发电厂给水系统讲解

沈阳工程学院课程设计设计题目：300MW机组给水全程控制系统设计学院自动化学院班级自动化B13 学生姓名学号 2000000000 指导教师邓玮李玉杰职称副教授副教授起止日期：2014年06月23日起——至2014年06月29日止沈阳工程学院课程设计任务书课程设计题目：300MW机组给水全程控制系统设计学院自动化学院班级自动化B13学生姓名学号 2000000000 指导教师邓玮李玉杰职称副教授、副教授课程设计进行地点：教学楼F座619室任务下达时间：2014 年06 月23日起止日期2014年06月23日起——至2014年06月29日止自动化系主任2014年06月20日批准1.设计主要内容及要求；（1）给水控制对象动态特性分析；（2）给水控制系统控制方案设计与原理分析；（3）控制系统组态图分析；（4）CAD制图。

2.对设计说明书、论文撰写内容、格式、字数的要求；（1）.课程设计说明书（论文）是体现和总结课程设计成果的载体，一般不应少于3000字。

（2）.学生应撰写的内容为：中文摘要和关键词、目录、正文、参考文献等。

课程设计说明书（论文）的结构及各部分内容要求可参照《沈阳工程学院毕业设计（论文）撰写规范》执行。

应做到文理通顺，内容正确完整，书写工整，装订整齐。

（3）.说明书（论文）手写或打印均可。

手写要用学校统一的课程设计用纸，用黑或蓝黑墨水工整书写；打印时按《沈阳工程学院毕业设计（论文）撰写规范》的要求进行打印。

（4）. 课程设计说明书（论文）装订顺序为：封面、任务书、成绩评审意见表、中文摘要和关键词、目录、正文、参考文献。

3.时间进度安排；沈阳工程学院热工过程控制系统课程设计成绩评定表学院（系）：自动化学院班级：自动化B13 学生姓名：摘要火力发电厂在我国电力工业中占有主要地位，是我国的重点能源工业之一。

大型火力发电机组具有效率高、投资省、自动化水平高等优点，在国内外发展很快。

给水控制系统是火电厂非常重要的控制子系统。

摘要随着科技的发展，人们越来越离不开电。

大型火力发电厂地位显得尤其重要。

其机组由锅炉、汽轮机发电机组和辅助设备组成的庞大的设备群。

工艺流程复杂，设备众多，管道纵横交错，有上千个参数需要监视、操作和控制，这就需要有先进的自动化设备和控制系统使之正常运行，并且电能生产要求高度的安全可靠和经济性，尤其是大型骨干机组。

大型发电单元机组是一个以锅炉，高压和中、低压汽轮机和发电机为主体的整体。

锅炉作为电厂中的一个重要设备，起着重要的作用，根据生产流程又可以分为燃烧系统和汽水系统。

其中，汽包锅炉给水及水位的调节已经完全采用自动的方式加以控制。

本次课程设计主要研究发电厂给水控制系统，即锅炉汽包水位控制。

其要求是提供合格的蒸汽，使锅炉发汽量适应符合的需要。

为此，生产过程的各个主要工艺参数必须加以严格控制。

锅炉设备是一个复杂的控制对象，主要输入变量是负荷、锅炉给水、燃料量、减温水、送风和引风等。

主要输出变量是汽包水位、蒸汽压力、过热蒸汽温度、炉膛负压、过剩空气等。

发电厂锅炉给水控制系统1.概述大型火力发电机组由锅炉、汽轮机发电机组和辅助设备组成的庞大的设备群。

工艺流程复杂，设备众多，管道纵横交错，有上千个参数需要监视、操作和控制，这就需要有先进的自动化设备和控制系统使之正常运行，并且电能生产要求高度的安全可靠和经济性，尤其是大型骨干机组。

