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1、电厂热力系统与辅助设备n 火电厂生产过程 n 火电厂的辅助设备及系统 n 火电厂的热力系统 n 火电厂经济性分析 纯凝汽式发电厂的热经济性 n 朗肯循环及热效率 n 火电厂各项损失及效率 n 火电厂主要热经济指标 朗肯循环的组成:朗肯循环及热效率 锅炉定压加热过程汽轮机绝热膨胀过程凝汽器定压放热过程给水泵绝热压缩过程锅炉给水泵凝汽器汽轮机 状态变化:锅炉工质由未饱和水变成过热蒸汽。汽轮机工质由过热蒸汽变为湿蒸汽。凝汽器工质由湿蒸汽变为饱和水。给水泵压缩后压力升高,温度略有升高工质由饱和水变为未饱和水。热效率:朗肯循环热效率t的大小反映了冷源损失的大小,其数值约在4045。火电厂各项损失及效率
2、1、锅炉损失和锅炉效率 锅炉损失:包括有排烟、散热热损失,未完全燃烧热损失,排污热损失等 锅炉效率gl:锅炉在完成燃料化学能转变为蒸汽热能的过程中,锅炉的有效利用热量与输入燃料热量之比。大、中型锅炉gl=85942、管道损失和管道效率 管道损失:工质流过蒸汽管道和给水管道时由于泄露及散热造成的损失。管道效率gd:汽轮机组的热耗量与锅炉设备热负荷的比值。若不计工质损失,一般 gd=99;若考虑工质损失,gd=96 97。3、汽轮机内部损失和汽轮机相对内效率 汽轮机内部损失:汽轮机在实际工作过程中存在着进汽节流、排汽及内部(包括漏汽、摩擦、湿汽等)损失。汽轮机的相对内效率rn:汽轮机的实际焓降与理
3、想焓降之比。汽轮机的绝对内效率:an=rn.t一般rn=78 854、汽轮机机械损失及机械效率 汽轮机机械损失:汽轮机支持轴承、推力轴承与轴和推力盘之间的机械摩擦,以及拖动主油泵、调速系统所引起的损失。机械效率j:汽轮机输出给发电机轴端的功率与汽轮机的内功率之比的百分数,称之为机械效率。机械效率一般为j=9 6 99。5、发电机损失及发电机效率 发电机损失:发电机轴与支持轴承的摩擦,以及发电机机内冷却介质的摩擦和铜损(线圈发热)、铁损(激磁铁芯涡流发热等)造成的功率消耗。发电机效率d:发电机的输出电功率与轴端输入功率之比。d9699n发电厂总效率ndc=t glgdrnjdn总结纯凝汽式发电厂
4、热效率低的原因:1)冷源损失太大2)热力过程的不可逆性使损失太大火电厂主要热经济指标1)汽耗率每产生1kwh的电所消耗的热量。2)热耗率每产生1kwh的电所消耗的热量。3)煤耗率每产生1kwh的电所消耗的燃料量。提高火电厂热经济性的途径一、提高蒸汽初参数,降低终参数1、提高初参数对发电厂热经济性的影响对循环热效率的影响:其它条件不变,提高初参数循环热效率提高。对汽轮机相对内效率的影响:提高蒸汽初温,汽轮机相对内效率提高。提高蒸汽初压力,汽轮机相对内效率降低。同时提高蒸汽的初压力和初温度,汽轮机相对内效率降低。提高蒸汽初温度,蒸汽比容增大,容积流量增大,在其它条件不变的情况下,汽轮机叶栅高度增加
5、,漏汽损失减少。同时初温提高,湿汽损失减少。因此,提高蒸汽初温度,可使汽轮机的相对内效率得到提高。提高蒸汽初压力,蒸汽比容减小,容积流量减少,汽轮机的级间漏汽损失相对增大。排汽终湿度增加。增大了湿汽损失。所以,提高蒸汽初压力,使汽轮机的相对内效率降低。同时提高蒸汽初压力和初温度,则使汽轮机相对内效率降低和提高的因素同时起作用,经分析计算表明,提高初压力对相对内效率降低的影响大于提高初温度对相对内效率提高的影响。也就是说,同时提高蒸汽的初压力和初温度,汽轮机的相对内效率是降低的。蒸汽初参数与单机容量的关系:容量越大,热效率增加的幅度大于相对内效率降低的幅度,故发电厂总效率提高。容量越小,热效率增
6、加的幅度小于相对内效率降低的幅度,故发电厂总效率降低。总结:高参数配大容量 低参数配小容量提高初参数的限制:n金属耐热能力n排汽干度 2、蒸汽终参数对电厂经济性的影响 蒸汽终参数影响:降低终参数,循环热效率提高,汽轮机相对内效率略有降低。故电厂总效率提高。降低终参数的限制:n环境温度n排汽干度n凝汽器尺寸二、采用给水回热 1回热抽汽:由汽轮机中间级抽出的蒸汽。基本概念:2回热过程:利用汽轮机的抽汽加热锅炉给水的过程。3回热循环:利用汽轮机抽汽加热锅炉给水的热力循环。给水泵 回热加热器 凝结水泵 锅炉凝汽器汽轮机装置系统图:分析:n 循环热效率提高。n节省燃料和金属材料,提高经济性。n冷源损失减
