發(fā)電廠的熱力系統(tǒng)課件

1、1第四章 發(fā)電廠的熱力系統(tǒng)第1頁，共98頁。24-1 熱力系統(tǒng)及主設備選擇原則 熱力系統(tǒng)將熱力設備按照熱力循環(huán)的順序用管道和附件連接起來的一個有機整體 熱力系統(tǒng)圖根據(jù)發(fā)電廠熱力循環(huán)的特征，將熱力部分的主、輔設備及其管道附件按功能有序連接成一個整體的線路圖發(fā)電廠熱力系統(tǒng)的兩種基本型式：發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng) 發(fā)電廠全面性熱力系統(tǒng)第2頁，共98頁。3（1）發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng) 以規(guī)定的符號表示工質(zhì)按某種熱力循環(huán)順序流經(jīng)的各種熱力設備之間聯(lián)系的線路圖目的：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)換過程的技術完善程度和熱經(jīng)濟性 特點：簡捷、清晰，無相同或備用設備 應用：決定系統(tǒng)組成、發(fā)電廠的熱經(jīng)濟

2、性 第3頁，共98頁。4N300-16.7/538/538型機組的發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng) 第4頁，共98頁。5（2）發(fā)電廠全面性熱力系統(tǒng)發(fā)電廠組成的實際熱力系統(tǒng) 特點：全面 應用：決定影響到投資、施工、運行可靠性和經(jīng)濟性組成：主蒸汽和再熱蒸汽系統(tǒng)、旁路系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、回熱加熱（回熱抽汽及疏水）系統(tǒng)、除氧系統(tǒng)、主凝結水系統(tǒng)、補充水系統(tǒng)、鍋爐排污系統(tǒng)、供熱系統(tǒng)、廠內(nèi)循環(huán)水系統(tǒng)、鍋爐啟動系統(tǒng)等第5頁，共98頁。6第6頁，共98頁。7（一）、發(fā)電廠型式和容量確定 2、初步可行性研究中，明確發(fā)電廠的型式和容量只有電負荷：建凝汽式電廠有供熱需要：建熱電聯(lián)產(chǎn)；燃煤： 建在燃料產(chǎn)地附近或礦口發(fā)電廠；有天然氣：

3、燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)電廠 1、發(fā)電廠設計程序：初步可行性研究、可行性研究、初步設計、施工圖設計第7頁，共98頁。8（二）、主要設備選擇原則 大容量機組出力等常用術語的定義：銘牌出力汽輪機在額定進汽和再熱參數(shù)工況下，排汽壓力為11.8kpa，補水率為3%時，汽輪發(fā)電機組的保證出力汽輪發(fā)電機組保證最大連續(xù)出力（TMCR）汽輪機在通過銘牌出力所保證的進汽量、額定主蒸汽和再熱蒸汽工況下，在正常的排汽壓力（4.9kpa）下，補水率為0%時，機組能保證達到的出力 汽輪發(fā)電機組調(diào)節(jié)汽門全開時最大計算出力（VWO）汽輪機調(diào)節(jié)汽門全開時通過計算最大進汽量和額定的主蒸汽、再熱蒸汽參數(shù)工況下，并在正常排汽壓力（4.9k

4、pa）和補水率0%條件下計算所能達到的出力 其他： 汽輪發(fā)電機組在調(diào)節(jié)汽門全開和所有給水加熱器全部投運之下，超壓5%連續(xù)運行的能力，以適應調(diào)峰的需要 第8頁，共98頁。91、汽輪機組 （1）汽輪機容量 最大機組容量不宜超過系統(tǒng)總?cè)萘康?0%； 大容量電力系統(tǒng)，選用高效率的300MW、600MW機組 （2）汽輪機參數(shù)采用高效率大容量中間再熱式汽輪機組；大型凝汽式火電廠汽輪機組采用亞臨界和超臨界：300MW、600MW、800MW、1000MW（3）汽輪機臺數(shù)汽輪發(fā)電機組臺數(shù)46臺，機組容量等級不超過兩種；同容量機、爐采用同一制造廠的同一型式 第9頁，共98頁。102、鍋爐 （1）鍋爐參數(shù)鍋爐過熱

5、器出口額定蒸汽壓力：汽輪機額定進汽壓力的105過熱器出口額定蒸汽溫度：汽輪機額定進汽溫度高3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：分別取汽輪機額定工況下高壓缸排汽壓力的1.52.0，5，3.53.0再熱器出口額定蒸汽溫度：比汽輪機中壓缸額定進汽溫度高 3（2）鍋爐型式 采用煤粉爐；9093水循環(huán)方式：自然循環(huán)、強制循環(huán)、直流 （3）鍋爐容量與臺數(shù) 凝汽式發(fā)電廠一般一機配一爐；聯(lián)產(chǎn)發(fā)電廠，保證鍋爐最小穩(wěn)定燃燒的負荷 第10頁，共98頁。114-2 發(fā)電廠的輔助熱力系統(tǒng) 1、工質(zhì)損失及補充水系統(tǒng)（1）工質(zhì)損失 熱損失，熱經(jīng)濟性 ；水處理設備的投資和運行費用；水品質(zhì)下降，汽包鍋