大型发电单元机组是一个以锅炉，高压和中、低压汽轮机和发电机为主体的整体。

锅炉作为电厂中的一个重要设备，起着重要的作用，根据生产流程又可以分为燃烧系统和汽水系统。

其中，汽包锅炉给水及水位的调节已经完全采用自动的方式加以控制。

本次课程设计主要研究发电厂给水控制系统，即锅炉汽包水位控制。

锅炉汽包水位是一种非线性、时变大、强耦合的多变量系统。

在锅炉运行中，水位是一个很重要的参数。

若水位过高，则会影响汽水分离的效果，使用气设备发生故障；而水位过低，则会破坏汽水循环，严重时导致锅炉爆炸。

同时高性能的锅炉产生的蒸汽流量很大，而汽包的体积相对来说较小，所以锅炉水位控制显得非常重要。

第一章给水泵汽轮机结构及其原理一、给水泵汽轮机热力系统的工作原理给水泵汽轮机蒸汽由高压汽源或低压汽源供汽，高压汽源来自主汽轮机的高压缸排汽（即再热冷段的蒸汽），低压汽源来自主机第四段抽汽。

蒸汽做功后排入主机凝汽器。

给水泵汽轮机与给水泵通过齿形联轴器连接，驱动给水泵向锅炉供水。

二、给水泵汽轮机的常规设计驱动给水泵的汽轮机本体结构、组成部件与主汽轮机的基本相同，主汽阀、调节阀、汽缸、喷嘴室、隔板、转子、支持轴承、推力轴承、轴封装置等样样俱全。

给水泵汽轮机的工作任务是驱动给水泵，必须满足锅炉所需的供水要求。

因此，该汽轮机的运行方式与主汽轮机的大不相同。

这些不同的特性集中体现在该汽轮机自身的润滑油系统、压力油系统和调节系统上。

三、岱海电厂的设备配置及选型我公司给水泵汽轮机为杭州汽轮机厂生产的双汽源、外切换、单缸、反动式、下排汽凝汽式汽轮机。

给水泵汽轮机正常运行汽源来自主汽轮机第四段抽汽，备用汽源来自再热冷段蒸汽，无论是正常运行汽源还是备用汽源，均由电液转换器来的二次油压控制进汽量。

进汽速关阀与汽缸法兰连接，紧急情况下速管阀在尽可能短的时间内切断进入汽轮机的蒸汽。

工作蒸汽经速关阀进入蒸汽室，蒸汽室内装有提板式调节汽阀，油动机通过杠杆机构操纵提板（阀梁）决定调节汽阀开度，控制蒸汽流量，蒸汽通过喷嘴导入调节级。

备用蒸汽由管道调节阀控制，管道调节阀法兰连接在速关阀上，备用蒸汽经管道调节阀调节后相继通过速关阀，调节汽阀，然后进入喷嘴作功，这时的调节汽阀全开，不起调节作用。

给水泵汽轮机的轴封蒸汽来自主机轴封系统；排汽通入主机凝汽器。

保护系统配备机械式危急保安装置，用于超速保护和轴位移保护。

两台给水泵汽轮机并联运行，可驱动每台锅炉给水泵50%BMCR的给水量；一台给水泵汽轮机驱动一台锅炉给水泵与一台30%BMCR容量的电动泵组并联运行，可供给锅炉100%BMCR的给水量；一台给水泵汽轮机驱动一台锅炉给水泵作单泵运行时，可供给锅炉60% BMCR的给水量。

发电厂给水系统特点及运行问题(全文) 300MW电厂给水系统采纳单元制，对于600MW由于给水泵超临界机组的参数比亚临界机组扬程要高，故给水管道要求的壁厚不同，高压加热器的承压能力不同，但其系统是相同的。