7、小。n汽耗率增大。n回热级数越多,热效率越高。但设备投资越大。因此回热抽汽量为进汽量的15%-25%,回热级数也有限制。采用回热循环后,电厂的经济性提高,故发电厂的热力循环均采用回热循环。结论:三、采用蒸汽中间再热 在汽轮机高压缸内膨胀到某一中间压力的蒸汽,全部送回锅炉再热器定压加热至初温后再送回汽轮机低压缸继续膨胀做功的过程。蒸汽中间再热:再热循环的目的:提高汽轮机排汽干度。装置系统图锅炉汽轮机发电机过热器给水泵凝汽器再热器分析n 汽轮机排汽干度提高。n 正确选择再热压力,可以同时提高排汽干度和循环热效率。n 再热次数增多,设备系统复杂,投资费用增大。目前高参数大容量机组的再热级数一般小于两
8、级。n 在相同参数范围内,再热循环汽耗率小于朗肯循环汽耗率。结论采用再热循环后,电厂的经济性提高,故大容量发电厂的热力循环均采用再热循环。热电厂:既生产电能又对外供热的电厂。四、采用热电联产基本概念热电联产:既生产电能又对外供热的过程。生产方式 1、背压式汽轮机:排汽压力高于0.1MPa的汽轮机。锅炉汽轮机发电机过热器给水泵热用户2、调节抽汽式汽轮机总结:采用热电联产,避免或减少冷源损失,提高燃料的利用率,可节约大量燃料(2025%)。提高火电厂热经济性的途径 1提高蒸汽初参数p1、t1,降低蒸汽终参数p2。2采用给水回热、蒸汽中间再热循环方式和采用热电合供循环,提高实际蒸汽动力循环热经济性。
9、火电厂的辅助设备n 回热加热器n 凝汽设备n 除氧器一、加热器的类型1、混合式加热器 蒸汽和给水在加热器内相互渗混直接传热。疏水泵 特点:给水可达到抽汽压力下的饱和温度。传热好,不存在传热端差;结构简单、造价低;但每台混合式加热器后都要设置给水泵,系统复杂,厂用电耗大。在发电厂中,混合式加热器只作为除氧器 n 传热端差抽汽压力下饱和水的温度与加热器出口水温的差值。2、表面式加热器 汽轮机抽汽在加热器中放热,通过受热面金属壁将热量传递给管内的凝结水或给水。特点:由于金属壁面有热阻存在,给水不能被加热到抽汽压力所对应的饱和温度,存在传热端差;金属消耗量和投资较大。但系统简单,所需给水泵数量小,可节
10、省厂用电。在发电厂中,加热器均采用表面式加热器。二、表面式加热器的结构 直管束加热器低压加热器l一凝结水进口;2一上水室;3一上管板;4一外壳5一蒸汽进口;6一护板7一水位计8一疏水出口9一下水室10一下管板11一空气管高压加热器管板-U形管式加热器有管板的低压加热器 具有蒸汽凝结段和疏水冷却段的加热器过热蒸汽疏水给水入口给水出口下级加热器蒸汽凝结段疏水冷却段具有蒸汽冷却段、蒸汽凝结段和疏水冷却段的加热器给水入口 给水出口过热蒸汽饱和蒸汽疏水下级加热器蒸汽凝结段 疏水冷却段 过热蒸汽冷却段1、2-给水进、出口;3-水室;4-管板;5-遮热板;6-蒸汽进口;7、11-防冲板;8-过热蒸汽冷却段;
11、9-隔板;10-上级疏水进口;12-U形管;13-拉杆和定距管;14-疏水冷却段端板;15-疏水冷却段进口;16-疏水冷却段;17-疏水出口l一给水进入弯头;2一进水总管;4一给水引出弯头;3、5一直立配水管;6一螺旋管;7一进汽管;8一蒸汽导管;9一蒸汽导流板;10一抽空气管;11、12一水位计的管口;13一疏水口;14一导轮;15、16一孔板;17一外壳高压加热器轴封加热器 轴封加热器又称轴封冷却器,作用是利用部分主凝结水来冷却由汽轮机轴封和高、中压主汽门门杆漏出的汽-气混合物,使其凝结成水,将热量传给凝结水,疏水流至凝汽器。疏水器的作用:三、表面式加热器的疏水装置 将加热器中的疏水及时可