6、爐排污量，造成過熱器結垢、汽輪機通流部分積鹽，出力，推力內(nèi)部損失發(fā)電廠內(nèi)部熱力設備及系統(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 外部損失發(fā)電廠對外供熱設備及系統(tǒng)造成的工質(zhì)損失 第11頁，共98頁。12（2）補充水引入系統(tǒng) 補充水計算：補充水制取方式：中參數(shù)及以下：軟化水（鈣、鎂） 高參數(shù)： 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)物、SiO2、鐵除氧：一級除氧、二級除氧 補充水引入回熱系統(tǒng)的地點及水量調(diào)節(jié)：匯入點選擇混合溫差小的地方水量調(diào)節(jié)地點： 凝汽器（大、中型凝汽機組） 給水除氧器（小型機組） 內(nèi)部汽水損失外部汽水損失汽包鍋爐連續(xù)排污水損失量第12頁

7、，共98頁。13化學補充水引入回熱系統(tǒng)（a）高參數(shù)熱電廠補充水引入系統(tǒng)；（b）中、低參數(shù)熱電廠補充水的引入；（c）高參數(shù)凝汽式電廠補充水的引入 第13頁，共98頁。142、工質(zhì)回收及廢熱利用系統(tǒng) （一）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) 根據(jù)“規(guī)程”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0.3，但也不宜超過鍋爐額定蒸發(fā)量Db的下列數(shù)值：（1）以化學除鹽水為補給水的凝汽式發(fā)電廠為1（2）以化學除鹽水或蒸餾水為補給水的熱電廠為2（3）以化學軟化水為補給水的熱電廠為5第14頁，共98頁。15鍋爐連續(xù)排污利用系統(tǒng)工作原理：高壓的排污水通過壓力較低的連續(xù)排污擴容器

8、擴容蒸發(fā)，產(chǎn)生品質(zhì)較好的擴容蒸汽，回收部分工質(zhì)和熱量；擴容器內(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部分熱量第15頁，共98頁。16（a）單級擴容系統(tǒng)； （b）兩級擴容系統(tǒng)鍋爐連續(xù)排污利用系統(tǒng)排污擴容器排污水冷卻器第16頁，共98頁。17擴容器的物質(zhì)平衡：擴容器的熱平衡：排污水冷卻器的熱平衡： 排污擴容器的工質(zhì)回收率：分析：排污擴容器的工質(zhì)回收率的大小取決于鍋爐汽 包壓力、擴容器壓力 擴容器壓力下飽和水比焓 排污水比焓 擴容器壓力下飽和蒸汽比焓 第17頁，共98頁。18鍋爐連續(xù)排污利用系統(tǒng)的熱經(jīng)濟性分析：無排污利用系統(tǒng)時，排污水熱損失：有排污利用系統(tǒng)時，排污水熱損失為：

9、可利用的排污熱量,引入回熱系統(tǒng)：凝汽器增加的附加冷源損失：發(fā)電廠凈獲得的熱量： 第18頁，共98頁。19結論：回收熱量大于附加冷源損失，回收廢熱節(jié)約燃料；盡量選取最佳擴容器壓力；利用外部熱源可以節(jié)約燃料，如發(fā)電機冷卻水熱源；實際工質(zhì)回收和廢熱利用系統(tǒng)，應考慮投資、運行費用和熱經(jīng)濟性，通過技術經(jīng)濟性比較來確定 第19頁，共98頁。20（二）軸封蒸汽回收及利用系統(tǒng) 1、不同機組的軸封結構和軸封系統(tǒng)不同，但軸封蒸汽利用于回熱系統(tǒng)是一致的。2、汽輪機軸封蒸汽系統(tǒng)包括：主汽門和調(diào)節(jié)汽門的閥桿漏汽再熱式機組中壓聯(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 3、軸封蒸汽占汽輪機總耗量的2左右4、

10、在引入地點的選擇上應使該點能位與工質(zhì)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)基本可全部回收 第20頁，共98頁。21凝結水中缸主汽門、調(diào)節(jié)汽門高缸主汽門、調(diào)節(jié)汽門輔汽主汽軸封汽減溫器來自凝結水減溫水減壓至7#低加至凝汽器軸封加熱器至5#低加抽汽第21頁，共98頁。22（三）輔助蒸汽系統(tǒng) 啟動階段： 將正運行的相鄰機組的蒸汽引入本機組的蒸汽用戶（若是首臺機組啟動則由啟動鍋爐供汽） 正常運行： 提供自身輔助蒸汽用戶的需要，同時也可向需要蒸汽的相鄰機組提供合格蒸汽 輔助蒸汽用汽原則： 盡可能用參數(shù)低的回熱抽汽 汽輪機啟動和回熱抽汽參數(shù)不能滿足要求時，要有備用汽源 疏水一般應回