给水管道的振动是电厂中较常见的问题。

要合理设计管道系统，合理设置支吊架，增加管道系统刚性，还要防止水击。

A XX：发电厂给水系统包括从除氧器出水口到锅炉省煤器进口之间的管道、阀门和附件等。

它包括了低压给水系统、中压给水系统和高压给水系统，给水前置泵进口之前为低压系统，给水前置泵出口与给水泵进口之间为中压给水系统，给水泵出口之后为高压系统。

主要设备：除氧器、汽动给水泵、电动给水泵、加热器。

发电厂给水系统的任务是（包括脱过氧的凝聚水和经过化学处理的补充水）从除氧器贮水箱送到锅炉的省煤器进口。

给水在输送的过程中，要进行加热并升压，以满足锅炉对给水的温度和压力的要求，使整个汽水循环的热效率得到提高。

对300、600MW机组，给水泵配置主要有三种形式：三台电泵，如沙角C厂；二台50%汽泵＋一台30%电泵，如石洞口二厂；一台100%汽泵＋一台30%电泵，如美国GE公司提供的小汽机给水泵组的324个电厂中，有123个采纳1x100%汽泵方案，单机最大机组容量达800MW；美国及德国的单机容量为1300MW和900MW的超临界机组也多采纳1x100%汽泵方案300MW常规配置：（以某300MW火力发电厂为例，见图2）该工程给水系统采纳单元制，每台机组配置2台50%容量的汽动给水泵和1台30%容量电动调速启动备用给水泵。

在1号高加出口、省煤器进口的给水管路上设有电动闸阀，并设有30%BMCR容量的启动调节旁路，在旁路管道上装有气动操纵阀。

在给水泵出口给水管道上设有再循环系统至除氧器。

图1该工程给水系统中三台高压加热器采纳大旁路系统，具有系统简单，阀门少，运行维护方便等优点。

给水泵汽轮机有两个汽源，带自动汽源切换装置，正常工作汽源来自主汽轮机的四级抽汽，启动及低负荷时由再热蒸汽冷段或辅助蒸汽系统供汽。

给水系统发电厂的给水系统是指从除氧器给水箱经前置泵、给水泵、高压加热器到锅炉省煤器前的全部给水管道，还包括给水泵的再循环管道、各种用途的减温水管道以及管道附件等。

给水系统的主要作用是把除氧水升压后，通过高压加热器利用汽轮机抽汽加热供给锅炉，提高循环的热效率，同时提供高压旁路减温水、过热器减温水及再热器减温水等。

一、给水系统的形式1、低压给水系统由除氧器给水箱经下水管至给水泵进口的管道、阀门和附件组成，由于承受的给水压力较低，称为低压给水系统。

为减少流动阻力，防止给水泵汽蚀，一般采用管道短、管径大、阀门少、系统简单的管道系统。

低压供水管道常分为单母管分段制和切换母管制两种。

单母管分段制是下水管接在低压给水母管上，给水再由母管分配到给水泵中。

这种系统由于系统简单，布置方便，阀门少，压力损失小，故应用比较广泛。

切换母管制是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。

这种系统调度灵活、阻力小，但管道布置复杂，投资大，多用于给水泵出力与机炉容量匹配的情况。

2、高压给水系统由给水泵出口经高压加热器到锅炉省煤器前的管道、阀门和附件组成，由于承受的给水压力很高，称为高压给水系统。

高压给水管道系统有：集中母管制、切换母管制、扩大单元制和单元制四种形式。

前三种形式的给水管道系统，由于运行调度灵活、供水可靠，并能减少备用泵的台数，在我国超高参数以下机组中普遍采用，如图3-51所示。

它们的共同特点是：①在给水泵出口的高压给水管道上按水流方向装设一个止回阀和一个截止阀。

止回阀用于防止高压水倒流，截止阀用于切断高压给水与事故泵和备用泵的关系。

②为防止低负荷时给水泵汽蚀，在各给水泵的出口截止阀前接出至除氧器给水箱的再循环管，保证在低负荷工况下有足够的水量通过给水泵。

③高压加热器均设有给水自动旁路，当高压加热器故障解列时，可通过旁路向锅炉供水。

④在冷、热高压给水母管之间，设置直通的“冷供管”，作为高压加热器事故停用或锅炉启动时间向锅炉直接供水，机组正常运行时，处于热备用状态。

电厂给水系统课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解电厂给水系统的基本概念，掌握其主要组成部分及工作原理。

