第二节汽轮机组热力系统
汽轮机组热力系统主要是由新蒸汽管道及其疏水系统、汽轮机本体疏水系统、汽封系统、主凝结水系统、回热加热系统、真空抽气系统、循环水系统等组成。
一、新蒸汽管道及其疏水系统
由锅炉到汽轮机的全部新蒸汽管道，称为发电厂的新蒸汽管道，其中从隔离汽门到汽轮机的这一段管道成为汽轮机的进汽管道。在汽轮机的进汽管道上通常还连接有供给汽动油泵、抽气器和汽轮机端部轴封等处新蒸汽的管道，汽轮机的进汽管道和这些分支管道以及它们的疏水管构成了汽轮机的新蒸汽管道及其疏水系统。3）在机组启动和低负荷运行时，为了保证除氧器的用汽，必须装设有饱和蒸汽或新蒸汽经减压后供除氧器用的备用汽源。
5）在机组启动、停止和正常运行中，要及时地迅速地把新蒸汽管道及其分支管路中的疏水排走，否则将会引起用汽设备和管道发生故障。这些疏水是：
①隔离汽门前、后的疏水和汽轮机进汽管道疏水。这两处疏水在机组启动暖管和停机时，都是排向地沟的，正常运行中经疏水器可疏至疏水扩容器或疏水箱。
②汽动油泵用汽排汽管路的凝结水。由于废汽是排入大气的，它的凝结水接触了大气，水质较差，且在机组启、停时才用，运行时间不长，故一般都排入地沟。
③汽轮机本体疏水。我们通常把汽轮机高压缸疏水、抽汽口疏水、低压缸疏水、抽汽管路上逆止门前后疏水以及轴封管路疏水等，统称为汽轮机本体疏水。这些疏水，由于压力的不同，而引向不同的容器中。高压疏水一般都是汇集在疏水膨胀箱内，在疏水膨胀箱内进行扩容，扩容后的蒸汽由导汽管送至凝汽器的喉部，而凝结水则由注水器（水力喷射器）送入凝汽器的热水井中。低压疏水可直接排入凝汽器。
6）一般中、低压汽轮机的自动主汽门前必须装设汽水分离器。汽水分离器的作用是分离蒸汽中所含的水分，提高进入汽轮机的蒸汽品质。21-1.5型机组的汽水分离器是与隔离汽门装置在一起的，N3-24型机组的汽水分离器是和自动主汽门装置在一起的。
二、凝结水管道系统
蒸汽器热水井中的凝结水，由凝结水泵升压，经过抽气器的冷却器、轴封加热器、低压加热器，然后进入除氧器，其间的所有设备和管道组成了凝结水系统。
凝结水系统的任务是不间断地把凝汽器内的凝结水排出和使主抽气器能够正常地工作，从而保证凝汽器所必须的真空，并尽量收回凝结水，以减少工质损失。
2）汽轮机组在启动和低负荷运行时，为了保证有足够的凝结水量通过抽器冷却器，以保证抽气器的冷却和维持凝汽器热水井水位，在抽气器后的主凝结水管道上装设了一根在循环管，使一部分凝结水可以在凝汽器到抽气器这一段管路内循环。再循环水量的多少，由再循环管上的再循环门来调节。
3）汽轮机在第一次启动及大修后启动时，凝汽器内还无水，这时首先应通过专设的补充水管向凝汽器充水，一般电厂都补充化学软水。机组启动运转正常后，应化验凝结水水质是否合格，若不合格则应通过放水管将凝结水
放走，待水质合格后再关闭放水门，开启通往除氧器的去水门。
6）低压加热器旁路管的作用是，当加热器发生故障（铜管破裂）或加热器停用时，用以通过凝结水。
三、循环水系统和真空抽气系统
凝汽器、冷油器以及发电机的空气冷却器都必须不断地通过冷却水，以保证机组的正常工作。输送冷却水的管道、循环水泵、吸水井及冷却循环水的冷却设备总称为循环水系统。
需要维持一定真空或必须抽出其中空气的设备有凝汽器、凝结水泵、低压加热器及循环水泵等。它们之间均用管道互相连通，然后与主抽气器或启动抽气器连接在一起，组成一个真空抽气系统。
3）为了保证润滑油油温，冷油器的冷却水必须具有备用水源，以便当循环水泵停运或夏季循环水温过高时使用。备用水源是由水源水泵供水的，有时还可以与自来水、工业水、消防水等水源互相连通。
在启动循环水泵时主抽气器还没有投入运行，所以循环水泵抽空气管必须接在启动抽气器上。
到加热器去的抽汽管上装有逆止阀门，其作用是：
1）加热器满水时，防止水倒流入汽轮机内，引起水冲击事故；
2）汽轮发电机组甩负荷时，防止抽汽管内和加热器内汽化的湿蒸汽倒流入汽轮机内引起超速。
在管道投入运行时，必须特别注意下列几点：
1）打开空气阀，把管内的空气全部排出，以防止空气存于管道中引起腐蚀、气塞和水冲击等现象。
2）在投入运行之前，必须进行暖管。均匀地逐渐加热管到，以免因管壁温度上升太快而产生过大的热应力使管道遭到破坏。压力（03~0.6Mpa/min）,压力升（0.05Mpa/min）,温度(5℃/min)。
3）对于蒸汽管道，在暖管和正常运行期间都必须注意管道的疏水工作，以免引起管道或汽轮机组的水冲击，造成机组损伤事故。一般在管道上都装有疏水管。在需要经常疏水的蒸汽管道上，为了防止疏水时蒸汽的排出，还应装设疏水器。
4）抽汽器作用：维持一定真空，抽出不凝结气体。
5）轴封冷却器：利用汽轮机前后端轴封漏汽和阀杆漏汽加热化学补充水，提高效率。
第三节凝汽设备
一、凝汽设备的作用及其组成部分
1．凝汽设备的作用
1）提高循环热效率的方式：提高初参数，降低终参数。建立并维持汽轮机排汽口的高度真空，使蒸汽在汽轮机内膨胀到很低的压力，增大蒸汽的可用热焓降，从而使汽轮机中有更所热能转变成机械功。同时，终压终温的降低，排汽串给冷源的热量相对减少，大大提高循环热效率。
2）收回排汽的凝结水，送回锅炉继续蒸发。由于凝结水是质量最好的锅炉给水，所以收回凝结水对保证锅炉正常运行和提高电厂经济性有重要的作用。
2．凝汽设备的组成
1）凝汽器——是用循环水（冷却水）冷凝汽轮机排汽，形成真空的设备；
2）循环水泵——供给冷却水的设备；
3）凝结水泵——排出蒸汽凝结水用的设备；
4）主抽气器——抽出凝汽器蒸汽空间的不凝结气体，维持凝汽器真空的设备；
5）启动抽气器——汽轮机启动前将凝汽器抽成真空，是供启动用的抽气设备；
6）循环水的冷却设备——冷却循环水用的喷水池、冷水塔及其管道系统。
三、表面式凝汽器的分类
1．按循环水行程分（按循环水轴向通过的次数）
1）单道制：即循环水在凝汽器铜管内一次流出。
2）双道制：即循环水在凝汽器铜管内经过一个往返的流程再排出去。
2．按有无垂直隔板分
1）单一式：中间无垂直隔板。
2）对分式：中间有垂直隔板，相当于两个凝汽器合在一起。这种凝汽器的优点是可以在凝汽器铜管脏污时不必停机，而只要适当地减低负荷就能停止凝汽器的一半进行清洗。小型气轮机一半都不采用此种凝汽器。
3．按凝汽器铜管的排列形式分
1）再热式（回热式）：铜管的排列方法是考虑到留有一定的蒸汽通道，可以使蒸汽流到凝结水面以上，保持凝结水温度接近于排汽温度。
2）非再热式：管子密布于凝汽器内，中间没有蒸汽通路，老式凝汽器常属于这种型式。
四、表面式凝汽器的构造
1．外壳
近年来凝汽器的外壳都采用10～15mm厚的钢板焊接制成。在外壳的内部适当的位置，加焊一些增加强度的筋板和角钢、槽钢。外壳内部涂上一层防腐漆，以防止生锈。老式凝汽器的外壳有用生铁铸造的。
2．水室和外盖
水室和外盖是用钢板焊成的。水室装在外壳两端，外壳与水室之间装有管板，外盖上还
有几个人孔或手孔，用来检查或进入水室检修铜管。水室内壁涂一层防腐漆。为了检修时便于打开外盖，把外盖做成能在铰链上转动的。外盖用螺栓压紧在水室上。根据凝汽器循环水的流程不同，在水室中间还有间隔用得横隔板（在对分式凝汽器的水室内，还有垂直的间壁），这样把水室分若干部分，以增加循环水的流程。
3．管板与隔板
管板一般由15～20mm厚的钢板制成，管板装在凝汽器外壳的两端，和水室壁用螺栓连
接。也有将管板焊在凝汽器本体外壳上的。管板上所受的力为水室与蒸汽空间的压力差，为了避免管板向汽侧弯曲或汽侧做水压试验时向水侧弯曲，所以在两块管板之间用支撑螺栓把管板连接起来以增加其刚性。管板和凝汽器外壳以及和水室的所有接合法兰面，都应用橡皮垫或石棉绳围住，以防止漏水。
为了减少铜管的弯曲和消除在运行中的振动，在凝汽器蒸汽空间铜管的中部，隔一定距
离装设中间隔板用以支持铜管。铜管在隔板上的分布与管板上的分布一样。隔板用螺栓或焊接方法固定在凝汽器外壳内部的筋板上。
4．铜管及其固定方法
凝汽器的铜管应具有抗腐蚀性，否则很容易腐蚀坏，造成循环水进入蒸汽空间，使凝结
水水质变坏。管子与管板的连接处更不允许漏水。
