熱力系統(tǒng)及主設(shè)備選擇原則

1、第四章第四章 發(fā)電廠的熱力系統(tǒng)發(fā)電廠的熱力系統(tǒng)4-1 4-1 熱力系統(tǒng)及主設(shè)備選擇原則熱力系統(tǒng)及主設(shè)備選擇原則 熱力系統(tǒng)熱力系統(tǒng)將熱力設(shè)備按照熱力循環(huán)的順將熱力設(shè)備按照熱力循環(huán)的順序用管道和附件連接起來的一個(gè)有機(jī)整體序用管道和附件連接起來的一個(gè)有機(jī)整體 熱力系統(tǒng)圖熱力系統(tǒng)圖根據(jù)發(fā)電廠熱力循環(huán)的特征，根據(jù)發(fā)電廠熱力循環(huán)的特征，將熱力部分的主、輔設(shè)備及其管道附件按將熱力部分的主、輔設(shè)備及其管道附件按功能有序連接成一個(gè)整體的線路圖功能有序連接成一個(gè)整體的線路圖發(fā)電廠熱力系統(tǒng)的兩種基本型式發(fā)電廠熱力系統(tǒng)的兩種基本型式：發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng) 發(fā)電廠全面性熱力系統(tǒng)發(fā)電廠全面性熱力系統(tǒng)（

2、1 1）發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng) 以規(guī)定的符號表示工質(zhì)按某種以規(guī)定的符號表示工質(zhì)按某種熱力循環(huán)順序流經(jīng)的各種熱力設(shè)備之間熱力循環(huán)順序流經(jīng)的各種熱力設(shè)備之間聯(lián)系的線路圖聯(lián)系的線路圖 目的目的：表明能量轉(zhuǎn)換與利用的基本過程，：表明能量轉(zhuǎn)換與利用的基本過程，反映發(fā)電廠能量轉(zhuǎn)換過程的技術(shù)完善程反映發(fā)電廠能量轉(zhuǎn)換過程的技術(shù)完善程度和熱經(jīng)濟(jì)性度和熱經(jīng)濟(jì)性 特點(diǎn)特點(diǎn)：簡捷、清晰，無相同或備用設(shè)備：簡捷、清晰，無相同或備用設(shè)備 應(yīng)用應(yīng)用：決定系統(tǒng)組成、發(fā)電廠的熱經(jīng)濟(jì)：決定系統(tǒng)組成、發(fā)電廠的熱經(jīng)濟(jì)性性 （2 2）發(fā)電廠全面性熱力系統(tǒng)發(fā)電廠全面性熱力系統(tǒng) 發(fā)電廠組成的實(shí)際熱力系統(tǒng)發(fā)電廠組成的實(shí)際熱

3、力系統(tǒng) 特點(diǎn)特點(diǎn)：全面：全面 應(yīng)用應(yīng)用：決定影響到投資、施工、運(yùn)行可靠：決定影響到投資、施工、運(yùn)行可靠性和經(jīng)濟(jì)性性和經(jīng)濟(jì)性組成組成：主蒸汽和再熱蒸汽系統(tǒng)、旁路系統(tǒng)、：主蒸汽和再熱蒸汽系統(tǒng)、旁路系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、回?zé)峒訜幔ɑ責(zé)岢槠笆杷┗責(zé)峒訜幔ɑ責(zé)岢槠笆杷┫到y(tǒng)、除氧系統(tǒng)、系統(tǒng)、除氧系統(tǒng)、主凝結(jié)水系統(tǒng)、主凝結(jié)水系統(tǒng)、補(bǔ)充水系統(tǒng)、鍋爐排污系統(tǒng)、補(bǔ)充水系統(tǒng)、鍋爐排污系統(tǒng)、供熱系供熱系統(tǒng)、廠內(nèi)循環(huán)水系統(tǒng)、鍋爐啟動(dòng)系統(tǒng)等。統(tǒng)、廠內(nèi)循環(huán)水系統(tǒng)、鍋爐啟動(dòng)系統(tǒng)等。（一）（一）發(fā)電廠型式和容量確定發(fā)電廠型式和容量確定1 1、發(fā)電廠設(shè)計(jì)程序：初步可行性研究、可行性研究、發(fā)電廠設(shè)計(jì)程序：初步可行性研究

