1000mw超臨界機組主設(shè)備選型及全面性熱力系統(tǒng)初步設(shè)計說明

題目1000M艇超臨界機組主設(shè)備選型及全面性熱力系統(tǒng)初步設(shè)計目錄TOC\o"1-5"\h\z目錄i摘要3ABSTRACT4緒論50.1超超臨界的概念50.2發(fā)展超超臨界火電機組的戰(zhàn)略意義50.3超超臨界火電機組國內(nèi)外現(xiàn)狀50.4中國發(fā)展超超臨界火電機組的必要性和迫切性50.5論文的結(jié)構(gòu)介紹5第一章主設(shè)備選型5發(fā)電廠類型和容量的確定5主要設(shè)備選擇原則6汽輪機組7鍋爐機組8主設(shè)備選擇9第二章原則性熱力計算10發(fā)電廠熱力系統(tǒng)計算目的10熱力系統(tǒng)計算方法與步驟11發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)的擬定13全廠原則性熱力系統(tǒng)計算13原始數(shù)據(jù)13熱力計算過程17第三章輔助熱力系統(tǒng)24補充水系統(tǒng)24工質(zhì)損失24補充水引入系統(tǒng)25軸封蒸汽系統(tǒng)25輔助蒸汽系統(tǒng)26第四章主蒸汽再熱蒸汽系統(tǒng)28主蒸汽系統(tǒng)的類型與選擇28主蒸汽管道系統(tǒng)的特點和形式28主蒸汽系統(tǒng)形式的比較和應(yīng)用29主蒸汽再熱蒸汽系統(tǒng)的設(shè)計30主蒸汽系統(tǒng)的設(shè)at注意的問題31溫度偏差及對策31主蒸汽管道閥門的選定32管道設(shè)計參數(shù)的確定32管徑和壁厚的計算33第五章旁路系統(tǒng)36旁路系統(tǒng)的概念及其類型36旁路系統(tǒng)的作用37旁路系統(tǒng)及其管道閥門的擬定38旁路系統(tǒng)的容量38直流鍋爐啟動旁路系統(tǒng)39直流鍋爐與汽包鍋爐的啟動區(qū)別39直流鍋爐啟動特點39啟動系統(tǒng)42啟動旁路系統(tǒng)的選擇44第六章給水系統(tǒng)44給水系統(tǒng)型類型的選擇45給水系統(tǒng)的類型45給水系統(tǒng)的選擇46給水泵的配置47給水泵的選擇47給水泵的連接方式48第七章回熱抽汽系統(tǒng)49回熱加熱器的型式49混合加熱器50表面式加熱器50本設(shè)計回熱加熱系統(tǒng)確定53加熱疏水系統(tǒng)的確定54主凝結(jié)水系統(tǒng)及其管道閥門的確定54除氧系統(tǒng)的確定55給水除氧55除氧器的類型和選擇確定57回熱抽汽隔離閥與止回閥58回熱蒸汽管道的初步設(shè)計59設(shè)計要求59設(shè)計參數(shù)59管徑的計算60第八章疏放水系統(tǒng)628.1疏放水系統(tǒng)的組成628.2發(fā)電廠的疏水系統(tǒng)62結(jié)束語65致謝66參考文獻67附錄67外文原文67外文譯文74畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書78開題報告80摘要論證1000MW：電廠原則性熱力系統(tǒng)的新方案，新型鍋爐、汽輪機等主設(shè)備的選型，通過發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)計算確定在閥門全開工況下各部分汽水流量及其參數(shù)、發(fā)電量、供熱量及全廠性的熱經(jīng)濟指標，由此可衡量熱力設(shè)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。ABSTRACTChina'scoalresourcesinthecountry,howtoimprovetheefficiencyofcoal-firedgeneratingunitstoreduceharmfulgasemissionsbecomeverypressingissueonthefrontofthedecision-makingandscientificresearchdepartments.Accordingtothetechnicalstatistics,theultra-supercriticalunitefficiencyoftheunitputintooperationsincethe1990supto43%-48%,supplycoalconsumption260g/kw.h-290g/kw.hthanwiththecapacityofconventionalsupercriticalunitefficiencyimprovedby4%-5%,theShakespearesupercriticalunitsandhighefficiencyofabout8%-10%.Therefore,greateffortstodevelopultra-supercriticalthermalpowerunitsisanurgentneedtobewelcomedbyChina'smajorenergydevelopmentstrategy.Fromtheprincipleofthermodynamicsystemofthedemonstrationpowerplantofacomprehensivethermalsystemsnewprograms,newboilers,turbinesandotherequipmentselection,designofpowerplantsusingnon-standarddesign,andtheprinciplepowerplantthermalsystemtocalculatethemainpurposeistodeterminethevariouspartsofsoftdrinksflowanditsparametersgeneratingcapacityatdifferentloadconditionsforheatandthermaleconomicindicatorsofthewholeplant,thusmeasurableimprovementofthermalequipment,reasonablethermodynamicsystem,safetyofoperationandtheeconomyofthewholeplant,theoptimizationofthethermalsystemisreasonablypracticablemeasures.KeywordsUltra-supercritical;unitsThermalsystem；ParameterKeywordsUltra-supercritical;unitsThermalsystem；ParameterEfficiencyEquipmentEfficiency緒論0.1超超臨界的概念0.2發(fā)展超超臨界火電機組的戰(zhàn)略意義0.3超超臨界火電機組國內(nèi)外現(xiàn)狀0.4中國發(fā)展超超臨界火電機組的必要性和迫切性0.5論文的結(jié)構(gòu)介紹第一章主設(shè)備選型1.1發(fā)電廠類型和容量的確定發(fā)電廠的設(shè)計，必須按國家規(guī)定的基本建設(shè)程序進行。發(fā)電廠設(shè)計的程序為：初步可行性研究、可行性研究、初步設(shè)計、施工圖設(shè)計。在初步可行性研究報告中就應(yīng)明確發(fā)電廠的類型和容量，通常是根據(jù)建廠地區(qū)電力系統(tǒng)現(xiàn)有容量、發(fā)展規(guī)劃、負荷增長速度和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)并對燃料來源、交通、水源及環(huán)保等進行技術(shù)經(jīng)濟比較和雞精效益分析后確定的。若該地區(qū)只有電負荷，可建凝汽式電廠；當有供熱需要，且供熱距離與技術(shù)經(jīng)濟條件合理時，發(fā)電廠應(yīng)優(yōu)先考慮熱電聯(lián)產(chǎn)。新建或擴建的發(fā)電廠應(yīng)以煤為主要燃料。燃料低熱值煤（低質(zhì)原煤、洗中煤、褐煤等）的凝汽式發(fā)電廠宜建在燃料產(chǎn)地附近；有條件時，應(yīng)建礦口發(fā)電廠。在天然氣供應(yīng)有保證的地區(qū)可考慮新建、擴建或改建燃氣一一蒸汽聯(lián)合循環(huán)電廠，以提高發(fā)電廠的經(jīng)濟型，改善電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和滿足環(huán)境保護的要求。影響機組容量選擇的因素有：①電網(wǎng)（單機容量＜電網(wǎng)容量的10%;②汽輪機背壓；③汽輪機末級排汽面積（葉片高度）；④汽輪發(fā)電機組（單軸）轉(zhuǎn)子長度；⑤發(fā)電機組的大容量化，即單軸串聯(lián)布置或雙軸并列布置。一般而言單機容量增大，單位容量的造價降低，也可提高效率，但根據(jù)國外多年分析研究得出，提高單機容量固然可以提高效率，但當容量增加到一定的限度（1000MWV后，再增加單機容量對提高熱效率不明顯。國外已投運的超超臨界機組單機容量大部分在700MW1000M他問。