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1、1第八章第八章 发电厂的全面性热力系统发电厂的全面性热力系统先介绍发电厂全面性热力系统的基本概念，再介绍管道设计参数、公称压力、公称直径、内外直径管等概念和阀门的基本知识。介绍常用的主蒸汽系统、再热蒸汽系统、旁路系统的型式、作用及其设计和运行的一些问题。给水管道系统的型式及其应用、给水泵拖动方式的比较，小汽机的型式及其连接方式。重点介绍回热系统全面性热力系统及其运行，再简介全厂公用汽水系统。最后举例介绍国内外大型火电、核电机组的发电厂全面性热力系统。2第八章第八章 发电厂的全面性热力系统发电厂的全面性热力系统第一节第一节 发电厂全面性热力系统的概念发电厂全面性热力系统的概念第二节第二节 管道与
2、阀门的基本知识管道与阀门的基本知识第三节第三节 一、二次蒸汽系统一、二次蒸汽系统第四节第四节 旁路系统旁路系统本本章章提提要要第五节第五节 给水系统及给水泵的配置给水系统及给水泵的配置 第六节第六节 回热系统的全面性热力系统回热系统的全面性热力系统第八节第八节 发电厂全面性热力系统举例发电厂全面性热力系统举例第七节第七节 全厂公用汽水系统全厂公用汽水系统3第一节第一节 发电厂全面性热力系统的概念发电厂全面性热力系统的概念 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 是用规定的符号，表明全厂性的所有热力设备及其汽水管道的总体系统图。特点：所有运行、备用的主辐热力设备、管
3、道及其附件。应用：汇总主辐热力设备、管道及附件供订货之用；据此进行全厂布置的设计、施工。组成：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、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、锅炉启动系统等。4第二节第二节 管道与阀门管道与阀门 一 管道规范 根据火力发电厂汽水管道应力计算技术规定(SDGJ6-90)（简称“应力规范”）说明有关管道设计参数（一）（一）管道的设计压力 管道设计压力(表压)是指管道运行中内部介质最大工作压力，对于水管道，还应包括水柱静压的影响。主蒸汽管道锅炉过热器出口的额定工作压力 再热蒸汽管道 用汽轮机最大计算
4、出力下热平衡中高缸排汽压力1.15倍 主给水管道：(1)非调速电动给水泵的管道前置泵或主给水泵的特性曲线最高点对应的压力与该泵进水侧压力之和。(2)调速电动给水泵的管道：a.给水泵出口至泵出口关闭阀取用泵在额定转速下特性曲线最高点对应的压力与进水侧压力之和；b.泵出口关闭阀至省煤器进口泵在额定转速及设计流量下泵出口压力的1.1倍与泵进水侧压力之和。5（二）管道设计温度 管道运行中内部介质的最高工作温度。主蒸汽、高温再热蒸汽管道锅炉额定蒸发量时过热器、再热器出口的额定工作温度加上锅炉正常运行时允许的温度偏差值（约取5）。低温再热蒸汽管道汽轮机最大计算机出力下热平衡中高压缸排汽参数为基准，等熵求取
5、管道在设计压力下的相应温度。主给水经加热器后的管道被加热水的最高工作温度。6（三）公称压力PN 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。（四）公称通径DN 根据国家标准GB1047，管道元件的公称通径用符号DN表示，通径
6、等级应符合GB1047规定的系列。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。7（一）管内介质流速 现行火电厂汽水管道介质流速按“管道规定”的推荐值进行选取。（二）管径的选取 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。二二 管径的选择管径的选择8三三 阀门的类型阀门的类型（一）阀门类型及型号 按用途可分 关断阀门：关断阀门：如截止阀、如截止阀、球阀、闸阀和旋塞（考克）球阀、闸阀和旋塞（考克）等等调节阀门：调节阀门：如节流阀