11、收第22頁，共98頁。23第23頁，共98頁。244-3 發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)舉例 （一）亞臨界參數(shù)機組發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng) 第24頁，共98頁。25N300-16.7/538/538型機組的發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng) 第25頁，共98頁。26N600-16.47/537/537型機組的發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng) 第26頁，共98頁。27N600-17.75/540/540型機組發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng) 第27頁，共98頁。28引進的超臨界K-500-240-4型機組發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng) 二、超臨界參數(shù)機組發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)第28頁，共98頁。29引進的N600-25.4/541/569超臨界機組發(fā)電廠原則

12、性熱力系統(tǒng) 第29頁，共98頁。30超超臨界325MW兩次中間再熱凝汽機組的發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng) 第30頁，共98頁。31國產(chǎn)CC20012.75/535/535型雙抽汽凝汽式機組熱電廠原則性熱力系統(tǒng) 三、供熱機組熱電廠原則性熱力系統(tǒng)第31頁，共98頁。32超臨界壓力單采暖抽汽T-250/300-23.54-2熱電廠原則性熱力系統(tǒng) 第32頁，共98頁。33四、單軸1200MW凝汽式機組發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng) 第33頁，共98頁。34雙軸凝汽式機組（1300WM）的發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng) 蒸汽發(fā)生器E產(chǎn)生的蒸餾水做補充水第34頁，共98頁。354-4 發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)的計算 一、計算目的 確定在

13、不同負荷工況下各部分汽水流量及其參數(shù)、發(fā)電量、供電量及全廠性的熱經(jīng)濟指標，由此可衡量熱力設備的完善性，熱力系統(tǒng)的合理性，運行的安全性和全廠的經(jīng)濟性二、計算的原始資料 1）發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)圖 2）給定的電廠計算工況 3）汽輪機、鍋爐及熱力系統(tǒng)的主要技術數(shù)據(jù) 4）給定工況下輔助熱力系統(tǒng)的有關數(shù)據(jù)第35頁，共98頁。36二、基本計算公式和步驟 1、基本公式：熱平衡式、物質(zhì)平衡式和汽輪機功率方程 2、全廠熱力系統(tǒng)計算與機組回熱系統(tǒng)計算的不同之處主要有1)計算范圍和結果不同2）計算內(nèi)容上不同3）計算步驟也不完全一樣 （1）整理原始資料 （2）先計算鍋爐連續(xù)排污利用系統(tǒng)，再進行回熱系統(tǒng)的計算 （3）熱

14、經(jīng)濟指標的計算第36頁，共98頁。374-5 發(fā)電廠的管道閥門發(fā)電廠的管道包括：管子、管件（異徑管、彎管及彎 頭、三通、法蘭、封頭和堵頭、堵板和孔板）、閥件及其遠距離操縱機構、測試裝置、管道支吊架、管道熱補償裝置、保溫材料等 一、管道規(guī)范火力發(fā)電廠汽水管道應力計算技術規(guī)定 簡稱應力規(guī)定火力發(fā)電廠汽水管道設計技術規(guī)定簡稱管道規(guī)定第37頁，共98頁。38（一）設計壓力 指管道運行中內(nèi)部介質(zhì)最大工作壓力。對于水管道，考慮水柱靜壓的影響1、蒸汽管道的設計壓力（1）主蒸汽管道：取用鍋爐過熱器出口的額定工作壓力或鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量下的工作壓力。當鍋爐和汽輪機允許超壓5，應加上5的超壓值（2）再熱蒸汽管道的

15、設計壓力： 低溫再熱管道：取用汽輪機最大計算出力工況,高壓缸排汽壓力的1.15倍 高溫再熱蒸汽：可減至再熱器出口安全閥動作的最低整定壓力 （3）汽輪機非調(diào)整抽汽管道的設計壓力：取用汽輪機最大計算出力工況下該抽汽壓力的1.1倍，且不小于0.1Mpa第38頁，共98頁。392、水管道設計壓力（1）高壓給水管道非調(diào)速: 取用前置泵或主給水泵特性曲線最高點對應的壓力與該泵進水側(cè)壓力之和調(diào)速：取用泵在額定轉(zhuǎn)速及設計流量下泵提升壓力的1.1倍進水側(cè)壓力之和（2）低壓給水管道：定壓除氧系統(tǒng)：取用除氧器額定壓力與最高水位時水柱靜壓之和滑壓除氧系統(tǒng)：取用汽輪機最大計算出力工況下除氧器加熱抽汽壓力的1.1倍和除氧

16、器最高水位時水柱靜壓之和第39頁，共98頁。40(二)設計溫度設計溫度是指管道運行中內(nèi)部介質(zhì)的最高工作溫度1、蒸汽管道的設計溫度（1）主蒸汽管道：取用鍋爐過熱器出口蒸汽額定工作溫度加上鍋爐正常運行時允許的溫度差值，通常取5（2）再熱蒸汽管道：高溫再熱蒸汽管道：鍋爐再熱器出口蒸汽額定溫度加上鍋爐正常運行時允許的溫度偏差值，通常取5 （3）汽輪機抽汽管道非調(diào)整抽汽管道：汽輪機最大出力工況下抽汽參數(shù)，等熵求取管道在設計壓力下的相應溫度調(diào)整抽汽管道：抽汽的最高工作溫度第40頁，共98頁。412、水管道的設計溫度（1）高壓給水管道：高壓加熱器后高壓給水的最高工作溫度（2）低壓給水管道：定壓除氧系統(tǒng)：除氧