就鍋爐而言，單機容量繼續(xù)增大，受熱面的布置更為復(fù)雜，后部煙道必須是雙通道，還必須增加主蒸汽管壁厚或增加主蒸汽管道的數(shù)目。單機容量的進一步增大還將受到汽輪機的限制。近30年來，汽輪機單機容量增長緩慢，世界上現(xiàn)役的單軸汽輪機大部分為900MWA下，最大功率單軸汽輪機仍然是前蘇聯(lián)制造的1200M幃輪機，雙軸最大功率汽輪機是美國西屋公司制造的（60Hz）1390MW目前世界上900MW以上的機組，無論50H斑是60Hz,都是以雙軸布置占多數(shù)。但是隨著近年來參數(shù)的不斷提高，更長末葉片的開發(fā)以及葉片和轉(zhuǎn)子材料的改進，單軸布置越來越成為新的發(fā)展趨勢。機組蒸汽參數(shù)和機組容量的選擇應(yīng)該從現(xiàn)有國內(nèi)制造業(yè)基礎(chǔ)及技術(shù)可行性考慮，從效率、單位千瓦投資、占地、建設(shè)周期、我國經(jīng)濟和電力工業(yè)發(fā)展的需要進行綜合考慮，選擇符合我國國情的大型化超超臨界機組方案。1.2主要設(shè)備選擇原則機組的蒸汽參數(shù)是決定機組熱效率，提高熱經(jīng)濟性的重要因素。提高蒸汽參數(shù)（蒸汽的初始壓力和溫度）、采用再熱系統(tǒng)、增加再熱次數(shù)，都是提高機組效率的有效方法。根據(jù)工程熱力學原理，工質(zhì)參數(shù)提高必然使得機組的熱效率提高，這主要是改善熱力循環(huán)系統(tǒng)所致。從研究成果可知，主蒸汽溫度每提高10C,熱效率值可提高約0.28%;再熱蒸汽溫度每提高10C,熱效率可提高約0.18%。對于一次中間再熱的超臨界參數(shù)以上的機組，工質(zhì)壓力每提高1MPa熱效率大約可提高0.2%。因此，在同比條件下（均為一次再熱），主蒸汽壓力從25MP升至31MPa機組熱效率相對只提高約1%只有單純將溫度從566C/566C提高至600C/600C時效率提高值的一半。部分專家的分析意見認為，我國目前超超臨界機組的主汽壓力應(yīng)取在世界先進水平28?31MP的下限，這主要是考慮到提高設(shè)備的可靠性。根據(jù)早期超超臨界機組的運行情況看，機組事故的產(chǎn)生多是由于高壓段參數(shù)所引起。另一個考慮就是降低設(shè)備的造價。主汽參數(shù)的選擇對造價影響非常大，特別是在鍋爐受熱面和汽輪機高壓缸。但對于主汽壓力25MP的情況來說，采用25MPa/600C/600C與相同容量常規(guī)超臨界24.2MPa/566C/566C機組相比，除部分材料及圖紙需要更改外，大部分圖紙可以通用，技術(shù)繼承性較好。從近年來國際上超超臨界機組參數(shù)發(fā)展看，主流是走大幅度提高蒸汽溫度（取值相對較高600C左右）、小幅度提高蒸汽壓力（取值多為25MP就右）的技術(shù)發(fā)展之路。此技術(shù)路線問題單一，技術(shù)繼承性好，在材料成熟前提下可靠性較高、投資增加少、熱效率增加明顯，即綜合優(yōu)點突出，此技術(shù)路線以日本為代表。另一種技術(shù)發(fā)展是蒸汽壓力和溫度都取值較高（28?30MPa600C左右）、從而獲得更高的效率，主要以丹麥的技術(shù)發(fā)展為代表。近年德國也將蒸汽壓力從28MPai至25MP癥右。超超臨界今后發(fā)展重點仍偏重在材料研發(fā)與溫度提高上。將目前已經(jīng)達到的600?610C平臺，依次躍升到650?660C、700?710C及750?760C三個臺階。與此同時，在技術(shù)已經(jīng)成熟及不斷降低制造成本、提高自動化水平前提下，也會繼續(xù)嘗試升壓之路，把初壓最終提高到35Mp擬上并采用兩次再熱，使汽輪機效率達到最高境界。應(yīng)該看到，世界上先進的超臨界和超超臨界電站的發(fā)展經(jīng)驗表明，機組效率的提高來源于許多方面的因素，如：較低的鍋爐排煙溫度，高效率的主、輔機設(shè)備，煤的良好燃燒，較高的給水溫度，較低的凝汽器壓力，較低的系統(tǒng)壓損，蒸汽再熱級數(shù)，等等。據(jù)國外研究報告估計，僅由于提高蒸汽參數(shù)而提高的效率最多為效率總提高量的一半左右。因此，發(fā)展超超臨界機組的工作不僅僅是簡單地提高蒸汽參數(shù)就可以實現(xiàn)，還必須同時注重其他相關(guān)技術(shù)的開發(fā)和研究工作。汽輪機組對汽輪機組的選擇，是指容量、參數(shù)和臺數(shù)的選擇。（1）汽輪機容量發(fā)電廠的機組容量應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)規(guī)劃容量、負荷增長速一臺機組發(fā)生事故時，電網(wǎng)安全和供電質(zhì)量（電壓和頻率）才能得到一定的保證，以便迅速啟動事故度和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)等因素進行選擇。最大機組容量不宜超過系統(tǒng)總?cè)萘康?0%這樣，當最大備用機組，保證安全供電。對于負荷增長較快的形成中的電力系統(tǒng)，應(yīng)選用效率高的600、1000MWL組。(2)汽輪機參數(shù)我國電網(wǎng)容量超過1000MWJ大電網(wǎng)已越來越多，因此符合采用高效率大容量中間再熱式汽輪機組的條件。近年建設(shè)的大型凝汽式火電廠汽輪機組大多為600?1000MWV其參數(shù)為超臨界壓力和超超臨界壓力。截至200孫9月底，全國已有10臺百萬千瓦超超臨界壓力機組投運。(3)汽輪機臺數(shù)火電廠最終的汽輪發(fā)電機組臺數(shù)不宜過多，一般以4?6臺、機組容量等級以不超過兩種為好。且同容量機、爐宜采用同一制造廠的同一類型或改進類型，其配套設(shè)備的類型也宜一致。這樣可使主廠房投資少，布置緊湊、整齊，備品配件通用率高，占用流動資金少，便于運行管理。對兼有熱力負荷的地區(qū)，經(jīng)濟技術(shù)比較證明合理時，應(yīng)采用供熱式機組。供熱式機組的類型、容量及臺數(shù)，應(yīng)根據(jù)近期熱負荷和規(guī)劃熱負荷的大小和特性，按照以熱定電的原則，通過比較選定，同樣宜優(yōu)先選用高參數(shù)、大容量的抽汽式供熱機組。對于有穩(wěn)定可靠的熱負荷，可考慮選擇背壓式機組或抽汽背壓式機組。至于熱電廠中機組的臺數(shù)，為了確保熱用戶在任何時候都能獲得所需要的熱負荷，最終規(guī)?？刂圃谒臋C五爐。當熱電廠是分期建設(shè)時，第一期工程如安裝一臺汽輪機，必須有備用鍋爐，所以配一機二爐為好。當汽輪機或鍋爐發(fā)生故障時，也不會影響熱用戶。鍋爐機組(1)鍋爐參數(shù)大容量機組鍋爐過熱器出口額定蒸汽壓力通常選取汽輪機額定進氣壓力的105%過熱器出口額定蒸汽溫度選取比汽輪機額走進氣溫度高3oC。冷段再熱蒸汽管道、再熱器、熱段再熱蒸汽管道額定工況下的壓力降宜分別取汽輪機額定工況下高壓缸汽壓力的1.5%?2.0%,5%3.5%?3.0%。再熱器出口額定蒸汽溫度比汽輪機中亞缸額定進汽溫度高3oC為宜，主要是為減少主蒸汽和再熱蒸汽的壓降和散熱損失，提高循環(huán)熱效率。(2)鍋爐類型大型火電廠鍋爐幾乎都采用煤粉爐，其效率高，可達90%-93%容量不受限制，目前與1000MWL組配套的鍋爐蒸發(fā)量已達3000t/h以上。因此鍋爐類型的選擇還要考慮水循環(huán)方式。水循環(huán)方式與蒸汽初參數(shù)有關(guān)，通常亞臨界參數(shù)以下多菜采用自然循環(huán)汽包爐，循環(huán)安全可靠，熱經(jīng)濟性高；亞臨界參數(shù)可采用自然循環(huán)或強制循環(huán)，后者能適應(yīng)調(diào)峰情況下承擔低負荷時水循環(huán)的安全；超臨界參數(shù)只能采用強制循環(huán)直流爐。（3）鍋爐容量與臺數(shù)凝汽式發(fā)電廠一般一機配一爐，不設(shè)備用鍋爐。鍋爐的最大連續(xù)蒸發(fā)量（BMCR按汽輪機最大進汽量工況相匹配。對裝有供熱式機組的發(fā)電廠，選擇鍋爐容量和臺數(shù)時，應(yīng)核算在最小熱負荷工況下，汽輪機的進汽量不得低于鍋爐最小穩(wěn)定燃燒的負荷（一般不宜小于1/3鍋爐額定負荷）以保證過路的安全穩(wěn)定運行。選擇熱電廠鍋爐容量時，應(yīng)當考慮當一臺容量最大的鍋爐停用時，其余鍋爐（包括可利用的其他可靠熱源）應(yīng)滿足以下要求：（1）熱力用戶連續(xù)生產(chǎn)所需的生產(chǎn)用汽量；（2）冬季采暖、通風和生活用熱量的60%-75%嚴寒地區(qū)取上限。此時，可降低部分發(fā)電出力。當發(fā)電廠擴建供熱機組，且主蒸汽及給水管道采用母管制時，鍋爐容量的選擇應(yīng)連同原有部分全面考慮。1.3主設(shè)備選擇鍋爐選擇為哈爾濱鍋爐廠有限責任公司設(shè)計的超超臨界變壓運行直流鍋爐（型號：HG-2953/27.56-YM1）,最大連續(xù)蒸發(fā)量為2996.3t/h,額定蒸發(fā)量為2909.03t/h,主蒸汽額定溫度為605oC,主汽壓力27.56MPa,再熱汽溫600oC,再熱汽壓5.746MPq啟動系統(tǒng)采用內(nèi)置式汽水分離器和爐水循環(huán)泵；點火系統(tǒng)同時配備了油槍和等離子系統(tǒng)。