2. 学生能掌握电厂给水系统的主要参数，如压力、温度、流量等，并了解它们之间的关系。

3. 学生能了解电厂给水系统的水质要求，以及不同水质对系统运行的影响。

技能目标：1. 学生能通过分析电厂给水系统的实际案例，提高解决问题的能力。

2. 学生能运用所学的理论知识，设计简单的电厂给水系统方案，并进行初步的分析和评估。

3. 学生能通过小组合作，提高沟通协调和团队协作能力。

情感态度价值观目标：1. 学生对电厂给水系统产生兴趣，认识到其在电力行业中的重要性，增强对能源领域的探索欲望。

2. 学生在学习过程中，培养严谨的科学态度和良好的学习习惯，提高自主学习能力。

3. 学生能够关注电厂给水系统对环境的影响，树立环保意识，为可持续发展做出贡献。

本课程针对高中年级学生，结合其知识水平、认知能力和兴趣特点，以实用性为导向，注重理论知识与实践应用的结合。

课程目标旨在培养学生的专业知识、实际操作能力以及情感态度价值观，为学生在电力工程领域的发展奠定基础。

通过对课程目标的分解和教学设计，教师可以更好地开展教学活动，评估学生的学习成果。

二、教学内容本章节教学内容主要包括以下几部分：1. 电厂给水系统概述：介绍电厂给水系统的基本概念、作用和重要性，使学生对该系统有一个整体的认识。

2. 电厂给水系统主要组成部分：讲解锅炉、汽轮机、水泵、水处理设备等主要设备的工作原理和功能，使学生了解系统各部分的协同作用。

3. 电厂给水系统参数及关系：分析压力、温度、流量等主要参数之间的关系，以及它们对系统运行的影响。

4. 水质要求与处理：介绍电厂给水的水质要求，讲解常见的水处理方法，如离子交换、反渗透等，使学生了解水质对系统稳定运行的重要性。

5. 电厂给水系统设计与分析：教授系统设计的基本原则和方法，引导学生运用所学知识，分析实际案例，提高解决问题的能力。

火电厂直流锅炉给水系统浅析摘要：给水控制系统是锅炉运行中一个重要的监控参数，它间接的表示了锅炉蒸汽负荷和给水量之间的平衡关系。

维持给水量正常是保证汽轮机和锅炉安全运行的重要条件。

直流锅炉中给水流量的波动将对机组负荷、主蒸汽压力和主蒸汽温度等机组运行重要过程参数均产生较大影响，因此直流锅炉的给水流量控制也成为控制锅炉出口主蒸汽温度的一个重要手段。

引言：给水控制运行欠佳，将导致锅炉煤水比动态失调，这样会使锅炉出口主蒸汽温度变化较大，给水量过少，会影响锅炉的正常运行,并使分离器出口温度过高。

给水量过多，会影响汽水分离装置的正常工作，造成汽水分离器出口蒸汽水分过多而使过热器管壁结垢，容易烧坏过热器。

汽水分离器出口蒸汽中水分过多，也会使过热汽温产生急剧变化，直接影响机组运行的安全性和经济性。

一、主给水系统在火力发电厂的作用以前，小机组基本采用汽包炉，其给水控制方案即在低负荷时采用单冲量，高负荷时采用三冲量，而直流炉基本采用给水泵转速控制。

炉给水泵位于除氧器和高压加热器之间，它从除氧器水箱中吸取饱和水，充份高度的物理位置设计，保证入口不发汽蚀，经泵升压后，进入高压加热器使给水进一步加热，而后送入锅炉。

锅炉运行时不断地向外送出大量蒸汽，因此必须连续不断地向它供水，以维持锅炉内工质平衡，以补偿因提供大量蒸汽以及其它方向损失掉的水量。

补充水必须是经过化学处理后软化的纯水，送往除氧器，作为锅炉补充水。

在运行中绝对不允许断水，若发生给水不足就会影响锅炉的正常运行，甚至造成严重后果，为此热工保护系统中加入给水流量低，低低保护来保护运行安全。

给水控制系统的主要功能由锅炉送往汽轮机的蒸汽，在汽轮机中膨胀，推动汽轮机转子转动，得到旋转的机械功，驱动发电机转子旋转，转子上的磁场产生的磁通切割发电机定子绕组而产生电流，完成发电全过程。