12、靠地排出,同时又不让蒸汽随同疏水一起流至下一级加热器,以维护加热器内汽测压力和疏水水位。浮子式疏水器 内置浮子式疏水器1一浮子式疏水器外壳2一浮子杠杆3一连杆4一导向套筒上排污室出口5一导向简6一芯轴7一中心套管8一限制圈;9一活塞套简10一两半组成的环11一滑阀12一阀座13一手柄多用于125MW及其以下机组疏水调节阀l一滑阀套2一滑阀3一钢球4一杠杆5一上轴套6一下轴套7一芯轴8一摇杆9一阀杆常用于高压加热器上水封管 U形管是由疏水管自身弯曲而制成的,其结构简单,运行可靠,但仅适用于两容器间压差较小的情况下。水封管应用在低压加热器、轴封加热器等设备的疏水排至凝汽器的管路上。四、表面式加热器
13、的疏水方式1、疏水逐级自流的连接系统 利用各级回热加热器之间的压力差,让疏水逐级自流至压力较低的相邻加热器.特点:这种疏水系统不用疏水泵,系统简单,运行安全可靠,但经济性较差。因低级抽汽被排挤,排入凝汽器内的蒸汽量增加,增大了冷源损失。另外疏水流入凝汽器内,又额外地增大了冷源损失。凝结水泵给水泵2、采用疏水泵的连接系统 各加热器的疏水由专用水泵输送至本加热器出口(或入口)的主凝结水管中。特点:采用疏水泵系统较复杂,需要装置疏水泵,增加了建设投资和检修维护费用,运行中厂用电耗高,较逐级自流系统安全可靠性差。但可以克服逐级自流对相邻低压抽汽的排挤,经济性高。凝结水泵给水泵疏水泵3、疏水冷却器与疏水
14、逐级自流的联合系统外置式疏水冷却器连接系统 内置式疏水冷却器连接系统 特点:与采用疏水泵的系统相比,系统连接简单、运行安全性高,且降低了投资、节约厂用电。降低进入压力较低一级加热器的疏水温度,从而减少了对下级压力抽汽的排挤,经济性高。五、典型回热系统介绍 N25-35-1型机组回热系统 N50-90型机组回热系统 高压加热器:除氧器与锅炉之间的加热器。疏水一般采用疏级自流,最后送至除氧器。低压加热器:凝汽器与除氧器之间的加热器。疏水一般采用疏级自流,最后送至凝汽器或送至一号低加,再用疏水泵打至该级加热器入口。轴封加热器:疏水送至凝汽器。加热器的序号:从凝汽器开始按给水流向,分别为一号低加、二号
15、低加。从除氧器开始分别为一号高加、二号高加。该序号与抽汽序号相反。总结:实际回热系统:一般是一台混合式加热器作为除氧器,置于回热系统中间,其余均为表面式加热器。六、加热器管道系统1、抽汽管道系统 N50-90型机组抽汽管道系统 逆止阀隔离阀切换阀n 液动(或气动)逆止阀:当电网甩负荷或汽轮机发生故障自动主汽门关闭时,能迅速切断抽汽管路,避免加热器内的湿饱和蒸汽倒流入汽轮机内引起超速或其它事故。n 切换阀:(除氧器用汽管路上)n 隔离阀:保证机组低负荷时定压运行的除氧器仍能在额定压力下运行。在加热器解列时用以切断抽汽。最后一段抽汽管道上未装设逆止阀,其原因是此段抽汽的参数低,蒸汽的比容大,抽汽管
16、径粗大,而我国生产大管径逆止阀尚有一定困难。此外,最后一段抽汽位于汽轮机最末几级,即使发生湿蒸汽倒流,对汽轮机不会产生大的影响。液动逆止阀的控制水管路系统与汽轮机跳闸保护联动 汽轮机组正常运行时,电磁阀关闭,切断压力水的去路,液动活塞上充满由电磁阀旁路节流孔来的凝结水。此时液动活塞在弹簧力作用下移至上限位置,逆止阀在抽汽压力作用下处于开启状态。当自动主汽门因故关闭时,联动装置动作,电磁阀开启,此时来自凝结水泵的压力水进入逆止阀操纵活塞上方,克服弹簧力的作用强行关闭抽汽逆止阀。联动装置失灵时,运行人员可手动开启电磁阀。液动逆止阀的控制原理轴封漏汽2、主凝结水、疏水管道系统 N50-90型机组主凝
17、结水、疏水管道系统 除氧器 除氧器来 除氧器 真空系统的真空阀再循环管轴封加热器小旁路低加大旁路高加大旁路高加备用疏水管道低加备用疏水管道低加事故疏水管道n 再循环管:机组在启动或低负荷运行时,为保证凝结水泵的正常运行或维持一定的凝汽器水位。n 大、小旁路:当加热器发生故障或某一台加热器停用时,不致中断主凝结水的输送。n 低加备用疏水管路:用于1#、2#低加故障时,将低加疏水送至凝汽器。n 高加备用疏水管路:用于除氧器故障时,将高加疏水送至4#低加。n 低加事故疏水管路:防止特殊情况下1#低加水位上升经抽汽管道倒流入汽轮机。七、高压加热器的安全保护装置 以高加水压液动旁路保护装置为例 保护的目