汽輪機為上海汽輪機廠（德國西門子公司提供技術(shù)支持）設(shè)計的一次中間再熱、單軸、四缸四排汽、雙背壓、凝汽式汽輪機（型號：N1000-26.25/600/600（TC4F）），額定功率1000MWV主蒸汽額定溫度為600oC,主汽壓力26.25MPq再熱汽溫600oC,再熱7^壓力5.746MP2采用八級不可調(diào)整抽汽。給水系統(tǒng)設(shè)置兩臺50%容量的汽動給水泵和1臺25%容量的電動啟動給水泵在正常運行工況下，給水泵汽輪機的汽源來自第四級抽汽；在低負荷和啟動工況下，給水泵汽輪機的汽源來自冷再熱蒸汽。給水泵汽輪機的排汽經(jīng)排汽管道和排汽蝶閥排到主機凝汽器；旁路系統(tǒng)采用容量為40%BMCR高、低壓兩級串聯(lián)系統(tǒng)?；責岢槠到y(tǒng)里，高壓缸設(shè)有一級抽汽，第二級抽汽采用高壓缸排汽，中壓缸有兩級抽汽、低壓缸有四級抽汽，分別供給三只高加，一只除氧器，四只低加。第四級抽汽還供給兩只給水泵小汽輪機用汽。本機組設(shè)有兩級串聯(lián)的高、低壓旁路系統(tǒng)。該旁路系統(tǒng)配置瑞士CCIAG/SULZE松司制造的AV計旁路控制系統(tǒng)，由高低壓旁路控制裝置、高低壓控制閥門、液壓執(zhí)行機構(gòu)及其供油裝置等組成。該旁路系統(tǒng)具有40%BMC高壓旁路容量和40%BMC%噴水量的低壓旁路容量。主蒸汽管與汽機高壓缸排汽逆止閥后的冷段再熱蒸汽管之間連接高壓旁路，使蒸汽直接進入再熱器；再熱器出口管路上連接低壓旁路管道使蒸汽直接進入凝汽器。在機組啟停、運行和異常情況期間，旁路系統(tǒng)起到控制、監(jiān)視蒸汽壓力和鍋爐超壓保護的作用。第二章原則性熱力計算發(fā)電廠熱力系統(tǒng)計算目的在熱力發(fā)電廠的設(shè)計或運行中，常需進行全廠熱力系統(tǒng)計算。例如：①論證發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)的新方案；②新型汽輪機本體的定型設(shè)計；③設(shè)計電廠采用非標準設(shè)計；④擴建電廠時，新舊設(shè)備共用的熱力系統(tǒng)；⑤運行電廠對原有熱力系統(tǒng)作較大改進；⑥分析研究發(fā)電廠熱力設(shè)備的某一特殊運行方式，如高壓加熱器停運后減少出力，增大推力軸承的應(yīng)力是否超過設(shè)計值等。前四項為電廠設(shè)計時后兩項為電廠運行時進行的全廠熱力系統(tǒng)計算。發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)計算的主要目的就是要確定在不同負荷工況下各部分汽水流量及其參數(shù)、發(fā)電量、供熱量及全廠性的熱經(jīng)濟指標，由此可衡量熱力設(shè)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。如根據(jù)最大負荷工況計算的結(jié)果，可作為發(fā)電廠設(shè)計時選擇鍋爐、熱力輔助設(shè)備、各種汽水管道及其附件的依據(jù)。對于凝氣式電廠，根據(jù)平均電負荷工況計算結(jié)果，可以確定設(shè)備檢修的可能性。如運行條件惡化（夏季冷卻水溫升高至30C等），而電負荷又要求比較高時，還必須計算這種特殊工況。對于僅有全年性工藝熱負荷的熱電廠，一般只計算電、熱負荷均為最大時的工況和電負荷為最大、熱負荷為平均值時的工況兩種。對于有季節(jié)性熱負荷（如采暖）的熱工廠，還要計算季節(jié)性熱負荷為零時的夏季工況，校對熱電廠在最大熱負荷時，抽汽凝氣是汽輪機最小凝氣流量。熱電廠在不同熱負荷下全年節(jié)省的燃料量也需要通過計算獲得。熱力系統(tǒng)計算方法與步驟全廠性熱力系統(tǒng)的計算方法有：常規(guī)計算法、等效始降法、循環(huán)函數(shù)法、等效抽汽法等。這里主要采用常規(guī)的手工計算法。為便于計算，凡對回熱系統(tǒng)有影響的外部系統(tǒng)，如輔助熱力系統(tǒng)中的鍋爐連續(xù)排污利用系統(tǒng)、對外供熱系統(tǒng)等，應(yīng)先進行計算。因此全廠熱力系統(tǒng)計算應(yīng)按照“先外后內(nèi)，由高到低”的順序進行。計算的基本公式是熱平衡式、物質(zhì)平衡式和汽輪機功率方程式，具體步驟如下：1、整理原始資料根據(jù)給定的原始資料，整理、完善及選擇有關(guān)的數(shù)據(jù)，以滿足計算的需要。（1）將原始資料整理成計算所需的各處汽、水比始值，如新蒸汽、抽汽、凝氣比始。加熱器出口水、疏水、帶疏水冷卻器的疏水及凝汽器出口水比始，再熱熱量等。整理汽水參數(shù)大致原則如下：1）若已知參數(shù)只有汽輪機的新汽、再熱蒸汽、回熱抽汽的壓力、溫度、排氣壓力時，需根據(jù)所給定的汽輪機相對內(nèi)效率，通過水和水蒸氣熱力性質(zhì)圖表或畫出汽輪機蒸汽膨脹過程的h—s圖，并整理成回熱系統(tǒng)汽水參數(shù)表；2）加熱器汽側(cè)壓力等于抽汽壓力減去抽汽管道壓損；3）加熱器疏水溫度和疏水比始分別為汽側(cè)壓力下對應(yīng)的飽和水溫度和飽和水比始；4）高壓加熱器水側(cè)壓力取為給水泵出口壓力，低壓加熱器水側(cè)壓力取為凝結(jié)水泵出口壓力；5）加熱器出口水溫由疏水溫度和加熱器出口端差決定；6）加熱器出口水比始由加熱器出口水溫和水側(cè)壓力查水蒸氣h—s表得出；7）疏水冷卻器出口水溫由加熱器進口水溫和加熱器入口（下）端差決定；8）疏水冷卻器出口水比始由加熱器汽側(cè)壓力和疏水冷卻器出口水溫查h-s表得出;（2）合理選擇及假定某些為給出的數(shù)據(jù)，他們有：1）新蒸汽壓損；2）回熱抽汽壓損；3）加熱器出口端差及入口端差，可參考下表2-1選取。表2-1加熱器端差取用表端差上端差8下端差8無過熱蒸汽冷卻段有過熱蒸汽冷卻段數(shù)值2c?6c-2C?2c5c?10C2、回熱抽汽量的計算按照“先外后內(nèi)，由高到低”的順序計算。先計算鍋爐連續(xù)排污系統(tǒng)，求得Df、Dma、hW、ma之后，再進行“內(nèi)部”回熱系統(tǒng)計算，按“由高到低”的順序進行回熱抽汽量Dj的計算。3、物質(zhì)平衡計算由物質(zhì)平衡式可計算凝氣流量Dc或新蒸汽量D。，然后用汽輪機功率方程計算出相應(yīng)的量來校核，滿足工程上允許的1%-2%；下的誤差范圍即可。4、熱經(jīng)濟性指標的計算主要包括汽輪機汽耗D。'、熱耗Q。、鍋爐熱負荷Qb及管道效率1的計算，以及全廠ncp、qcp、bSp等的計算。

發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)的擬定初步擬定原則性熱力系統(tǒng)圖2.1圖2.11000mw超超臨界機組原則性熱力系統(tǒng)圖全廠原則性熱力系統(tǒng)計算.4.1原始數(shù)據(jù)已知條件如下(閥門全開工況時(Pe=1049.847MW).汽輪機形式和參數(shù)汽輪機為上海汽輪機有限公司和德國西門子公司聯(lián)合設(shè)計制造的超超臨界壓力，一次中間再熱，單軸，四缸四排汽，雙背壓，八級回熱抽汽，反動凝汽式汽輪機。機組型號N1000—26.25/600/600(TC4F初蒸汽參數(shù)P0=26.25MPat0=600C再熱蒸汽參數(shù)inin高壓缸排汽prh=p2=6.393MPa,lrh=l2=377.8Coutout中壓缸進汽Prh=5.746MPqtrh=600C平均排汽壓力Pc=(0.00440+0.0054)/2=0.0049MPa給水溫度tfw=297.3C1~3號高壓加熱器及5號低壓加熱器均設(shè)有蒸汽冷卻段和疏水冷卻段，6號低壓加熱器帶疏水泵，7?8號低壓加熱器設(shè)有疏水冷卻段，但疏水進入一個術(shù)后歲加熱器DC各加熱器的端差見表2-2。表2-2加熱器端差-1.7002.82.82.82.85.65.65.65.6在VWO：況下各回熱抽汽的壓力和溫度，加熱器壓力和疏水冷卻器出口水始，加熱器出口水始等見表2-3。表2-3各回熱抽汽參數(shù)項目單位各計算點H1H2H3H4H5H6H7H8SG排汽C抽汽參數(shù)壓力MPa8.3916.3932.4191.1900.6590.2580.0670.0250.0049溫度417.3377.8464.6364.2285.1184.5蒸汽始飽和水始136.2

項目單位各計算點H1H2H3H4H5H6H7H8SG排汽C加熱器水溫水始加熱器出口水溫2797.9277.8220.6184.9/191.2157.7123.984.761.031.330.6/30.8疏水始1253.4973.4838.2546.3532.5366.4266.9417.8出口水始1317.11218.5957.0785.0/828.5666.0521.4355.7256.4132.5128.3/131.3進口水始1218.5957.0828.5666.0522.9355.7256.4147.4131.3注：分子分母分別表示水泵進出口溫度或者比始。2,鍋爐類型和參數(shù)鍋爐類型：HG2953/27.46YM1型變壓運行直流燃煤鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量為2996.3t/h,額定蒸發(fā)量為2909.03t/h,銘牌工況下主要參數(shù)如下過熱蒸汽出口參數(shù)：Pb=27.56MPat0=605outout再熱蒸汽出口參數(shù)：Prh（b）=5.81MPa,trh（b）=603inin再熱蒸汽進口參數(shù)：Prh（b）=6.12MPa,%（b）=372鍋爐效率：b=93.8%鍋爐過熱器減溫水取自省煤器出口，再熱器減溫水取自給水泵中間抽頭