进入汽轮机的部分蒸汽从中间抽出送至高压加热器，除氧器与低压加热器去加热凝结水和给水，其余大部分蒸汽在汽轮机中做功后变成乏汽，排放到凝汽器，被循环水冷却而凝结成凝结水，由凝结水泵抽出，经过低压加热器送至除氧器除氧后由给水泵经过高压加热器送入锅炉，完成一个循环，这样周而复始的连续做功发电。

电厂给水系统知识点总结1. 给水系统的基本组成电厂给水系统通常包括水处理设备、给水泵、锅炉、热回收系统等组成部分。

水处理设备主要包括除盐设备、软化设备、过滤设备等，用于去除水中的杂质、有机物和溶解盐。

给水泵主要用于将处理后的水送往锅炉中。

锅炉是热力发电厂的核心设备，它通过燃烧煤或其他燃料，产生高温高压的蒸汽，用于驱动汽轮机发电。

热回收系统则用于将锅炉排放的废热利用，提高发电厂的能效。

2. 不同种类发电厂给水系统的特点根据不同种类发电厂的不同特点，给水系统也有所不同。

例如，火力发电厂的给水系统需要考虑到燃煤锅炉排放的灰渣对水质的影响，需要增加除渣设备；核电站的给水系统需要更加严格的水质控制，以防止辐射污染；水力发电厂的给水系统则需要考虑到水流的变化对水泵的影响等等。

因此，对不同种类发电厂给水系统的特点有深入的了解是非常重要的。

3. 给水系统的运行原理给水系统的运行原理主要包括水处理、水泵的运行和锅炉的工作原理。

首先是水处理，包括除盐、软化、过滤等步骤，目的是去除水中的杂质和离子。

然后是给水泵的运行，它的主要作用是将处理后的水送往锅炉中，同时保证足够的水压和流量。

最后是锅炉的工作原理，它通过燃烧煤或其他燃料，产生高温高压的蒸汽，用于驱动汽轮机发电。

锅炉的运行状态直接影响到给水系统的稳定性和安全性。

4. 给水系统的安全管理电厂给水系统是发电厂的重要组成部分，其安全性直接关系到整个发电厂的安全性和稳定性。

为了确保给水系统的安全性，必须对其进行严格的管理和监控。

首先需要对给水设备和管道进行定期的检查和维护，确保其正常运行。

另外，还需要对水质进行定期的监测，发现问题及时处理。

此外，还需要建立健全的安全管理制度，加强员工的安全意识，定期进行安全培训。

5. 给水系统的节能减排随着对能源消耗和环境保护意识的增强，电厂给水系统的节能减排问题也变得越来越重要。

为了降低给水系统的能耗和减少排放，可以采取一系列措施，如优化水处理工艺，提高水利用率；采用高效的水泵和锅炉设备，减少能量损耗；加强废热利用，提高能效等。

给水系统一、给水系统的流程及作用介绍在热力系统中通常将除氧器出口到锅炉入口这一段锅炉供水管道以及附属设备称为给水系统。

给水系统是火力发电厂汽水系统的重要组成部分，它由除氧器、给水泵组、高加及给水管道组成。

从低加系统供给的凝结水进入除氧器进行加热、除氧，然后经过给水泵升压，流经高压加热器加热给水，向锅炉提供一定压力、一定温度的给水，同时提供高旁减温水、主蒸汽减温水及再热蒸汽减温水。