18、的:在高加发生故障时,为了不致中断锅炉给水或高压水从抽汽管倒流入汽轮机,造成严重的水击事故,在高压加热器上设有自动旁路保护装置。作用:当高加发生故障或管子破裂时,能迅速地切断进入 加热器管束的给水,同时又能保证向锅炉供水。启动阀注水阀高加旁路水动活塞出口逆止阀总水门滤网入口联成阀电磁阀节流件高压加热器加热器管道系统举例八、回热加热器运行 给水回热的应用对机组热经济性的影响较大。试验计算表明。给水温度降低1,标准煤耗约增加 0.07g(W h);少加热10,热耗率约增加0.4。加热器运行中的监视指标1加热器的端差tn加热器受热面结垢n加热器汽空间集聚空气n疏水水位过高n加热器旁路门漏水(给水走旁
19、路)2汽侧凝结水位 当水位迅速升高到进汽管口时,水会从抽汽管倒流入汽轮机造成水击。凝结水位过低,会维持不住汽侧压力,造成蒸汽由疏水管跑掉。3加热器内蒸汽压力与出口水温 在运行中,如加热器内压力比抽汽压力低得多时,则加热器出口水温下降,回热效果降低,说明回热抽汽管上阀门节流损失增大。n 利用某些与氧气发生化学反应的化学药剂如联氨和氨,使之和水中的迅速发生化学反应,生成不与金属发生腐蚀的物质而达到除氧的目的。(用化学药剂除氧)化学除氧:n 因化学除氧不能除去氧以外的其他气体,且化学药剂价格较贵,故电厂中只作为辅助除氧。2、高压除氧器n 节省投资。n 提高了锅炉运行的安全可靠性.n 除氧效果好。n
20、防止产生“自生沸腾”。优点:广泛用于高压及其以上机组 自生沸腾:指过量的温度较高的汽、水流进除氧器,其汽化产生的蒸汽量已满足加热蒸汽得的需要,使进入除氧器的主凝结水不需要回热抽汽加热就能沸腾。危害:自生沸腾时,除氧器内部汽与水的逆向流动遭到破坏,除氧器中形成蒸汽层,阻碍气体的逸出,使除氧效果恶化。3、真空除氧器 布置在凝汽器下部,对凝结水和补充水进行除氧。主要与高压除氧器配合使用1-集水板2-淋水盘3-溅水板4-分离出的氧气5-热水井 l一配水槽;2一筛盘;3一蒸汽分配箱溢流装置:当给水箱水位超过最高水位时,水由溢流装置流至疏水箱,保证水箱水位不致过高而发生事故。喷雾填料式除氧器l一加热蒸汽管
21、;2一环形配水管;310t/h喷嘴;4一高压加热器疏水进水管;5一淋水区;6一支承圈;7一滤板;8一支承圈;9一进汽室;10一筒身;11一档水板;12一吊攀;13一不带钢形填料;14一滤网;15一弹簧式安全阀;16一入孔;17一排气管;18一中心管1-高加疏水进口2-喷嘴3-配水管4-挡汽板5-排气管6-凝结水进水管7-蒸汽进口管8-溅水盘9-筛盘10-补充水进口11-弧形板除氧器给水箱 给水箱在给水系统中是凝结水泵与给水泵之间的缓冲容器。当机组在启动或负荷大幅度变化、凝结水系统故障或除氧器进水中断等异常情况下,可保证在一定的时间内不间断地向锅炉供水。五、除氧器在系统中的连接1、凝汽式发电厂1
22、一凝汽式汽轮机2一大气式除氧器3一除氧器压力调整器4一低负荷切换阀中压电厂:采用大气式除氧器,其用汽可接至0.15MPa的抽汽管路上。为保证除氧器在汽轮机低负荷运行时能维持规定工作压力,相邻较高压力的抽汽作为切换备用。压力调整器可自动地维持除氧器压力的稳定。高压电厂:l一高压凝汽式汽轮机2一高压除氧器3一除氧器压力调整器4一给水泵5一切换阀高压除氧器用汽可以单独连接在相应压力的抽汽管上。为保证定压运行除氧器的压力,在汽轮机减负荷时不致降低,可设置能切换至较高一级抽汽的切换阀。2、热电厂中压电厂:中压热电厂采用大气式除氧器、其加热蒸汽来自012025MPa的可调节抽汽。高压电厂:高压热电厂中,高
23、压除氧器的用汽来自 08 13 MPa的可调节抽汽。除氧器的加热蒸汽除使用可靠的抽汽外还应配备备用汽源,以备机组在启动或甩负荷时保证除氧器的用汽。六、除氧器的定压运行 我国高、中压火力发电厂的除氧器几乎都采用定压运行方式(即高压除氧器稳定在06MPa,低压除氧器稳定在012 MPa)。是指除氧器在运行过程中其工作压力始终保持定值。定压运行:除氧器给水温度应达到除氧器压力下的饱和温度。当除氧器内压力突然升高,水温会暂时低于对应的饱和温度,导致给水溶氧增加。压力升得过高时,会引起安全门动作,严重时会导致除氧器爆裂。除氧器压力突然降低时,会导致给水泵入汽蚀。对定压运行的除氧器的要求:(1)除氧水必须