.計算中采用的其他數(shù)據(jù)(1)小汽水流量制造廠家提供的軸封汽量及其參數(shù)如表2-4所示表2-4軸封汽量及其參數(shù)項目單位Dsg1Dsg2工DHg工DSg汽量910.82034汽始3193.23194.4去處SG上表中，為高壓缸軸封總漏汽量，其中引入高壓缸排氣管道的軸封漏汽量為18662.4kg/h,引入中低壓連通管的軸封漏汽量為11044.8kg/h,引入SG的軸封漏汽量為“D1

sg324kg/h,引入凝汽器的軸封漏汽量為2966.4kg/h;為中低壓缸軸封總漏汽量，其中引入SG的的漏7^量為144kg/h,引入凝汽器的的漏汽量為1299.6kg/h。全廠汽水損失D1=0.01Db.(2)其他有關(guān)的數(shù)據(jù)選擇回熱加熱器效率h=0.99補充水入口水溫tma=15hw,ma=62.8kj/kg。在計算工況下機械效率給水泵組始開小汽機用汽量m=99.6%),發(fā)電機效率在計算工況下機械效率給水泵組始開小汽機用汽量pupuhfw=43.5kj/kg,凝結(jié)水泵組始開hcw=3kj/kgDlt=168109.2kg/h。(3)新蒸汽，再熱蒸汽及排污擴容器計算點汽水參數(shù)如表2-5.表2-5各計算點汽水參數(shù)

600377.86003485.23482.13111.63660.8549.22.4.2熱力計算過程1,.整理原始資料得計算總汽水總始值，如上表。2,全廠物質(zhì)平衡汽輪機總耗氣量鍋爐蒸發(fā)量D鍋爐蒸發(fā)量Db=D0D1=D00.01Db鍋爐給水量Dfw=D鍋爐給水量Dfw=Db=1.0101D0補充水量Dma=D1=0.01Db=0.01010g03,計算汽輪機各段抽汽量3,計算汽輪機各段抽汽量Dj和凝氣流量Dc(1)高壓加熱器H1:由H1熱平衡式求D1Di(hi-h，)w1-Di(hi-h，)w1-hW2)DiDfw(hwi-hh1-hW1)h=DfW(h=0.052220D0b2(h2(2)高壓加熱器H2:-hw2)'D1(hw1-hw2)'h=DfW(hb2(h2求得：D2=0.117944D0物質(zhì)平衡得H2疏水量Ddr2Ddr2=D1D2=0.170164D0計算再熱蒸汽量Drh

由高壓缸物質(zhì)平衡可得Drh=D0-，D1-D1-D218662.4=0.829836DO-14335.2(3)高壓加熱器H3h：4=hW4+Ah]=785.0+43.5=828.5(kj/kg)-hw3)Ddr2(-hw3)Ddr2(hW2/W3)-h=Dfw(hpu、w3hw4/可求得：D3=0.042450D0H3的疏水量Ddr3=Ddr2D3=0.212614D0(4)除氧器D4由于計算工況下再熱減溫水量是0,因此除氧器出口水量Dfw=D,=0.0101D0。第四段抽汽D4包括除氧器加熱用汽D4‘和小汽輪機用汽Dlt兩個部分。w4-hw5)P4(h4-hw5)+Ddr363-hw5)Jh=Dw4-hw5)求得:D4=0.033670D0除氧器進水量Dc4Dc4=Dfw-Ddr3-D4=0.763816D0第四段抽汽D4FD4=D4Dlt=0.033670D0168109.2(5)低壓加熱器H5:將疏水泵混合點M包括在H5的熱平衡范圍內(nèi)，分別列出H5和H6兩個熱平衡式,然后聯(lián)立求解。由低壓加熱器H5熱平衡計算D5(Dc4-D5-D6)(hw5-hw6)+(D5+06)(hw5—h6)=D5(h5-h：5)h整理可得：D5-0.044725D0-0.004495D6(6)低壓加熱器H6:(Dc4-D5-D6)(hw6-hw7)=|D6(h6-h6')+D5(h：5-h6')}h整理后可得D6=0.051732D0-0.073312D5聯(lián)立(5)(6)中的式子，可解得D5-0.044507D0D6=0.048469D0低壓加熱器進水量Dc6cuDc6=Dc4-D5-D6=0.763816D0-0.044507D0-0.048469D0=0.670840D0(7)低壓加熱器H7:由低壓加熱器H7的熱平衡求D7rDc6(hw7-hwJ=D7(h7-h7)h可求得D7=0.029931D0H7的疏水量Ddr7Ddr7=D7=0.029931D0(8)低壓加熱器H8由低壓加熱器H8,疏水冷卻器DC軸封冷卻器SG和凝汽器熱井構(gòu)成一個整體的熱平衡計算D8Dc6(hw8-h])=[D8(h8-hJ+Ddr7(h7<hc)+Dsg1(hsg1-hc)+DC6Ahp：^h可求得D8-0.03093CDo-1187.088297疏水冷卻器DC的疏水量DdrdcIUCDdrdc=Dd.7D8=0.060861D0-1187.088297(9)由凝汽器熱井的物質(zhì)平衡計算DcDc=Dc6-Ddrdc-Dsg1-Dsg2-Dma-D|t=(0.670840-0.060861-0.010101D0-(168109.2+910.8+2034-1187.088297)=0.599878D0-169866.9117由汽輪機物質(zhì)平衡校核TOC\o"1-5"\h\z82Dc=D0-._Dj-._Dsgj11=D0-(0.400121D0+166922.1117)-2944.8-0.599879D0-169866.9117Dc與Dc誤差很小，符合要求。計算結(jié)果如表2-6.表2-6計算結(jié)果D(kg/h)h(kj/kg)D。h0=3482.1Drh=0.829836D0-14335.2qrh=549.2D1=0.052220D0h〔=3179.9D2=0.117944D0h2=3111.6

D3=0.042450D0h3=3384.8D4=0.033670D0+168109.21%=3184.7D5=0.044507D0h5=3029.5D6=0.048469D0h6=2836.4D7=0.029931D0h7=2614.5D8=0.030930D0-1187.088297h8=2481.7Dc=0.599878D0-169866.9117hc=2310.8c8￡Dj=0.400121D0+166922.11171D(kg/h)H(kj/kg)Dsg1=910.8hsg1=3193.2Dsg2=2034hsg2=3149.42ZDsgj=2944.814.汽輪機汽耗計算以及功率校核(1)計算汽輪機內(nèi)功率82Wi=D0h°Drhqrh--Djhj-Dchc「Dsgjhsgj11代入已知數(shù)據(jù)，整理可得：Wi=1340.360661DO-157090.0506103(2)由功率方程式求D0Wi=Pe/m/g3600=1049847/0.9906/0.9963600=3830635686(kj/h)=1340.360661D0-157090.0506103D0=2975114kg/h=2975.114t/h(3)求各級抽汽量及功率校核將D0數(shù)據(jù)代入各處汽水相對值和各抽汽及排汽內(nèi)功率，列入下表中功率校核8W「=Wc+zWj=3835938422(kj/kg)1iWi-Wi覦=p——-=0.138%1%Wi表2-7各項汽水流量，抽汽及排汽內(nèi)功率項目數(shù)量(t/h)汽輪機汽耗D0=D0‘2975.114鍋爐烝發(fā)量Db=1.0101D03005.162651給水量Dfw=1.0101D03005.162651全廠汽7k損失Di=0.010101D030.051627化學補充水量Dma=0.010101D030.051627再熱蒸汽量Drh=0.829836D0-14335.22454.521501表2-8各段抽汽量項目抽汽量(t/h)內(nèi)功率Wij(kj/h)第一段抽汽D1155.36045346949.9289黑103第二段抽汽D2350.896846130007.2814M103第三段抽汽D3126.29359881648.80529M103