凝汽器的铜管通常是黄铜做的，它的材料成分随循环水的性质不同而略有差别。循环水为一般淡水时，铜管材料为：铜63％，锌37％。循环水为海水时铜管材料为：铜70％，锌29％，锡1％。一般铜管的内径约17～25mm，管壁厚1mm。
5．凝汽器喉部与汽轮机排汽室的连接（弹性和刚性）
凝汽器喉部与汽轮机排汽室的连接必须保证非常严密，绝不能漏气，同时还要允许汽轮
机排汽口和凝汽器在受热后能自由膨胀。
小型机组的凝汽器与汽轮机装在同一平面上，为此凝汽器和汽轮机之间需用一导汽管连接起来，在导汽管与汽轮机连接处装有一伸缩节，以利于汽轮机排汽口的热膨胀。导汽管与凝汽器喉部的连接是用法兰直接紧固的。
刚性连接：凝汽器有弹簧支座。
五、影响表面式凝汽器工作的若干因素
1．冷却倍率和终端温度差的关系
汽轮机的排汽的凝汽器中放出的热量，是被循环水所吸收的。因此，在凝汽器中排汽放出的总热量等于循环水所吸收的热量，即
D n（h n-h n’）=W（h2-h1）
将其改变形式，又可写成：（h n-h n’）/（h2-h1）=W/ D n=m
在实际工作中，由于热交换的需要，被凝结的蒸汽与循环水出口温度之间永远有一定的温度差δt。因此，在实际的凝汽器中，蒸汽的温度t n较循环水出口温度总要高出δt，这个δt叫做终端温度差。其关系可写成：t n= t2+δt
2．循环水进口温度
在其他条件相同和冷却倍率不变的情况下，凝汽器循环水进口温度t1愈低，凝汽器循环水出口温度t2就愈低，因而排汽温度t n也愈低，凝汽器的真空度就愈高。
凝汽器的循环水进口温度t1不决定于凝汽器的运行情况，而决定于供水方式、冷却设备（冷水池、喷水池和冷水塔等）以及季节和气温的变化。
3．真空系统的严密性
真空系统是指与凝汽器气侧连接的有关管路系统。这个系统的压力低于大气压力，如果有不严密之处，就要漏入空气，使凝汽器的工作恶化。空气漏入真空系统后，对凝汽器工作的具体危害如下所述：
1）空气漏入凝汽器后，降低了凝汽器的真空度，使排汽压力、温度升高，降低了汽轮机的经济性。严重时，由
于排汽温度过高，还会引起汽轮机气缸的变形和振动，致使汽轮机被迫减负荷或停机。
2）空气漏入凝汽器中，增加了凝汽器内空气的分压力（在蒸汽-空气混和物中），空气压力是混和气体总压力的组成部分），因而增加了空气在水中的溶解度，使凝结水中的含氧量增加，造成锅炉、汽轮机和管道的金属腐蚀。
3）由于空气传热性不好，因此空气漏入凝汽器后，将增大蒸汽与铜管间的传热热阻，致使终端温度差加大。4）加大凝结水的冷却度。
鉴于以上危害性，发电厂对真空系统的严密性要求很高，一定要保证凝汽器、管路、抽
汽器和凝结水入口的所有结合面法兰、阀门、水位计以及凝结水泵轴伸出泵壳的地方严密不漏。
4．凝结水的过冷却
（1）凝结水过冷却的意义及其对凝汽器工作的影响
从理论上说，蒸汽在饱和压力下凝结成水时，凝结水的温度应等于该压力下的饱和温度，即凝结水的温度应等于排汽的饱和温度。但实际上由于凝汽器的构造和运行中工况的变化，凝结水的温度总是低于排汽温度，这个差数就叫凝结水的过冷却度。
（2）凝结水过冷却产生的原因
①凝汽器热水井中凝结水位过高，以致淹没了最下面的几排铜管，这几排铜管冷却的是凝结水而不是排汽，吸
走了凝结水的部分热量，形成了过冷却。
②空气漏入凝汽器或抽气器工作不良，使凝汽器中充满蒸汽和空气的混合物，于是凝汽器中混合气体的总压力
将升高，汽轮机的排气压力也随之增高，但蒸汽还在自己的分压力下凝结，这样凝结水的温度必然要低于排汽温度，从而形成了凝结水的过冷却。
③由于凝汽器管子布置过密或排列不好，是蒸汽在通往凝汽器中心或下部的过程中的阻力加大，蒸汽负荷大部
分集中在凝汽器上部的几排铜管中，从而使凝汽器中部和下部的压力低于凝汽器上部的压力，同时下面的管子又起了再冷却凝结水的作用，因此，在管子布置不合理的凝汽器中，往往凝结水的过冷却度是很大的。（3）减少凝结水过冷却的方法
①运行中严格监视凝汽器的水位，不使水位过高，或采用低水位运行方法。
②密切注意真空系统的严密性，防止空气漏入。
③保证抽气器的工作正常。
④改造凝汽器，将凝汽器管子重新合理布置，在老式的管子过密的凝汽器中，拆除一部分管子，并适当地留出
蒸汽通路，使蒸汽通过管子的阻力减少，蒸汽通路的长度缩短，以改进热传导的效率，减少过冷却度和提高真空。
七、抽气器
1．抽气器的作用
在锅炉给水中溶解有一些不凝结的气体，他们会随着锅炉蒸汽一起进入汽轮机，在汽轮机中做功后又排入凝
汽器内。此外，在凝汽器工作时，真空系统总有一些不很严密的地方要漏入空气。这些气体在凝汽器中不能凝结，如不及时排除，就会愈聚愈多，最后影响凝汽器的真空度，破坏凝汽器的正常工作。
2．抽气器的工作原理和构造（射汽、射水、水环真空泵）
（1）启动抽气器
启动抽气器是在汽轮机启动时，用来迅速建立真空的。在汽轮机启动时，它可以单独工作，也可以与主抽气器并列工作。启动抽气器都是单级的，所以他它的抽气能力有限，只能将凝汽器的绝对压力降到0.061Mpa～0.048Mpa（即真空300～400mmHg），而汽轮机正常工作时需要的凝汽器的绝对压力为0.021Mpa（即真空600mmHg），故启动抽气器只能在汽轮机启动时使用。
（2）主抽气器
汽轮机正常工作时，主抽气器是用来把凝汽器中的不凝结气体抽出以维持凝汽器的高度真空。主抽气器一般有2～3级，并装有冷却器。它可以维持凝汽器较高的真空度，并可收回工作蒸汽的凝结水。
主抽气冷却器的冷却水是汽轮机凝汽器来的凝结水，由凝结水泵把它先压入第一级冷却器铜管中，然后经过水室流入第二级冷却器铜管里，与工作蒸汽进行热交换后重新送入汽轮机的凝结水系统中，凝结水经过主抽气器后，既冷却了工作蒸汽又得到了加热，从而相应地提高了循环热效率。
主抽气冷却器汽侧空间的工作蒸汽凝结水，由于与凝汽器中的压力相差不太大，故用U形管排入凝汽器中，而第二级冷却器的工作蒸汽凝结水因压力较凝汽器低得多，所以必须用疏水器排入凝汽器中。
（4）射水抽气器
射水抽气器的工作原理与射汽抽气器基本上是一样的，其不同之处是用压力水代替了工作蒸汽，以高速水流形成的真空来抽吸凝汽器中的不凝结气体。所以这种抽气器的喷嘴和扩散管必须按照水动力特性进行设计。3．抽气器在运行中应注意的问题
主抽气器投入工作的操作顺序应该是：先向主抽气器的冷却器内通入凝结水，再开启蒸汽门，然后再开启空气门。这样做的目的是为了防止冷却器铜管过度受热，和在受热情况下流过凝结水时骤然冷却而损坏胀口，造成漏泄；后开空气门是为了防止抽气器工作前空气漏入真空系统。
主抽气器在运行中的故障主要是：蒸汽喷嘴被污垢堵塞，冷却器的主凝结水中断，或疏水器失灵。这些故障必须及时处理，决不能任其发展，以致影响凝汽器真空下降过大而造成停机。
八、自动排汽门（又叫自动排大气门、大气安全阀）
1．自动排汽门的作用
凝汽器工作时,若凝汽设备的某一部分发生故障(如循环水泵停止工作、凝汽器铜管被大量堵塞或真空系统大量漏气等)，就会使排入凝汽器中的蒸汽不能凝结，蒸汽聚集在凝汽器中，将使汽轮机排气的压力和温度提高，以致严重地影响凝汽器和汽轮机的安全运行（因为这是会造成低压气缸温度过高而变形；汽轮机后轴承受热，位置升高，使中心变化，加大了机组的振动；凝汽器外壳因压力过高而爆裂等）。
九、凝结水泵
用来排出汽轮机凝汽器中凝结水的水泵叫做凝结水泵。小型汽轮机组所用的凝结水泵有单级和双级两种。由于凝汽器内的真空度很高，所以凝结水泵吸出凝结水时必须具有很高的吸水高度。由于离心式水泵的吸水高度最大只能达到7～8m,因而要在很高的真空下吸出水来是不可能的,为此凝结水泵应装在凝汽器的凝结水位以下至少0.5～0.8m,这样就会在凝结水泵进口处造成一个由水柱形成的必要的静压力,使水泵能正常吸水。
凝结水泵的出水时经过主抽气器的冷却器、低压加热器然后进入除氧器的，而除氧器一般都布置在较高的位置，所以凝结水泵的出水压力必须能克服上述设备和管道的阻力、除氧器内压力及凝汽器和除氧器的水位高度差。
凝结水泵的容量决定于汽轮机的排汽量。在发电厂中，每台汽轮机都备有两台凝结水泵，其中一台运行，另一台作为备用。
1．凝汽器低水位运行的工作原理
2．凝汽器低水位运行中应注意的问题