二、给水系统各设备的介绍1、除氧器介绍给水中溶氧的来源：补给水带入；真空系统漏人。

给水中溶氧的危害：腐蚀热力设备及管道，降低设备的可靠性和使用寿命；阻碍传热，形成气膜；造成给水泵的气蚀；造成汽轮机叶片结垢，影响通流面积，降低机组的效率及出力。

因此，必须对给水进行除氧处理。

由亨利定律可知，水中溶解的某种气体浓度和该气体在气液表面的分压成正比。

把蒸汽通入除氧器加热给水，在加热过程中，水面上水蒸气的分压力逐渐增加，而其他气体的分压力逐渐降低，水中的气体就不断地分离析出。

当水被加热到除氧器压力下的饱和温度时，水面上的空间全部被水蒸汽充满，各种气体的分压力趋于零，此时水中的氧气及其其他气体即被去除，即除氧器的工作原理。

国峰煤电公司采用无头除氧器，设计压力：1.16 MPa；设计温度：361℃；有效容积：100 m3；最大出力：1193t/h 工作原理：来自低压加热器的主凝结水（含补充水）经进水调节阀调节后，进入除氧器，和其他各路疏水在除氧器内混合，经喷头或多孔管喷出，形成伞状水膜逆止阀，和由下而上的加热蒸汽进行混合式传热和传质，给水迅速达到工作压力下的饱和温度。

此时逆止阀，水中的大部份溶氧及其他气体基本上被分析出来，达到除氧的目的。

采用无头除氧器的优点：a)除氧效果好、运行平稳可靠。

其出水含氧量<5μg/l；适应负荷变化的能力较强，负荷的允许的变化范围为10～110％之间，在此范围均能保证上述除氧效果。

b)使用寿命长。

由于取消了除氧头，因而避免了除氧水箱支撑除氧头处产生的应力所产生的裂纹，增加了除氧器的使用寿命。

凝结水系统主凝结水系统指由凝汽器至除氧器之间相关的管道与设备。

主凝结水系统主要作用是加热凝结水，并加凝结从凝结器热井送至除氧器。

作为超临界机组，对锅炉给水的品质很高，因此主凝结水系统还要对凝结水系统进行除盐净化，此外，主凝结水系统还对凝结器热井水位和除氧器水位进行必要的调节，以保证整个系统的安全运行。

呼热1#机凝泵压力为1.5MPa。

一系统的组成主凝结系统包括两台100%容量立式凝结水泵（型号：C720III-4，）、凝结水精处理装置、一台轴封加热器，四台低压加热器，一台凝结水补充水箱和两台凝结水补充水泵。

为保证系统在启动、停机、低负荷和设备故障时运行时安全可靠，系统设置了众多的阀门和阀门组。

主凝结水的流程为：凝结器热井→凝结水泵→凝结水精处理装置→轴封加热器→8号低压加热器→7低压加热器→6低压加热器→5低压加热器→除氧器。

1 凝结水泵及系统凝结水泵用途：凝结水泵在高度真空的条件下将凝汽器的热井中的凝结水抽出，输送接近于凝汽器压力的饱和温度的水。

1台变频运行1台工频备用。

离心泵的工作原理：在泵内充满水的情况下，叶轮旋转使叶轮内的内也跟着旋转，叶轮内的水在离心力的作用下获得能量，叶轮林槽道内的水在离心力的作用下甩向外围流进泵壳，于是在叶轮中心压力降低，这个压力低于进水管压力，水就在这个压力差的作用下由吸水池流入叶轮，这样水泵就可以不断的吸水，不断的供水了。

具有结构简单、不易磨损，运行平稳、噪声小、出水均匀，可以制造各种参数的水泵，效率高等优点，因此离心泵可以广大的应用。

凝结水泵轴封有良好的密封性能，不允许发生漏泄现象。

凝结水泵轴封采用机械密封。

泵能在出口阀关闭的情况下启动，而后开启出口阀门。

泵能承受短时间的反转。

2 凝结水精处理装置为确保锅炉给水品质，防止由于铜管泄漏或其它原因造成凝结水中的含盐量增大。

（大机组特有）。

3 轴封加热器及凝结水最小流量再循环在汽轮机级内，主要是在隔板和主轴的间隙处，以及动叶顶部与汽缸(或隔板套)的间隙处存在漏汽。