给水回热加热系统76页PPT

靠性、经济性和灵活性。不言而喻，全面性热力系统
图是施工和运行的主要依据。
第一节 热力系统的概念及分类 二、分类
全厂性 锅炉本体 主要热力设备系统 汽轮机本体 主蒸汽系统 给水系统 按范围划分 局部性 主凝结水系统 热力系统 各种局部功能系统 回热系统 对外供热系统 抽空气系统 冷却水系统 按用途划分 原则性：原理性图 全面性：实际热力系统的反映
汽轮机和其他所有局部热力系统组合而成。
第一节 热力系统的概念及分类 二、分类
2、按用途划分，热力系统可分为原则性和全面性两类。 （1）原则性热力系统：一种原理性图，反映某一特定 工况下系统特征，不应有反映其他工况的设备及管线， 以及所有与目的无关的阀门，相同设备只需画一个代 表，次要的支管线及阀门不应画出 ， （2）全面性热力系统：实际热力系统的反映，它包括 不同运行工况下的所有系统，以反映该系统的安全可
第二节 回热设备及其原则性热力系统
三、蒸汽冷却器 3、外置式蒸汽冷却器的应用
外置式蒸汽冷却器，可单独退出运行，不影响整个高 加系统运行，对于外置蒸汽冷却器多采用单级串联系统。 若蒸汽冷却器内泄不易切除，水侧需装设旁路。 国内机组一般采用单级串联系统，国外也有少数机组
采用串联、并联的综合连接方式。进口大机组多采用内置
卧式混合式加热器结构示意图 (a)1号混合式加热器结构示意图； (b)该1号混合式加热内凝结水细流加热示意图； 1-外壳；2-多孔淋水盘组；3-凝结水入口；4-凝结水出口；5-汽气混合物引出口；6-事故时凝结水到CP2进 口联箱的引出口；7-加热蒸汽进口；8-事故时凝结水往凝汽器的引出口。 A-汽气混合物出口；B-凝结水入口(示意)；C-加热蒸汽入口(示意)；D-凝结水出口。

节能
符合国家及地方制定的相关标准要求，最大限度节约能源，减少对环境的影响。
安全
方案应保证系统的稳定性与安全性，满足各类运行条件的要求，确保使用过程中的安全。
经济
对建设成本、运行费用进行全面分析，能够实现经济性、可行性、可持续性。
设计步骤
1
方案设计
2
根据勘察结果，制定设计方案，提 出设备选型、工艺流程和处理办法。
3
调试验收
4
启动系统，进行设备调试，系统验 收合格后进行正式运行。
勘察
根据用户需求和现场条件进行勘察， 确认系统参数和要求。
施工安装
施工安装系统设备、管道及电气系 统实施。

运行与维护
维护保养
远程控制
定期进行检修、保养、维护， 确保系统设备的稳定性及安 全性。
采用先进的控制技术，在远 程上直接检查设备运行状态 和控制设备的调节。
储存热水以满足对温水的需 求。
阀门
控制水流量，保证加热系统 的正常运行。
工作原理
收集废热
给水回热加热系统可以收 集设备运行或人群活动等 产生的废热。
废热回收
废热经过换热器进行换热， 再次进入加热系统。
加热供热
经过换热后的水会进入水 箱储存，经过循环泵送到 用户的热水设施中，形成 供暖或供应热水。
设计原则
优点
节省能源，降低运行成本 和环境污染，提高设备利 用率和生产效率。
局限性
需要有完善的配套设施， 安装造价相对较高，需要 专业团队施工和维护。
发展方向
提高系统的灵活性，强化 控制设计，持续提高系统 的能源利用率和效益。
参考文献
• 高云云，陈玉龙，“回热式给水加热技术在城市供热中的应用”，《现代城市轨道交通》 2009年12期，第61-62页。