7、，减压阀、水位或压力调节阀和疏水阀等如节流阀，减压阀、水位或压力调节阀和疏水阀等 保护阀：保护阀：如逆止阀、快速关闭阀和安全阀等如逆止阀、快速关闭阀和安全阀等 9（二）阀门的选择与使用1.对阀门的要求 有足够的强度，关闭严密性好，流动阻力小，阀门结构简单，量轻体小，部件的互换性好，便于操作维修。2.关断阀门的使用 球阀，作调节或关断用，当要求迅速关断或开启时用。闸阀和截止阀只作关断用，不作流量或压力调节阀。3.调节阀的使用 调节阀用以调节压介质流量或压力，减压阀可自动地将介质压力减到所需数值。4.保护阀的使用10第三节第三节 一、二次蒸汽系统一、二次蒸汽系统 一次蒸汽（主蒸汽）系统即从锅炉过热
8、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。11一、一次蒸汽系统的型式(a)单母管侧系统；(b)切换母管制系统；(c)单元制系统（一）主蒸汽系统的型式图8-6 火电厂主蒸汽系统的型式12图（a）为单母管制系统，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
9、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。单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12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。13（二）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统切换母管制系统 中中好好中中中中单元
10、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合技术经济比较来确定。14二、一、二次蒸汽系统的温度偏差二、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15图8-7(a)为国产200MW机组的一、二次汽管均为双管的系统。一
11、次汽管上装有主蒸汽流量测量喷咀和电动隔离门。左右两侧电动隔离门后自动主汽门前，装有一根13317mm中间联络管，以减少两侧进汽的压差和温度偏差。四个调速汽门之后各有一根导汽管至高压缸第一级的喷嘴组。高压缸排汽管上各装有一个液动逆止门。两根热再热管道上无任何阀门，中压联合汽门也是通过四根导汽管引至中压缸。图8-7(b)为大港电厂引进的意大利320MW再热式机组一、二次汽系统。锅炉过热器出口联箱两侧各引出一根新汽管，经锻钢Y型三通汇集为单管，设有锅炉主汽门和流量测量喷嘴，单管长度为管径的20倍，以充分混合减少温度偏差；在主汽门前单管再分为双管至左右侧高压主汽门。进入中压主汽门前也分为双管。除锅炉主
12、汽门外，新汽和冷、热再热蒸汽管上，均无阀门。16 图8-7(c)为元宝山电厂引进的法国300MW再热式机组双管主蒸汽、再热蒸汽双管单管双管系统。两侧一、二次汽进入高、中压缸前均设有 25025mm中间联络管。热再热蒸汽管的长度为其管径的13倍。除两侧主汽管上装有流量测量喷嘴、高压缸两侧排汽管上装有气动逆止阀外，一、二次汽管上没有关断阀门。图8-7(d)为国产引进型N300-16.7/538/538再热式机组的一、二次汽均为单管双管的系统。在进入高、中压主汽门前由单管分叉为双管，高、中压主汽门后各设有导汽管分别引至高、中压缸。一、二次汽管道上无关断阀门或逆止阀，它的中压联合汽门是由一个滤网、一个
13、中压主汽门和一个中压调节门组成的组合式阀门。17第四节第四节 旁路系统旁路系统一 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；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；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。18由由级、级、级、级、级旁路，可组合或不同的旁路系统级旁路，可组合或不同的旁路系统 (a)(b)(a)三级旁路系统；(b