凝汽器的低水位运行与汽轮机的负荷有一定的关系。汽轮机负荷大时排汽量大，负荷小时排汽量小。根据经验：当汽轮机负荷为额定负荷的25%以上时，低水位运行时较好的；若负荷为额定负荷的25%以下时，则因凝结水量过小，凝结水泵有时会中断工作，致使流过抽气冷却器的水流也相应中断，引起抽气器内蒸汽的不凝结，造成抽气器工作失常，但是，如果这时还要进行低水位运行，就应打开凝结水的再循环门，以增加流过抽气冷却器的凝结水量。
但是低水位运行也有一定的缺点：由于空蚀的作用，凝结水泵的叶轮较容易被气蚀损坏，使它的寿命有所缩短。
第四节给水回热设备和系统
一、加热器的型式、结构和热平衡
1．混合式加热器
混合式加热器的优点：
1）传热效果好，能充分利用加热蒸汽的热量，加热蒸汽同被加热的给水之间不存在最终传热端差，所以在给水加热温度一定时，抽汽在汽轮机内作的功为最大；
2）构造简单，造价低；
3）便于汇集不同温度的疏水。
缺点：压降大，每级需设置给水泵（工作温度高，易汽蚀）
2．表面式加热器
表面式加热器热平衡的原理是：加热蒸汽放出的热量等于被加热水吸收的热量。
热平衡式的形式，取决于加热器的疏水方式。假如加热器的疏水排至汽轮机的凝汽器中，再通过加热器加热，则表面式加热器的热平衡方程式为：
D c（h c-h b’）η= D g（h g’-h n’）
表面式加热器的构造有立式和卧式两种，立式加热器检修方便，占地面积小，传热性能较卧式差，应用广泛，卧
式加热器恰与其相反。
二、回热加热系统：按工作抽汽分：HP，LP。有个最佳回热级数（效率与收益）。不同进汽温度也不同：（8.82，535）：159，215；（3.43，435）：105，180（给水温度）。
三、回热加热器在运行中应注意的问题
回热加热系统对发电厂的经济性影响较大，为了保证回热加热系统安全经济可靠地工作，必须注意以下几点：1）汽轮机的回热抽汽是不需要调节的；
2）加热器汽空间凝结水位要保持一定；
3）加热器管子表面应保持清洁，铜管污垢会增大热阻影响热交换。
4）疏水方式：逐级自流，加疏水泵，及其区别。
第五节给水除氧设备和系统
一、锅炉给水除氧
当与某种气体或气体混合物接触时，就会有一部分气体溶解到水中去。气体在水中溶解
的多少，和气体的种类、气体在水面上的分压力及水的温度有关。
必须人为地用机械或雾化等方法，把水分成细流、雾状水滴、膜状等形态，增强传热效种类型除氧器的结构形状，都是按这些基本原理制成的。
二、除氧器的型式和构造
1．淋水盘式除氧器
2．喷雾填料式除氧器
近年来，我国发电厂已采用或改造淋水盘式除氧器为喷雾填料式除氧器。
三、给水除氧系统
从除氧器水箱开始，经给水泵到锅炉省煤器的这一段管道成为给水管道，连同除氧器及其管道组成给水除氧系统。这个系统的主要任务是保证给水中的含氧量不超过允许值；保证锅炉安全运行，即在任何情况下都要保证不间断地向锅炉供水。
1）把除氧器水箱放在比给水泵高的位置；
2）多级给水泵在运转时要发热，需要一定量的水及时带走这些热量。在给水泵出口与除氧器水箱之间装了一根再循环管，以保证适量的水通过给水泵，并用再循环阀门来调节锅炉的给水量。
为了防止给水泵停止运行时，由于出口水门关闭不严，给水管路中的压力水倒流入泵内，造成水泵倒转，在给水泵出口必须装上逆止阀门。
在运行中必须注意监视除氧器的水温，应保持在102～104℃。
大气式除氧器的压力是按0.115～0.12Mpa设计制造的。这是为了把水中分离出来的不凝结气体，能够在压力稍高于大气压力的条件下方便地排出。
五、给水泵
供给锅炉用水的泵叫给水泵。由于给水温度高（小型锅炉给水温度为80～105℃左右，中压锅炉给水温度
150℃左右），在给石崩进口处容易汽化，会形成汽塞而引起给水中断；因此一般都把给水泵装在给水箱以下一定距离。
根据经验估算常取给水泵的出口压力最小应为锅炉汽包最高工作压力的1.25倍。
第六节发电厂的供水
发电厂对供水系统的要求：
1）必须保证发电厂在全年的任何时间内都有充足的水量；
2）在夏季时，进入凝汽器的水温不能高于33℃，汽轮机真空不能显著降低；
3）水中没有漂浮物和泥沙，水中溶解的盐量不能太大；
4）供水建筑物的投资要小，运行费用要低，所以发电厂的水源就成为确定发电厂厂址的一个重要条件。六、循环水泵
在发电厂中，向凝汽器供给冷却水以冷凝汽轮机排汽的水泵叫循环水泵。
一般循环水泵的出水压力值都不高，大多为200～250KPa（20～25mH2O）。
七、汽轮机系统改造
1、抽汽压力改造
2、低真空供暖改造：利用condenser的循环水冬季供暖
3、汽封系统改造：漏汽问题。
A:梳齿式结构，主要用作控制泄漏量。其密封机理是通过多级节流膨胀产生阻尼达到减少工质泄漏的目的。
其缺点是：梳齿易磨损，间隙度大，泄漏增加，降低机组效率；同时齿片伤及轴表面，导致轴弯曲酿成设备损坏事故，既不安全又不经济
B: 蜂窝式密封在结构上是由厚为0.05-0.10mm的海斯特（Hasttelloy-X）高温合金制成正六边形的蜂窝状，以取代梳齿式密封的梳齿，具有耐磨损、不伤轴、寿命长、密封效果好等优点。其密封机理是这种蜂窝状结构能产生很强的涡流和屏障，从而形成很大的阻尼而达到阻止工质泄漏的密封效果。
所谓蜂窝式密封，即密封环内孔表面是由规整的蜂巢形状的正六边形小蜂窝孔组成。
正六边形的蜂窝孔是由厚度仅为0.05－0.10mm的金属箔板经特殊加工手段制成的蜂窝带而形成的。蜂窝的调试及蜂窝孔的大小是根据一定的设计规范决定的。先由箔板加工成规整的蜂窝带，然后用真空钎焊技术将蜂窝带钎焊（亦称光滑无渣焊接）在母体汽封坏的内表面上。
N300MW汽轮机组热力系统分析- TMCR 专科生毕业设计开题报告 2011 年 09 月 24 日
摘要 节能是我国能源战略和政策的核心。火电厂既是能源供应的中心也是资源消耗及环境污染和温室气体排放的大户，提高电厂设备运行的经济性和可靠性，减少污染物的排放，已经成为世人关注的重大课题。 热经济性代表了火电厂的能量利用、热功能转换技术的先进性和运行的经济性，是火电厂经济性评价的基础。合理的计算和分析火电厂的热经济性是在保证机组安全运行的基础上，提高运行操作及科学管理水平的有效手段。火电厂的设计、技术改造、运行优化以及目前国外对大型火电厂性能监测的研究、运行偏差的分析等均需对火电厂的热力系统作详细的热平衡计算，求出热经济指标作为决策的依据。因此电厂的热力系统计算是实现上述任务的重要技术基础，直接反映出全厂的经济效益，对电厂的节能具有重要意义。 本文主要设计的是300MW凝汽式汽轮机。先了解了汽轮机及其各部件的工作原理。再设计了该汽轮机的各热力系统，并用手绘了各系统图。最后对所设计的热力系统进行
经济性指标计算，分析温度压力等参数如何影响效率。本设计采用了三种计算方法—— 常规计算方法、简捷计算、等效热降法。 关键词：节能、热经济性分析、热力系统 目录 N300MW汽轮机组热力系统分析- TMCR (1) 专科生毕业设计开题报告 (1) 摘要 (4) 关键词 (4) 第一章绪论 (9) 1．1 毕业设计的目的 (9) 1．2国外研究综述 (9) 第二章 300MW汽轮机组的结构与性能 (11) 2．1汽轮机工作的基本原理 (11) 第三章热力系统的设计 (14) 3.1主、再热蒸汽系统 (14) 3.1.1主蒸汽系统 (15) 3.1.2再热蒸汽系统 (15) 3.2主给水系统 (16) 3.2.1除氧器 (16) 3.2.2高压加热器 (16) 3.2.3其他 (17) 3.3凝结水系统 (17) 3.3.1凝结水用户 (17) 3.3.2凝结水泵及轴封加热器 (18) 3.4抽汽及加热器疏水系统 (18) 3.5轴封系统 (19) 3.6高压抗燃油系统 (20) 3.6.1磁性过滤器 (20) 3.6.2自循环滤油系统 (21) 3.7润滑油系统 (21) 3.8本体疏水系统 (21) 3.9发电机水冷系统 (22)
