发电厂的回热加热系统60页PPT

DL/T5366-2006《火力发电厂汽水管道应力计算技术规定》(简称“应力规 定”)
DL/T5054-1996《火力发电厂汽水管道设计技术规定》(简称“管道规定”)
• 蒸汽管道：主蒸汽管道 、再热蒸汽管道、抽汽管道等。 • 水管道：高压给水管道、低压给水管道、凝结水管道、加热器疏水管道、
锅炉排污管道、补充水管道、给水再循环管道等等。
• 缺点：
• 单元之间不能切换。
应用： 有高压凝汽式机组的发电厂； 装有中间再热机组的发电厂； 参数高、要求大口径高级耐热 合金钢的机组，且主蒸汽管道 投资比例较大时。
温度偏差及其对策
最大允许汽温偏差
管道系统应有混温措施 持久性为15℃，瞬时性为42℃。
汽轮机的主蒸汽、再热蒸汽均为双侧进汽，
—— 再热机组的主蒸汽、再热蒸汽系统以单管、双管及混 合管系统居多，少数也有四管及其混合管系统的。
第六章 发电厂全面性热力系统
• 6-1 管道系统 • 6-2 主蒸汽系统 • 6-3 中间再热机组的旁路系统 • 6-4 给水系统 • 6-5 回热全面热力系统及运行 • 6-6 发电厂疏放水系统 • 6-7 发电厂全面性热力系统
6-1 发电厂的管道阀门
重要性：
• 发电厂的主、辅热力设备是通过管道及其附件连接成整体的。 • 管道工作的可靠性，尤其是在高温高压下工作的汽水管道，对电厂运行
的安全性影响很大。 • 随着高参数大容量再热机组的发展，现代大型火电厂管道总长可达数万
米，总重量可达几百吨甚至上千吨。而且昂贵的高级耐热合金钢占有相 当的比例，使管道费用在火电厂投资中的比重加大。 • 管道压损、泄漏和散热等都不同程度地影响电厂运行的热经济性。
发电厂的管道：输送蒸汽、水、燃料油和空气等工质或载热质

四、高压加热器的自动保护装置
在高压加热器发生故障时，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。
高压加热器的自动保护装置的作用是：当高压加热器发 生故障或管子破裂时，能迅速切断进入加热器管束的给水， 同时又能保证向锅炉供水。
五、回热加热器的运行
因此，混合式加热器在常规发电厂中并没有被普遍采用，只用一台作为系统的除氧设备
（二）表面式加热器
表面式加热器是通过金属受热面将蒸汽的凝结放热量传给管 束内的被加热水，因此存在热阻，一般不能将水加热到该加 热蒸汽压力下的饱和温度。加热蒸汽的饱和温度与加热器出 口水温之差，称为端差，端差愈小，热交换的作功能力损失 愈小，热经济性愈高，但同时为了达到增强传热效果的目的， 加热器的换热面积也将随着增加。
金属消耗量多，造价高；高压加热器承受较高的压力和较高的温度， 工作可靠性较低；当加热器管束破裂或管束接口渗漏，而同时抽汽管上 逆止阀又不严密时，给水可能进入汽轮机，造成汽轮机事故；每台表面 式加热器要增设输送加热蒸汽凝结水（称为疏水）的疏水器及疏水管道。 但对回热系统而言，泵的数量少，系统较简单，投资少，系统安全性提 高，运行、管理维护方便。因此，表面式加热器在电厂抽汽段以后汽轮机的各 级不过负荷，应该根据机组的具体情况减少负荷。
加热器的启停及正常运行的具体操作中几个特别要注意的问题：
1、启动、停用或工况发生变化时的温度变化率
由于大型机组表面式加热器体积大，特别是高压加热器管板厚 度大，给水温度高，给水压力高，考虑到厚实的管板与较薄管束要 有足够的时间均匀地吸热或散热，以防止热冲击使加热器钢管泄漏， 所以要正确地启、停加热器，合理地控制其给水温度变化率。 一般给水温度变化是以加热器出口水温变化为准的，当加热器 启、停或工况变化时，温度的变化率不能太大。