14、)两级旁路串联系统；图8-13 常见的旁路系统型式19(c)(d)(c)两级旁路并联系统；(d)单级整机旁路系统；图8-13 常见的旁路系统型式20(e)(e)装有三用阀的两级旁路串联系统1高压旁路减温水压力调节阀；2高压旁路减温水温度调节阀；3低压旁路减温水气动调节阀；4再热器安全阀图8-13 常见的旁路系统型式21（三）（三）旁路系统的作用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。22二二 常见的旁路系统型式常见的旁路系统型式（一）三级
15、旁路系统 国产第一台200MW机组为三级旁路系统,，即整机旁路和高、低压两级旁路串联系统。汽轮机负荷低于额定负荷50%时，通过整机旁路，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，投资大，布置困难，运行不便，现已很少采用。23（二）两级旁路串联系统（二）两级旁路串联系统 各种工况下，通过高压旁路能保护再热器。通过两级旁路串联系统的协调，能满足启动性能好的要求。例如，机组冷、热态启动时可加热主蒸汽和再热蒸汽管道；调节再热蒸汽温度以
16、适应中压缸的温度要求；调节中压缸的进汽参数和流量，以适应高、中压缸同时冲转或中压缸冲转方式等等，既适用于基本负荷机组，也适用于调峰机组。这种旁路系统并不复杂，能适应较多的运行工况。国产125、200MW机组、近期的300、600MW机组，都采用这种旁路系统。24（三）两级旁路并联系统（三）两级旁路并联系统 我国第一台国产300MW机组配1000t/h直流锅炉，采用高压旁路和整机旁路两级并联系统，其容量分别为锅炉额定蒸发量的10%和20%。高压旁路用以保护再热器，在机组启动时用以暖管，此时蒸汽通过疏水管至凝汽器，热态启动时，用以迅速提高再热汽温使接近中压缸温度，但热再热管段上的向空排汽阀要打开。
17、整机旁路用以在各种工况时将剩余蒸汽排入凝汽器。主蒸汽超压时，使锅炉安全阀少动作或不动作。早期国产机组上采用这种旁路系统，现已很少采用。前期国产300MW机组采用之。其容量后来又分别增至为17%、30%的锅炉额定蒸发量。25（四）单级（整机）旁路系统（四）单级（整机）旁路系统 国产第二台200MW机组、波兰进口的120MW机组采用。这种系统较为简单，操作简便，投资最少，还不到两级系统的一半。可用以加热过热蒸汽管，调节过热蒸汽温度。却不适用于调峰机组，也不能保护再热器，为此要另采取技术措施，如将再热器布置在锅炉内的低烟温区，或再热器用耐高温材料，并允许短时间干烧，配有烟温调节保护系统等。26（五）
18、四种常见旁路系统的性能和参数（五）四种常见旁路系统的性能和参数 表8-7 四种常见旁路系统的性能和参数27三三 旁路系统的设计旁路系统的设计（一）旁路系统的容量 额定参数下旁路阀通过的蒸汽流量Dby，与锅炉最大发量Db.max的比值:by=Dby/Db.max 100%。注意:a.减温用喷水量未包括在旁路容量内；b.旁路系统需适应各种运行方式。（二）机组启动模式与旁路系统功能 现代大容量再热式汽轮机组均采用滑参数启动。按高、中压进汽情况不同，机组的启动模式有两种方式：1.高压缸启动（高、中缸同时进汽)；2.中压缸启动。旁路系统功能的设置有两类：1.仅有启动功能，以适应机组冷、热态等各种条件下的
19、启动要求；2.兼有溢流功能（即兼带安全功能）和启动功能。28对旁路控制系统的基本要求：a.从锅炉点火开始，主蒸汽压力设定值，根据锅炉燃烧率等情况以定压或滑压方式（由操作人员决定）自动设定。b.一、二次汽压力值超过旁路系统相应的设计值时，旁路阀门自动开启，压力恢复到设定值以下时，自动关闭，以稳定汽压、平衡机炉之间的负荷。c一、二次汽压力比其设定值高出某一预定值时，旁路阀门快启，起超压保护作用。d.高旁减压阀后汽温超过设计值，其喷水阀自动开启，以保护该汽温为设定值。e.发电机甩负荷超过设定值，旁路阀也快启，起泄压、保护再热器及回收工质的作用。f.旁路阀快开、快关功能，快关优先于快开，高压旁路阀开、