第四段抽汽D4268.281288一一3227126.9384x10第五段抽汽D5132.413399132651.7431x103第六段抽汽D6144.2008013172305.5371K10第七段抽汽D789.048137126163.4005x103第八段抽汽D890.8331873140755.1066x10汽輪機排汽Dc1614.83852432778329.681x105,熱經(jīng)濟指標計算(1)機組熱耗Q。，熱耗率q,絕對電效率Q0=D0h。+D,hq「h+Dmahw,ma-Dfwhfw__3=7751455.18110q=Q0=7383.41kj/(kw*h)]Pe3600e==0.4876q(2)鍋爐熱負荷Qb和管道效率冊根據(jù)鍋爐蒸汽參數(shù)查過熱器出口始值h根據(jù)鍋爐蒸汽參數(shù)查過熱器出口始值hb=3485.2kj/kgQb=DbhbDrhhrh-Dfwhfw=7863516351M103(kj/h)=0.9857(3)全廠熱經(jīng)濟指標全廠熱效率全廠熱耗率0.9380.98570.4876=0.4508cpbpe3600qcp全廠熱效率全廠熱耗率0.9380.98570.4876=0.4508cpbpe3600qcpncp36000.4508=7985.803kj/kwh】發(fā)電標準煤耗率bs=01空=91里=0.2728kg/(kw^h)]cp0.4508cp第三章輔助熱力系統(tǒng)補充水系統(tǒng)工質(zhì)損失在發(fā)電廠的生產(chǎn)過程中，工質(zhì)承擔著能量轉(zhuǎn)換與傳遞的作用，由于循環(huán)過程的管道、設(shè)備及附件中存在的缺陷或工藝需要，不可避免的存在各種汽水損失，它會直接影響發(fā)電廠的安全、經(jīng)濟運行。因為這不僅增大發(fā)電廠的熱損失，降低電廠的熱經(jīng)濟性，而且為了補充損失的工質(zhì)，還必須增加水處理設(shè)備的投資和運行費用。另外，補充水的水質(zhì)通常比汽輪機凝結(jié)水質(zhì)差，因此，工質(zhì)的損失還將導(dǎo)致補充水率增大，使給水品質(zhì)下降，汽包鍋爐排污量將增大，或造成過熱器結(jié)垢，或造成汽輪機通流部分積鹽，出力下降，推力增加等，影響機組工作的可靠性和經(jīng)濟性。如新蒸汽損失1%電廠熱效率就降低1%所以，發(fā)電廠的設(shè)計、制造、安裝和運行過程中，應(yīng)盡可能地減少各種汽水損失。例如，盡量用焊接代替法蘭連接；選擇較完善的熱力系統(tǒng)及汽水回收方式，提高工質(zhì)回收率及熱量利用率，，設(shè)置軸封冷卻器和鍋爐連續(xù)排污利用系統(tǒng)；提高設(shè)備及管制件的制造、安裝及維修質(zhì)量；加強運行調(diào)整，合理控制各種技術(shù)消耗，將蒸汽吹灰改為壓縮空氣或鍋爐水吹灰，鍋爐、汽輪機和除氧器采用滑參數(shù)啟動，再熱機組設(shè)置啟動旁路系統(tǒng)等。補充水引入系統(tǒng)由于熱力系統(tǒng)中工質(zhì)損失，故需要對鍋爐進行給水的補充，以彌補工質(zhì)的損失，保證系統(tǒng)系統(tǒng)汽水總量保持動態(tài)穩(wěn)定。補充水引入系統(tǒng)不僅確保補充水量的需要，同時還涉及補充制取方式及補充水引入回熱系統(tǒng)的地點選擇。因此，補充水引入系統(tǒng)發(fā)電廠工質(zhì)循環(huán)過程中雖然采取了各種減少工質(zhì)損失的措施，仍不可避免的存在一定數(shù)量的工質(zhì)損失，為了維持工質(zhì)損失的連續(xù)，需要將損失的工質(zhì)數(shù)量適時的足量補入循環(huán)系統(tǒng)。補入的工質(zhì)通常稱為補充水，可用以下公式計算Dma=DiDi。kg/h式中Dma——補充水量，kg/h；Dl——電廠內(nèi)部7^水損失量，kg/h；Di。一一電廠外部7^水損失量，kg/h；補充水引入系統(tǒng)如圖3.1o圖3.1補充水系統(tǒng)軸封蒸汽系統(tǒng)(1)軸封蒸汽系統(tǒng)為了讓提高發(fā)電廠的熱經(jīng)濟性，現(xiàn)代的汽輪機裝置到設(shè)有軸封蒸汽系統(tǒng)。軸封蒸汽系統(tǒng)的主要功能是向汽輪機、給水泵小汽輪機的軸封和主汽閥、調(diào)節(jié)閥的閥桿汽封提供密封蒸汽，同時將各汽封的漏汽合理導(dǎo)向或抽出。在汽輪機的高壓區(qū)段，軸封系統(tǒng)的正常功能是防止蒸汽向外泄漏，以確保汽輪機有較高的效率；在汽輪機的低壓區(qū)段，則是防止外界的空氣進入汽輪機內(nèi)部，保證汽輪機有盡可能高的真空（即盡可能低的背參數(shù)），也是為了保證汽輪機組的高效率。軸封蒸汽系統(tǒng)主要是由密封裝置、軸封蒸汽母管、汽封冷卻器等設(shè)備及相應(yīng)的閥門、管路系統(tǒng)構(gòu)成。（2）軸封蒸汽系統(tǒng)的作用汽輪機在各種運行工況下，軸封蒸汽系統(tǒng)都應(yīng)提供合乎要求的軸封和閥桿密封用汽。軸封蒸汽系統(tǒng)的作用可歸納為：①防止汽缸內(nèi)蒸汽和閥桿漏汽向外泄漏，污染汽輪機房環(huán)境和軸承潤滑油油質(zhì)。②防止機組正常運行期間，高溫蒸汽流過汽輪機大軸，使其受熱從而引起軸承超溫。③在機組啟動及正常運行期間，防止空氣漏入汽缸的真空部分，保證凝汽器的抽真空效果及真空度。在汽輪機打閘停機及凝汽器需要維持真空的整個熱態(tài)停機過程中，防止空氣漏入汽輪機，加速汽輪機內(nèi)部冷卻，造成大軸彎曲。④回收汽封和閥桿漏汽，減少工質(zhì)和能量損失。輔助蒸汽系統(tǒng)發(fā)電廠中需要輔助蒸汽的用戶很多，有啟動過程需要的，也有正在運行的設(shè)備需要的。當某機組處于啟動階段時，它需要將正在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），如對除氧器給水箱預(yù)熱；加熱鍋爐尾部暖風器以提高進入空氣預(yù)熱器的溫度，防止金屬腐蝕和堵灰；廠用熱交換器；汽輪機軸封；真空系統(tǒng)抽氣器；燃油加熱及霧化；水處理室等。當機組正常運行后，即可解決自身輔助蒸汽用戶的需要，同時也有能力向需要蒸汽的相鄰機組提供合格蒸汽。其正常汽源應(yīng)在滿足需要的前提下，盡可能用參數(shù)低的回熱抽汽，以增大回熱做功比X,提高電廠的熱經(jīng)濟性。同時還應(yīng)考慮當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。輔助蒸汽的疏水，除了不能回收的或嚴重污染的（如加熱重油及霧化）外，一般均應(yīng)回收于熱力系統(tǒng)。輔助蒸汽系統(tǒng)的主要功能有兩方面。當本機組處于啟動階段而需要蒸汽時，可將正在運行的相鄰機組（首臺機組啟動則是輔助鍋爐）的蒸汽引送到本機組的蒸汽用戶，如除氧器水箱預(yù)熱、暖風器及燃油加熱、廠用熱交換器、汽輪機軸封、真空系統(tǒng)抽氣器、燃油加熱及霧化、水處理室等；當本機組正在運行時，也可將本機組的蒸汽引送到相鄰（正在啟動）機組的蒸汽用戶，或?qū)⒈緳C組再熱冷段的蒸汽引送到本機組各個需要輔助蒸汽的用戶。在機組啟動期間，輔助蒸汽系統(tǒng)的汽源來自輔助鍋爐，向本機組除氧器、汽輪機軸封、燃油加熱及霧化、鍋爐暖風器、鍋爐空預(yù)器吹灰器與沖洗加熱、磨煤機滅火、廠用熱交換器等供汽。在機組低負荷期間，隨著負荷的增加，當再熱冷段壓力足夠時，輔助蒸汽開始由回熱第四段抽汽供汽。來自第四段抽汽的蒸汽經(jīng)調(diào)溫調(diào)壓后，送入輔助蒸汽母管，維持輔助蒸汽母管一定的溫度與壓力。減溫水來自汽輪機凝結(jié)水系統(tǒng)。在第四段抽汽蒸汽溫度高于一定溫度，軸封也由再熱冷段供汽。隨著負荷進一步增加，逐漸切換成自保持方式，機組進入正常運行階段。在輔助蒸汽管道上設(shè)有一只安全閥，其壓力為整定值。輔助蒸汽系統(tǒng)為全廠提供公用汽源。本機組設(shè)置一根壓力為0.8~1.3MPa（g）、溫度為320~380c的輔助蒸汽聯(lián)箱。二期輔助蒸汽母管與一期輔汽母管連接，做到互為備用。第一臺機組啟動及低負荷時輔助蒸汽來自啟動鍋爐房（~50t/h,13kgf/cm2（g））。機組正常運行后，輔助蒸汽來源主要為運行機組的冷再熱蒸汽（減壓后）和四段抽汽。機組投入運行時，機組的啟動用汽、低負荷時輔助汽系統(tǒng)用汽、機組跳閘時備用汽及停機時保養(yǎng)用汽都來自全廠輔汽母管。當高壓缸的排汽參數(shù)略高于輔助蒸汽系統(tǒng)用汽的參數(shù)時，即可切換到由本機高壓缸排汽供給。輔助蒸汽管道設(shè)計要滿足給水泵汽輪機對蒸汽流量的需求。第四章主蒸汽再熱蒸汽系統(tǒng)主蒸汽系統(tǒng)的功能是把鍋爐產(chǎn)生的蒸汽送到各用汽點。它包括從過熱器出口聯(lián)箱至汽輪機進口主汽閥的主蒸汽管道、閥門、疏水裝置及通往用新汽設(shè)備的蒸汽支管所組成的系統(tǒng)。對于裝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。主蒸汽系統(tǒng)的類型與選擇主蒸汽管道系統(tǒng)的特點和形式主蒸汽管道系統(tǒng)的特點：輸送工質(zhì)流量大、參數(shù)高、管道長且要求金屬材料質(zhì)量高的特點，它對發(fā)電廠運行的安全、可靠、經(jīng)濟性影響大。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。熱力發(fā)電廠常用的主蒸汽系統(tǒng)的形式：單母管制系統(tǒng)、切換母管制系統(tǒng)和單元制系統(tǒng),單母管制系統(tǒng)的特點是全廠的鍋爐蒸汽全都引至一根母管上，再從該母管引至汽輪機和各用汽處。切換母管制系統(tǒng)也有一根主蒸汽母管，但每臺鍋爐與對應(yīng)的汽輪機組成一個單元,每個單元有三個切換閥門與母管相連。機爐經(jīng)常按單元運行，該單元的鍋爐發(fā)生事故或檢修時，即通過切換閥門由母管引來相鄰單元鍋爐來的新汽，使事故鍋爐所對應(yīng)的汽輪機仍