24、加热到除氧器压力下的饱和温度(2)必须及时地把水中分离出来的气体排出。(3)改进补充水的运行方式。(4)并列运行除氧器负荷应均匀分配,个别除氧器不应过负荷。(5)给水箱水位应保持规定的正常水位。除氧水必须加热到除氧器压力下的饱和温度,这是使气体从水中分离出来的必要条件。由于运行中负荷变化,造成除氧器内压力瞬间升高;或进水温度过低;补充水量增大等原因,有可能使被加热水达不到除氧器压力下的饱和温度,这时给水中溶氧量增加。即使加热不足 1,水中含氧量就会大大地超过规定标准。因此运行中应保持除氧器压力稳定,这就要求除氧器的压力和水位自动调节器能正常投入。此外,进入除氧器的水量和水温应符合设计工况。为防
25、止除氧水加热不足,应使给水箱中的再沸腾管经常投入运行、以保证良好的除氧效果。目的是防止汽空间氧气再次进入水中。运行中当向空排气阀开度一定时,除氧器内的压力大小决定了排汽量的大小。压力降低时,排汽量减少,塔内汽流速度降低,对除氧不利。压力升高时,排汽量增大,同时塔内汽流速度增大。加大了对细水流的破碎作用、对除氧有利,但增大了工质和热量损失。因此除氧器排气阀的合理开度,应通过试验来确定。采用余汽冷却器,用余汽加热补充水,提高补充水温;应连续向除氧器补水,以提高除氧器运行工况的稳定性;集中向少数除氧器内补水,这是因为多台并列运行的除氧器,如每台都进补充水,当运行工况变化时,必然引起整个除氧器系统工况
26、波动,造成所有除氧器的除氧效果下降,如集中向一台或少数几台除氧器送进补充水,就可以保证其余除氧器运行工况的稳定,还可以对集中补水的除氧器进行调整或改造,以适应进大量低温补充水的运行工况。并列运行除氧器在汽侧、水侧应设置有汽、水平衡管,以保持并列运行除氧器的压力和水位一致。水位过低会使给水泵入口富裕静压头减小,水位过高会使水经抽汽管倒流入汽轮机引起水击事故。所以,给水箱上应装置水位自动调节装置。给水箱内还应加装再沸腾管,使水箱内水温经常处于沸腾状态,同时水箱水面上的汽化蒸汽可以把除过氧的水与水西以上分离出来的气体相隔绝,保证除氧效果。除氧器的常见故障1、排气带水 一是进水量太大,在淋水盘或配水槽
27、中引起激溅所致;n 原因一般通过调整排气门开度,便可使排气带水现象减少或基本消除。二是排气量过大,造成排气速度过高而携带水滴。n 措施2除氧器的振动 除氧器内发生水、汽冲击时,就会引起振动。如果振动较大时,会使除氧器外部的保温层脱落,汽水管道法兰连接处松动,焊缝开裂,引起汽水漏泄,严重时甚至把淋水盘等部件振掉,使除氧器不能运行。n危害 原因n 进水温度低及进水量波动大,使除氧器内蒸汽骤然凝结,引起汽压波动。n 在淋水盘式除氧器中,如果淋水盘中淋水孔锈蚀堵塞,则盘内水位将超过围缘高度而发生溢水现象。溢流会使汽流偏斜,使局部区域的汽流速度升高,因而汽流携带的水珠增多。n 喷嘴脱落,使进水呈水柱冲向
28、排气管等。n 措施 除氧器在运行中如发生振动,可适当降低除氧器的负荷或提高进水的温度,振动即能有所改善或基本消除。1、抽气设备的任务二、抽气设备 将漏入凝汽器内的空气和蒸汽中的不凝结气体抽出,保证凝汽器始终在高度真空下运行。3、抽气器的工作原理A-工作喷嘴;B-混合室;C-扩压管 工作介质通过喷嘴,由压能转变为动能,在混合室形成高于凝汽器的真空,把气、汽混合物从凝汽器中抽出。经混合室混合后,再经扩压管把工质的动能转变为压能,以略高于大气压力将混合物排入大气。4、射汽抽气器l一第级抽气器2一第冷却器3一第级抽气器4一第级冷却器5一排空气口包括主抽气器和启动抽气器两级主抽气器简图 工作原理5、射水
29、式抽气器国产C35251型射水抽气器 1一水室2一喷嘴3一逆止阀4一混合室5一扩压管防止喷嘴的工作水吸入凝汽器1-射水抽气器;2-射水泵;3-射水箱4-真空破坏门;5-凝汽器;6-凝结水泵真空破坏门的作用:一是在汽轮机启动过程中调节凝汽器真空;二是在汽轮机事故紧急停机时,破坏凝汽器真空,加速停机过程,防止事故扩大。三、表面式凝汽器1、表面式凝汽器的分类n 多压式n 单压式按凝汽器汽侧压力可分为:凝汽器只有一个汽室,汽轮机排汽口都在相同的压力下。目前广泛采用。凝汽器有两个或两个以上互不相通的汽室,各汽室的压力不同。(a)单压式凝汽器(b)双压式凝汽器按冷却水的流程可分为n 单流程n 双流程n 多