• 进出水量：A1=1；
B1=0
• 抽汽份额：α1=τ1/ q1
• ＃2加热器的热平衡计算
• 吸放热量：q2=h2-hw3；γ2=hd1-hw3；τ2=hw2-hw3
• 进出水量：A2=1；
B2=α1
• 抽汽份额：α2=(τ2-B2γ2)/ q2
• ＃3加热器的热平衡计算
• 吸放热量：q =h -h 第；14页/γ共2=6页0；τ =h -h
4.3.4 简捷热平衡计算4
• 循环吸热量
• 循环吸热量：q0=h0-hw1+(1-α1)(r-h1)
• 循环放热量
• 循环放热量：qc＝αc(hc-hwc)+α3(hd3-hwc) • 式中凝汽份额αc=1-α1-α2-α3
• 循环作功量
• 作功量：wi＝q0－qc • 作功量：wi＝(h0-hc+σ)-α1(h1+σ-hc)-α2(h2-hc) –α3(h3-hc)
4.3.5 回热效果的完善化7 • 疏水泵的作用
• 截断疏水的自流排放，疏水热量为本级加热器回收利用 • 疏水热量回收的效果表现为出水温度提高和无疏水排放
• 热力计算
• 含疏水泵的加热器的热力过程可以等效为混合式加热器 • 出水温度提高幅度与截流的疏水流量和加热器端差有关 • 热力计算中按照混合式加热器的定义计算各种吸放热量
4.3.4 简捷热平衡计算2
• 初终再热参数
• h0=f(p0,t0);hr=f(pr,tr)
• △H=hr-hct=f(pr,tr,pc)
• hc=hr-△H*ηri (已知效率)
• hc＝f(pc,xc)
(已知干度)
• 抽汽参数
• hj=f(pj,tj)

-
3
（1）发电厂原则性热力系统
——以规定的符号表明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
目的：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
特点：简捷、清晰，无相同或备用设备
应用：决定系统组成、发电厂的热经济性
-
4
（2）发电厂全面性热力系统
——发电厂组成的实际热力系统，表明全厂所有 热力设备及其汽水管道的连接方式。 容
器
锅炉
高压加 热器
除氧 器
前置泵
汽动给 水泵
低压加热
-
器
汽轮机
发电机
凝结 水泵
凝结水
7 升压泵
-
8
-
9
发电厂全面性热力系统举例 N600-25.4/538/538型机组全面性热力系统
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10
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发电厂的热力系统
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1
一、两个概念
热力系统——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
热力系统图——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功能有 序连接成一个整体的线路图
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2
二、热力系统的两种基本型式
热力系统
发电厂原则性热力系统
发电厂全面性热力系统
应用：决定影响到投资、施工、运行可靠性和经济性
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5
发电厂原则性热力系统举例： N300-16.67/538/538型机组原则性热力系统

i ,%
P/pr,%
定压低负荷切换
定压
滑压
滑压低负荷切换
定压运行除氧器 滑压运行除氧器
图5-9 除氧器不同运行方式 的热经济性
3.4.2 除氧器汽源的连接方式
p1 H1
H1
p1
p2
p3 pc
3
p1
p3
1
p2
2
hw2 p2
0.784~1.274MPa 对
外供热 p2
12 p4
H2
2
H2
H4
(a)
(b)
3.2.1 表面式加热器的端差
t, °C
1——加热蒸汽
2
2——汽测压力 pj 下的饱和状态
a
tsj ——疏水温度
twj+1 ——进入加热器的凝结水温度
twj——离开加热器的凝结水温度
——端差： = tsj – twj 分析： ↓ ，热经济性↑
a twj+1
tsj
1
b
Δt
A, m2
pj
1b选择
①疏水泵方式 疏水与主水流混合后，↓端差，↑热经济性
②疏水逐级自流方式 高一级抽汽量↑，低一级抽汽量↓，↓热经济性
pj-1 Dj-1
pj Dj
pj+1 Dj+1
hwj-1
pj-1 Dj-1
pj Dj
pj+1 Dj+1
a b
hwj-1 hj
(3)疏水冷却器的设置
目的：减少疏水逐级自流排挤低压抽汽所引起的附加冷
性改善小，提高0.15% ~ 0.20%
②外置式蒸汽冷却器
优点：减少本级端差，提高最终给口水温度；换热面积 大，热经济性可提高0.3% ~ 0.5%；布置方式灵活