20、低压旁路阀开，低压旁路阀关高压旁路阀关。g.能适应机组冷态、温态和热态等不同启动过程的要求，无需人的干预。（三）旁路系统的控制与保护（三）旁路系统的控制与保护29（四）旁路系统的执行机构的配置（四）旁路系统的执行机构的配置旁路系统的执行机构的类型：电动、液动、气动、电一液联合操纵液动、气动执行机构的特点：执行机构的力矩大，动作时间快（35 s），调节器的可靠性高。但需要液动、气动设备，如专用空压机、高精度滤气器、油箱、油泵等，系统复杂，维护工作量大，布置在高温蒸汽管道附近时，还要有防火措施。电动执行机构的力矩小，动作时间慢（40 s），但综合信号方便，能灵活地组合各种调节系统，设备投资少，工作
21、可靠性高，维修较简单。30四 直流锅炉的旁路系统图8-14 600MW超临界压力机组启动旁路系统1-除氧器水箱;2-给水泵;3-高压加热器;4-给水调节阀;5-省煤器及水冷壁;8-启动分离器;7-过热器;8-再热器;9-高压旁路阀(100%);10-再热器安全阀;11-低压旁路阀(65%);12-大气式扩容器;13-疏水箱;14-疏水泵;15-凝汽器;18-凝结水泵;17-低压加热器与汽包炉不同：直流锅炉旁路系统装有启动分离器，故又称为直流锅炉的启动旁路系统。它的主要作用仍为保护再热器，回收工质和热量，适应机组滑参数启动的需要。当机组负荷达到30%，即可切除启动分离器，但应处于热备用状态，以备
22、甩负荷时用。31五五 旁路系统的运行旁路系统的运行（一）旁路系统的全面性热力系统 图8-15大容量再热式机组两级串联旁路系统的全面性热力系统1高旁进汽调节阀；2高旁喷水调节阀；3高旁喷水隔离阀4低旁进汽调节阀；5低旁喷水调节阀；6低旁喷水隔离阀32（二）冲转参数（二）冲转参数 表8-10 滑参数启动时的汽机冲转参数，由汽轮机制造厂提供，表8-10为几种机组采用的冲转参数。机组类型启动状态冲转前缸温主蒸汽参数再热蒸汽参数p,MPat,p,MPat,国产N300-165/550/550冷态温态热态3700.981.472.452.942.452.94250300高于缸温50过热度不低于50200不
23、低于中压缸缸温不低于中压缸缸温元宝山电厂法国产300MW机组冷态温态热态2753003504004.94.97.84350400450姚孟电厂法国产300MW机组冷态温态热态极热态4507.847.847.847.843804304805201.472.942.942.94360410460510宝钢电厂日本产350MW机组冷态温态热态极热态4005.887.8411.7613.72360360430480华能珞璜厂600MW机组冷态温态热态极热态4505.95.975.930030045047030030043547033（三）单元式机组冷态启动典型参考曲线（三）单元式机组冷态启动典型参考曲
24、线T，,hp nkW r/minT0bpepnTblTcyTbTcytstbtftsyttttu7达达Tb0值值6启启动动结结束束5带带负负荷荷4定定速速3冲冲转转2点点火火1停停炉炉图8-16 单元式机组冷态启动典型参考曲线34（四）低压旁路的压力控制（四）低压旁路的压力控制 机组启动和低负荷（30%以下）阶段，低压旁路受低旁调节器的控制，维持一定汽量通过再热器、中压缸进汽的允许最低压力pmin为定值汽轮机带负荷运行阶段，该调节器具有依负荷调节特性，即中压缸的进汽压力随汽轮机负荷成比例变化 图8-17 低压旁路的压力控制特性35（五）引进再热式汽轮机组有关旁路系统的先进技术（五）引进再热式汽
25、轮机组有关旁路系统的先进技术 1.高压缸排汽通风管 可将漏入高压缸的蒸汽排放至凝汽器，或与其连接的疏水扩容器，以降低高压缸的排汽压力、温度。2.锅炉旁路系统 设在低位环形联箱的排放至凝汽器的系统.加强燃烧，从而提高汽温升速，缩短启动时间，为调峰机组热态启动创造条件。3.锅炉5%启动疏水旁路 锅炉末级过热器下联箱设有5%锅炉最大容量的启动疏水旁路和约2%MCR的主蒸汽管道疏水，加强锅炉燃烧率，实现机组启动，缩短启动时间。36第五节第五节 给水系统及给水泵的配置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