30、流程冷却水从凝汽器一端进入,另一端直接流出。冷却水在凝汽器中要经过一次往返后才流出。2、凝汽器的结构n 壳体n 水室 小机组都采用生铁铸造的圆柱形壳体,大机组采用10-15mm厚的钢板焊接而成的方形壳体。n 接颈n 冷却水管束(a)三角形排列(b)正方形排列(c)幅向排列(a)带状布置(b)辐向块状布置(c)卵状布置(d)“教堂窗”形布置四、典型凝汽器结构介绍1、凝汽器运行中应监视的项目n 凝汽器真空 正常运行时,凝汽器真空应在规定范围内,真空下降会减少蒸汽在汽机中的有效焓降,降低机组热经济性。严重时汽轮机排汽温度升高,导致排汽缸变形,引起机组振动。n 凝结水品质n 凝结水水位 水位过高,淹没
31、部分冷却水管,不仅使凝汽器真空下降,而且凝结水过冷度增大;水位过低,将会导致凝结水泵汽蚀。水质不合格,会引起热力设备结垢和腐蚀,因此运行中应保持其硬度、溶氧量及电导率等在规定范围内。2、真空系统的严密性试验n 观察并记录真空的下降速度:若不大于0.13KPa/min为优秀;不大于0.267KPa/min为良好;不大于0.4KPa/min为合格;若大于0.4KPa/min为不合格。n 缓慢关闭主抽气器上的空气阀门直到完全关闭n 调整汽轮机的负荷为80%-100%的额定负荷试验方法:3、凝汽器的胶球清洗 利用特制的装置将直径大于铜管内径的胶球送入凝汽器冷却水入口管,在循环水流的推动下,被压缩变形的
32、胶球与铜管内壁进行全周摩擦,达到清洗目的。胶球清洗的基本原理:发电厂的热力系统发电厂热力部分的主、辅设备按照热力循环用管道和附件连接起来所构成的系统。为了不使主蒸汽管道系统中局部发生故障或检修阀门时造成全 为了不使主蒸汽管道系统中局部发生故障或检修阀门时造成全厂停运,将母管用截止阀分为两个以上区段,以确保隔离。正常运 厂停运,将母管用截止阀分为两个以上区段,以确保隔离。正常运行时,截止阀是全开的,以减少流动阻力。行时,截止阀是全开的,以减少流动阻力。用于锅炉和汽轮机的容量、台数不配合的情况下。用于锅炉和汽轮机的容量、台数不配合的情况下。2、单元制系统 由一台或两台锅炉直接向配用的汽轮机供汽,组
33、成一个单元。各单元间无横向联系的母管,单元中各辅助设备的用汽支管与本单元的蒸汽总管相连。系统简单,便于机炉集中控制,管道最短,管道附件最少,投资最省。但相邻单元之间不能切换运行,运行灵活性差。超高参数的发电厂,由于主蒸汽管道必须采用高级合金钢管,故一般采用这种系统。3、切换母管制系统 指每台锅炉与其对应的汽轮机组成一个单元,各单元之间设有联络母管,每一单元与母管相连处加装一段联络管和切换阀门。机炉既可单元运行,也可切换母管运行。机炉既可单元运行,也可切换母管运行。我国一些容量不大的中高参数发电厂中多采用这种系统。我国一些容量不大的中高参数发电厂中多采用这种系统。4、扩大单元制系统 将各单元制蒸
34、汽管道之间用一根直径较主蒸汽管道小的(一般为 133m m)母管横向联接起来。与单元制相比运行灵活,可在一定负荷下机炉交叉运行;与切换母管制相比可节省2-3个高压阀门。我国一些高压凝汽式发电厂有采用这种系统的。二、回热抽汽系统 范围 各级加热器之间连接的抽汽管道与管道附件。N50-90型机组的回热抽汽系统三、主凝结水系统 范围 主要由凝结水泵、轴封加热器、低压加热器、除氧器以及连接这些设备的管道与附件等组成。125MW机组主凝结水系统四、锅炉连续排污利用系统和汽水损失(一)锅炉连续排污利用系统锅炉连续排污的目的 为了保持锅炉汽包内炉水的水质指标在允许的范围内,使锅炉产生的蒸汽的品质符合要求。锅