• 用图来反映火电厂热力系统，称热力系统图。热力系统图广泛 用于设计研究和运行管理。
3

全 厂 性





主

要
热
力
设
备
系
统
锅 汽
炉 轮
本 机
体 本
体



主 蒸 汽 系 统
热
力
系
统
按
范
围
划
分

局

(d)带有两组重力布置方式的混合式加热器回热系统
p1
p2
p5 p4 p3
pc p7
p6
9
(e)带有部分混合式低压加热器的热力系统
1
2
3
4
H4
H1
H2
H3
5
H5
6
H6
7
H7 SG
2
8C
H8 SG
1
至 C
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（一）混合式与表面式加热器比较 • 混合式加热器因无端差，热经济性高；便于汇集汽水和除氧； • 全由混合式加热器组成的系统，每级混合式加热器的水泵应有
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第二节 回热（机组）原则性热力系统
• 回热系统既是汽轮机热力系统的基础，也是全厂热力系统的核心， 它对机组和电厂的热经济性起着决定性的作用。
• 回热原则性热力系统的热经济性用机组的热耗率 qo 来表征。现代
大型汽轮机组的 m、g 较高，均为 99% 左右。由式（1-30a） 机组热耗率 qo＝3600/img 可知，如视m、g 为定值，则 qo= f （i）。所以本书在定性分析各局部原则性热力系统的热经济性 时，都用汽轮机绝对内效率（即实际循环热效率） I 来说明。

（3）外置式蒸汽冷却器两种连接方式的比较
串联方式 优点：蒸汽冷却器的进水温度高，与蒸汽换热平均温差小，冷却器内火用 损少，效益较显著； 缺点：主水流全部通过冷却器，给水系统的阻力增大，泵功消耗多。 并联方式 优点：主水流中分了一部分到冷却器，给水系统的阻力小，泵功可减小。 缺点： 进入较高压力加热器的水量减少，相应的回热抽汽量减小，回热抽汽做 功减少，热经济性稍逊于串联式; 进入冷却器的水温较低，换热温差较大，冷却器内火用损稍大。 蒸汽冷却器是提高大容量、高参数机组热经济性的有效措施。
混合式加热器结构简单，金属耗量少，造价低，便于汇集各种不同参数 的汽、水流量。 混合式加热器可以兼作除氧设备使用，避免高温金属受热面氧腐蚀。
混合式比表面式系统复杂，导致运行安全性、可靠性低，系统投资大。
一方面凝结水需依靠水泵提高压力后才能进入比凝汽器压力高的 混合式加热器内；另一方面为防止输送饱和水的水泵发生汽烛，水 泵应有正的吸入水头，需设置一水箱安装在适当高度。 根据技术经济全面综合比较，绝大多数电厂都选用了热经济性较差 的面式加热器组成回热系统，只有除氧器采用混合式，以满足给水除氧 的要求。
三、热力除氧原理
热力除氧原理是建立在亨利定律和道尔顿定律基础上。 1.亨利定律 一定温度条件下，单位体积水中溶解的气体量b与水面上该气体的分压 力pb成正比。其关系式为：
bK pb p0
K为溶解度系数，如图2－22所示。
p体的全压力等于各组成气(汽)体分压力之和。
p p j ps
二、 抽汽管道压降Δ Pj及热经济性
1. 抽汽管道压降的计算
抽汽管道压降指汽轮机抽汽口压力Pj 和j级回热加热器内汽侧压力Pj'之差，即
p j p j p 'j

有人陪你走一辈子，所以你要 适应孤 独，没 有人会 帮你一 辈子， 所以你 要奋斗 一生。 22、当眼泪流尽的时候，留下的应该 是坚强 。 23、要改变命运，首先改变自己。
24、勇气很有理由被当作人类德性之 首，因 为这种 德性保 证了所 有其余 的德性 。--温 斯顿． 丘吉尔 。 25、梯子的梯阶从来不是用来搁脚的 ，它只 是让人 们的脚 放上一 段时间 ，以便 让别一 只脚能 够再往 上登。
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根