超临界压力600MW 中间再热凝汽式汽轮机在额定工况下的热经济指标计 机组型号：N600-24.2/566/566 汽轮机型式：超临界、单轴、三缸（高中压合缸）、四排汽、一次中间再热 凝汽式 蒸汽初参数：MPa p 2.240=，5660=t ℃；MPa p 51546.00=?， 再热蒸汽参数：冷段压力MPa p in rh 053.4=，冷段温度5.303=in rh t ℃；热段压 力MPa p out rh 648.3=，热段温度0.566=out rh t ℃；MPa p rh 4053 .0=?， 排汽压力：kPa p c 4.5= （0.0054MPa ） 抽汽及轴封参数见表1。给水泵出口压力MPa p pu 376.30=，凝结水泵出压 力为MPa 84.1。机械效率、发电机效率分别取为99.0=m η，988.0=g η。 汽动给水泵用汽系数pu α为0.05177 表1 N600-24.2/566/566型三缸四排汽汽轮机组回热抽汽及轴封参数
解： 1.整理原始资料 （1）根据已知参数p 、t 在s h -图上画出汽轮机蒸汽膨胀过程线，得到新 汽焓等。0.33960=h kg kJ ，82.2970=in rh h kg kJ ，2425.3598=out rh h kg kJ ， 9.62782.29702425.3598=-=rh q kg kJ 。 （2）根据水蒸汽表查的各加热器出口水焓wj h 及有关疏水焓'j h 或d wj h ，将机 组回热系统计算点参数列于表2。
图1 超临界压力600MW三缸四排汽凝汽式机组蒸汽膨胀过程线
第二节汽轮机组热力系统 汽轮机组热力系统主要是由新蒸汽管道及其疏水系统、汽轮机本体疏水系统、汽封系统、主凝结水系统、回热加热系统、真空抽气系统、循环水系统等组成。 一、新蒸汽管道及其疏水系统 由锅炉到汽轮机的全部新蒸汽管道，称为发电厂的新蒸汽管道，其中从隔离汽门到汽轮机的这一段管道成为汽轮机的进汽管道。在汽轮机的进汽管道上通常还连接有供给汽动油泵、抽气器和汽轮机端部轴封等处新蒸汽的管道，汽轮机的进汽管道和这些分支管道以及它们的疏水管构成了汽轮机的新蒸汽管道及其疏水系统。3）在机组启动和低负荷运行时，为了保证除氧器的用汽，必须装设有饱和蒸汽或新蒸汽经减压后供除氧器用的备用汽源。 5）在机组启动、停止和正常运行中，要及时地迅速地把新蒸汽管道及其分支管路中的疏水排走，否则将会引起用汽设备和管道发生故障。这些疏水是： ①隔离汽门前、后的疏水和汽轮机进汽管道疏水。这两处疏水在机组启动暖管和停机时，都是排向地沟的，正常运行中经疏水器可疏至疏水扩容器或疏水箱。 ②汽动油泵用汽排汽管路的凝结水。由于废汽是排入大气的，它的凝结水接触了大气，水质较差，且在机组启、停时才用，运行时间不长，故一般都排入地沟。 ③汽轮机本体疏水。我们通常把汽轮机高压缸疏水、抽汽口疏水、低压缸疏水、抽汽管路上逆止门前后疏水以及轴封管路疏水等，统称为汽轮机本体疏水。这些疏水，由于压力的不同，而引向不同的容器中。高压疏水一般都是汇集在疏水膨胀箱内，在疏水膨胀箱内进行扩容，扩容后的蒸汽由导汽管送至凝汽器的喉部，而凝结水则由注水器（水力喷射器）送入凝汽器的热水井中。低压疏水可直接排入凝汽器。 6）一般中、低压汽轮机的自动主汽门前必须装设汽水分离器。汽水分离器的作用是分离蒸汽中所含的水分，提高进入汽轮机的蒸汽品质。21-1.5型机组的汽水分离器是与隔离汽门装置在一起的，N3-24型机组的汽水分离器是和自动主汽门装置在一起的。 二、凝结水管道系统 蒸汽器热水井中的凝结水，由凝结水泵升压，经过抽气器的冷却器、轴封加热器、低压加热器，然后进入除氧器，其间的所有设备和管道组成了凝结水系统。 凝结水系统的任务是不间断地把凝汽器内的凝结水排出和使主抽气器能够正常地工作，从而保证凝汽器所必须的真空，并尽量收回凝结水，以减少工质损失。 2）汽轮机组在启动和低负荷运行时，为了保证有足够的凝结水量通过抽器冷却器，以保证抽气器的冷却和维持凝汽器热水井水位，在抽气器后的主凝结水管道上装设了一根在循环管，使一部分凝结水可以在凝汽器到抽气器这一段管路内循环。再循环水量的多少，由再循环管上的再循环门来调节。 3）汽轮机在第一次启动及大修后启动时，凝汽器内还无水，这时首先应通过专设的补充水管向凝汽器充水，一般电厂都补充化学软水。机组启动运转正常后，应化验凝结水水质是否合格，若不合格则应通过放水管将凝结水
题目：600MW超临界汽轮机通流部分设计 （中压缸） 学生姓名：丁艳平 院（系）名称：能源与动力工程 班级: 热能与动力工程03-03班 指导教师：谭欣星 2006 年11 月
能源与动力工程学院 课程设计任务书 热能动力工程专业036503班 课程名称汽轮机原理 题目600MW超临界汽轮机通流部分设计（中压缸）任务起止日期：2006年11 月13 日~ 2006年12 月4 日 学生姓名丁艳平2006年12月4日指导教师谭欣星2006年11月5日教研室主任年月日院长年月日
能源与动力工程学院 2. 此任务书最迟必须在课程设计开始前三天下达给学生。
600MW超临界汽轮机通流部分设计（中压缸） 摘要 本文根是根据给定的设计条件,确定通流部分的几何尺寸,以求获得较高的相对内效率。 设计原则是保证运行时具有较高的经济性；在不同的工况下工作均有高的可靠性；同时在满足经济性和可靠性要求的同时，考虑了汽轮机的结构紧凑，系统简单，布置合理，成本低廉，安装与维修方便，心以及零件的通用化和系列化等因素。 主要设计过程是：分析与确定汽轮机热力设计的基本参数，选择汽轮机的型式，配汽机构形式，通流部分及有关参数；拟定汽轮机近似热力过程曲线，并进行热经济性的初步计算；根据通流部分形状和回热抽汽点的要求，确定中压级组的级数并进行各级比焓降的分配，对各级进行详细的热力计算，确定汽轮机实际热力过程曲线，根据热力计算结果，修正各回热汽点压力以符合热力过程曲线的要求，并修正回热系统的热平衡计算，汽轮机热力计算结果。
目录 摘要 (1) 第一章:汽轮机热力计算的基本参数 (2) 第二章:汽轮机蒸汽流量的初步计算 (3) 第三章:通流部分选型 (9) 第四章::压力级比焓降分配及级数确定 (10) 第五章:汽轮机级的热力计算 (14) 第六章;高中压缸结构概述 (17) 第七章:600MW汽轮机热力系统 (19) 第八章:总结 (20) 参考文献 (23)
第三章 热力分析 3.1汽轮机主要参数 汽轮机类型：600-24.2/566/566 蒸汽初参数 ；024.2p MPa =， 0566t =.0℃ 再热蒸汽参数：冷段压力 4.33in rh p MPa =，冷段温度314.9in rh t =℃： 热段压力 3.90out rh p MPa =，热段温度566.0out rh t =℃。 排气压力：0.00490c p MPa = 。 抽汽及轴封参数见表3-1和表3-2。机械效率、发电机效率分别取为0.99m η=、 0.988g η=。 表3-1 项目 单位 各 段 回 热 抽 汽 参 数 加热器编号 — H1 H2 H3 H4 H5 H6 H7 H8 抽汽压力 j p MPa 5.62 4.33 2.31 1.16 0.438 0.128 0.0619 0.0237 抽汽温度j t ℃ 349.2 314.9 483.9 379.6 261.3 139.8 86.8 63.8 表3-2 项 目 单 位 1sg α 2sg α 3sg α 来 源 高压杆漏汽 低压缸后轴封 漏汽 高中压缸之间漏汽 轴封汽量sg α 0.0006339 0.001038 0.00007958 轴封汽比焓sg h kJ/kg 3396.0 2753.7 2993.7 去 处 H8 SG H2
原则性热力系统图3-1如下： 图 3-1 3.2热平衡法 热平衡式一般有两种写法：一是吸热量=放热量×h η，h η为加热器的效率；另一种方法是流入热量=流出热量。为了在同一系统计算中采用相同的标准，应采用统一的，h η故热平衡式的写法，在同一热力系统计算中也采用同一个方法。 拟定热平衡式时，最好根据需要与简便的原则，选择最合适的热平衡范围。热平衡范围可以是一个加热器或数个加热器，乃至全部加热器，或包括一个水流混合点与加热器组合的整体。 3.2.1 整理原始资料