35、炉连续排污利用系统的范围 排污扩容器及连接它们的管道、阀门和附件等。(二)火电厂汽水损失与补充汽水损失:火电厂存在的蒸汽和凝结水的损失。汽水损失的原因:1、主机、辅机的自用蒸汽消耗2、热力设备、管道及附件的连接不严密造成的汽水泄漏。3、热力设备在检修和停运时放水放汽。4、经常性和暂时性的汽水损失。5、热力设备启动时的用汽和排汽。减少汽水损失的措施:1、提高检修质量,加强堵漏。2、采用完善的疏放水系统将回收的工质送入热力系统中去。3、减少主机和辅机的启停次数。4、降低排污量,选用合理的排污利用系统。五、给水系统范围 从除氧水箱经给水泵、高加、给水操作台到锅炉省煤器前的全部给水管道及其附件。任务
36、1、保证机组在任何运行工况下将除氧后的给水送至省煤器。2、提供高压旁路减温水、过热蒸汽减温水及再热器减温水和事故喷水。给水系统的分类n 高压给水系统 从给水泵出口经高加、给水操作台至省煤器的给水管道、阀门和附件。n 低压给水系统 由除氧水箱经下降管至给水泵进口的给水管道、阀门和附件。为适应低负荷工况或启动上水时调节给水流量的需要,在给水进省煤器之前,又分3-4根不同直径的并联支管,各支管上设有远方操作的给水调节阀和电动隔离阀。锅炉给水操作台1、低压给水系统1)单母管制给水系统 除氧器给水箱的下水管接在低压母管上、给水再由母管分配到给水泵中去。母管上设有分段阀,便于事故或检修时分段运行。还兼作除
37、氧器水侧平衡管。特点:由于母管压力低,发生事故的可能性小,系统简单,布置方便,阀门少,压力损失小,因此在给水泵容量与锅炉容量不配合时多采用这种系统。2)切换母管制给水系统 一台除氧器与一台给水泵组成单元,单元之间用母管联络,备用给水泵接在切换母管上。特点:这种系统调度灵活,除氧器与给水泵单元运行时阻力较小。但管道比单母管分段制较长,布置较复杂,管道投资较大。宜在给水泵出力与机炉容量相配合时采用。2、高压给水系统1)单母管制给水系统“冷”供水管:锅炉与给水母管之间,作为高压加热器故障停用及电厂启动时向锅炉上水。这种系统可靠性较高,但系统复杂,耗费管材、阀门较多,一般中参数发电厂中采用较多。再循环
38、管:为了防止给水泵在低负荷时发生汽化,设在给水泵出口的特制逆止阀上,与除氧器水箱相连。截止阀:作用是当给水泵停运时切断与高压侧的联系。逆止阀:作用是当给水泵停止运行时,防止母管压力水流入给水泵,使给水泵倒转并冲击低压给水管道及除氧器。2)切换母管制给水系统 正常情况下,汽轮机、给水泵和锅炉组成单元运行,事故或检修情况下也可以切换运行。备用给水泵接在切换母管上,两根切换母管之间设有冷供水管。这种系统运行灵活,比较可靠。3)单元制给水系统 当机组的主蒸汽管道采用单元制系统时,给水管道系统也采用单元制。这种系统可靠性较高,可以减少备用水泵的台数,节省投资,运行灵活,在变负荷时有利于节省厂用电。国产再
39、热式机组发电厂多采用这种系统。4)扩大单元制给水系统 给水系统由两个相邻单元组成,低压母管为单母管,压力母管为切换母管。相邻两单元的给水泵连接在压力母管上。我国高参数凝汽式发电厂多采用这种系统。单母管制给水系统切换母管制给水系统扩大单元制给水系统单元制给水系统3、给水泵的拖动方式 给水泵的拖动方式n电动驱动:n汽动驱动:中、小容量机组的给水泵对大功率机组的给水泵六、除氧器系统范围与除氧器相连接的管道及附件。1、并列运行除氧器管道系统 在中参数发电厂中,一般都使相同参数的除氧器并列运行;高参数大容量机组因给水量大,为保证除氧器压力稳定,一般也采用两台除氧器及给水箱并列运行。并列运行除氧器管道系统
40、高压除氧器上的溢流装置2、单元运行除氧器管道系统 对于超高参数及其以上机组的除氧器均采用单元运行。单元运行除氧器管道系统除氧循环泵:机组启动前可使给水箱中的水循环加热,以尽快除氧。七、加热器的疏水、放气系统除氧器 除氧器来 除氧器 加热器的疏水系统:加热器的放气系统1、作用 减小加热器的传热热阻,增强传热效果,防止气体对热力设备的腐蚀。n 连续放气:用于正常运行时连续排除加热器内不凝结气体。n 启动放气:用于机组启动和水压试验时迅速排气。2、分类:高加的启动放气排入大气,连续入汽排入除氧器;低加的放气进入凝汽器;除氧器的放气无启动放气和连续放气之分,放气进入大气。节流孔板:均衡放汽压力,限制放