17、器額定壓力對應的飽和溫度滑壓除氧系統(tǒng)：汽輪機最大計算出力工況下1.1倍除氧器加熱抽汽壓力對應的飽和溫度第41頁，共98頁。42（三）管道的公稱壓力和公稱通徑1、公稱壓力PN 在國家標準中，用公稱壓力PN表示不同管材，在不同溫度時管道允許的工作壓力P，都折算為某一固定溫度等級下承壓等級標準，即管道公稱壓力指管道、管道附件在某基準溫度下允許的最大工作壓力 根據(jù)GB1048，管子和管件的允許工作壓力與公稱壓力PN可按下式換算。p=PN MPa (8-1) 式中 p允許的公稱壓力，MPa； t鋼材在設計溫度下的許用應力，MPa； s公稱壓力對應的基準壓力，系指鋼材在 指定 的某一溫度下的許用應力，MP

18、a表4-8為20號鋼的公稱壓力表第42頁，共98頁。432、公稱通徑DN在國家標準中規(guī)定了管道及附件的內(nèi)徑等級，就是公稱通徑，用符號DN表示公稱直徑只是名義的計算內(nèi)徑，不是實際內(nèi)徑，同一管材，隨公稱壓力的提高，其壁厚加大，而實際內(nèi)徑卻相應減小。表4-11 我國管道的公稱通徑第43頁，共98頁。44二、管徑和壁厚的計算1、管道內(nèi)徑的計算確定流量，選取介質(zhì)的流速（推薦流速表4-13）對于單相流體的管道，根據(jù)連續(xù)方程式： A=Di2/4=Q/W=Gv/W 式中： G介質(zhì)的質(zhì)量流量； v介質(zhì)的比容； Q介質(zhì)的容積流量； w介質(zhì)的流速可求出其內(nèi)徑Di。第44頁，共98頁。452、管子壁厚的計算 直管壁厚

19、由三部分組成：直管的最小壁厚sm、直管的計算壁厚sc和取用壁厚。（1）直管壁厚計算1）直管最小壁厚sm按直管外徑確定時按直管內(nèi)徑確定時2）直管的計算壁厚scscsm+c c直管壁厚負偏差的附加值，mmcAsm A直管壁厚負偏差系數(shù)，按“管道規(guī)定”選取第45頁，共98頁。463）直管的取用壁厚，用公稱壁厚表示對以外徑壁厚標示的管子，應根據(jù)直管的計算壁厚，按管子產(chǎn)品規(guī)格中公稱壁厚系列選取對以最小內(nèi)徑最小壁厚標示的管子，應根據(jù)直管的計算壁厚，遵照制造廠產(chǎn)品技術條件中有關規(guī)定，按管子壁厚系列選?。?）彎管壁厚取用補償彎制過程外側(cè)受拉的減薄量，根據(jù)彎曲半徑大小，取大于1的補償系數(shù)，如彎曲半徑分別為管子外

20、徑的3、4、5和6倍時，彎管彎制前直管的最小壁厚相應為1.25sm、1.14sm、1.08sm和1.06sm根據(jù)選定的管材、公稱壓力、計算內(nèi)徑和直（彎）管取用壁厚，從管道產(chǎn)品目錄中選用合適的管子第46頁，共98頁。47三、管道附件、閥門管道附件是指安裝在管道及設備上的連接、閉路和調(diào)節(jié)裝置的總稱，包括管件和閥門管道附件的直徑、壓力和幾何尺寸都已經(jīng)標準化，采用公稱通徑和公稱壓力表示管子連接方式有螺紋連接、法蘭連接和焊接管子和附件的連接除需拆卸的以外，應采用焊接方法。螺紋連接的方法應采用在設計壓力不大于1.6Mpa、設計溫度不大于200的低壓流體輸送用焊接鋼管上第47頁，共98頁。481、閥門類型按

21、閥門在管道中所起的作用可分為三大類：（1）起關斷作用：閘閥、截止閥、旋塞和球閥（2）起調(diào)節(jié)作用：調(diào)節(jié)閥、節(jié)流閥、減壓閥和疏水閥（3）起保護作用：安全閥、逆止閥和快速關斷閥2、閥門的選擇（1）閥門的材料選擇：鑄鐵、合金、合金鋼、碳鋼及硅鐵，根據(jù)介質(zhì)的參數(shù)選擇適合的材料（2）類型選擇：根據(jù)系統(tǒng)的參數(shù)、通徑、泄露等級、啟閉時間選擇，滿足汽水系統(tǒng)關斷、調(diào)節(jié)、安全運行的需要第48頁，共98頁。493、閥門的作用（1）關斷閥門閘閥： 流動阻力小，開啟、關閉力小、介質(zhì)可兩個方向流動，但結構復雜、閥體較高、密封面易擦傷、制造維護要求高截止閥：結構簡單、密封性較好、制造維修較方便，流動阻力較大，開啟、關閉力也較