• 电厂广泛采用的面式加热器有立式和卧式两种。
• 卧式换热效果好，热经济性高于立式（在同样凝结放热条件下，由 于横管面上积存的凝结水膜薄，单根横管放热系数为竖管的1.7倍），
结构上易于布置蒸汽过热段和疏水冷却段，布置上可利用放置的高
低来解决低负荷时疏水逐级自流压差动力减小的问题等，所以一般 大容量机组的低压和部分高压加热器多采用卧式。
pj hj pj+1 hj+1
hwj
hwj+1
hwj+2

hj hj+1
31
疏水冷却段的加热器示意图
32
4．实际系统疏水方式的选择
技术经济比较：对热经济性影响约为0.5%～0.15%
（1）疏水逐级自流方式：简单、可靠、费用少 应用：高压加热器、低压加热器
（2）疏水泵方式 ：系统复杂，投资大 应用：大、中型机组的最后一、二级低压加热器 – N600MW机组：全疏水逐级自流方式 – N300MW机组：全疏水逐级自流方式或
3
全厂性 锅炉本体 主要热力设备系统 汽轮机本体 主蒸汽系统 给水系统 按范围划分 局部性 主凝结水系统 热力系统 各种局部功能系统 回热系统 对外供热系统 抽空气系统 冷却水系统 按用途划分 原则性：原理性图 全面性：实际热力系统的反映
由一套水位控制操作系统来操纵，常用的有电动、气动控制系统。
⒋ 新型水位控制器
20
二、蒸汽冷却器的类型
蒸汽冷却器有内置和外置两种
（一）内置式蒸汽冷却器
图4-12 带内置式蒸汽冷却段和疏水 冷却段的面式加热器 （a） 汽水连接方式；（b） t-A图

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

第三单元
给水回热加热系统
第三单元
给水回热加热系统
第三单元
给水回热加热系统
• 具有过热蒸汽冷却段、蒸汽凝结段和疏水冷却段的加热器蒸汽定压放热过 程和给水温升过程。
• 立式管板—U形管式 高压加热器
结构原理类似于卧式
加热器，但要在其中 设置疏水冷却段，则 需要依靠本级加热器 与疏水流向下一级加
冷却段。
第三单元
给水回热加热系统
• 过热蒸汽冷却段布置在给水出口流程侧。它利用具有一定过热度的加热蒸 汽的显热加热较高温度的给水，给水吸收了蒸汽部分过热热量，其温度可
升高到接近或等于、甚至超过加热蒸汽压力下的饱和温度（传热端差可降
为负值）。
第三单元
给水回热加热系统
• 凝结段是利用蒸汽凝结时放出的潜热加热给水的。
• 现在加热器凝结段的隔板设计成在上部留有一定的蒸汽通道，使蒸汽沿着加 热器长度方向均匀分布，并自上而下地流动凝结（像在凝汽器中凝结一样） ，隔板主要起着支撑管束和防振的作用。
第三单元
给水回热加热系统
• 疏水冷却段位于给水进口流程侧。疏水由加热器壳体较低处的疏水进口通 过虹吸的作用进入该段，在一组隔板的引导下流经管束，最后从位于该段 顶部在壳体侧面的疏水口流出。 • 端板的作用是防止凝结段的蒸汽进入疏水冷却段。
第三单元
2. 采用疏水泵的疏水连接方式
给水回热加热系统
• 系统中各加热器的疏水用专用的水泵——疏水泵送入本级加热器出口的主凝 结水管道。 优点：由于疏水进入加热器出口的主凝结水管道，提高了加热器出水温度， 热经济性较好； 缺点：每一台必须装设两台疏水泵（其中一台备用），其投资、厂用电耗、 检修费用增加，并且系统复杂，运行可靠性下降。

技术发展
高效化
随着技术的不断进步，给水回热 加热系统将更加高效，能够更快 速地加热给水，提高系统的整体
效率。
智能化
未来给水回热加热系统将更加智能 化，能够实现自动控制和调节，提 高系统的稳定性和可靠性。
环保化
随着环保意识的提高，给水回热加 热系统将更加注重环保，采用更加 环保的材料和工艺，减少对环境的 影响。
目的
给水回热加热系统的目的是通过回收 利用锅炉给水中的热量，提高热力发 电厂的效率，降低能源消耗和减少环 境污染。
意义
给水回热加热系统对于提高热力发电 厂的能源利用效率和减少环境污染具 有重要意义，有助于推动可持续发展 和能源节约型社会的建设。
02
给水回热加热系统原理
系统构成
给水回热加热系统主要由给水泵、回 热器、凝汽器、除氧器和给水箱等组
商业洗浴热水
通过给水回热加热系统提供商业洗浴场所的热水，满足商业客户的需求。
家庭应用
家庭热水供应
给水回热加热系统可用于家庭热水供 应，提供舒适的生活热水，满足家庭 日常需求。
家庭采暖
通过给水回热加热系统实现家庭采暖， 提高居住环境的舒适度，节约能源和 费用。
05
给水回热加热系统的 引言 • 给水回热加热系统原理 • 给水回热加热系统类型 • 给水回热加热系统的应用 • 给水回热加热系统的优势与挑战 • 未来展望
01
引言
主题简介
• 给水回热加热系统是一种用于提高热力发电厂效率的技术，通 过回收利用锅炉给水中的热量，减少能源损失，提高整体热效 率。
目的和意义
应用前景
工业领域
给水回热加热系统在工业领域具有广泛的应用前景，如锅炉给水、工业冷却水、工艺用水等。随着工业的不断发 展，给水回热加热系统的需求将会不断增加。