41、汽量。启动放汽连续放汽启动放汽连续放汽八、发电厂的疏、放水系统用于疏放和收集凝结水的管道和设备。疏、放水系统:(一)发电厂的疏、放水系统 主要用于回收锅炉汽包和各种压力容器内的溢水、设备检修时的放水、蒸汽管道和锅炉本体的疏、放水等。由疏水膨胀箱、疏水箱、疏水泵、低位水箱、低位水泵以及连接管道、阀门和附件等组成。l疏水膨胀箱;2疏水箱;3一疏水泵;4-低位水箱;5低位水泵(二)汽轮机本体的疏水系统 包括:汽轮机主汽门前、各调速汽门前,导汽管、汽缸、轴封用汽管道系统及各抽汽管道逆止阔前等处的疏水 九、真空抽气系统 热力系统中需要维持一定真空或必须抽出其中空气的设备如凝汽器、凝结水泵、加热器、疏水泵
42、及循环水泵等组成的系统。十、热电厂的供热系统1、供热系统载热质的种类n 蒸汽(汽网或汽热网)n 热水(水网或水热网)2、供热系统载热质的选择 目前我国采暖、通风和热水负荷均以水作为载热质;工艺热负荷以蒸汽作为载热质。工艺热负荷是以各种生产为目的的热消费,主要用于各种生产的过程加热。只有在强迫送风系统中才有通风热负荷。通风系统的目的主要是使建筑物及时地换入新鲜的热空气。工业厂房中则是将生产过程中发生的有害气体、蒸汽、灰尘等排除,以维持室内空气温度符合规定的标准。3、汽网的供热方式n 直接供汽利用背压式汽轮机的排汽或可调节抽汽式汽轮机的高压(0.8-1.3MPa)抽汽,直接向热用户供应蒸汽。热用户
43、用热后的蒸汽凝结水,根据水质情况可全部或部分回收。直接供汽系统n 间接供汽通过专用的蒸汽发生器加热产生二次蒸汽,并将二次蒸汽送给热用户。而蒸汽发生器加热用的一次蒸汽凝结水可全部回收。间接供汽系统4、水热网的供热方式1-热用户;2-热网水泵;3-热网疏水泵基本热网加热器高峰热网加热器n 热网加热器:用来加热送往热网的水。与表面式加热器类似。n 高峰热网加热器:利用压力较高的汽轮机抽汽或经减温减压后的锅炉蒸汽作汽源,将热网的水加热到所需的温度。疏水自流入除氧器。n 基本热网加热器:在整个供暖期间均运行,利用抽汽式汽轮机的0.07-0.25MPa的调整抽汽作为加热蒸汽,可将水加热到90-110oC。
44、疏水通过热网疏水泵送入回热系统。十一、再热机组的旁路系统1、旁路系统概念 指再热机组在启、停和事故情况下高参数蒸汽不进入汽轮机作功而经减温减压后送至较低参数的蒸汽管道或凝汽器中。2、旁路系统的作用n 加快启动速度、改善启动条件n 回收工质和消除噪声n 保护锅炉的再热器应用在再热器不需要保护的机组上3、旁路系统的形式n 一级大旁路系统 作用:锅炉点火时将多余的蒸汽经减温减压后排入凝汽器;电网甩负荷或事故时,保证锅炉在最低负荷下运行,维持汽轮机空转;锅炉超压时可起到安全阀的作用,减少锅炉安全阀动作次数。高压旁路一级大旁路n 两级并联旁路系统n 三级旁路系统低压旁路由一级大旁路、高压旁路和低压旁路组
45、成n 两级串联旁路系统由高压旁路和低压旁路串联组成(应用广泛)发电厂的原则性热力系统n 原则性热力系统将主要的热力设备按工质热力循环的顺序连接的系统N25357型汽轮机原则性热力系统 1一锅炉2一汽轮机3一发电机4-凝汽器5一凝结水泵6-低压加热器7一疏水泵8一除氧器9一给水泵10一高压加热器11一连续排污扩容器12一排污水冷却器13一地沟国产高压凝汽式发电厂原则性热力系统CC-25-90型供热式汽轮机原则性热力系统抽气器轴封加热器热网水泵回水泵减温减压器原则性热力系统的绘制 某凝汽式发电机组,采用两台高压加热器、两台低压加热器、一台定压除氧器和一台轴封加热器,汽轮机的第三段抽汽送至除氧器。各级加热器的疏水采用逐级自流,最后用疏水泵送入一号低加出口的主凝结水管道中。并采用一级排污水利用系统,化学补充水经浓缩的排污水加热后送入除氧器,排污水则排入地沟。发电厂的全面性热力系统指全厂所有热力设备及其汽水管道和附件连接的总系统 包括锅炉、汽轮发电机组、各种热交换器、减压减温器、各种泵类和压力容器等全部主辅设备。由主蒸汽系统、回热抽汽系统、除氧器系统、凝结水系统、给水管道系统、补充水系统、供热系统以及真空抽气系统等组成。国产N25-35机组型全面性热力系统N100-90-535型机组全面性热力系统