管道、管道附件在某基准温度
29、下允许的最大工作压力 根据GB1048，管子和管件的允许工作压力与公称压力PN可按下式换算。p=PN MPa (8-1)式中 p允许的公称压力，MPa；t钢材在设计温度下的许用应力，MPa；s公称压力对应的基准压力，系指钢材在 指定 的某一温度下的许用应力，MPa表表4-84-8为为2020号钢的公称压力表号钢的公称压力表432 2、公称通径、公称通径DNDN在国家标准中规定了管道及附件的内径等级，在国家标准中规定了管道及附件的内径等级，就是公称通径，用符号就是公称通径，用符号DNDN表示表示公称直径只是名义的计算内径，不是实际内径，同一管材，随公称压力的提高，其壁厚加大，而实际内径却相应减小
30、。表表4-11 4-11 我国管道的公称通径我国管道的公称通径44二、管径和壁厚的计算二、管径和壁厚的计算1 1、管道内径的计算、管道内径的计算确定流量，选取介质的流速（推荐流速表确定流量，选取介质的流速（推荐流速表4-4-1313）对于单相流体的管道，根据连续方程式：A=Di2/4=Q/W=Gv/W 式中：G介质的质量流量；v介质的比容；Q介质的容积流量；w介质的流速可求出其内径Di。452 2、管子壁厚的计算、管子壁厚的计算 直管壁厚由三部分组成：直管的最小壁厚直管壁厚由三部分组成：直管的最小壁厚s sm m、直管的、直管的计算壁厚计算壁厚s sc c和取用壁厚。和取用壁厚。（1 1）直管
31、壁厚计算）直管壁厚计算1 1）直管最小壁厚）直管最小壁厚s sm m按直管外径确定时按直管外径确定时按直管内径确定时按直管内径确定时2 2）直管的计算壁厚）直管的计算壁厚s sc cs sc cs sm m+c c+c c直管壁厚负偏差的附加值，直管壁厚负偏差的附加值，mmmmc cAsAsm m AA直管壁厚负偏差系数，按直管壁厚负偏差系数，按“管道规定管道规定”选取选取463 3）直管的取用壁厚，用公称壁厚表示）直管的取用壁厚，用公称壁厚表示对以外径对以外径壁厚标示的管子，应根据直管的计算壁壁厚标示的管子，应根据直管的计算壁厚，按管子产品规格中公称壁厚系列选取厚，按管子产品规格中公称壁厚系
32、列选取对以最小内径对以最小内径最小壁厚标示的管子，应根据直管最小壁厚标示的管子，应根据直管的计算壁厚，遵照制造厂产品技术条件中有关规定，的计算壁厚，遵照制造厂产品技术条件中有关规定，按管子壁厚系列选取按管子壁厚系列选取（2 2）弯管壁厚取用）弯管壁厚取用补偿弯制过程外侧受拉的减薄量，根据弯曲半径大小，补偿弯制过程外侧受拉的减薄量，根据弯曲半径大小，取大于取大于1 1的补偿系数，如弯曲半径分别为管子外径的的补偿系数，如弯曲半径分别为管子外径的3 3、4 4、5 5和和6 6倍时，弯管弯制前直管的最小壁厚相应为倍时，弯管弯制前直管的最小壁厚相应为m m、m m、m m和和m m根据选定的管材、公称
33、压力、计算内径和直（弯）管根据选定的管材、公称压力、计算内径和直（弯）管取用壁厚，从管道产品目录中选用合适的管子取用壁厚，从管道产品目录中选用合适的管子47三、管道附件、阀门三、管道附件、阀门管道附件是指安装在管道及设备上的连接、闭管道附件是指安装在管道及设备上的连接、闭路和调节装置的总称，包括管件和阀门路和调节装置的总称，包括管件和阀门管道附件的直径、压力和几何尺寸都已经标准管道附件的直径、压力和几何尺寸都已经标准化，采用公称通径和公称压力表示化，采用公称通径和公称压力表示管子连接方式有螺纹连接、法兰连接和焊接管子连接方式有螺纹连接、法兰连接和焊接管子和附件的连接除需拆卸的以外，应采用焊管子