气动基地式液位仪表既能对系统的液位进行现场指示
和调节，又可为集控室提供可靠的变送信号。应用广泛
3、u型水封管 4、精多选课级件p水pt 封。
9
七、高压加热器的旁路保护装置
1、作用：当高压加热器钢管破裂，高压加热器疏水水 位升高到规定值时，保护装置及时切断进入高压加热 器的给水，同时打开旁路保证向锅炉送水。
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四、加热器的结构： 表面式加热器按布置方式有卧式、立式。 按换热面分有：管板-u形管式、联箱-螺旋管（盘香管）
式 管板-u形管式加热器的结构： 导向板（隔板）：引导蒸汽成S形流动，充分凝结放热。 护板：防止蒸汽对入口管束的冲刷。 应用在水侧压力7.0MPa以下，存在36C传热端差。 为了提高电厂的热效率，更有效的利用抽汽的过热度和
疏水扩容室用不锈钢板分割出，使疏水扩容后再进入 凝结段，避免了疏水对管束的冲击或引起振动。
低加的结构：
五、轴封加热器：
1、作用：利用部分主凝结水来冷却轴封和阀杆的漏汽
，从而回收工质和热量，防止蒸汽逸至机房或漏入油系
统中。
2、结构：
带射汽式抽气器（设轴抽风精选机课件）ppt 的轴封加热器
7
六、疏水装置：
对疏水的冷却，高参数大容量机组的高加常把传热面分为 过热蒸汽冷却段、凝结段、疏水冷却段三部分。如图： 过热段：抽汽降低过热度，放出过热热加热高温给水，使 热能得到合理的利用，出口的给水温度不受饱和温度的限 制，减小传热端差；
精选课件ppt
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凝结段：蒸汽凝结放出汽化热；
疏水段：凝结水被给水冷却继续放热到低于饱和 温度，减轻对下一级抽汽的排挤。
U形管束胀接或焊接在管板上。管板很厚 （300655mm），而管壁相对很薄，为加强它们 之间的严密性，采用了先进的氩弧焊爆胀管工艺。

发电厂中常用的疏水装置有浮子式疏水器、疏水调节阀和U 形水封（包括多级水封）三种。
（一）浮子式疏水器 浮子式疏水器分为内置式（见图示）和外置式两种。因检 修维护困难，现内置式已很少采用，外置式应用于125MW 以下的中、小型机组的低压加热器中。
如图所示为外臵式疏水 器及其连接系统，浮子 式疏水器是由浮子、浮 子滑阀3及连杆4组成。 外臵式疏水器及其连接 系统的构造工作原理为： 当疏水水位升高时，浮 子随之上升并通过连杆 系统带动滑阀，使疏水 阀开大；反之，则由于 浮子的下降关小疏水阀。 外臵浮子式疏水器，通 过汽、水平衡管和加热 器汽侧相连接，以间接 反映加热器中的凝结水 水位的变化。
金属消耗量多，造价高；高压加热器承受较高的压力和较高的温度， 工作可靠性较低；当加热器管束破裂或管束接口渗漏，而同时抽汽管上 逆止阀又不严密时，给水可能进入汽轮机，造成汽轮机事故；每台表面 式加热器要增设输送加热蒸汽凝结水（称为疏水）的疏水器及疏水管道。 但对回热系统而言，泵的数量少，系统较简单，投资少，系统安全性提 高，运行、管理维护方便。因此，表面式加热器在电厂中得到普遍采用。
（三）U型水封
U形水封一般只用在最后几段抽 汽的低压加热器中，它是应用水力学 原理工作的。大机组最后一段抽汽的 低压加热器，因其抽汽压力低，蒸汽 比容大，加热器往往布臵在凝汽器喉 部，易于布臵水封式疏水装臵。 水封式疏水装臵实际上是靠压力 （水柱高度）来关住容器里的蒸汽， 其值为nHρg，这里的n是多级水封管 中的水封管数目，H为每级水封管的 高度，ρ为水的密度，当两个容器内 的压力分别为P1，P2时，它们之间的 关系为 H=(P1-P2）/nρg+（0.5-1.0） m 式中（0.5～1.0）为富裕度。
本节需要掌握以下几个知识点