22、大、啟閉時間較長閘閥截止閥第49頁，共98頁。50（2）調(diào)節(jié)閥門：調(diào)節(jié)閥：調(diào)節(jié)流量減壓閥：將介質(zhì)壓力減到所需數(shù)值節(jié)流閥：調(diào)節(jié)介質(zhì)流量和壓力蝶閥：宜全開、全關。也可作調(diào)節(jié)用 調(diào)節(jié)閥門在運行中要經(jīng)常開關，為防止泄露不嚴密，在調(diào)節(jié)閥門之前要串聯(lián)關斷閥，開啟時，要先全開關斷閥再開調(diào)節(jié)閥門，關閉時，要先關調(diào)節(jié)閥再關關斷閥調(diào)節(jié)閥單座式調(diào)節(jié)閥雙座式第50頁，共98頁。51（3）保護閥門逆止閥：保證介質(zhì)單向流動。分為升降式（垂直瓣和水平瓣）和旋啟式（單瓣和多瓣）安全閥：鍋爐、壓力容器及管道上，當介質(zhì)壓力超過規(guī)定值，自動開啟，排除過剩介質(zhì)，卸壓快速關斷閥：瞬間關斷或接通管內(nèi)介質(zhì)的閥門。多應用在控制水管路系統(tǒng)中給

23、水泵出口水平裝的逆止閥第51頁，共98頁。524-6 主蒸汽系統(tǒng)主蒸汽系統(tǒng)包括從鍋爐過熱器出口聯(lián)箱至汽輪機進口主氣閥的主蒸汽管道、閥門、疏水裝置及通往用新汽設備的蒸汽支管所組成的系統(tǒng)對于有中間再熱式機組的發(fā)電廠，還包括從汽輪機高壓缸排汽至鍋爐再熱器進口聯(lián)箱的再熱冷段管道、閥門及從再熱器出口聯(lián)箱至汽輪機中壓缸進口閥門的再熱熱段管道、閥門。特點：輸送工質(zhì)流量大、參數(shù)高、管道長且要求金屬材料質(zhì)量高要求：系統(tǒng)力求簡單，安全、可靠性好、運行調(diào)度靈活，投資少，運行費用低，便于維修、安裝和擴建第52頁，共98頁。53一、主蒸汽系統(tǒng)的型式與選擇1、單母管制系統(tǒng)2、切換母管制系統(tǒng)3、單元制系統(tǒng)單母管制系統(tǒng)切換母

24、管制系統(tǒng)單元制系統(tǒng)第53頁，共98頁。541、單母管制系統(tǒng)特點：所有鍋爐的蒸汽先引至一根蒸汽母管集中后，再由母管引至汽輪機和各用汽處，單母管上用兩個串聯(lián)的分段閥。優(yōu)點：系統(tǒng)簡單。布置方便缺點：運行調(diào)度不夠靈活，缺乏機動性應用：用于鍋爐和汽輪機臺數(shù)不匹配，而熱負荷又必須確?？煽抗臒犭姀S以及單機容量為6MW以下的電廠第54頁，共98頁。552、切換母管制系統(tǒng)特點：每臺鍋爐與其相對應的汽輪機組成一個單元，正常時機爐成單元運行，各單元之間裝有母管，每一單元與母管相連處裝有三個切換閥門優(yōu)點：可充分利用鍋爐的富余容量，切換運行，有較高的靈活性和可靠性，同時還可實現(xiàn)較優(yōu)的經(jīng)濟運行缺點：系統(tǒng)較復雜，閥門較

25、多，發(fā)生事故的可能性大；管道長，金屬耗量大，投資高應用：宜裝有高壓供熱式機組的發(fā)電廠和中、小型發(fā)電長采用第55頁，共98頁。563、單元制系統(tǒng)特點：每臺鍋爐與相對應的汽輪機組成一個獨立單元，各單元間無母管橫向聯(lián)系，單元內(nèi)各用汽設備的新蒸汽支管均引自機爐之間的主汽管優(yōu)點：1、系統(tǒng)簡單、管道短、閥門少，能節(jié)省大量高級耐熱合金鋼；2、事故僅限于本單元內(nèi)，全廠的安全可靠性高；3、控制系統(tǒng)按單元設計制造，運行操作少，易于實現(xiàn)集中控制；4、工質(zhì)壓力損失少，散熱小，熱經(jīng)濟性高；5、維護工作量少，費用低；6、無母管，便于布置，主廠房土建費用少第56頁，共98頁。57缺點：1、單元之間不能切換2、單元內(nèi)任一與主