26、行至关重要。给水系统主要有以下几种型式：单母管制系统切换母管制系统单元制系统37（一）单母管制系统（一）单母管制系统结构：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。逆止阀逆止阀截止阀截止阀再循环阀再循环阀高加组大高加组大旁路旁路锅炉给水锅炉给水操作台操作台图8-18 单母管制给水系统38（二）（二）切换母管制系统切换母管制系统图8-19 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。39（三）单元制系统（三）单元制系统结构：
27、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，也较安全灵活 说明：容量再热式机组都采用单元制大给水系统图8-20 单元制给水系统 40二二 给水泵的类型给水泵的类型（一）主给水泵1.定速给水泵定速给水泵是以泵出口的节流阀的开度来调节流量，如左图，额定工况时的工作点为A，其流量、压头为QA、HA；减负荷时调节至点B，其流量、压头为QB、HB=HA+HA，增加了节流损失HA，而且转速越高损失越大，节流阀易冲刷。但是节流调节的设备简单，操作方便，易于维护。适于中、低比转数及容量不大的泵。图8-21 给水泵的流量调节特性412.调速给水泵调速给水泵 调速给水泵却是以改变水泵的转
28、速n来调节流量的，参照流量调节特性曲线，转速由n1减为n2，工作点为B，其流量、压头为QB、HB，与定速给水泵相比，减少了节流损失H，调节阀工作条件好，寿命长，并可低速启动。但设备较复杂，投资费高，维修量大。适用于大容量给水泵。主要优点为：节约厂用电 简化锅炉给水操作台主要优点 易实现给水全程调节 能适应机组滑压运行和调峰需要 提高机组的安全可靠性42（二）前置泵的配置（二）前置泵的配置前置泵与主给水泵的连接方式如下图所示，可划分两类：图(a)、(b)属一类，即前置泵主给水泵同轴共用一台电动机经液力联轴节和增速器来带动；图(c)是另一类，即主给水泵、前置泵不同轴分别用小汽机和电动机带动。(a)
29、(b)(c)图8-23 前置泵与主给水泵的连接方式(a)同轴两次升压系统；(b)同轴串联连接系统；(c)不同轴串联连接系统43（三）给水泵的拖动方式（三）给水泵的拖动方式 1.电动泵和汽动泵的比较 常用的给水泵驱动方式主要有电动、汽动两种。中、小型汽轮机机组的给水泵，经常运行、备用的均采用电动给水泵，大型汽轮机组却以汽动给水泵作经常运行，电动的作为备用。汽动泵与电动泵相比:主要优点主要优点安全可靠安全可靠节省投资节省投资增加供电增加供电运行经济运行经济容量不受限制容量不受限制 便于调节便于调节节省投资节省投资增加供电增加供电442.汽动给水泵的热经济性汽动给水泵的热经济性 图8-24给水泵两种
30、拖动方式(a)系统图；(b)汽态线(a)(b)图(a)实线为汽动泵的热力系统，虚线为电动泵部分 45两种拖动方式的经济比较是以热经济为前提。热经济比较有定功率法和定流量法两种。本书仅扼要介绍定流量法。为简便计，以图8-24所示系统来比较。图(a)实线为汽动泵的热力系统，虚线为电动泵部分。作汽动泵、电动泵不同方案比较时，假定主机的蒸汽初、终参数相同，其汽态线如图(b)AC线所示，两方案的给水温度tfw和新汽耗量均为定值。采用凝汽式驱动汽轮机（小汽机），其汽态线如图(b)中BC线所示。46由小汽机的功率平衡式求其汽耗系数DT (8-4)小汽机的节流系数th为 (8-5)47将式(8-5)代入(8-
31、4)式，经整理s为 (8-6)式中：、HaDT进小汽机蒸汽的节流前、后理想比焓降，kJ/kg;小汽机的相对内效率、机械效率，%；理想泵功，kJ/kg，可由式(1-21)求得。采用汽动泵或电动泵时主机的比内功（以1kg蒸汽计）分别为 kJ/kg (8-7)kJ/kg (8-8)48采用电动泵时，扣除电动泵耗功后的主机内功 为 (8-9)式中 考虑从汽轮发电机至拖动电动给水泵电动机的一系列损失用汽动泵的热经济合理条件为 (8-10)由(8-10)、(8-12)式得 (8-11)或 (8-12)由式(8-12)可知，只有当小汽机相对内效率 足够高时，才能满足式(8-12)的条件，这时采用汽动泵在热经