五、考虑水沿管路冷却时重力循环的作用 压力
在工程计算中，总的循环作用压力
pzhppf
重力循环热水供暖系统是最早采用的一种热水 供暖方式，已有约200年的历史，至今仍在应 用。
系统特点
它装置简单，运行时无噪音和不消耗电能。但 由于其作用压力小，管径大，作用范围受到限 制。重力循环热水供暖系统通常只能在单幢建 筑物中应用，其作用半径不宜超过50m。
3 热水供暖系统
41、实际上，我们想要的不是针对犯 罪的法 律，而 是针对 疯狂的 法律。 ——马 克·吐温 42、法律的力量应当跟随着公民，就 像影子 跟随着 身体一 样。— —贝卡 利亚 43、法律和制度必须跟上人类思想进 步。— —杰弗 逊 44、人类受制于法律，法律受制于情 理。— —托·富 勒
正比； 2、与供回水的密度差成正比；
二、重力循环热水供暖系统的主要型 式
重力循环热水供暖系统主要分双管和单 管两种型式 。
i=0.5%～ 1%
8
2
4
5
1
3
6
i=0.5%～ 1%
7
i=0.5%～ 1%
11 9
(a)
10
(b)
上供下回式重力循环热水供暖系统管道布 置的一个主要特点是：
系统的供水干管必须有向膨胀水箱方 向上升的流向。其反向的坡度为0．5％ ~1．0％；散热器支管的坡度一般取1%。 这是为了使系统内的空气能顺利地排除， 因系统中若积存空气，就会形成气塞，影 响水的正常循环。
从上面的分析可见，单管热水供暖系统的作用 压力与水温、加热中心与冷却中心的高度差以 及冷却中心的个数有关，且每一根立管只有一 个重力循环作用压力。
为了计算单管系统重力循环作用压力，需求出 各个冷却中心之间管路中水的密度，为此，首 先要确定各冷却中心管路的水温。

控制系统的运行方式通常有开环控制 和闭环控制两种方式。开环控制时， 系统按预设的程序进行控制；闭环控 制时，系统根据实际运行情况不断进 行调整和优化。
03 系统运行与控制
运行方式
顺流运行
给水在加热器中自上而下流动，加热蒸汽自下而上流动，加 热效率高。
逆流运行
给水在加热器中自下而上流动，加热蒸汽自上而下流动，加 热效率低。
抽汽系统
抽汽系统的作用
抽汽系统是将汽轮机内的部分蒸汽抽出，供给其他用汽设 备使用的系统。通过抽汽系统的设置，可以实现能量的梯 级利用，提高机组的效率。
抽汽系统的组成
抽汽系统通常由抽汽管道、阀门、疏水阀等组成。其中抽 汽管道是系统的核心设备，负责将蒸汽从汽轮机内抽出并 输送到各用汽设备。
抽汽系统的运行方式
给水系统的运行方式
给水系统的运行方式通常有定速运行和变速运行两种方式。定速运行时，给水泵以恒定的 转速运行，流量与扬程成反比关系；变速运行时，给水泵的转速可以根据工况变化进行调 整，流量与扬程可以独立调节。
回热系统
01
回热系统的作用
回热系统是利用汽轮机的抽汽加热给水的系统，可以提高给水的温度，
降低煤耗和热耗，提高机组的效率。
检测法
使用专业检测工具对系统各部件 进行检测，确定故障部位和原因。
经验法
根据维护经验，结合系统运行状 况，快速定位故障。
故障处理与预防措施
针对性维修
根据故障诊断结果，采取相应的维修措施，确保 系统恢复正常运行。
预防性维护
针对常见故障，制定预防性维护计划，提前采取 措施预防故障发生。
备件储备
储备常用备件，缩短维修时间，提高系统可靠性。
控制策略
温度控制