26、汽管相連的主要設備或附件發(fā)生事故，都將導致整個單元系統(tǒng)停止運行，缺乏靈活調(diào)度和負荷經(jīng)濟分配的條件3、負荷變動時對鍋爐燃燒的調(diào)整要求高4、機爐必須同時檢修應用：高壓凝汽式機組大發(fā)電廠 裝有中間再熱凝汽式機組或中間再熱供熱機組的發(fā)電廠第57頁，共98頁。584、主蒸汽系統(tǒng)型式的比較和應用 性能項目可靠性 靈活性 經(jīng)濟性 方便性 單母管制系統(tǒng) 差中差差切換母管制系統(tǒng) 中好中中單元制系統(tǒng) 好差好好上述四個方面，互相影響。須結合具體工程通過綜合技術經(jīng)濟比較來確定。 第58頁，共98頁。59二、主蒸汽系統(tǒng)設計時應注意的幾個問題1、高、中壓主汽閥和高壓缸排汽逆止閥1）汽輪機自動主汽閥（高壓主汽閥）：2個或4

27、個高壓調(diào)速閥 ：4個2）中壓自動主汽閥和相應的調(diào)速閥合并為中壓聯(lián)合汽閥：2個或4個3）高壓缸排汽管上為防止機組甩負荷時，再熱管道內(nèi)的蒸汽倒流入汽輪機，通常設置逆止閥第59頁，共98頁。602、溫度偏差及其對策 主蒸汽、再熱蒸汽雙側(cè)進汽有大的溫差，國際電工協(xié)會規(guī)定，最大允許汽溫偏差為：持久性的為15，瞬時性的為42。實際應用多為混合系統(tǒng)，即單管、雙管和混合管圖4-21 再熱式機組主蒸汽、再熱蒸汽的混溫方式(a) 雙管系統(tǒng)；(b)單管雙管系統(tǒng)(c)雙管單管雙管系統(tǒng)；(d)主蒸汽、再熱蒸汽雙管單管雙管系統(tǒng)；第60頁，共98頁。61 3、主蒸汽及再熱蒸汽壓損及管徑優(yōu)化1）主蒸汽及再熱蒸汽壓損增大，降低

28、機組經(jīng)濟性，多耗燃料2）管徑優(yōu)化：管子壁厚計算，壓降計算，費用計算總費用=材料費+運行費用 其最小，為最經(jīng)濟管徑實際管徑：考慮系統(tǒng)的允許壓力降，管系應力狀況和管子供貨等情況的影響3）減小管道中的局部阻力損失取消電動隔離閥由自動主汽閥承擔主蒸汽流量的測量由孔板改為噴嘴 。第61頁，共98頁。624-7中間再熱機組的旁路系統(tǒng)一、旁路系統(tǒng)的類型及作用1、定義 旁路系統(tǒng)：是指高參數(shù)蒸汽在某些特定情況下，繞過汽輪機，經(jīng)過與汽輪機并列的減溫減壓裝置后，進入?yún)?shù)較低的蒸汽管道或設備的連接系統(tǒng)，以完成特定的任務第62頁，共98頁。632、旁路系統(tǒng)的類型高壓旁路（級旁路）：新蒸汽繞過汽輪機高壓缸直接進入再熱冷段

29、管道低壓旁路（級旁路）：再熱后的蒸汽繞過汽輪機中、低壓缸直接進入凝汽器整機旁路（級旁路）：當新蒸汽繞過整個汽輪機而直接排入凝汽器第63頁，共98頁。642、旁路系統(tǒng)的作用（1）協(xié)調(diào)啟動參數(shù)和流量，縮短啟動時間，延長汽輪機壽命（2）保護再熱器：高壓旁路；（3）回收工質(zhì)，降低噪聲：鍋爐負荷大于汽機；（4）防止鍋爐超壓：帶有安全功能的旁路系統(tǒng)第64頁，共98頁。65二、旁路系統(tǒng)的型式1、三級旁路系統(tǒng) 路，使鍋爐維持最低穩(wěn)燃負荷，多余蒸汽經(jīng)整機旁路排至凝汽器。高、低壓兩級旁路串聯(lián)，可滿足汽輪機啟動過程不同階段對蒸汽參數(shù)和流量的要求，并保證了再熱器的最低冷卻流量。三級旁路系統(tǒng)的功能齊備，但系統(tǒng)最為復雜，

30、設備、附件多，投資大，布置困難，運行不便，現(xiàn)已很少采用。 國產(chǎn)第一臺200MW機組為三級旁路系統(tǒng)，即整機旁路和高、低壓兩級旁路串聯(lián)系統(tǒng)。汽輪機負荷低于額定負荷50%時，通過整機旁第65頁，共98頁。66各種工況下，通過高壓旁路能保護再熱器。通過兩級旁路串聯(lián)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)，能滿足啟動性能好的要求。例如，機組冷、熱態(tài)啟動2、兩級旁路串聯(lián)系統(tǒng)時可加熱主蒸汽和再熱蒸汽管道；調(diào)節(jié)再熱蒸汽溫度以適應中壓缸的溫度要求；調(diào)節(jié)中壓缸的進汽參數(shù)和流量，以適應高、中壓缸同時沖轉(zhuǎn)或中壓缸沖轉(zhuǎn)方式等等，既適用于基本負荷機組，也適用于調(diào)峰機組。這種旁路系統(tǒng)并不復雜，能適應較多的運行工況。國產(chǎn)125、200MW、300、600