4、、可行性研究、初步設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)初步設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)2 2、初步可行性研究中，明確發(fā)電廠的型式和容量、初步可行性研究中，明確發(fā)電廠的型式和容量 只有電負(fù)荷：建凝汽式電廠只有電負(fù)荷：建凝汽式電廠 有供熱需要：建熱電聯(lián)產(chǎn)；有供熱需要：建熱電聯(lián)產(chǎn)； 燃煤：燃煤： 建在燃料產(chǎn)地附近或礦口發(fā)電廠；建在燃料產(chǎn)地附近或礦口發(fā)電廠； 有天然氣：有天然氣： 燃?xì)馊細(xì)庹羝?lián)合循環(huán)電廠蒸汽聯(lián)合循環(huán)電廠 大容量機(jī)組出力等常用術(shù)語的定義大容量機(jī)組出力等常用術(shù)語的定義：銘牌出力銘牌出力：汽輪機(jī)在額定進(jìn)汽和再熱參數(shù)工況下，排汽壓汽輪機(jī)在額定進(jìn)汽和再熱參數(shù)工況下，排汽壓力為力為11.8kpa11.8kpa，補(bǔ)水率為，補(bǔ)水率

5、為3%3%時(shí)，汽輪發(fā)電機(jī)組的保證出力時(shí)，汽輪發(fā)電機(jī)組的保證出力汽輪發(fā)電機(jī)組保證最大連續(xù)出力（汽輪發(fā)電機(jī)組保證最大連續(xù)出力（TMCRTMCR）： 汽輪機(jī)在通過汽輪機(jī)在通過銘牌出力所保證的進(jìn)汽量、額定主蒸汽和再熱蒸汽工況下，銘牌出力所保證的進(jìn)汽量、額定主蒸汽和再熱蒸汽工況下，在正常的排汽壓力（在正常的排汽壓力（4.9kpa4.9kpa）下，補(bǔ)水率為）下，補(bǔ)水率為0%0%時(shí)，機(jī)組能時(shí)，機(jī)組能保證達(dá)到的出力保證達(dá)到的出力 汽輪發(fā)電機(jī)組調(diào)節(jié)汽門全開時(shí)最大計(jì)算出力（汽輪發(fā)電機(jī)組調(diào)節(jié)汽門全開時(shí)最大計(jì)算出力（VWOVWO）：汽輪機(jī)調(diào)節(jié)汽門全開時(shí)通過計(jì)算最大進(jìn)汽量和額定的主蒸汽輪機(jī)調(diào)節(jié)汽門全開時(shí)通過計(jì)算最大進(jìn)汽

6、量和額定的主蒸汽、再熱蒸汽參數(shù)工況下，并在正常排汽壓力（汽、再熱蒸汽參數(shù)工況下，并在正常排汽壓力（4.9kpa4.9kpa）和補(bǔ)水率和補(bǔ)水率0%0%條件下計(jì)算所能達(dá)到的出力條件下計(jì)算所能達(dá)到的出力 其他其他：汽輪發(fā)電機(jī)組在調(diào)節(jié)汽門全開和所有給水加熱器全汽輪發(fā)電機(jī)組在調(diào)節(jié)汽門全開和所有給水加熱器全部投運(yùn)之下，超壓部投運(yùn)之下，超壓5%5%連續(xù)運(yùn)行的能力，以適應(yīng)調(diào)峰的需要連續(xù)運(yùn)行的能力，以適應(yīng)調(diào)峰的需要 （二）（二）主要設(shè)備選擇原則主要設(shè)備選擇原則（1 1）汽輪機(jī)容量汽輪機(jī)容量 最大機(jī)組容量不宜超過系統(tǒng)總?cè)萘康淖畲髾C(jī)組容量不宜超過系統(tǒng)總?cè)萘康?0%10%； 大容量電力系統(tǒng)，選用高效率的大容量電力系統(tǒng)

7、，選用高效率的300MW300MW、600MW600MW機(jī)組機(jī)組 （2 2）汽輪機(jī)參數(shù)汽輪機(jī)參數(shù)采用高效率大容量中間再熱式汽輪機(jī)組；采用高效率大容量中間再熱式汽輪機(jī)組；大型凝汽式火電廠汽輪機(jī)組采用亞臨界和超臨大型凝汽式火電廠汽輪機(jī)組采用亞臨界和超臨界：界：300MW300MW、600MW600MW、800MW800MW、1000MW1000MW（3 3）汽輪機(jī)臺(tái)數(shù)汽輪機(jī)臺(tái)數(shù)汽輪發(fā)電機(jī)組臺(tái)數(shù)汽輪發(fā)電機(jī)組臺(tái)數(shù)4 46 6臺(tái)，機(jī)組容量等級不超臺(tái)，機(jī)組容量等級不超過兩種；過兩種；同容量機(jī)、爐采用同一制造廠的同一型式同容量機(jī)、爐采用同一制造廠的同一型式 1 1、汽輪機(jī)組、汽輪機(jī)組 2 2、鍋爐、鍋爐 （