34、和附件的连接除需拆卸的以外，应采用焊接方法。接方法。螺纹连接的方法应采用在设计压力不大于、设螺纹连接的方法应采用在设计压力不大于、设计温度不大于计温度不大于200200的低压流体输送用焊接钢的低压流体输送用焊接钢管上管上481 1、阀门类型、阀门类型按阀门在管道中所起的作用可分为三大类：按阀门在管道中所起的作用可分为三大类：（1 1）起关断作用：）起关断作用：闸阀、截止阀、旋塞和球阀闸阀、截止阀、旋塞和球阀（2 2）起调节作用：）起调节作用：调节阀、节流阀、减压阀和疏水阀调节阀、节流阀、减压阀和疏水阀（3 3）起保护作用：）起保护作用：安全阀、逆止阀和快速关断阀安全阀、逆止阀和快速关断阀2 2
35、、阀门的选择、阀门的选择（1 1）阀门的材料选择：）阀门的材料选择：铸铁、合金、合金钢、碳钢铸铁、合金、合金钢、碳钢及硅铁，根据介质的参数选择适合的材料及硅铁，根据介质的参数选择适合的材料（2 2）类型选择：）类型选择：根据系统的参数、通径、泄露等级、根据系统的参数、通径、泄露等级、启闭时间选择，满足汽水系统关断、调节、安全运启闭时间选择，满足汽水系统关断、调节、安全运行的需要行的需要493 3、阀门的作用、阀门的作用（1 1）关断阀门）关断阀门闸阀：闸阀：流动阻力小，开启、关闭力小、流动阻力小，开启、关闭力小、介质可两个方向流动，但结构复杂、介质可两个方向流动，但结构复杂、阀体较高、密封面易
36、擦伤、制造维护阀体较高、密封面易擦伤、制造维护要求高要求高截止阀：结构简单、密封截止阀：结构简单、密封性较好、制造维修较方便，性较好、制造维修较方便，流动阻力较大，开启、关流动阻力较大，开启、关闭力也较大、启闭时间较闭力也较大、启闭时间较长长闸阀闸阀截止阀截止阀50（2 2）调节阀门：）调节阀门：调节阀调节阀：调节流量调节流量减压阀：减压阀：将介质压力减到所需数值将介质压力减到所需数值节流阀节流阀：调节介质流量和压力调节介质流量和压力蝶阀：蝶阀：宜全开、全关。也可作调节用宜全开、全关。也可作调节用 u调节阀门在运行中要经调节阀门在运行中要经常开关，为防止泄露不严常开关，为防止泄露不严密，在调节
37、阀门之前要串密，在调节阀门之前要串联关断阀，开启时，要先联关断阀，开启时，要先全开关断阀再开调节阀门，全开关断阀再开调节阀门，关闭时，要先关调节阀再关闭时，要先关调节阀再关关断阀关关断阀调节阀调节阀单座式单座式调节阀调节阀双座式双座式51（3 3）保护阀门）保护阀门逆止阀：逆止阀：保证介质单向流动。分为升降式（垂直保证介质单向流动。分为升降式（垂直瓣和水平瓣）和旋启式（单瓣和多瓣）瓣和水平瓣）和旋启式（单瓣和多瓣）安全阀：安全阀：锅炉、压力容器及管道上，当介质压力锅炉、压力容器及管道上，当介质压力超过规定值，自动开启，排除过剩介质，卸压超过规定值，自动开启，排除过剩介质，卸压快速关断阀：快速关
38、断阀：瞬间关断或接通管内介质的阀门。瞬间关断或接通管内介质的阀门。多应用在控制水管路系统中多应用在控制水管路系统中给水泵出口水平装的逆止阀给水泵出口水平装的逆止阀524-6 4-6 主蒸汽系统主蒸汽系统主蒸汽系统主蒸汽系统包括从锅炉过热器出口联箱至汽轮机进包括从锅炉过热器出口联箱至汽轮机进口主气阀的主蒸汽管道、阀门、疏水装置及通往用口主气阀的主蒸汽管道、阀门、疏水装置及通往用新汽设备的蒸汽支管所组成的系统新汽设备的蒸汽支管所组成的系统对于有中间再热式机组的发电厂对于有中间再热式机组的发电厂，还包括从汽轮机还包括从汽轮机高压缸排汽至锅炉再热器进口联箱的再热冷段管道、高压缸排汽至锅炉再热器进口联箱
39、的再热冷段管道、阀门及从再热器出口联箱至汽轮机中压缸进口阀门阀门及从再热器出口联箱至汽轮机中压缸进口阀门的再热热段管道、阀门。的再热热段管道、阀门。特点：特点：输送工质流量大、参数高、管道长且要求金输送工质流量大、参数高、管道长且要求金属材料质量高属材料质量高要求：要求：系统力求简单，安全、可靠性好、运行调度系统力求简单，安全、可靠性好、运行调度灵活，投资少，运行费用低，便于维修、安装和扩灵活，投资少，运行费用低，便于维修、安装和扩建建53一、主蒸汽系统的型式与选一、主蒸汽系统的型式与选择择1 1、单母管制系统、单母管制系统2 2、切换母管制系统、切换母管制系统3 3、单元制系统、单元制系统单