31、MW機組，都采用這種旁路系統(tǒng)第66頁，共98頁。673、兩級旁路并聯(lián)系統(tǒng)我國第一臺國產(chǎn)300MW機組配1000t/h直流鍋爐，采用高壓旁路和整機旁路兩級并聯(lián)系統(tǒng)，其容量分別為鍋爐額定蒸發(fā)量的10%和20%高壓旁路用以保護再熱器，在機組啟動時用以暖管，此時蒸汽通過疏水管至凝汽器，熱態(tài)啟動時，用以迅速提高再熱汽溫使接近中壓缸溫度，但熱再熱管段上的向空排汽閥要打開。整機旁路用以在各種工況時將剩余蒸汽排入凝汽器。主蒸汽超壓時，使鍋爐安全閥少動作或不動作。早期國產(chǎn)機組上采用這種旁路系統(tǒng)，現(xiàn)已很少采用。第67頁，共98頁。684、整機旁路系統(tǒng)這種系統(tǒng)較為簡單，操作簡便，投資最少，還不到兩級系統(tǒng)的一半?？捎?/p>

32、以加熱過熱蒸汽管，調(diào)節(jié)過熱蒸汽溫度。卻不適用于調(diào)峰機組，也不能保護再熱器，為此要另采取技術措施，如將再熱器布置在鍋爐內(nèi)的低煙溫區(qū)，或再熱器用耐高溫材料，并允許短時間干燒，配有煙溫調(diào)節(jié)保護系統(tǒng)等。第68頁，共98頁。69三、兩級旁路串聯(lián)系統(tǒng)設計原則：1、通流能力應根據(jù)機組可能的運行情況予以選定2、動作響應時間則應越快越好：要求在1-2s完成旁路開通動作，在2-3s內(nèi)完成關閉動作旁路系統(tǒng)由旁路閥、旁路管道、暖管設施及其相應的控制裝置和必要的隔音設施組成第69頁，共98頁。701、旁路系統(tǒng)的容量 指額定參數(shù)下旁路閥通過的蒸汽流量Dby與鍋爐最大蒸發(fā)量Db，max的比值，看表4-13 DL5000-2

33、000設計技術規(guī)程規(guī)定：中間再熱機組旁路系統(tǒng)的設置及其型式、容量和控制水平，應根據(jù)汽輪機和鍋爐的型式、結構、性能及電網(wǎng)對機組運行方式的要求確定，其容量宜為鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量的30%。第70頁，共98頁。712、機組啟動模式與旁路系統(tǒng)功能 現(xiàn)代大容量再熱式汽輪機組均采用滑參數(shù)啟動。 按高、中壓進汽情況不同，機組的啟動模式有兩種方式： 1.高壓缸啟動（高、中缸同時進汽) ；一級大旁路 2.中壓缸啟動：兩極旁路串聯(lián)系統(tǒng) 旁路系統(tǒng)功能的設置有兩類： 1.僅有啟動功能，以適應機組冷、熱態(tài)等各種條件下的啟動要求； 2.兼有溢流功能（即兼帶安全功能）和啟動功能。 第71頁，共98頁。72對旁路控制系統(tǒng)的基本

34、要求： a.從鍋爐點火開始，主蒸汽壓力設定值，根據(jù)鍋爐燃燒率等情況以定壓或滑壓方式（由操作人員決定）自動設定。b.一、二次汽壓力值超過旁路系統(tǒng)相應的設計值時，旁路閥門自動開啟，壓力恢復到設定值以下時，自動關閉，以穩(wěn)定汽壓、平衡機爐之間的負荷。c一、二次汽壓力比其設定值高出某一預定值時，旁路閥門快啟，起超壓保護作用。d.高旁減壓閥后汽溫超過設計值，其噴水閥自動開啟，以保護該汽溫為設定值。e.發(fā)電機甩負荷超過設定值，旁路閥也快啟，起泄壓、保護再熱器及回收工質(zhì)的作用。f.旁路閥快開、快關功能，快關優(yōu)先于快開，高壓旁路閥開、低壓旁路閥開，低壓旁路閥關高壓旁路閥關。g. 能適應機組冷態(tài)、溫態(tài)和熱態(tài)等不同

35、啟動過程的要求，無需人的干預。3、旁路系統(tǒng)的控制與保護第72頁，共98頁。734、旁路系統(tǒng)的執(zhí)行機構的配置旁路系統(tǒng)的執(zhí)行機構的類型： 電動、液動、氣動、電一液聯(lián)合操縱液動、氣動執(zhí)行機構的特點：執(zhí)行機構的力矩大，動作時間快（35 s），調(diào)節(jié)器的可靠性高。但需要液動、氣動設備，如專用空壓機、高精度濾氣器、油箱、油泵等，系統(tǒng)復雜，維護工作量大，布置在高溫蒸汽管道附近時，還要有防火措施。電動執(zhí)行機構的特點：電動執(zhí)行機構的力矩小，動作時間慢（40 s），但綜合信號方便，能靈活地組合各種調(diào)節(jié)系統(tǒng)，設備投資少，工作可靠性高，維修較簡單。 第73頁，共98頁。74四、不設旁路系統(tǒng)的措施（1）鍋爐不設置啟動旁路