可繼續(xù)運行，其他用汽仍從母管引出。單母管制系統(tǒng)的母管必須處于運行狀態(tài)；而切換母管制系統(tǒng)的母管，通常處于熱備用狀態(tài)。單元制系統(tǒng)中，每1-2臺鍋爐與對應(yīng)的汽輪機組成一個獨立單元，名單元之間無母管橫向聯(lián)系，單元內(nèi)各用汽設(shè)備的新蒸汽支管均引自機爐之間的主蒸汽管道。主蒸汽系統(tǒng)形式的比較和應(yīng)用從可靠性、靈活性、經(jīng)濟性、方便性四方面來分析比較主蒸汽系統(tǒng)的不同形式。(1)可靠性單母管制系統(tǒng)，與母管相連的任一閥門發(fā)生事故，全廠就要停運，可靠性最差。為提高其可靠性，通常以串聯(lián)兩個關(guān)斷閥門將母管分段，以確保隔離，使事故局部化，并便于分段閥門本身的檢修。正常運行時，分段閥門處于開啟狀態(tài)。切換母管制系統(tǒng)，為便于母管的檢修，擴建時不致影響原有機爐的運行，也可用兩個串聯(lián)的關(guān)斷閥門將母管分段。而單元制系統(tǒng)，既無母管也無切換閥門，系統(tǒng)最簡單，系統(tǒng)本身的可靠性最好。但是，與單元內(nèi)主汽管相連的任一設(shè)備或閥門發(fā)生事故，整個單元即被迫停運，影響其可靠性。(2)靈活性靈活性是指在不同工況下能保證汽輪機正常運行的適應(yīng)性，切換母管制系統(tǒng)的靈活性最好，單母管制系統(tǒng)次之，單元制系統(tǒng)最差。(3)經(jīng)濟性經(jīng)濟性包括投資和運行費用兩方面。單元制系統(tǒng)無母管，管線短，閥門數(shù)量少，不僅管道和閥門的投資費最小，而且相應(yīng)的保溫、支吊架的費用也減少。管線短，壓損小，熱損失少，檢修工作量減少，因而運行費用也相應(yīng)減少。(4)方便性要便于維修和擴建。單元制系統(tǒng)沒有母管，便于布置，并有助于采用煤倉間和除氧問合并的主廠布置形式，使主廠房的土建等費用減少。上述四方面相互影響，通過綜合技術(shù)經(jīng)濟比較來確定主蒸汽系統(tǒng)，單元制系統(tǒng)為最佳如圖4.1,單元制系統(tǒng)的特點是每臺鍋爐與相應(yīng)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(shè)備的新蒸汽支管均引自機爐之間的主蒸汽管道。單元制系統(tǒng)的優(yōu)點是系統(tǒng)簡單、管道短、閥門少、，故能節(jié)省大量高級耐熱合金鋼；事故僅限于本單元內(nèi)，圖4.1單元控制系統(tǒng)全廠可靠性較高；控制系統(tǒng)按單元設(shè)計制造。運行操作少，易于實現(xiàn)集中控制；工質(zhì)壓力損失少，散熱小，熱經(jīng)濟性較高；維護工作量少，費用低；無母管，便于布置，主廠房土建費用少。其缺點是單元之間不能切換。單元內(nèi)任一與主汽管相連的主要設(shè)備或附件發(fā)生事故，都將導(dǎo)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；負荷變動時對鍋爐燃燒的調(diào)整要求高；機爐必須同時檢修，相互制約。本機組為大容量機組且是再熱式機組，其工作參數(shù)高的大直徑新蒸汽管和熱再熱蒸汽管均為耐熱合金鋼管，價格昂貴，有的還要耗用大量外匯來進口。而選單元制系統(tǒng)的管線短、閥門少，投資省等優(yōu)點顯得很重要。單元式機組的控制系統(tǒng)是按單元設(shè)計制造的，且各單元之間不盡相同；同時，相同容量相同蒸汽初參數(shù)的再熱式機組的再熱參數(shù)互相之間也有差異，所以再熱凝汽式機組就采用單元制主蒸汽系統(tǒng)。主蒸汽再熱蒸汽系統(tǒng)的設(shè)計主蒸汽系統(tǒng)是指從鍋爐過熱器聯(lián)箱出口至汽輪機主汽閥進口的主蒸汽管道、閥門、疏水管等設(shè)備、部件組成的工作系統(tǒng)。主蒸汽及高、低溫再熱蒸汽系統(tǒng)采用單元制系統(tǒng)。主蒸汽管道從過熱器的出口聯(lián)箱的兩側(cè)引出，平行接到汽輪機前，分別接入高壓缸左右側(cè)主汽閥和調(diào)節(jié)閥，在汽輪機入口前設(shè)壓力平衡連通管。蒸汽從二根主調(diào)門中間的支管連接到補汽閥，然后經(jīng)過補汽閥再從高壓缸下部的供汽管道進入高壓缸。經(jīng)補汽閥節(jié)流降低參數(shù)（蒸汽溫度約降低30C）后進入高壓第五級動葉后空間，主流與這股蒸汽混合后在以后各級繼續(xù)膨脹做功。主蒸汽、再熱蒸汽系統(tǒng)是按汽輪發(fā)電機組VWCC況時的熱平衡蒸汽量設(shè)計。主蒸汽系統(tǒng)管道的設(shè)計壓力為鍋爐過熱器出口額定主蒸汽壓力，主蒸汽系統(tǒng)管道的設(shè)計溫度為鍋爐過熱器出口額定主蒸汽溫度加鍋爐正常運行時允許溫度正偏差5c。冷再熱蒸汽系統(tǒng)管道的設(shè)計壓力為機組VWO：況熱平衡圖中汽輪機高壓缸排汽壓力的1.15倍，冷再熱蒸汽管道系統(tǒng)的設(shè)計溫度為VWCtt況熱平衡圖中汽輪機高壓缸排汽參數(shù)等嫡求取在管道設(shè)計壓力下相應(yīng)溫度。熱再熱蒸汽管道系統(tǒng)的設(shè)計壓力為VWOL況熱平衡圖中汽輪機高壓缸排汽壓力的1.15倍或鍋爐再熱器出口安全閥動作的最低整定壓力，熱再熱蒸汽管道系統(tǒng)的設(shè)計溫度為鍋爐再熱器出口額定再熱蒸汽溫度加鍋爐正常運行時的允許溫度正偏差5c。主蒸汽再熱蒸汽系統(tǒng)設(shè)計如下：由于汽輪機有四個主汽閥，所以主蒸汽管道采用2——4布置方式，從鍋爐過熱器出口聯(lián)箱兩側(cè)各有一根主蒸汽管道引入汽輪機主汽閥前，再各分成兩根管道與主汽閥連接，主汽管道上有彈簧式安全閥和電磁式安全閥；再熱段蒸汽管道采用2——2布置方式，從鍋爐再熱器出口聯(lián)箱兩側(cè)各引出一根再熱熱段管道與兩個聯(lián)合氣閥連接，主蒸汽管道和再熱段管道均設(shè)置了中間聯(lián)絡(luò)管，用以減少主蒸汽和再熱熱段蒸汽的溫度及壓力的偏差。再熱冷段管道采用2-1-2布置方式，高壓缸排汽經(jīng)兩根排汽管排出后，匯集到一根管道引致鍋爐再熱器前，再分成2根管道進入再熱器聯(lián)箱。主蒸汽系統(tǒng)的設(shè)計注意的問題溫度偏差及對策隨著機組容量的增大，爐膛寬度加大，煙氣流量、溫度分布不均造成兩側(cè)汽溫偏差增大，這樣就要求管道系統(tǒng)應(yīng)有混溫措施。由于汽輪機的主蒸汽、再熱蒸汽均為雙側(cè)進汽，因此再熱機組的主蒸汽、再熱蒸汽系統(tǒng)以單管、雙管及混合管系統(tǒng)居多，少數(shù)也有四管及其混合管系統(tǒng)的。單管系統(tǒng)即是蒸汽通過一根管道輸送至設(shè)備的進口處，因此蒸汽流量大管道內(nèi)徑也大其優(yōu)點是：有利于滿足汽輪機兩側(cè)進口蒸汽溫差的要求，且有利于減少壓降，減少汽缸的溫差應(yīng)力、軸封摩擦等。通常單管長度應(yīng)為直徑的10-20倍以上，才能達到充分混合減少溫度偏差的目的，故大機組中很少采用純粹單管系統(tǒng)的。雙管系統(tǒng)則是蒸汽通過兩根并列的管道輸送，每根管道通過的蒸汽流量僅為原來的1/2。其優(yōu)點是：可避免大直徑的主蒸汽管和再熱蒸汽管，尤其是某些需要進口的大口徑耐熱合金鋼管，價格昂貴，采用雙管具有明顯優(yōu)勢，可較大幅度降低管道的總投資。雙管系統(tǒng)在布置時能適應(yīng)高、中壓缸雙側(cè)進汽的需要，在管道的支吊和應(yīng)力分析中也比單管系統(tǒng)o易于處理。缺點：雙管系統(tǒng)中溫度偏差較大，有的主蒸汽溫度偏差達30-50C,再熱汽溫偏差更大，將使汽缸等高溫部件受熱不勻?qū)е伦冃巍＞C合分析雙管系統(tǒng)和單管系統(tǒng)的特點，主蒸汽管道采用2-4布置方式，從鍋爐過熱器出口聯(lián)箱兩側(cè)各有一根主蒸汽管道引入汽輪機主汽閥前，再各分成兩根管道與主汽閥連接，主汽管道上有彈簧式安全閥和電磁式安全閥；再熱段蒸汽管道采用2-2布置方式，從鍋爐再熱器出口聯(lián)箱兩側(cè)各引出一根再熱熱段管道與兩個聯(lián)合氣閥連接。主蒸汽管道閥門的選定管道設(shè)計參數(shù)的確定管道設(shè)計要求主廠房內(nèi)管道設(shè)計應(yīng)根據(jù)熱力系統(tǒng)和主廠房的布置進行.供熱管道應(yīng)根據(jù)熱網(wǎng)系統(tǒng)和各熱用戶所在區(qū)域的位置、地形、地貌和其他自然條件以及地下設(shè)施等情況進行設(shè)計，應(yīng)做到技術(shù)上可靠、經(jīng)濟上合理.具體要求為：選材正確，布置合理，補償良好，疏水通暢，流阻較小，造價低廉，支吊合理，安裝維修方便，擴建靈活，整體美觀，并避免水擊和共振，減低噪音等。管道設(shè)計應(yīng)符合國家和部頒有關(guān)標準、規(guī)程、規(guī)范.管道設(shè)計參數(shù)（一）蒸汽管道的設(shè)計壓力管道設(shè)計壓力（表壓）系指管道運行中內(nèi)部介質(zhì)最大工作壓力。主蒸汽管道（鍋爐過熱器出口聯(lián)箱至汽輪機高壓缸自動主汽門之間區(qū)段）的設(shè)計壓力，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%箭稱5%O磷行時，應(yīng)加上5%勺超壓值。已知鍋爐過熱器出口的額定工作壓力pb=27.56MPa所以pb=27.56X（1+0.05）=28.938MPa。