40、母管制系统单母管制系统切换母管制系统切换母管制系统单元制系统单元制系统541 1、单母管制系统、单母管制系统特点：所有锅炉的蒸汽先引至一特点：所有锅炉的蒸汽先引至一根蒸汽母管集中后，再由母管引根蒸汽母管集中后，再由母管引至汽轮机和各用汽处，单母管上至汽轮机和各用汽处，单母管上用两个串联的分段阀。用两个串联的分段阀。优点：系统简单。布置方便优点：系统简单。布置方便缺点：运行调度不够灵活，缺乏缺点：运行调度不够灵活，缺乏机动性机动性应用：用于锅炉和汽轮机台数不应用：用于锅炉和汽轮机台数不匹配，而热负荷又必须确保可靠匹配，而热负荷又必须确保可靠供应的热电厂以及单机容量为供应的热电厂以及单机容量为6M
41、W以下的电厂以下的电厂552 2、切换母管制系统、切换母管制系统特点：每台锅炉与其相对应的汽轮特点：每台锅炉与其相对应的汽轮机组成一个单元，正常时机炉成单机组成一个单元，正常时机炉成单元运行，各单元之间装有母管，每元运行，各单元之间装有母管，每一单元与母管相连处装有三个切换一单元与母管相连处装有三个切换阀门阀门优点：可充分利用锅炉的富余容量，优点：可充分利用锅炉的富余容量，切换运行，有较高的灵活性和可靠切换运行，有较高的灵活性和可靠性，同时还可实现较优的经济运行性，同时还可实现较优的经济运行缺点：系统较复杂，阀门较多，发缺点：系统较复杂，阀门较多，发生事故的可能性大；管道长，金属生事故的可能性
42、大；管道长，金属耗量大，投资高耗量大，投资高应用：宜装有高压供热式机组的发应用：宜装有高压供热式机组的发电厂和中、小型发电长采用电厂和中、小型发电长采用563 3、单元制系统、单元制系统特点：每台锅炉与相对应的汽轮机组成一特点：每台锅炉与相对应的汽轮机组成一个独立单元，各单元间无母管横向联系，个独立单元，各单元间无母管横向联系，单元内各用汽设备的新蒸汽支管均引自机单元内各用汽设备的新蒸汽支管均引自机炉之间的主汽管炉之间的主汽管优点：优点：1、系统简单、管道短、阀门少，能节省大量高级耐热合金钢；、系统简单、管道短、阀门少，能节省大量高级耐热合金钢；2、事故仅限于本单元内，全厂的安全可靠性高；、事
43、故仅限于本单元内，全厂的安全可靠性高；3、控制系统按单元设计制造，运行操作少，易于实现集中控制；、控制系统按单元设计制造，运行操作少，易于实现集中控制；4、工质压力损失少，散热小，热经济性高；、工质压力损失少，散热小，热经济性高；5、维护工作量少，费用低；、维护工作量少，费用低；6、无母管，便于布置，主厂房土建费用少、无母管，便于布置，主厂房土建费用少57缺点：缺点：1、单元之间不能切换、单元之间不能切换2、单元内任一与主汽管相连的主要设备或附件、单元内任一与主汽管相连的主要设备或附件发生事故，都将导致整个单元系统停止运行，发生事故，都将导致整个单元系统停止运行，缺乏灵活调度和负荷经济分配的条
44、件缺乏灵活调度和负荷经济分配的条件3、负荷变动时对锅炉燃烧的调整要求高、负荷变动时对锅炉燃烧的调整要求高4、机炉必须同时检修、机炉必须同时检修应用：高压凝汽式机组大发电厂应用：高压凝汽式机组大发电厂 装有中间再热凝汽式机组或中间再热供装有中间再热凝汽式机组或中间再热供热机组的发电厂热机组的发电厂584、主蒸汽系统型式的比较和应用主蒸汽系统型式的比较和应用 性能性能项目项目可靠性可靠性 灵活性灵活性 经济性经济性 方便性方便性 单母管制系统单母管制系统 差差中中差差差差切换母管制系切换母管制系统统 中中好好中中中中单元制系统单元制系统 好好差差好好好好上述四个方面，互相影响。须结合具体工程通过综