热力发电厂课程设计 1.1 设计目的 1. 学习电厂热力系统规划、设计的一般途径和方案论证、优选的原则 2. 学习全面性热力系统计算和发电厂主要热经济指标计算的内容、方法 3. 提高计算机绘图、制表、数据处理的能力 1.2 原始资料 西安 某地区新建热电工程的热负荷包括： 1）工业生产用汽负荷； 2）冬季厂房采暖用汽负荷。 西安 地区采暖期 101 天，室外采暖计算温度 –5℃，采暖期室外平均温度 1.0℃，工业用汽 和采暖用汽热负荷参数均为 0.8MPa 、230℃。通过调查统计得到的近期工业热负荷和采暖热 负荷如下表所示： 1.3 计算原始资料 （1）锅炉效率根据锅炉类别可取下述数值： 锅炉类别 链条炉 煤粉炉 沸腾炉 旋风炉 循环流化床锅炉 锅炉效率 0.72～0.85 0.85～0.90 0.65～ 0.70 0.85 0.85～ 0.90 （2）汽轮机相对内效率、机械效率及发电机效率的常见数值如下： 汽轮机额定功率 750～ 6000 12000 ～ 25000 5000 汽轮机相对内效率 0.7～0.8 0.75～ 0.85 0.85～0.87 汽轮机机械效率 0.95～0.98 0.97～ 0.99 ～ 0.99 发电机效率 0.93～0.96 0.96～ 0.97 0.98～0.985 3）热电厂内管道效率，取为 0.96。 4）各种热交换器效率，包括高、低压加热器、除氧器，一般取 0.96～0.98。
5）热交换器端温差，取3～7℃。 2%
6）锅炉排污率，一般不超过下列数值： 以化学除盐水或蒸馏水为补给水的供热式电厂 以化学软化水为补给水的供热式电厂5% 7）厂内汽水损失，取锅炉蒸发量的3%。 8）主汽门至调节汽门间的压降损失，取蒸汽初压的3%～7%。 9）各种抽汽管道的压降，一般取该级抽汽压力的4%～8%。 10）生水水温，一般取5～20℃。 11）进入凝汽器的蒸汽干度，取0.88～0.95。 12）凝汽器出口凝结水温度，可近似取凝汽器压力下的饱和水温度。 2、原则性热力系统 2.1 设计热负荷和年持续热负荷曲线 根据各个用户的用汽参数和汽机供汽参数，逐一将用户负荷折算到热电厂供汽出口，见 表2-1 。用户处工业用汽符合总量：采暖期最大为175 t/h, 折算汇总到电厂出口处为166.65 t/h 。 2-1 折算到热电厂出口的工业热负荷，再乘以0.9 的折算系数，得到热电厂设计工业热负荷，再按供热比焓和回水比焓（回水率为零，补水比焓62.8 kJ/kg）计算出供热量，见表2-2。根据设计热负荷，绘制采暖负荷持续曲线和年热负荷持续曲线图，见图2-1 、图2-2。 表2-2 热电厂设计热负荷
汽轮机组主要经济技术指标的计算 为了统一汽轮机组主要经济技术指标的计算方法及过程，本章节计算公式选自中华人民国电力行业标准DL/T904—2004《火力发电厂技术经济指标计算方法》和GB/T8117—87《电站汽轮机热力性能验收规程》。 1 凝汽式汽轮机组主要经济技术指标计算 1.1 汽轮机组热耗率及功率计算 a. 非再热机组 试验热耗率： G 0H G H HR0 fw fw N t kJ/kWh 式中G ─主蒸汽流量，kg/h；G fw ─给水流量，kg/h；H ─ 主蒸汽焓值，kJ/kg ；H fw─ 给水焓值，kJ/kg； N t ─实测发电机端功率，kW。 修正后（经二类）的热耗率： HQ HR C Q kJ/kWh 式中C Q─主蒸汽压力、主蒸汽温度、汽机背压对热耗的综合修正系数。修正后的功率： N N t kW p Q 式中K Q ─主蒸汽压力、主蒸汽温度、汽机背压对功率的综合修正系数。 b. 再热机组 试验热耗率：： G 0H G fw H fw G R （H r H 1 ） G J (H r H J) HR N t kJ/kWh 式中G R─高压缸排汽流量，kg/h； G J ─再热减温水流量，kg/h； H r ─再热蒸汽焓值，kJ/kg； K
p c ?υ0 p 0?υc k H k H 1─ 高压缸排汽焓值，kJ/kg ； H J ─ 再热减温水焓值，kJ/kg 。 修正后（经二类）的热耗率： HQ HR C Q kJ/kWh 式中 C Q ─ 主蒸汽压力、主蒸汽温度、再热蒸汽温度、再热压损、再热减温水流量及汽 机背压对热耗的综合修正系数。 修正后的功率： N N t kW p Q 式中 K Q ─主蒸汽压力、主蒸汽温度、再热蒸汽温度、再热压损、再热减温水流量及 汽机背压对功率的综合修正系数。 1.2 汽轮机汽耗率计算 a. 试验汽耗率： SR G 0 N t kg/kWh b. 修正后的汽耗率： SR G c kg/kWh c p 式中G c ─修正后的主蒸汽流量，G c G 0 ，kg/h ； p c 、c ─设计主蒸汽压力、主蒸汽比容； p 0、 ─实测主蒸汽压力、主蒸汽比容。 1.3 汽轮机相对效率计算 a. 非再热机组 汽轮机相对效率： H 0 H k 100％ oi 0 - H ' 式中 ' H k ─ 汽轮机等熵排汽焓，kJ/kg ； ─ 汽轮机排汽焓，kJ/kg 。 K N H
第一章 23MW凝汽式汽轮机设计任务书 1.1 设计题目： 23MW凝汽式汽轮机热力设计 1.2 设计任务及内容 根据给定条件完成汽轮机各级尺寸的确定及级效率和内功率的计算。在保证运行安全的基础上，力求达到结构紧凑、系统简单、布置合理、使用经济性高。 汽轮机设计的主要内容： 1.确定汽轮机型式及配汽方式； 2.拟定热力过程及原则性热力系统，进行汽耗量于热经济性的初步计算； 3.确定调节级型式、比焓降、叶型及尺寸等； 4.确定压力级级数，进行比焓降分配； 5.各级详细热力计算，确定各级通流部分的几何尺寸、相对内效率、内功率与 整机实际热力过程曲线； 6.整机校核，汇总计算表格。 1.3 设计原始资料 额定功率：23MW 设计功率：18.4MW 新汽压力：3.43MP a 新汽温度：435℃ 排汽压力：0.005MP a 冷却水温：22℃ 机组转速：3000r/min 回热抽汽级数：5 给水温度：168℃ 1.4 设计要求 1.严格遵守作息时间，在规定地点认真完成设计，设计共计两周； 2.完成设计说明书一份，要求过程完整，数据准确； 3.完成通流部分纵剖面图一张（A0图） 4.计算结果以表格汇总。
第二章多极汽轮机热力计算 2.1 近似热力过程曲线的拟定 一、进排汽机构及连接管道的各项损失 蒸汽流过个阀门及连接管道时，会产生节流损失和压力损失。表2-1列出了这些损失通常选取范围。 表2-1 汽轮机各阀门及连接管道中节流损失和压力估取范围 图2-1 进排汽机构损失的热力过程曲线
二、汽轮机近似热力过程曲线的拟定 根据经验，对一般非中间再热凝汽式汽轮机可近似地按图2-2所示方法拟定近似 热力过程曲线。 由已知的新汽参数p 0、t 0，可得汽轮机进汽状态点0，并查得初比焓h 0=3304.2kj/kg 。由前所得，设进汽机构的节流损失ΔP 0=0.04 P 0=0.1372 MPa 得到调节级前压力P 0＇= P 0 - ΔP 0=3.2928MPa ，并确定调节级前蒸汽状态点1。过1点作等比熵线向下交于P x 线于2点，查得h 2t =2152.1kj/kg ，整机的理想比焓降 ()'0 23304.221201184.2mac t t h h h ?=-=-=3304.2-2128=1176 kj/kg 。由上估计进汽量后得到的相对内效率 ηri =83.1%，有效比焓降Δht mac =（Δht mac ）＇ ηri =1176×0.831=977.3kj/kg ，排汽比 焓03304.2986.3282317.872mac z t h h h =-?=-=3304.2-977.3=2326.9 kj/kg ，在h-s 图上得排汽点Z 。用直线连接1、Z 两点，在中间'3点处沿等压线下移21～25 kj/kg 得3点，用光滑连接1、3、Z 点，得该机设计工况下的近似热力过程曲线，如图2-2所示。 图2-2 12MW 凝汽式汽轮机近似热力过程曲线