8、1 1）鍋爐參數(shù)鍋爐參數(shù)鍋爐過熱器出口額定蒸汽壓力鍋爐過熱器出口額定蒸汽壓力：汽輪機(jī)額定進(jìn)汽壓力的：汽輪機(jī)額定進(jìn)汽壓力的105105過熱器出口額定蒸汽溫度過熱器出口額定蒸汽溫度：汽輪機(jī)額定進(jìn)汽溫度高：汽輪機(jī)額定進(jìn)汽溫度高33冷段再熱蒸汽管道、再熱器、熱段再熱蒸汽管道額定工況的壓力冷段再熱蒸汽管道、再熱器、熱段再熱蒸汽管道額定工況的壓力降：分別取汽輪機(jī)額定工況下高壓缸排汽壓力的降：分別取汽輪機(jī)額定工況下高壓缸排汽壓力的1.51.52.02.0，5 5，3.53.53.03.0再熱器出口額定蒸汽溫度再熱器出口額定蒸汽溫度：比汽輪機(jī)中壓缸額定進(jìn)汽溫度高：比汽輪機(jī)中壓缸額定進(jìn)汽溫度高 33（2 2）鍋

9、爐型式鍋爐型式 采用煤粉爐；采用煤粉爐；90909393水循環(huán)方式：自然循環(huán)、強(qiáng)制循環(huán)、直流水循環(huán)方式：自然循環(huán)、強(qiáng)制循環(huán)、直流 （3 3）鍋爐容量與臺(tái)數(shù)鍋爐容量與臺(tái)數(shù) 凝汽式發(fā)電廠一般一機(jī)配一爐；凝汽式發(fā)電廠一般一機(jī)配一爐；聯(lián)產(chǎn)發(fā)電廠，保證鍋爐最小穩(wěn)定燃燒的負(fù)荷聯(lián)產(chǎn)發(fā)電廠，保證鍋爐最小穩(wěn)定燃燒的負(fù)荷 4-2 4-2 發(fā)電廠的輔助熱力系統(tǒng)發(fā)電廠的輔助熱力系統(tǒng)1 1、工質(zhì)損失及補(bǔ)充水系統(tǒng)工質(zhì)損失及補(bǔ)充水系統(tǒng)（1 1）工質(zhì)損失工質(zhì)損失 熱損失，熱損失，熱經(jīng)濟(jì)性熱經(jīng)濟(jì)性 ；水處理設(shè)備的投資和運(yùn)行費(fèi)用；水處理設(shè)備的投資和運(yùn)行費(fèi)用；水品質(zhì)下降，水品質(zhì)下降，汽包鍋爐排污量，造成過熱器汽包鍋爐排污量，造成過

10、熱器結(jié)垢、汽輪機(jī)通流部分積鹽，出力結(jié)垢、汽輪機(jī)通流部分積鹽，出力，推力，推力內(nèi)部損失內(nèi)部損失發(fā)電廠內(nèi)部熱力設(shè)備及系統(tǒng)造成的發(fā)電廠內(nèi)部熱力設(shè)備及系統(tǒng)造成的工質(zhì)損失，正常性工質(zhì)損失和非正常性工質(zhì)損失工質(zhì)損失，正常性工質(zhì)損失和非正常性工質(zhì)損失 外部損失外部損失發(fā)電廠對外供熱設(shè)備及系統(tǒng)造成的發(fā)電廠對外供熱設(shè)備及系統(tǒng)造成的工質(zhì)損失工質(zhì)損失 （2 2）補(bǔ)充水引入系統(tǒng)補(bǔ)充水引入系統(tǒng) 補(bǔ)充水計(jì)算補(bǔ)充水計(jì)算：補(bǔ)充水制取方式補(bǔ)充水制取方式：中參數(shù)及以下：軟化水（鈣、鎂）中參數(shù)及以下：軟化水（鈣、鎂） 高參數(shù)：高參數(shù)： 除鹽水（鈣、鎂、硅酸鹽除鹽水（鈣、鎂、硅酸鹽 ） 亞臨界以上：除鈣、鎂、硅酸鹽、鈉鹽、腐蝕產(chǎn)亞臨