低溫再熱蒸汽管道（汽輪機高壓缸排汽至鍋爐再熱器進口聯(lián)箱之間的區(qū)段）的設(shè)計pinrh高溫再熱蒸汽管道（鍋爐再熱器出口聯(lián)箱至汽輪機中壓缸主汽門之間區(qū)段），設(shè)計壓力可減至再熱器出口安全閥動作的最低整定壓力。查相關(guān)資料知，對蒸汽鍋爐而言，再熱器的安全閥整定壓力為裝設(shè)地點工作壓力的1.1倍。所以高溫再熱蒸汽管道設(shè)計壓力為（二）主蒸汽管道的設(shè)計溫度設(shè)計溫度是指管道運行中內(nèi)部介質(zhì)的最高工作溫度。主蒸汽管道的設(shè)計溫度取用鍋爐過熱器出口蒸汽的額定工作溫度加上鍋爐正常運行時允許高溫再熱蒸汽管道的設(shè)計溫度，取用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°C,所以設(shè)計溫度為trh（b）'=603+5=608（°C）。管徑和壁厚的計算（一）管道內(nèi)徑的計算進行管道內(nèi)徑計算前，需首先確定運行中最大可能出現(xiàn)的介質(zhì)流量，這在前面原則性熱力系統(tǒng)計算中已經(jīng)計算出結(jié)果，接著應(yīng)合理選取介質(zhì)的流速。若介質(zhì)流速大，管子內(nèi)徑可小些，管道鋼材耗量和投資都可減少；但管內(nèi)介質(zhì)流動阻力加大，運行費用增加，元件密封面磨損加劇，引起管道振動，甚至造成水泵汽蝕。如果減小管內(nèi)流速，則會造成相反的結(jié)果。所以管內(nèi)介質(zhì)的合理流速需通過綜合的技術(shù)經(jīng)濟比較和大量試驗論證。對于單相流體的管道，其內(nèi)徑Di按下列公式計算：Di=594.71陛,w式中Di管子內(nèi)徑，mmG——介質(zhì)質(zhì)量流量，t/h;v介質(zhì)比體積，m3/kg；w介質(zhì)流速，m/so①蒸汽管道主蒸汽管道采用“2-4”的布置方式，由po=27.56MPa,to=605oC查得v=m3/kg,w取m/s,G0=3005162651t/h,代入公式得主蒸汽管道主管的內(nèi)徑為：3005.162651x0.0127625D1=594.7/1240=411.762mm主蒸汽管道支管的內(nèi)徑為：3005.1626510.0127625D2=594.7一440=291.165mm②低溫再熱蒸汽管道低溫再熱蒸汽管道采用“2-1-2”的布置方式，由。c查得v=0.0420845m3/kg,w取40m/s,代入公式得再熱蒸汽管道主管的內(nèi)徑為：2545.5215010.0420845D3=594.740=973.234mm再熱蒸汽管道支管的內(nèi)徑為：2545.5215010.0420845D4=594.7、240=688.181mm③高溫再熱蒸汽管道outout高溫再熱蒸汽管道也采用“2-2”的布置方式，由Prh=5.746MPqtrh=600C查得v=0.0682347m3/kg,w取60m/s,G=2454.521501t/h,

2454.5215010.0682347D5=594.72454.5215010.0682347D5=594.7260=702.576mm（二）管道壁厚的計算按直管內(nèi)徑確定時，管壁最小壁厚公式為：pDi2[司t二2Yp：Sm二―r^-2[司t-2p[1-Y]式中Sm直管的最小壁厚，mmDi——管子內(nèi)徑，取用最大內(nèi)徑；[d——鋼材在設(shè)計溫度下的許用應(yīng)力，MPap-設(shè)計壓力，MPay——溫度對計算管子壁厚公式的修正系數(shù)；“一一許用應(yīng)力的修正系數(shù)；二——考慮腐蝕、磨損和機械強度要求的附加厚度，mm其中丫、刀、a的選取均來自《管道規(guī)定》。①蒸汽管道壁厚的計算根據(jù)to=605oC,主蒸汽管道選用材料為合金鋼P91,此材料在設(shè)計溫度下的許用應(yīng)力[b]t=100MPa本設(shè)計采用無縫鋼管，“=1.0;a=0;本管道為合金鋼丫=1,將數(shù)據(jù)代入壁厚計算公式分別得：主蒸汽管道主管壁厚為Sm1=59.58mm主蒸汽管道支管壁厚為Sm2=42.13mm②低溫再熱蒸汽管道壁厚的計算根據(jù)J⑴=378.54oC,低溫再熱蒸汽管道選用材料為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，此材料在設(shè)計溫度下的許用應(yīng)力[cdZTgMpa本設(shè)計采用無縫鋼管，7]=1.0;a=0;本管道為碳素結(jié)構(gòu)鋼Y=1,將數(shù)據(jù)代入壁厚計算公式分別得：低溫再熱蒸汽管道主管壁厚為sm3=46.10mm低溫再熱蒸汽管道支管壁厚為Sm4=32.60mm③高溫再熱蒸汽管道壁厚的計算根據(jù)瑞b)=603C,低溫再熱蒸汽管道選用材料為合金鋼P122,此材料在設(shè)計溫度下的許用應(yīng)力[(r]=100MPa,本設(shè)計采用無縫鋼管，刀=1.0；a=0;本管道為合金鋼Y=1,將數(shù)據(jù)代入壁厚計算公式得：高溫再熱蒸汽管道主管壁厚為Sms=22.45mm第五章旁路系統(tǒng)旁路系統(tǒng)的概念及其類型旁路系統(tǒng)是中間再熱單元機組熱力系統(tǒng)的重要組成系統(tǒng)之一。它是指高參數(shù)蒸汽不進入汽輪機，而是經(jīng)過與汽輪機并聯(lián)的減溫減壓器，進入再熱器或直接排至凝汽器的蒸汽連接系統(tǒng)。旁路系統(tǒng)通常分為三種類型：高壓旁路又稱I級旁路，即新蒸汽繞過汽輪機高壓缸直接進入再熱冷段管道；低壓旁路又稱R級旁路，即再過熱后的蒸汽繞過汽輪機中、低壓缸直接進入凝汽器；當新蒸汽繞過整個汽輪機而直接排入凝汽器的則稱為整機旁路或田級旁路、大旁路。常見的旁路系統(tǒng)，都是由上述三種旁路類型中的一種或幾種組合而成。國內(nèi)采用的旁路系統(tǒng)的主要有四種：三級旁路系統(tǒng)、兩級串聯(lián)旁路系統(tǒng)、兩級并聯(lián)旁路系統(tǒng)、大旁路系統(tǒng)。(1)三級旁路系統(tǒng)由高壓旁路、低壓旁路和整機旁路組成，具優(yōu)點是能適應(yīng)各種工況的調(diào)節(jié)，運行靈活性高，突降符合或甩負荷時，能將大量的蒸汽迅速排往凝汽器，以免鍋爐超壓，安全閥動作。但缺點是設(shè)備多、系統(tǒng)復(fù)雜、金屬耗量大、布置困難等。(2)兩級串聯(lián)旁路系統(tǒng)由高壓旁路和低壓旁路組成，這種系統(tǒng)應(yīng)用廣泛，特點是高壓旁路容量為鍋爐額定蒸發(fā)量的30%?40%,對機組快速啟動特別是熱態(tài)啟動更有利。(3)兩級并聯(lián)旁路系統(tǒng)由高壓旁路和整機旁路組成，高壓旁路容量設(shè)計為10%?17%,其目的是機組啟動時保護再熱器，整機旁路容量設(shè)計為20%?30%,其目的是將各運行工況(啟動、電網(wǎng)甩負荷、事故)多余蒸汽排入凝汽器，鍋爐超壓時可減少安全閥動作或不動作。(4)整機旁路系統(tǒng)鍋爐來的新蒸汽繞過汽輪機高、中、低壓缸經(jīng)減溫減壓后排入凝汽器，即只保留從新蒸汽至凝汽器的一級大旁路，其優(yōu)點是系統(tǒng)簡單；金屬耗量投資少、管道及附件少，投資?。徊僮骱啽?。其明顯的缺點是不能保護再熱器，為此再熱器必須采用較好的、能耐干燒的材料或者布置在鍋爐內(nèi)的低溫區(qū)并配以煙溫調(diào)節(jié)保護手段。在機組滑參數(shù)啟動時，也難以調(diào)節(jié)再熱蒸汽溫度，該系統(tǒng)不適于調(diào)峰機組。旁路系統(tǒng)的作用旁路系統(tǒng)基本功能是協(xié)調(diào)鍋爐產(chǎn)汽量與汽輪機耗汽量之間的不平衡關(guān)系。改善啟動和負荷特性，提高機組運行的安全性、靈活性和負荷的適應(yīng)性，此外還有回收工質(zhì)、暖管、清洗、減少汽閥和葉片侵蝕等功能。(1)協(xié)調(diào)啟動參數(shù)和流量，縮短啟動時間，減少汽輪機的壽命損耗。旁路系統(tǒng)可協(xié)調(diào)單元式機組的冷、溫、熱態(tài)滑參數(shù)啟動或停動時的蒸汽參數(shù)匹配，適應(yīng)單元式機組滑參數(shù)啟停的要求，并縮短了啟動時間，由于可嚴格控制溫差與溫升率，相應(yīng)延長了汽輪機的壽命。(2)保護再熱器，防止鍋爐超壓。在鍋爐點火汽輪機沖轉(zhuǎn)前、停機不停爐或電網(wǎng)故障或甩負荷等工況時，汽輪機自動主汽閥處于關(guān)閉狀態(tài)，汽輪機高壓缸沒有排汽，則可通過高壓旁路引來新蒸汽經(jīng)減壓減溫后引入冉熱器，使其冷卻得到保護。機組發(fā)生故障，鍋爐緊急停爐時，可通過旁路系統(tǒng)將其剩余蒸汽排出，防止鍋爐超壓，減少安全門動作次數(shù)，有助于保證安全門的嚴密，延長其使壽命。(3)回收工質(zhì)和熱量，降低噪聲。單元式機組啟?；蛩ω摵蓵r，鍋爐蒸發(fā)量與汽輪機所需汽量不一致，存在大量剩余蒸汽。設(shè)置旁路后，即可回收這時的大量剩余蒸汽，減少其熱損失，且可降低噪聲，改善環(huán)境。(4)甩負荷時鍋爐能維持熱備用狀態(tài)。電網(wǎng)故障時，旁路系統(tǒng)可快速(2-3s)投入,使鍋爐維持在最低穩(wěn)燃負荷下運行，或帶廠用電或機組空負荷運行。