36、，而是從機組啟動直至并網(wǎng)前，采用低溫段過熱器引出蒸汽進行暖管暖機，升速，可滿足機組啟動的要求。（2）汽輪機只采用高壓缸啟動方式，不考慮中壓缸啟動方式，可不設置旁路系統(tǒng)（3）在機組啟動時，鍋爐有控制爐膛出口煙溫的裝置，保證啟動期間爐膛出口煙溫低于538,以保護再熱器，但是蒸汽升溫升壓的速率要減慢，增加了啟動時間，對熱態(tài)啟動大約增加1015min（4）在機組甩負荷時，有防止超速、超溫和超壓的措施：1）汽輪機控制系統(tǒng)設有超速保護和高、中壓缸在甩負荷時進汽閥的快關作用，迅速減小流入氣缸的蒸汽量，降低超速的可能性2）鍋爐除有啟動時控制爐膛出口煙溫的功能，也有汽輪機跳閘時快速控制煙溫的功能，減小了再熱器超

37、溫的機會3）在主蒸汽和再熱蒸汽管上設置安全閥，當系統(tǒng)失控超壓時，安全閥動作，避免系統(tǒng)超壓，但會增加工質(zhì)損失4）主蒸汽系統(tǒng)設計時，不考慮故障停機不停爐措施。因為單元制系統(tǒng)，當停機時間較短時，鍋爐熱態(tài)啟動的時間并不長，當停機時間較長時，不停爐已無必要，所以可以不設旁路系統(tǒng)第74頁，共98頁。75五、直流鍋爐的啟動旁路系統(tǒng) 圖4-28 600MW超臨界壓力機組啟動旁路系統(tǒng)1-除氧器水箱;2-給水泵;3-高壓加熱器;4-給水調(diào)節(jié)閥;5-省煤器及水冷壁;6-啟動分離器;7-過熱器;8-再熱器;9-高壓旁路閥(100%);10-再熱器安全閥;11-低壓旁路閥(65%);12-大氣式擴容器;13-疏水箱;1

38、4-疏水泵;15-凝汽器;18-凝結水泵;17-低壓加熱器與汽包爐不同：直流鍋爐旁路系統(tǒng)裝有啟動分離器，故又稱為直流鍋爐的啟動旁路系統(tǒng)。它的主要作用仍為保護再熱器，回收工質(zhì)和熱量，適應機組滑參數(shù)啟動的需要。當機組負荷達到30%，即可切除啟動分離器，但應處于熱備用狀態(tài)，以備甩負荷時用。 第75頁，共98頁。764-8給水系統(tǒng)一、給水系統(tǒng)型式及選擇給水系統(tǒng)定義給水系統(tǒng)：是從除氧器給水箱下降管入口到鍋爐省煤器進口之間的管道、閥門和附件之總稱。分類：低壓給水系統(tǒng)和高壓給水系統(tǒng)，以給水泵為界要求：在發(fā)電廠任何運行方式和發(fā)生任何事故的情況下，都能保證不間斷地向鍋爐供水第76頁，共98頁。77給水系統(tǒng)型式：

39、1、單母管制系統(tǒng)三根母管備用水泵給水泵出口裝有逆止閥和截止閥再循環(huán)管特點：安全可靠性高，具有一定靈活性，但系統(tǒng)復雜，耗鋼材、閥門較多、投資大。選用：高壓供熱式機組的發(fā)電廠應采用單母管制給水系統(tǒng)。第77頁，共98頁。782、切換母管制系統(tǒng)低壓吸水母管采用單母管分段壓力母管和鍋爐給水采用切換母管特點：足夠的可靠性和運行的靈活性，第78頁，共98頁。793、單元制系統(tǒng)特點：系統(tǒng)簡單，管路短、閥門少、投資省、便于機爐集中控制和管理維護。運行的靈活性差。應用：中間再熱凝汽式或中間再熱供熱式機組的發(fā)電廠第79頁，共98頁。80二、給水流量調(diào)節(jié)及給水泵配置（一）給水流量調(diào)節(jié)鍋爐給水操作臺：位于高壓加熱器出口至省煤器之前的給水管路上。 定速給水泵：2-4根不同直徑并聯(lián)支管組成 變速給水泵：兩根支管，減少了支管路數(shù)和閥門第80頁，共98頁。81（二）給水泵的配置火力發(fā)電廠設計技術規(guī)程1、給水泵的選擇流量的確定：保證供給其所連接的系統(tǒng)的全部鍋爐在最大連續(xù)蒸發(fā)量時所需的給水量，還應留有一定裕量臺數(shù)和容量選擇揚程的確定功率的計算第81頁，共98頁。822、給水泵的連接方式（1）前置泵與主給水泵的連接電動調(diào)速泵：同軸串聯(lián)連接方式，共用一臺電動機經(jīng)液力耦合器來帶動小汽輪機驅(qū)動：其前置泵多采用單獨的電動機驅(qū)動，不同軸的串聯(lián)連接方式。第82頁，共9