11、界以上：除鈣、鎂、硅酸鹽、鈉鹽、腐蝕產(chǎn)物、物、SiOSiO2 2、鐵、鐵除氧除氧：一級除氧、二級除氧一級除氧、二級除氧 補(bǔ)充水引入回?zé)嵯到y(tǒng)的地點(diǎn)及水量調(diào)節(jié)補(bǔ)充水引入回?zé)嵯到y(tǒng)的地點(diǎn)及水量調(diào)節(jié)：匯入點(diǎn)選擇混合溫差小的地方匯入點(diǎn)選擇混合溫差小的地方水量調(diào)節(jié)地點(diǎn)：水量調(diào)節(jié)地點(diǎn)： 凝汽器（大、中型凝汽機(jī)組）凝汽器（大、中型凝汽機(jī)組） 給水除氧器（小型機(jī)組）給水除氧器（小型機(jī)組） 化學(xué)補(bǔ)充水引入回?zé)嵯到y(tǒng)化學(xué)補(bǔ)充水引入回?zé)嵯到y(tǒng)（a a）高參數(shù)熱電廠補(bǔ)充水引入系統(tǒng)；（）高參數(shù)熱電廠補(bǔ)充水引入系統(tǒng)；（b b）中、低參數(shù)熱電廠補(bǔ)充水的引入；）中、低參數(shù)熱電廠補(bǔ)充水的引入；（c c）高參數(shù)凝汽式電廠補(bǔ)充水的引入）高

12、參數(shù)凝汽式電廠補(bǔ)充水的引入 2 2、工質(zhì)回收及廢熱利用系統(tǒng)、工質(zhì)回收及廢熱利用系統(tǒng) （一）（一）汽包鍋爐連續(xù)排污利用系統(tǒng)汽包鍋爐連續(xù)排污利用系統(tǒng) 控制汽包內(nèi)爐水水質(zhì)在允許范圍內(nèi)控制汽包內(nèi)爐水水質(zhì)在允許范圍內(nèi) 根據(jù)根據(jù)“規(guī)程規(guī)程”的規(guī)定，汽包鍋爐的正常排污率不的規(guī)定，汽包鍋爐的正常排污率不得低于鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量的得低于鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量的0.30.3，但也不宜超，但也不宜超過鍋爐額定蒸發(fā)量過鍋爐額定蒸發(fā)量D Db b的下列數(shù)值：的下列數(shù)值：（1 1）以化學(xué)除鹽水為補(bǔ)給水的凝汽式發(fā)電廠為）以化學(xué)除鹽水為補(bǔ)給水的凝汽式發(fā)電廠為1 1（2 2）以化學(xué)除鹽水或蒸餾水為補(bǔ)給水的熱電廠為）以化學(xué)除鹽水或蒸

13、餾水為補(bǔ)給水的熱電廠為2 2（3 3）以化學(xué)軟化水為補(bǔ)給水的熱電廠為）以化學(xué)軟化水為補(bǔ)給水的熱電廠為5 5 高壓的排污水通過壓力較低的連續(xù)排污高壓的排污水通過壓力較低的連續(xù)排污擴(kuò)容器擴(kuò)容蒸發(fā)，產(chǎn)生品質(zhì)較好的擴(kuò)容蒸擴(kuò)容器擴(kuò)容蒸發(fā)，產(chǎn)生品質(zhì)較好的擴(kuò)容蒸汽，回收部分工質(zhì)和熱量；汽，回收部分工質(zhì)和熱量； 擴(kuò)容器內(nèi)尚未蒸發(fā)的、含鹽濃度更高的擴(kuò)容器內(nèi)尚未蒸發(fā)的、含鹽濃度更高的排污水，通過表面式排污水冷卻器再回收排污水，通過表面式排污水冷卻器再回收部分熱量部分熱量鍋爐連續(xù)排污利用系統(tǒng)工作原鍋爐連續(xù)排污利用系統(tǒng)工作原理：理：鍋爐連續(xù)排污利用系統(tǒng)鍋爐連續(xù)排污利用系統(tǒng)（a a）單級擴(kuò)容系統(tǒng)；）單級擴(kuò)容系統(tǒng)； （b