2. 热力系统 2.1 330MW汽轮机本体抽汽及疏水系统 2.1.1 抽汽系统的作用 汽轮机有七级非调节抽汽，一、二、三、四级抽汽分别供四台低压加热器，五级抽汽供汽至除氧器及辅助蒸汽用汽系统，六、七级抽汽供两台高压加热器及一台外置式蒸汽冷却器(六级抽汽经蒸汽冷却器至六号高加)。 抽汽系统具有以下作用： a）加热给水、凝结水以提高循环热效率。 b）提高给水、凝结水温度，降低给水和锅炉管壁之间金属的温度差，减少热冲击。 c）在除氧器内通过加热除氧，除去给水中的氧气和其它不凝结气体。 d）提供辅助蒸汽汽源。 2.1.2 抽汽系统介绍 一段抽汽是从低压缸第4级后引出，穿经凝汽器至#1低压加热器的抽汽管道； 二段抽汽是从低压缸第3级后引出，穿经凝汽器至#2低压加热器的抽汽管道； 三段抽汽是从低压缸第2级后引出，穿经凝汽器至#3低压加热器的抽汽管道； 四段抽汽是从中压缸排汽口引出，至#4低压加热器的抽汽管道； 二、三、四级抽汽管道各装设一个电动隔离阀和一个气动逆止阀。气动逆止阀布置在电动隔离阀之后。电动隔离阀作为防止汽机进水的一级保护，气动逆止阀作为汽机的超速保护并兼作防止汽机进水的二级保护。 五段抽汽是从中压缸第9级后引出，至五级抽汽总管，然后再由总管上引出两路，分别接至除氧器和辅助蒸汽系统； 在五段抽汽至除氧器管道上装设一个电动隔离阀和两个串联的气动逆止阀。装设两个逆止阀是因为除氧器还接有其他汽源，在机组启动、低负荷运行、甩负荷或停机时，其它汽源的蒸汽有可能窜入五段抽汽管道，造成汽机超速的危险性较大。串联装设两个气动逆止阀可起到双重保护作用。
五段抽汽至辅助蒸汽联箱管道上装设一个电动隔离阀和一个气动逆止阀，气动逆止阀亦布置在电动隔离阀之后。电动隔离阀作为防止汽机进水的一级保护，气动逆止阀作为汽机的超速保护并兼作防止汽机进水的二级保护。 正常运行时，除氧器加热蒸汽来自于五段抽汽。辅助蒸汽系统来汽作为启动和备用加热蒸汽。 六段抽汽是从中压缸第5级后引出，先经#6高加外置式蒸汽冷却器（副#6高加）冷却后再至#6高压加热器；六级抽汽管道上各装设一个电动闸阀和两个气动逆止阀。 七段抽汽是从再热冷段引出一路至#7高压加热器的抽汽管道，装设一个电动闸阀和一个气动逆止阀，电动隔离阀作为防止汽机进水的一级保护，气动逆止阀作为汽机的超速保护并兼作防止汽机进水的二级保护。 电动隔离阀和气动逆止阀的布置位置一般尽量靠近汽机抽汽口，以减少在汽机甩负荷时阀前抽汽管道上贮存的蒸汽能量，有利于防止汽机超速。 本系统四台低加、两台高加及六号高加外置式蒸汽冷却器均为立式加热器。七台立式加热器从扩建端至固定端按编号从1号至7号再至蒸汽冷却器顺列布置。七台加热器均布置在A—B框架内，其水室中心线距B排柱中心线6.9米。 除氧器及给水箱布置在运转层12.00米层。 汽轮机各抽汽管道连接储有大量饱和水的各级加热器和除氧器。汽轮机一旦跳闸，其内部压力将衰减，各加热器和除氧器内饱和水将闪蒸，使蒸汽返回汽轮机；此外，五级抽汽管道支管上还接有备用汽源——辅助蒸汽，遇到工况变化或误操作，外来蒸汽将通过五级抽汽管道进入汽轮机；还有，各抽汽管道内滞留的蒸汽也可能因汽轮机内部压力降低返回汽轮机；各种返回汽轮机的蒸汽有可能造成汽轮机超速。 为防止上述蒸汽的返回，除一级抽汽外，其它各级抽汽管道上均串联安装有电动隔离阀和气动逆止阀。一旦汽机跳闸，气动逆止阀和电动隔离阀都关闭。 由于汽轮机上有许多抽汽口，而有可能有水的地方离各抽汽口又很近，各抽汽管道上还接有储水容器——高、低压加热器和除氧器，汽轮机负荷突然变化、给水或凝结水管束破裂以及其他设备故障，误操作等因素，可组合
汽轮机原则性热力系统 根据热力循环的特征，以安全和经济为原则，将汽轮机与锅炉本体由管道、阀门及其辅助设备连接起来，组成发电厂的热力系统。汽轮机热力系统是指主蒸汽、再热蒸汽系统，旁路系统，轴封系统，辅助蒸汽系统和回热抽汽系统等。下面着重介绍主蒸汽系统及旁路系统。 第一节主蒸汽及再热蒸汽系统 锅炉与汽轮机之间的蒸汽管道与通往各用汽点的支管及其附件称为主、再热蒸汽系统。本机组的主蒸汽及再热蒸汽采用单元制连接方式，即一机一炉相配合的连接系统，如图3-1所示。该连接方式结构简单、阀门少、管道短而阻力小，便于自动化的集中控制。 一、主蒸汽系统 主、再热蒸汽管道均为单元双—单—双管制系统，主蒸汽管道上不装设隔断阀，主蒸汽可作为汽动给水泵及轴封在机组启动或低负荷时备用汽源。 主蒸汽从锅炉过热器的两个出口由两根蒸汽管道引出后汇合成一根主蒸汽管道送至汽轮机，再分成两根蒸汽管道进入2只高压自动主汽阀、4只调节阀，然后借助4根导汽管进入高压缸，在高压缸内做功后的蒸汽经过2只高压排汽逆止阀，再经过蒸汽管道（冷段管）回到锅炉的再热器重新加热。经过再热后的蒸汽温度由335℃升高到538℃，压力由3.483MPa 降至3.135MPa，由于主、再热蒸汽流量变化不多蒸汽比容增加将近一倍。再热后蒸汽由两根蒸汽管道引出后汇合成一根再蒸汽管道送至汽轮机，再分成两根蒸汽管道经过2只再热联合汽阀（中压自动主汽阀及中压调节阀的组合）进入中压缸。 它设有两级旁路，I级旁路从高压自动主汽阀前引出，蒸汽经减压减温后排至再热器冷段管，采用给水作为减温水。II级旁路从中压缸自动主汽阀前引出，蒸汽经减压减温后送至凝汽器，用凝结水泵出口的凝结水作为减温水。 带动给水泵的小汽轮机是利用中压缸排汽作为工作汽源（第4段抽汽，下称低压蒸汽）。由于低压蒸汽的参数随主机的负荷降低而降低，当负荷下降至额定负荷的40％时，该汽源已不能满足要求，所以需采用新蒸汽（下称高压蒸汽）作为低负荷的补充汽源或独立汽源。当低压蒸汽的调节阀开足后，高压蒸汽的调节阀才逐步开启，使功率达到新的平衡。 主蒸汽管道上还接出轴封备用及启动供汽管道。 主蒸汽管道设计有通畅的疏水系统，在主蒸汽管道主管末端最低点，去驱动给水泵的小汽轮机的新蒸汽管道的低位点，以及靠近给水泵汽轮机高压主汽阀前，均设有疏水点，每一根疏水管道分别引至凝汽器的热水井。 主蒸汽管道主管及支管的疏水管道上各安装一只疏水阀，不再装设其它隔离阀。疏水阀在机组启动时开启，排除主蒸汽管道内暖管时产生的凝结水，避免汽轮机进水，并可加速暖管时的温升。待机组负荷达到10%时，疏水阀自动关闭；当汽轮机负荷降至10%时或跳闸时，疏水阀自动开启，也可以在单元控制室手动操作。 冷再热蒸汽管道从汽轮机高压缸排汽接出，先由单管引至靠近锅炉再热器处，再分为两根支管接到再热器入口联箱的两个接口上。在再热蒸汽冷段管道上接出2号高压加热器抽汽管道。汽轮机主汽阀及调节汽阀的阀杆漏汽、高压旁路的排汽均送入本系统。
课程设计说明书 题目：12M W凝汽式汽轮机热力设计 2014年6月28 日
一、题目 12MW凝汽式汽轮机热力设计 二、目的与意义 汽轮机原理课程设计是培养学生综合运用所学的汽轮机知识，训练学生的实际应用能力、理论和实践相结合能力的一个重要环节。通过该课程设计的训练，学生应该能够全面掌握汽轮机的热力设计方法、汽轮机基本结构和零部件组成，系统地总结、巩固并应用《汽轮机原理》课程中已学过的理论知识，达到理论和实际相结合的目的。 重点掌握汽轮机热力设计的方法、步骤。 三、要求（包括原始数据、技术参数、设计要求、图纸量、工作量要求等） 主要技术参数： 额定功率：12MW ；设计功率：10.5MW ； ；新汽温度：435℃； 新汽压力：3.43MP a ；冷却水温：20℃； 排汽压力：0.0060MP a 给水温度：160℃；机组转速：3000r/min ； 主要内容： 1、确定汽轮机型式及配汽方式 2、拟定热力过程及原则性热力系统，进行汽耗量与热经济性的初步计算 3、确定调节级形式、比焓降、叶型及尺寸等 4、确定压力级级数，进行比焓降分配 5、各级详细热力计算，确定各级通流部分的几何尺寸、相对内效率、内功率与整机实 际热力过程曲线 6、整机校核，汇总计算表格 要求： 1、严格遵守作息时间，在规定地点认真完成设计；设计共计二周。 2、按照统一格式要求，完成设计说明书一份，要求过程完整，数据准确。 3、完成通流部分纵剖面图一张（一号图） 4、计算结果以表格汇总
四、工作内容、进度安排 1、通流部分热力设计计算（9天） （1）熟悉主要参数及设计内容、过程等 （2）熟悉机组型式，选择配汽方式 （3）蒸汽流量的估算 （4）原则性热力系统、整机热力过程拟定及热经济性的初步计算 （5）调节级选型及详细热力计算 （6）压力级级数的确定及焓降分配 （7）压力级的详细热力计算 （8）整机的效率、功率校核 2、结构设计（1天） 进行通流部分和进出口结构的设计 3、绘制汽轮机通流部分纵剖面图一张（一号图）（2天） 4、编写课程设计说明书（2天） 五、主要参考文献 《汽轮机课程设计参考资料》.冯慧雯 .水利电力出版社.1992 《汽轮机原理》（第一版）.康松、杨建明编.中国电力出版社.2000.9 《汽轮机原理》（第一版）.康松、申士一、庞立云、庄贺庆合编.水利电力出版社.1992.6 《300MW火力发电机组丛书——汽轮机设备及系统》（第一版）.吴季兰主编.中国电力出版社.1998.8 指导教师下达时间 2014 年6月 15 日 指导教师签字：_______________ 审核意见 系（教研室）主任（签字）