联箱—折形管束立式高压加热器 联箱 折形管束立式高压加热器 （带内置式过热蒸汽冷却段和疏水冷却段） 1—给水入口联箱；2—正常水位；3—上级疏水 入口；4—给水出口联箱；5—凝结段；6—人孔； 7—安全阀接口；8—过热蒸汽冷却段；9—蒸汽 入口；10—疏水出口；11—疏水冷却段；12—放 水口
第二节 面式加热器的连接系统
三、疏水方式选择 虽然疏水逐级自流的方式热经济性最差， 虽然疏水逐级自流的方式热经济性最差，但由于系统 简单可靠、投资小、不需附加运行费、 简单可靠、投资小、不需附加运行费、维护工作量小而被广 泛采用，大型机组还普遍装设内置式疏水冷却器。一般大、 泛采用，大型机组还普遍装设内置式疏水冷却器。一般大、 中型机组可在最低一级低压加热器或相邻次末级低压加热器 采用疏水泵方式， 采用疏水泵方式，以减少大量疏水流入凝汽器增加冷源损失 四、疏水设备 （1）U形水封（最后一、二级低加或轴封加热器） 形水封（最后一、二级低加或轴封加热器） （2）浮子式疏水器（中小机组低加） 浮子式疏水器（中小机组低加） （3）疏水调节阀（大机组高加） 疏水调节阀（大机组高加）
面式加热器又可分为水室结构和联箱结构两大类： 面式加热器又可分为水室结构和联箱结构两大类： 1、水室结构采用管板和U形管束连接 水室结构采用管板和U 结构简单、外形尺寸小、管束管径较粗、水阻小、 结构简单、外形尺寸小、管束管径较粗、水阻小、管 子损坏后易堵塞 管板厚、厚管板与薄管壁的连接工艺要求高、 管板厚、厚管板与薄管壁的连接工艺要求高、对温度 变化敏感、运行操作要求严格， 变化敏感、运行操作要求严格，多用于低压加热器 2、联箱结构采用联箱与蛇形管束或螺旋形管束相连接 管束的膨胀柔软性好、 管束的膨胀柔软性好、避免了管束与厚管板连接的工 艺难点、对温度变化不敏感、局部热应力小、 艺难点、对温度变化不敏感、局部热应力小、安全可靠性高 外形尺寸大、管束水阻较大、管子损坏后堵管较困难， 外形尺寸大、管束水阻较大、管子损坏后堵管较困难， 更适于高压加热器。 更适于高压加热器。

（一）回热加热器的运行监视
1、保持最小的传热端差（3~7℃）
（1）加热器受热面结垢 （2）加热器内聚集了空气 （3）凝结水水位过高 （4）加热器的抽汽压力和抽汽量不稳定 （5）加热器的旁路门漏水
2、汽侧凝结水水位应在规定范围内 3、监视加热器蒸汽压力与出口水温 4、防止旁路门漏水
（二）回热加热器的停用
• 传热效果比混合式降低3.7%。
•疏水方式：
疏水逐级自流 加疏水泵：本级加热器的出口
本级加热器的入口
疏水冷却段（器）：减少疏水逐级自
流对相邻加热器产生的“排挤”。
蒸汽冷却器的连接方式： 并联 串联
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小
证明：排挤低压抽汽经
济性差
1、（ 1）排挤
，
1
无回热抽汽时：
qc
3600
t oi m g
有回热抽汽时：
qr
3600
r t
r oi
r m
r g
r t
t
qr qc
再热机组 作功不足系数为：
再热热端：Yi
hi hc
h0 hc
再热冷端：Yi
hi h0
hc hc
有中间再热后，回热效果降低，通常采 用以下方法，提高回热效果：
采用加热器的蒸汽冷却器 再热后抽汽作为小汽轮机的汽源 加大再热冷段抽汽量，使其为更低的低 压加热器抽汽量的1.5~2倍
下一级抽汽压力对应的饱和温度。
三、回热加热器的保护装置 protective equipment of feed——
water preheater
（一）回热加热器的疏水装置
作用：不断地排出运行中的加热器内的
蒸汽凝结水，保持加热器内一定的凝结 水水位，以维持汽空间所必须的压力， 防止水位过高凝结水由抽汽管倒流入汽 轮机内引起水击。