14、 b）兩級擴(kuò)容系統(tǒng)）兩級擴(kuò)容系統(tǒng)擴(kuò)容器的物質(zhì)平衡：擴(kuò)容器的物質(zhì)平衡：擴(kuò)容器的熱平衡：擴(kuò)容器的熱平衡：排污水冷卻器的熱平衡：排污水冷卻器的熱平衡： 排污擴(kuò)容器的工質(zhì)回收率：排污擴(kuò)容器的工質(zhì)回收率：分析：排污擴(kuò)容器的工質(zhì)回收率的大小取決于分析：排污擴(kuò)容器的工質(zhì)回收率的大小取決于鍋爐汽鍋爐汽 包壓力、擴(kuò)容器壓力包壓力、擴(kuò)容器壓力 blfblDDDfblfffblblhDhDhD )()(.mawcmawmalcblwfblhhDhhD鍋爐連續(xù)排污利用系統(tǒng)的熱經(jīng)濟(jì)性分析鍋爐連續(xù)排污利用系統(tǒng)的熱經(jīng)濟(jì)性分析： 無排污利用系統(tǒng)時(shí)，排污水熱損失：無排污利用系統(tǒng)時(shí)，排污水熱損失： 有排污利用系統(tǒng)時(shí)，排污水熱損失

15、為：有排污利用系統(tǒng)時(shí)，排污水熱損失為： 可利用的排污熱量可利用的排污熱量, ,引入回?zé)嵯到y(tǒng)：引入回?zé)嵯到y(tǒng)： 凝汽器增加的附加冷源損失：凝汽器增加的附加冷源損失： 發(fā)電廠凈獲得的熱量：發(fā)電廠凈獲得的熱量：)(.mawblblblhhDQ)(.mawcblwblblhhDQblblblQQQ)(cccchhDQcblnQQQ)1 (00.cddwdccblhhhhhhhhQ0結(jié)論：結(jié)論：回收熱量大于附加冷源損失，回收廢熱節(jié)約回收熱量大于附加冷源損失，回收廢熱節(jié)約燃料；燃料；盡量選取最佳擴(kuò)容器壓力；盡量選取最佳擴(kuò)容器壓力；利用外部熱源可以節(jié)約燃料，如發(fā)電機(jī)冷卻利用外部熱源可以節(jié)約燃料，如發(fā)電機(jī)冷卻水

16、熱源；水熱源；實(shí)際工質(zhì)回收和廢熱利用系統(tǒng)，應(yīng)考慮投資、實(shí)際工質(zhì)回收和廢熱利用系統(tǒng)，應(yīng)考慮投資、運(yùn)行費(fèi)用和熱經(jīng)濟(jì)性，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)性比較運(yùn)行費(fèi)用和熱經(jīng)濟(jì)性，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)性比較來確定來確定 （二）軸封蒸汽回收及利用系統(tǒng)（二）軸封蒸汽回收及利用系統(tǒng) 1 1、不同機(jī)組的軸封結(jié)構(gòu)和軸封系統(tǒng)不同，但、不同機(jī)組的軸封結(jié)構(gòu)和軸封系統(tǒng)不同，但軸封蒸汽利用于回?zé)嵯到y(tǒng)是一致的。軸封蒸汽利用于回?zé)嵯到y(tǒng)是一致的。2 2、汽輪機(jī)軸封蒸汽系統(tǒng)包括：、汽輪機(jī)軸封蒸汽系統(tǒng)包括：主汽門和調(diào)節(jié)汽門的閥桿漏汽主汽門和調(diào)節(jié)汽門的閥桿漏汽再熱式機(jī)組中壓聯(lián)合汽門的閥桿漏汽再熱式機(jī)組中壓聯(lián)合汽門的閥桿漏汽高、中、低壓缸的前后軸封漏汽和軸封用汽高、中、低壓缸的前后軸封漏汽和軸封用汽 3 3、軸封蒸汽占汽輪機(jī)總耗量的、軸封蒸汽占汽輪機(jī)總耗量的2 2左右左右4 4、在引入地點(diǎn)的選擇上應(yīng)使該點(diǎn)能位與工質(zhì)、在引入地點(diǎn)的選擇上應(yīng)使該點(diǎn)能位與工質(zhì)最接近，既回收工質(zhì)，又利用熱量，軸封利最接近，既回收工質(zhì)，又利用熱量，軸封利用系統(tǒng)中各級軸封蒸汽，工質(zhì)基本可全部回用系統(tǒng)中各級軸封蒸汽，工質(zhì)基本可全部回收收 （三）輔助蒸汽系統(tǒng)（三）輔助蒸汽系統(tǒng) 啟動(dòng)階段啟動(dòng)階段： 將正運(yùn)行的相鄰機(jī)組的蒸