汽轮机火用分析方法的热力系统计算 前言 在把整个汽轮机装置系统划分成若干个单元的过程中，任何一个单元由于某些因素而引起的微弱变化，都会影响到其它单元。这种引起某单元变化的因素叫做“扰动”。也就是说，某单元局部参量的微小变化(即扰动)，会引起整个系统的“反弹”，但是它不会引起系统所有参数的“反弹”。就汽轮机装置系统而言，系统产生的任何变化，都可归结为扰动后本级或邻近级抽汽量的变化，从而引起汽轮机装置系统及各单元的火用损变化。因此，在对电厂热力系统进行经济性分析时，仅计算出某一工况下各单元火用损失分布还是不够的，还应计算出当某局部参量变化时整个热力系统火用效率变化情况。 1、火用分析方法 与热力系统的能量分析法一样，可以把热力系统中的回热加热器分为疏水放流式和汇集式两类(参见图1和图2)，并把热力系统的参数整理为3类：其一是蒸汽在加热器中的放热火用，用q’表示；其二是疏水在加热器中的放热火用，用y 表示；其三是给水在加热器中的火用升，以r’表示。其计算方法与能量分析法类似。
对疏水式加热器： 对疏水汇集式加热器： 式中，e f、e dj、e sj分别为j级抽汽比火用、加热器疏水比火用和加热器出口水比火用。1．1 抽汽有效火用降的引入 对于抽汽回热系统，某级回热抽汽减少或某小流量进入某加热器“排挤”抽汽量，诸如此类原因使某级加热器抽汽产生变化(一般是抽汽量减少)，如果认为此变化很小而不致引起加热器及热力系统参数变化，那么便可基于等效焓降理论引入放热火用效率来求取某段抽汽量变化时对整个系统火用效率的影响。 为便于分析，定义抽汽的有效火用降，在抽汽减少的情况下表示1kg排挤抽汽做功的增加值；在抽汽量增加时，则表示做功的减少值；用符号Ej来表示。当从靠近凝汽器侧开始，研究各级抽汽有效火用降时，Ej的计算是从排挤l kg抽汽的火用降(e j-e c)ηej中减去某些固定
汽轮机组轴加疏水系统改造方案 摘要 以国内大型机组为例，以运行实践为基础，探讨了大型汽轮机组轴封加热器(以下简称轴加)及其热力系统的设计和运行问题，认为目前情况下，平东公司轴加疏水单级U型管水封疏水必须进行改造，对存在的问题进行了分析，提出了改造的设计要点。 一、概述 平东热电有限公司#6、#7汽轮机为哈尔滨汽轮机厂生产的C140/ N210－12.75/535/535/0.981型超高压、一次中间再热、两缸两排汽、采暖用可调整抽汽、供热凝汽式汽轮机，自试运以来，两台机组真空系统严密性均较差，#6汽轮机最好时达到1.4kPa/min左右，#7汽轮机为3.5kPa/min左右，严重影响机组的经济性。 #6、#7机设计上轴加疏水水封采用多级水封方式，根据以往其它机组的运行经验，多级水封运行中易发生水封破坏现象，公司2006年10月对轴加疏水水封进行改进，改为单级水封。 U 型水封管通常应用在电厂低压加热器轴封蒸汽冷却器等设备内的凝结疏水至凝汽器的管路上，它是依靠介质在U型水封管进口与出口之间的压力差来进行疏水的U 型水封管，分为单级和多级，在电厂实际应用中多级水封管应用较多，平东公司改造后的轴封疏水U 型运行一直不稳定，存在不少问题，针对这些问题进行分析和提出改造方案。 二、U型水封管在实际运行中遇到的问题 目前国内设计轴加疏水水封不论是单级还是多级水封存在运行不稳定问题，易发生水封破坏现象，并且多是运行中临时对轴加水封进水和回水阀门进行调节。 一般情况下，主要是由于负压侧沿程阻力和局部阻力较小，难以抵消真空的影响，在U型套桶管里未能建立起水封，致使空气随疏水一同进入凝汽器中，使得真空恶化。因此，在U型套桶管的出口加装一个调节阀，使疏水在U型套桶管里流动会产生节流，增大沿程阻力和局部阻力，强制建立起水封，改善真空。 如果U型套桶管直通凝汽器或者设计不当，将无法建立起水封，从轴封回收的蒸汽(含有空气)冷却后空气随疏水一同进入凝汽器,影响凝汽器真空。 目前机组加减负荷较频繁轴封蒸汽冷却器进汽量经常变化，使冷却器的水位无法维持在一定范围内，而导致其U型水封管内的疏水量经常变化，U 型水封管多次发生失水现象，当U 型管水封管失水时，轴封蒸汽冷却器的汽侧就直接与凝汽器相通，机组真空就会急剧下跌，需要运行人员对轴加进行注水，并且当注水量大时，遇突然发生机组跳闸造成轴加电机烧损，多次影响机组的安全经济运行。 在U型套桶管的出口处加装调节阀，起到了增大沿程阻力和局部阻力的作用，在U型套桶管里形成水封，保持了两端的压力差。但这并非长久之计，主要问题是担心轴加泄漏，轴加汽侧由于阻力较大(调节阀的节流作用)，轴加疏水及泄漏的凝结水很难较快地排入凝汽器，轴加汽侧水位升高很快，疏水会沿着轴封汽管道经汽轮机高、低压汽封进入汽轮机，这样将会产生严重的后果，一则疏水会对汽轮机的大轴起着冷却作用，使大轴产生热应力或产生热弯曲；二则疏水进入汽轮机后会产生水击作用，严重时会打坏汽轮机的叶片。其次需要对轴加进行注水，并且当注水量大时，遇突然发生机组跳闸造成轴加电机烧损，因此，电厂在条件允许的情况下，应彻底进行改造，消除隐患。 一般由于设计精度问题，在轴加U型套桶管出口处加装调节阀，满负荷时逐渐关小调节阀，凝汽器真空随之变化，调节阀关闭到20%开度时，真空就应正常。但是目前平东公司其调节阀开度
第一节25MW汽轮机热力计算 一、设计基本参数选择 1. 汽轮机类型 机组型号： N25-3.5/435。 机组形式：单压、单缸单轴凝器式汽轮机。 2. 基本参数 额定功率：P el=25MW； 新蒸汽压力P0=3.5MPa，新蒸汽温度t0=435℃； 凝汽器压力P c=5.1kPa； 汽轮机转速n=3000r/min。 3. 其他参数 给水泵出口压力P fp=6.3MPa； 凝结水泵出口压力P cp=1.2MPa； 机械效率ηm=0.99 发电机效率ηg=0.965 加热器效率ηh=0.98 4. 相对内效率的估计 根据已有同类机组相关运行数据选择汽轮机的相对内效率，ηri=83% 5. 损失的估算 主汽阀和调节汽阀节流压力损失：ΔP0=0.05P0=0.175Mpa。 排气阻力损失：ΔP c=0.04P c=0.000204MPa=0.204kPa。 二、汽轮机热力过程线的拟定 （1）在h-s图上，根据新蒸汽压力P0=3.5MPa和新蒸汽温度t0=435℃，可确定汽轮机进气状态点0（主汽阀前），并查得该点的比焓值h0=3303.61kJ/kg，比熵s0=6.9593kJ/kg （kg·℃），比体积v0= 0.0897758m3/kg。 （2）在h-s图上，根据初压P0=3.5MPa及主汽阀和调节汽阀节流压力损失ΔP0=0.175Mpa 可以确定调节级前压力p0’= P0-ΔP0=3.325MPa，然后根据p0’与h0的交点可以确定调节级级前状态点1，并查得该点的温度t’0=433.88℃，比熵s’0= 6.9820kJ/kg（kg·℃），比体积v’0= 0.0945239m3/kg。 （3）在h-s图上，根据凝汽器压力P c=0.0051MPa和排气阻力损失ΔP c=0.000204MPa，可以确定排气压力p c’=P c+ΔP c=0.005304MPa。 （4）在h-s图上，根据凝汽器压力P c=0.0051MPa和s0=6.9593kJ/kg（kg·℃）可以确定气缸理想出口状态点2t，并查得该点比焓值h ct=2124.02kJ/kg，温度t ct=33.23℃，比体积v ct=22.6694183 m3/kg，干度x ct=0.8194。由此可以的带汽轮机理想比焓降 1179.59kJ/kg，进而可以确定汽轮机实际比焓降