低压加热器的停用也会降低机组的热经济性,特别是最末 一级低加的停用会使级后汽轮机叶片侵蚀加剧,应视情况降低 负荷.
第四节 回热加热器的运行
2、加热器的投运和停用
为减小加热器尤其是高压加热器投入和停用过程中,因温 差应力造成的结合面损坏泄漏,必须控制水温变化率.
加热器的投运和停用方式规定：我国温升率为 ≤5℃/min , 温降率为 ≤2℃/min .而美国 FOSTER WHEEL<FW> 公司规 定的温升率、温降率均为 1.85℃/min.
H1
H2
H3
(a)
j–1
j
j+1
(c)
(e)
j
j–1
j+1
(b)
(d)
(f)
外置式蒸汽冷却器的连接方式 〔a〕单级并联；〔b〕单级串联； 〔c〕与主水流分流两级并联；〔d〕与主水流串联两级并联； 〔e〕先j+1级,后j级的两级串联；〔f〕先j级,后j+1级的两级串联
第二节 面式加热器的连接系统
五、蒸汽冷却器
第三节 实际回热系统的损失
一、回热抽汽汽轮发电机组的热经济性影响因素
〔1〕蒸汽循环参数： p 0、 t0、 p rh、 t rh、 p c
〔2〕回热循环主要参数： Z 、 、tfw
〔3〕疏水收集方式、疏水冷却器和蒸汽冷却器的应用 〔4〕回热系统损失：抽汽管道压降、表面式加热器端差、 回热系统布置和实际给水焓升分配.
3、外置式蒸汽冷却器的应用 外置式蒸汽冷却器,可单独退出运行,不影响整个高加系统运行,对于外置蒸汽 冷却器多采用单级串联系统.若蒸汽冷却器内泄不易切除,水侧需装设旁路. 国内机组一般采用单级串联系统,国外也有少数机组采用串联、并联的综合连 接方式.进口大机组多采用内置式蒸汽冷却器. 低压加热器很少采用蒸汽冷却器.

水调节阀和 U 型水封。 浮子式疏水器： 外置式：应用 125MW 以下的中、小型机组的低压加热器。 内置式：因检修维护困难已经很少采用。 疏水调节阀主要应用于 U 型水封， 一般只用在最后几段抽汽 的低压加热器。
第四章 给水回热加热系统
外置浮子式疏水器是 由浮子、浮子滑阀 3 及连 杆 4 组成。外置式疏水器 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。 外置浮子式疏水器，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。
t W2 , D1 tw 3 , D 2
X r i
第四章 给水回热加热系统
2、采用疏水逐级自流的连接系统 利用相临加热器的汽侧压力差将加热器疏水依次从压力高的 加热器中回流入压力低的加热器中，最后一台加热器的疏水自流 入除氧器或凝汽器闪蒸放热。
第四章 给水回热加热系统
（1）采用疏水泵与采用疏水逐级自流的连接系统的比较：
比较：由于#2疏水热量利用地点不同，可引起#1入口水温 降低，使#1抽汽量增加；#2加热器由于凝结水量增加，抽汽量 利用相临加热器的汽侧压力差将加热器疏水依次从压力高的 增加；而在#3加热器，由于#2加热器疏水热量的进入，排挤了 部分 #3抽汽，使抽汽量减少。形成了高压抽汽增加，低压抽汽 加热器中回流入压力低的加热器中，最后一台加热器的疏水自流 减少的局面， 减少，热经济性降低。疏水泵方式因完全避 免了对低压抽汽的排挤，同时，还使高压抽汽有些减少，故热 入除氧器或凝汽器闪蒸放热。 经济性提高。
第四章 给水回热加热系统
U形管管板式加热器结构
U型管式换热器结构
第四章 给水回热加热系统