32、济上才是合理的，其数值与主机的相对内效率值ri有很大关系，一般 为75左右时，才适合用汽动泵。值越高，采用汽动泵的热经济性越显著。493.小汽机的热力系统小汽机的热力系统小汽机实际应用的连接方式可归纳为三种类型：背压式小汽机，其汽源为冷再热蒸汽，排汽引至某级回热加热器。仍为背压式小汽机，汽源引自中压缸抽汽，排汽引回主机低压缸，同时引至某级回热加热器。凝汽式小汽机是应用最广泛的，其排汽可直接到主凝汽器，也可配置独立的小凝汽器。504.小汽机的备用汽源小汽机的备用汽源汽源切换方式主要是两种：内切换系统汽源的切换是在小汽机本体内实现外切换系统切换是在小汽机本体之外实现(a)(b)图8-25小汽机的汽
33、源切换方式(a)内切换系统；(b)外切换系统51（四）给水泵单位容量及台数的选择（四）给水泵单位容量及台数的选择 给水泵的设备选型及其安装调试，对于保证给水系统和整台机组的安全运行具有十分重要的意义。在每一给水系统中，给水泵出口的总容量（即最大给水消耗量，不包括备用给水泵），均应保证供给其所连接的系统的全部锅炉在最大连续蒸发量时所需的给水量，并留有一定的裕量，即：汽包炉：锅炉最大连续蒸发量的110。直流炉：锅炉最大连续蒸发量的105。对于一台300600MW汽轮机组配套的给水泵组，通常有四种方案，如表8-11所示。方案号 经常运行 备 用12341100汽动泵1100汽动泵250汽动泵250汽
34、动泵或电动泵1100电动泵150电动泵150电动泵1(2530)电动泵表8-11 大容量汽轮机组给水泵配置方案（以锅炉的MCR工况计）52三三 给水系统的全面性热力系统给水系统的全面性热力系统图8-26上海汽轮机厂造300MW机组的给水系统全面性热力系统 53图8-26为上海汽轮机厂造300MW机组的给水系统全面性热力系统，为半容量泵组，即两台半容量汽动泵为经常运行，其前置泵为与之不同轴串联连接方式；一台半容量电动定速泵为备用泵，并与其前置泵为同轴串联方式。除氧器设有启动循环泵SP，供启动制水时加热给水箱内的贮水，经1.52h加热到100以上开始除氧。加热期间启动循环泵连续运行，以保证均匀加热
35、，此时成为大气压力式除氧器。小汽机有两个自动主汽门，其汽源分别引自汽轮机的第四段抽汽和新蒸汽，并能自动内切换。三台卧式高压加热器的给水侧为单流程大旁路方式，其进口设一电动三通阀，出口为快速电动闸阀，当任一台高压加热器故障解列时，这两个阀门同时动作切除三台高热加热器并投入旁路运行。54第六节第六节 回热系统全面性热力系统回热系统全面性热力系统一 该机组回热系统特点及其正常运行该机组有八级非调节抽汽，三高四低一除氧，即三台高压加热器，一台滑压除氧器和四台低压加热器的加热蒸汽，另有一台轴封冷却器SG。凝结水全部精处理，串联在中压疑结水泵出口，无凝结水升压泵。三台高压加热器H1、H2、H3均设有内置式
36、蒸汽冷却段和疏水冷却段。高压加热器组疏水逐级自流至滑压除氧器H4，H5、H6设有内置式疏水冷却段，其疏水逐级自流至凝汽器，H7、H8布置在凝汽器喉部。本节以国产引进型N30016.7/538/538机组的回热系统为例，说明其特点及其运行方式55图图8-27（a）引进型）引进型N30016.7/538/538机组抽汽系统机组抽汽系统56图图8-27（b）为除氧器，给水系统和高压加热器组）为除氧器，给水系统和高压加热器组 57如图（b）所示，三台高压加热器采用三通阀和快速关断阀的大旁路系统，三通阀始终保证有一路是畅通的，采用大旁路使系统简化，但任一台高压加热器故障，三台高压加热器必须同时切除。如图
37、（b）所示给水泵为半容量泵，即250%给水流量的汽动泵，图中只画了#2号汽动泵，150%电动调速泵作为备用泵。均各配有前置泵。前置泵入口有粗滤网，以防安装或检修时可能聚积的焊渣、铁屑进入水泵。58图图8-27（c）低压加热器组、主凝结合系统）低压加热器组、主凝结合系统 59如图（c）所示两台中压凝结水泵，互为备用。H5、H6为小旁路，H7、H8为大旁路系统。为防止除氧器内蒸汽倒流入凝结水系统，在进除氧器的凝结水管上装一个逆止阀和流量测量孔板。为防止凝结水泵汽化，保证轴封冷却器的冷却，在轴封冷却器之后设有主凝结水再循环，在该再循环管上装一个调节阀及其前后两个隔离阀。60二二 低负荷、事故工况低负