600MW汽轮机原则性热力系统设计计算 目录 毕业设计............... 错误!未定义书签。内容摘要 (3) 1.本设计得内容有以下几方面： (3) 2.关键词 (3) 一．热力系统 (4) 二．实际机组回热原则性热力系统 (4) 三．汽轮机原则性热力系统 (4) 1.计算目的及基本公式 (5) 1.1计算目的 (5) 1.2计算的基本方式 (6) 2.计算方法和步骤 (7) 3.设计内容 (7) 3.1整理原始资料 (9) 3.2计算回热抽气系数与凝气系数 (9) 回热循环 (10) 3.2.1混合式加热器及其系统的特点 (10) 3.2.2表面式加热器的特点： (11) 3.2.3表面式加热器的端差θ及热经济性 (11) 3.2.4抽气管道压降Δp j及热经济性 (12) 3.2.5蒸汽冷却器及其热经济性 (12)
3.2.6表面式加热器的疏水方式及热经济性 (13) 3.2.7设置疏水冷却段的意义及热经济性指标 (14) 3.2.8除氧器 (18) 3.2.9除氧器的运行及其热经济性分析 (19) 3.2.10除氧器的汽源连接方式及其热经济性 (19) 3.3新汽量D0计算及功率校核 (23) 3.4热经济性的指标计算 (26) 3.5各汽水流量绝对值计算 (27) 致谢 (32) 参考文献 (33)
600MW汽轮机原则性热力系统设计计算 内容摘要 1.本设计得内容有以下几方面： 1）简述热力系统的相关概念； 2）回热循环的的有关内容（其中涉及到混合式加热器、表面式加热器的特点，并对其具有代表性的加热器作以细致描述。表面式加热器的端差、设置疏水冷却段、蒸汽冷却段、疏水方式及热经济性、除氧器的运行及其热经济性分析、除氧器的汽源连接方式及其热经济性） 3）原则性热力系统的一般计算方法 2.关键词 除氧器、高压加热器、低压加热器
毕业设计说明书 25MW 凝汽式汽轮机组热力设计 学号： 学 院： 专 业： 指导教师： 2016年6月 1227024207 中北大学（朔州校区） 热能与动力工程 张志香
30MW凝汽式汽轮机组热力设计 摘要 本课题针对30MW凝汽式汽轮机组进行热力设计，在额定功率下确定汽轮机型式及参数，使其运行时具有较高的经济性，并考虑汽轮机的结构、系统、布置等方面的因素，以达到“节能降耗，保护环境”的目的。 本文首先对汽轮机进行了选型，对汽轮机总进汽量进行了计算、通流部分的选型、压力级比焓降分配及级数的确定、汽轮机级的热力计算、漏气量的计算与整机校核等。根据通流部分选型，确定排汽口数与末级叶片、配汽方式和调节级的选型，并进行各级比焓降分配与级数的确定；对各级进行热力计算，求出各级通流部分的几何尺寸，相对内效率，实际热力过程曲线。根据热力计算结果，修正各回热抽汽点压力达到符合实际热力过程曲线的要求，并修正回热系统的热力平衡计算，分析并确定汽轮机热力设计的基本参数。 关键词：汽轮机，凝汽式，热力系统，热力计算
Thermodynamic design of 30MW condensing steam turbine Abstract This topic for 30MW steam turbine unit for thermal design, seek appropriate turbine at rated power, to make it run with higher economic and to considered to steam turbine structure, system and arrangement and parts. So it can achieve "energy saving, environmental protection" purpose. Determination of machine, firstly, the steam turbine for the selection of the turbine total inlet were calculated through flow part of the selection pressure enthalpy drop distribution and series, steam turbine thermodynamic calculation, the leakage amount of calculation and check. According to the through flow part of selection to determine the exhaust port number and the last stage blades of steam distribution mode and regulation level selection, and for different levels of specific enthalpy drop distribution and the series of levels with a thermodynamic calculation for at all levels through flow part of the geometry and relative internal efficiency, the actual thermodynamic process curve. According to the thermodynamic calculation results, correction of regenerative extraction steam pressure to conform to the actual thermodynamic process curve, and repair Thermodynamic equilibrium calculation, analysis and determination of the basic parameters of the thermal design of the turbine. keywords:steam turbine, condensing type, thermodynamic system, thermodynamic calculation
关于修订管理标准的通知 汽轮机组主要经济技术指标的计算 为了统一汽轮机组主要经济技术指标的计算方法及过程，本章节计算公式选自中华人民共和国电力行业标准DL/T 904—2004《火力发电厂技术经济指标计算方法》和 GB/T 8117—87《电站汽轮机热力性能验收规程》。 1 凝汽式汽轮机组主要经济技术指标计算 1. 1汽轮机组热耗率及功率计算
a. 非 再热机组试 验热耗率： G0 H kJ/kWh G H HR fw fw N t 式中G0 ─主蒸汽 流量，kg/h；G fw ─给 水流量，kg/h；H 0─ 主蒸汽焓值，kJ/kg；H fw ─给水焓值， kJ/kg； N t ─实测发电机端功率，kW。 修正后（经二类）的热耗率： kJ/kWh HQ HR C Q 式中C Q ─主蒸汽压力、主蒸汽温度、汽机背压对热耗的综合修正系数。修正后的功率： N N t kW p Q 式中K Q ─主蒸汽压力、主蒸汽温度、汽机背压对功率的综合修正系数。
b. 再热机 组试验热 耗率：： kJ/kWh G 0 H 0G fw H fw G R （H r H 1）G J (H r H J ) HR N t 式中G R ─高压缸排 汽流量，kg/h；G J ─再热 减温水流量，kg/h；H r ─ 再热蒸汽焓值，kJ/kg；
关于修订管理标准的通知 H1 ─高压缸排汽焓值，kJ/kg； H J ─再热减温水焓值，kJ/kg。 修正后（经二类）的热耗率： kJ/kWh HQ HR C Q 式中C Q ─主蒸汽压力、主蒸汽温度、再热蒸汽温度、再热压损、再热减温水流量及汽机背压对热耗的综合修正系数。 修正后的功率： N N t kW p Q 式中K Q ─主蒸汽压力、主蒸汽温度、再热蒸汽温度、再热压损、再热减温水流量及汽机背压对功率的综合修正 系数。 1. 2汽轮机汽耗率计算 a. 试验汽耗率： kg/kWh SR G0 N t b. 修正后的汽耗率： SR G c kg/kWh