45、合技术经济比较来确定。59二、主蒸汽系统设计时应注意的几个问题二、主蒸汽系统设计时应注意的几个问题1 1、高、中压主汽阀和高压缸排汽逆止阀、高、中压主汽阀和高压缸排汽逆止阀1 1）汽轮机自动主汽阀（高压主汽阀）：）汽轮机自动主汽阀（高压主汽阀）：2 2个或个或4 4个个高压调速阀高压调速阀 ：4 4个个2 2）中压自动主汽阀和相应的调速阀合并为中压联）中压自动主汽阀和相应的调速阀合并为中压联合汽阀：合汽阀：2 2个或个或4 4个个3 3）高压缸排汽管上为防止机组甩负荷时，再热管）高压缸排汽管上为防止机组甩负荷时，再热管道内的蒸汽倒流入汽轮机，通常设置逆止阀道内的蒸汽倒流入汽轮机，通常设置逆止阀
46、602 2、温度偏差及其对策、温度偏差及其对策 主蒸汽、再热蒸汽双侧进汽有大的温差，主蒸汽、再热蒸汽双侧进汽有大的温差，国际电工协会规定，最国际电工协会规定，最大允许汽温偏差为：持久性的为大允许汽温偏差为：持久性的为15，瞬时性的为，瞬时性的为42。实际应。实际应用多为混合系统，即单管、双管和用多为混合系统，即单管、双管和混合管混合管图4-21 再热式机组主蒸汽、再热蒸汽的混温方式(a)双管系统；(b)单管双管系统(c)双管单管双管系统；(d)主蒸汽、再热蒸汽双管单管双管系统；61 3 3、主蒸汽及再热蒸汽压损及管径优化、主蒸汽及再热蒸汽压损及管径优化1 1）主蒸汽及再热蒸汽压损增大，降低机组
47、经济性，）主蒸汽及再热蒸汽压损增大，降低机组经济性，多耗燃料多耗燃料2 2）管径优化：管子壁厚计算，压降计算，费用计算）管径优化：管子壁厚计算，压降计算，费用计算总费用总费用=材料费材料费+运行费用运行费用 其最小，为最经济管径其最小，为最经济管径实际管径：考虑系统的允许压力降，管系应力状况和实际管径：考虑系统的允许压力降，管系应力状况和管子供货等情况的影响管子供货等情况的影响3 3）减小管道中的局部阻力损失）减小管道中的局部阻力损失取消电动隔离阀取消电动隔离阀由自动主汽阀承担由自动主汽阀承担主蒸汽流量的测量由孔板改为喷嘴主蒸汽流量的测量由孔板改为喷嘴 。624-74-7中间再热机组的旁路系统
48、中间再热机组的旁路系统一、旁路系统的类型及作用一、旁路系统的类型及作用1 1、定义、定义 旁路系统：旁路系统：是指高参数蒸汽在某些特定情况下，绕过汽是指高参数蒸汽在某些特定情况下，绕过汽轮机，经过与汽轮机并列的减温减压装置后，进入参数轮机，经过与汽轮机并列的减温减压装置后，进入参数较低的蒸汽管道或设备的连接系统，以完成特定的任务较低的蒸汽管道或设备的连接系统，以完成特定的任务632 2、旁路系统的类型、旁路系统的类型高压旁路（高压旁路（级旁路）：级旁路）：新蒸汽绕过汽轮机高压缸直接新蒸汽绕过汽轮机高压缸直接进入再热冷段管道进入再热冷段管道低压旁路（低压旁路（级旁路）：级旁路）：再热后的蒸汽绕过
49、汽轮机中、再热后的蒸汽绕过汽轮机中、低压缸直接进入凝汽器低压缸直接进入凝汽器整机旁路（整机旁路（级旁路）：级旁路）：当新蒸汽绕过整个汽轮机而直当新蒸汽绕过整个汽轮机而直接排入凝汽器接排入凝汽器642 2、旁路系统的作用、旁路系统的作用（1 1）协调启动参数和流量，缩短启动时间，延长汽）协调启动参数和流量，缩短启动时间，延长汽轮机寿命轮机寿命（2 2）保护再热器：高压旁路；）保护再热器：高压旁路；（3 3）回收工质，降低噪声：锅炉负荷大于汽机；）回收工质，降低噪声：锅炉负荷大于汽机；（4 4）防止锅炉超压：带有安全功能的旁路系统）防止锅炉超压：带有安全功能的旁路系统65二、旁路系统的型式二、旁路
50、系统的型式1 1、三级旁路系统、三级旁路系统 路，使锅炉维持最低稳燃负荷，多余蒸汽经整机旁路排至凝汽器。路，使锅炉维持最低稳燃负荷，多余蒸汽经整机旁路排至凝汽器。高、低压两级旁路串联，可满足汽轮机启动过程不同阶段对蒸汽高、低压两级旁路串联，可满足汽轮机启动过程不同阶段对蒸汽参数和流量的要求，并保证了再热器的最低冷却流量。参数和流量的要求，并保证了再热器的最低冷却流量。三级旁路系统的功能齐备，但系统最为复杂，设备、附件多，投三级旁路系统的功能齐备，但系统最为复杂，设备、附件多，投资大，布置困难，运行不便，现已很少采用。资大，布置困难，运行不便，现已很少采用。国产第一台国产第一台200MW机组机组