38、荷、事故工况低负荷运行时，涉及的汽水系统切换的主要有：61事故工况，涉及设备、汽水系统切换的主要有：62三三 启动、停运启动、停运 启动前的准备工作（一）给水系统的启动 启动过程 启动前的准备工作（二）凝结水系统的启动 启动过程 63给水系统启动前的准备工作：给水系统启动前的准备工作：向除氧器给水箱和汽包充凝结水至规定水位启动给水再循环泵SP，用厂用辅助蒸汽加热至0.147Mpa（1.5ata）下饱和水温110，启动电动给水泵，停用SP。各泵启动前应暖泵依次启动电动给水泵的前置泵和电动给水泵，其前置泵入口阀、给水泵出口电动闸阀均处于全开位置。各水泵启动初期，给水经给水泵最小流量阀返回除氧给水箱
39、。向锅炉供水初期，给水操作台主管路上的电动闸阀全关，用其旁路上的汽动调节阀进行调节。64给水系统给水系统启动过程启动过程电动给水泵投运后，锅炉点火，当汽机负荷升至30%额定负荷，再启动一台汽动给水泵，先启动与汽动泵匹配的前置泵及其再循环；前置泵运转正常后，开小汽机的高压主汽门，其出口给水压力在达到给水母管中给水压力之前，仍由再循环送回除氧给水箱，然后该汽动泵向给水母管送水。逐渐增加汽动泵的流量，同时减少电动泵流量至其额定流量的30%，方可将小汽机转速切换为自动控制，其转速随锅炉负荷增加而自动升速。电动给水泵仍继续运行直至汽机负荷大于50%，第二台汽动泵投运为止。当汽机负荷增至第四段抽汽的压力，
40、流量可驱动小汽机时，小汽机的低压主汽门自动开启，逐步切换用四段抽汽，同时高压主汽门逐渐关小直至完全关闭。65凝结水系统启动前的准备工作凝结水系统启动前的准备工作 凝结水补充水箱充水到正常水位，补给水泵灌水准备投运。凝结水系统，给水箱充洗完毕，凝汽器热井和给水箱均充水。H5出口管引出一路排水管上装的电动闸阀全开，以排除机组启动初期的不符合水质要求的凝结水，凝结水质合格后，即关闭该排水闸阀，开H5出口阀，凝结水进入除氧器，向凝结泵供密封水。开凝结水泵出口再循环，给水箱，补给水箱和热井的水位等自动调节装置作好运行准备。当凝汽器真空度能满足热井自流补水时，停运凝结水补充水泵。66凝结水系统启动过程凝结
41、水系统启动过程H5H8低压加热器都是随主机启动。机组启动前H6、H7、H8的进出水门全开，旁路门全关，H5出水门全关。凝结水泵启动后，缓慢向低加通水，水室及管道积存的空气要充分排出，各加热器的进汽门，疏水门、空气门全开，汽侧放水门全关。汽轮机启动后，抽汽进入各加热器，其疏水逐级自流至凝汽器。随着机组负荷增加，低加疏水水位升高，要及时调整到正常值，负荷稳定后，将疏水器投入自动调节。负荷增至凝结水量能满足轴封冷却器的冷却需要时，关闭再循环门。正常运行时，除氧器给水箱水位，凝汽器热井水位和凝结水补充水箱水位均自动调节，以维持其正常水位。67第七节第七节 全厂公用汽水系统全厂公用汽水系统一、主厂房内的
42、冷却水系统（一）发电机的冷却系统 汽轮发电机的冷却介质可以用空气、氢气、水等。国产200MW机组配QFQS型发电机，其冷却方式为水氢氢，即发电机定子线圈为水内冷，转子线圈为氢内冷，定子铁芯为氢表面冷却。国产300MW机组配QFS型发电机，其定子、转子均采用水冷却的双水内冷式，定子和转子的水冷系统为两个独立回路。定子水冷回路对水质有严格要求：定子水箱充氮密封。68(a)200MW、QFQS型发电机冷却系统；(b)300MW、QFS型发电机冷却系统 图 8-28国产汽轮发电机的冷却系统69（二）汽机车间内的循环水系统（二）汽机车间内的循环水系统300MW机组的汽机车间内的循环水系统包括凝汽设备的冷
43、却用水，凝汽器抽汽设备用冷却水(一般为射水抽气器系统用水)，主机冷油器用水、发电机氢气冷却器、励磁机空冷器冷却用水、主给水泵的工作油、润滑油冷却器用水，电动给水泵电动机冷却用水，小汽机冷油器用水等。为节约用水，冲灰用水多引自循环水系统。70（三）工业水系统（三）工业水系统发电厂的工业水系统，应有可靠的水源。辅机冷却水系统应根据凝汽器冷却水源、水质情况和设备对冷却水水量、水温和水质的不同要求合理确定。300MW机组工业水系统 71二二 公用辅助蒸汽系统公用辅助蒸汽系统辅助蒸汽系统 的作用保证单元式机组安全可靠地启停，以及在低负荷或异常工况下提供必要的汽源，同时能向电厂有关辅助车间提供生产加热用汽
44、。需设置启动锅炉的发电厂，其启动锅炉的台数、容量和燃料应根据机组容量、启动方式、结合地区具体情况综合考虑确定：（1）启动锅炉容量只考虑启动中必需的蒸汽量。（2）启动锅炉台数和容量宜按下列范围选用：300MW以下机组为110t/h（非采暖区及过渡区）220t/h（采暖区）300MW机组为120t/h（非采暖区及过渡区）220t/h（采暖区）600MW机组为135t/h（非采暖区及过渡区）235t/h（采暖区）（3）启动锅炉宜按燃油快装炉设计。72 图图8-31国产引进型国产引进型300MW机组的辅助蒸汽联箱系统机组的辅助蒸汽联箱系统 73 图图8-32 600MW机组辅助汽水系统机组辅助汽水系统
45、74三三 全厂的疏水系统全厂的疏水系统对疏放水系统的一般要求主蒸汽管道为母管制系统时，疏水系统宜用母管制；主蒸汽管道为单元制系统时，宜按单元制或扩大单元制设计疏水系统；各种汽水管道的布置，应具有向疏水方向坡度i 0.05，不得有积水段或疏水死点；防止汽抽真空时积水进入汽缸；所有连接到凝汽器的疏水管，必须在热井最高水位之上；汽机本体疏水管按压力分别接至高、低压疏水扩容器，并按疏水管压力高低由远至近先汇集在总管上，支管与总管连接成45；为防止冷再热汽管进水，应设疏水筒和水位报警汽轮机法兰螺栓和汽缸夹层加热装置应能可靠地疏水；对汽轮机有可能进水、进冷蒸汽的疏水管道应装逆止阀；疏水器应和自动操作疏水阀
46、联合使用。75（一）蒸汽管道的疏水类型（一）蒸汽管道的疏水类型自由疏水(放水)，启动暖管前在大汽压力下将疏水经漏斗排出，以便运行人员监视。启动疏水(暂时疏水)，启动暖管过程中，在一定汽压下的疏水，启动疏水量较大。经常疏水，蒸汽管道在正常压力下的疏水，应设有疏水器及其旁路。图8-33 蒸汽管道的疏水类型(a)PN6.3MPa；(b)PN4MPa76（二）全厂疏水箱的设置（二）全厂疏水箱的设置 全厂各处来的疏水、溢水、放水的压力各不相同，其中压力较高的先送往疏水扩容器1，扩容后的水以及压力低的疏溢放水均送往疏水箱2。图8-34(a)全厂疏放水系统77（三）汽机本体疏水系统（三）汽机本体疏水系统 图
47、8-34（b）引进型300MW机组的汽机本体疏放水系统 78 图8-34(b)为某厂引进型300MW机组的汽机本体疏放水系统，设汽机本体疏水扩容器及高压加热器危急疏水扩容器各一台，均为立式，位于凝汽器旁。其中汽轮机本体疏水扩容器接受一、二次蒸汽管、抽汽管的疏水和汽机本体疏水。汽机本体疏水主要包括高、中压主汽门疏水、高中压外缸疏水，轴封系统疏水等。高压加热器危急疏水扩容器接受三台高压加热器的紧急疏水、除氧器的溢放水和小汽机的大部分疏水。疏水扩容器的汽侧通往排汽管，水侧连至凝汽器的热井。高压加热器危急疏水扩容器中还有一路路来自凝结水泵出口的减温水。79第八节第八节 发电厂全面性热力系统举例发电厂全
48、面性热力系统举例一 对发电厂全面性热力系统的要求根据发电厂原则性热力系统、主辅热力设备制造厂提供的有关技术资料和设规来拟定发电厂全面性热力系统，要充分考虑电厂的实际：电网的容量，本厂在电网中的地位，规划容量和分期建设，供水条件以及环境保护要求等。对发电厂全面性热力系统要求为：保证发电厂的运行可靠性；发电厂运行调度的灵活性，能适应各种工况的不同运行方式；各种系统及其管道的布置应简明；管路的投资费用和运行费用符合经济要求；便于施工、维护、便于扩建。80二二 分析发电厂的全面性热力系统的注意事项分析发电厂的全面性热力系统的注意事项为便于读者阅读、分析发电厂的全面性热力系统，要注意下列各点：1明确图例，见教材图8-35；2明确主要设备的特点和规格3明确其原则性热力系统的特点，图8-36东汽产的300MW机组，一二次汽温为538/538的原则性热力系统类似图7-1所示上汽产的300MW机组一二次汽温为537/537。其特点见图7-1的说明。4区分不同工况的不同情况5化整为零地弄清楚各局部系统的全面性热力系统6不同工况的运行方式分析