汽輪機跳閘甩負荷，可實現(xiàn)停機不停爐，爭取時間讓運行人員判斷甩負荷原因，以決定鍋爐停爐還是繼續(xù)保持穩(wěn)定負荷，需要時機組右很快重新并網(wǎng)帶負荷，恢復(fù)至正常狀態(tài)。旁路系統(tǒng)及其管道閥門的擬定600MWB臨界火電機組普遍采用兩級串聯(lián)旁路系統(tǒng),為高、低壓兩級旁路串聯(lián)系統(tǒng)，故本機組旁路系統(tǒng)擬定為兩級串聯(lián)旁路系統(tǒng)，如下圖5-1所示。在各種工況下，通過高壓旁路均能保護再熱器；通過兩級串聯(lián)旁路系統(tǒng)協(xié)調(diào)，能滿足機組啟動性能的各項要求。例如，機組冷、熱啟動時可加熱主蒸汽和再熱蒸汽管道；調(diào)節(jié)再熱蒸汽以適應(yīng)中壓缸的溫度要求；可調(diào)節(jié)中壓缸的進汽參數(shù)和流量以適應(yīng)高、中壓缸同時沖轉(zhuǎn)或中壓缸沖轉(zhuǎn)方式等。旁路系統(tǒng)的容量旁路系統(tǒng)的容量是指額定參數(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。旁路系統(tǒng)由旁路閥、旁路管道、暖管設(shè)施及其相應(yīng)的控制裝置和必要的隔音設(shè)施組成。旁路的系統(tǒng)的通流能力并非越大越好，設(shè)計旁路系統(tǒng)時還須考慮機組的運行工況，是承擔基本負荷機組還是高峰負荷機組，前者由于啟動次數(shù)少，且多為冷態(tài)或溫態(tài)啟動，沖轉(zhuǎn)蒸汽參數(shù)較低，鍋爐蒸發(fā)量較小，所以旁路系統(tǒng)容量不需要太大；而后者啟動頻繁，熱態(tài)啟動居多，沖轉(zhuǎn)參數(shù)高，鍋爐蒸發(fā)量要求較大旁路容量隨之加大。此外還要考慮機組甩負荷后，停機不停爐或帶廠用電的工況。對鍋爐而言，其最低穩(wěn)燃負荷及保護再熱器所需的最低蒸汽也是考慮的因素。DL5000-2000設(shè)計技術(shù)規(guī)程規(guī)定：中間冉熱機組旁路系統(tǒng)的設(shè)置及其類型、容量和控制水平，應(yīng)根據(jù)汽輪機和鍋爐的類型、結(jié)構(gòu)、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%如設(shè)備條件具備，且經(jīng)工程設(shè)計任務(wù)明確，機組需具備甩負荷帶廠用電或停機不停爐的功能時，旁路容量可加大至鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量的40%-50%在特殊情況下，經(jīng)論證比較，旁路系統(tǒng)的容量可按照實際需要加大。參考國內(nèi)1000MWL組兩級旁路用聯(lián)系統(tǒng)使用的系統(tǒng)、性能和參數(shù)，該系統(tǒng)高壓旁路容量選擇為50%?定負荷蒸汽流量，低壓旁路容量為40%K定負荷蒸汽流量。直流鍋爐啟動旁路系統(tǒng)直流鍋爐與汽包鍋爐的啟動區(qū)別汽包鍋爐有自然循環(huán)鍋爐和強制循環(huán)鍋爐。自然循環(huán)鍋爐蒸發(fā)受熱面內(nèi)的工質(zhì)流動依靠下降管中的水和上升管（水冷壁）中的汽水混合物之間的密度差產(chǎn)生的壓力差進行循環(huán)流動。強制循環(huán)鍋爐蒸發(fā)受熱面內(nèi)的工質(zhì)除了依靠水和汽水混合物的密度差以外，主要依靠爐水循環(huán)泵的壓頭進行汽水循環(huán)流動。自然循環(huán)鍋爐和強制循環(huán)鍋爐均帶有一個很大的汽包對汽水進行分離，汽包作為分界點將鍋爐受熱面分為加熱蒸發(fā)受熱面和過熱受熱面兩部分。直流鍋爐是靠給水泵的壓力，使鍋爐中的工質(zhì)，水、汽水混合物和蒸汽一次通過全部受熱面。它只有互相連接的受熱面，而沒有汽包。自然循環(huán)鍋爐在點火前鍋爐上水至汽包低水位，此時水冷壁中的水處于靜止狀態(tài)，鍋爐點火后,水冷壁吸收爐膛輻射熱，水溫升高，水循環(huán)開始建立。隨著燃料量的增加，蒸發(fā)量增大，水循環(huán)加快，受熱強的水冷壁管內(nèi)工質(zhì)流速增加。因此，啟動過程水冷壁冷卻充分，運行安全。強制循環(huán)鍋爐在鍋爐上水后點火前，循環(huán)泵就開始工作，水冷壁系統(tǒng)建立了循環(huán)流動，從而保證了水冷壁在啟動過程中的安全。直流鍋爐在啟動前必須由鍋爐給水泵建立一定的啟動流量和啟動壓力，強迫工質(zhì)流經(jīng)受熱面。只有這樣才能在啟動過程中使受熱面得到冷卻。但是，直流鍋爐不像汽包鍋爐那樣有汽包作為汽水固定的分界點，水在鍋爐管中加熱、蒸發(fā)、過熱后直接向汽輪機供汽，而在啟停或低負荷運行過程中有可能提供的不是合格蒸汽，可能是汽水混合物，甚至是水。因此，直流鍋爐必須配套一個特有的啟動系統(tǒng)，以保證鍋爐啟停和低負荷運行期間水冷壁的安全和正常供汽。直流鍋爐啟動特點啟動壓力啟動壓力一般指啟動前在鍋爐水冷壁系統(tǒng)中建立的初始壓力。它的選擇除與鍋爐型式有關(guān)，還與下列因素有關(guān)：1）受熱面內(nèi)的水動力特性直流爐蒸發(fā)受熱面內(nèi)的水動力特性與其工作壓力有關(guān)，隨著壓力的提高，能改善或避免水動力不穩(wěn)定性，減輕或消除管間脈動。2）工質(zhì)膨脹現(xiàn)象啟動壓力越高，汽水比容差越小，工質(zhì)膨脹量越小，這樣啟動分離器的容量可以相對選擇的小一些。3）節(jié)流閥的磨蝕對于外置式分離器和全壓啟動內(nèi)置式分離器來說，在鍋爐啟動時，本體壓力高于分離器壓力，用閥門進行節(jié)流。顯然壓力越高，閥門的節(jié)流越大，對閥門的磨蝕出越大。4）給水泵的電耗啟動壓力越高，啟動過程嚇，給水泵的電耗越大。綜上所述，為了水功力穩(wěn)定、避免脈動、減少膨脹量，希望啟動壓力高：但從減少節(jié)流閥的腐蝕、噪音和給水泵電耗考慮又不能選得太高。目前超臨界和超超臨界鍋爐水冷壁普遍采用了螺旋管圈或垂直內(nèi)螺紋管，啟動壓力對水動力的穩(wěn)定性影響不大，鍋爐基本都選用了零壓力啟動，啟動分離器采用了足夠容量的排放閥，可滿足汽水膨脹時水的排量。由于采用內(nèi)置式分離器和滑參數(shù)啟動，對排放閥門的腐蝕甚微。而國產(chǎn)I000t/h直流爐的啟動壓力為0.7MPa我國引進前蘇聯(lián)超臨界鍋爐均采剛?cè)珘簡?，啟動壓力?4.5MPa啟動流量鍋爐啟動流量的大小直接影響啟動的安全性和經(jīng)濟性。啟動流量越大，工質(zhì)流經(jīng)受熱面的重量流速也越大，這對受熱面的冷卻，改善水動力特性都是有利的，但工質(zhì)的損失及熱量損失也相應(yīng)增加，同時啟動旁路系統(tǒng)的設(shè)計容量也要加大。反之，啟動流量過小，受熱面冷卻和水動力穩(wěn)定就得不到保證，因此，選擇啟動流量的原則是在保證受熱面得到可靠冷卻和工質(zhì)流動穩(wěn)定的條件下，啟動流量盡可能選擇得小一些，超臨界直流爐的啟動流量一般選取為額定流量的25%--35%,我國引進前蘇聯(lián)超臨界鍋爐啟動流量均為30%MCR石洞口二廠超臨界鍋爐的啟動流量為35%MCR丹麥超超臨界鍋爐的啟動流量為30%MCR日本超臨界鍋爐啟動流量選取的較小一般為25%MCR純直流鍋爐啟動流量由給水泵提供，帶啟動循環(huán)泵和復(fù)合循環(huán)超臨界鍋爐的啟動流量由循環(huán)泵提供20%—25%MC就量，給水泵提供5%—10%的流量。帶循環(huán)泵的鍋爐在啟?；虻拓摵蛇\行過程中工質(zhì)、熱量損失較小，具有突出的優(yōu)點。工質(zhì)膨脹現(xiàn)象直流爐的啟動過程中：工質(zhì)加熱、蒸發(fā)和過熱3個區(qū)段是逐步形成的，啟動初期，分離器前的受熱面部起加熱水的作用，水溫逐步升高，而工質(zhì)相態(tài)沒有發(fā)生變化，鍋爐出來的是加熱水，具體積流量基本等于給水流量。隨著燃料量的增加，爐膛溫度提高，換熱增強，當水冷壁內(nèi)某點工質(zhì)溫度達到飽和溫度時開始產(chǎn)生蒸汽，但在其后部的受熱面中的工質(zhì)仍然為水。由于蒸汽比容比水大很多，引起局部壓力升高，將后部的水擠壓出去，使鍋爐出口工質(zhì)流量大大超過給水流量。這種現(xiàn)象稱為工質(zhì)膨脹現(xiàn)象。當蒸發(fā)點后部受熱面中的水被汽水混合物替代后，鍋爐出口工質(zhì)流量才恢復(fù)到和給水流量一致。啟動過程中工質(zhì)膨脹量的大小與分離器的位置有關(guān)，分離器前受熱面越多膨脹量越大；與啟動壓力有關(guān)，較高的啟動壓力可減少膨脹量；與啟動流量有關(guān)，隨著啟動流量的增加膨脹流出量的絕對量增加：與給水溫度有關(guān)，給水溫度降低，蒸發(fā)點后移，膨脹量減弱；與燃料投入速度有關(guān)，燃料投入速度愈大，膨脹量愈；：與鍋爐型式有關(guān)，一次上升型（卯）直流爐膨脹量小，而螺旋上升型直流爐膨脹量大。工質(zhì)膨脹現(xiàn)象在亞臨界直流鍋爐和啟動壓力在臨界壓力以下的超臨界直流鍋爐的啟動過程中出現(xiàn)，全壓啟動的超臨界直流鍋爐不存在膨脹現(xiàn)象。因此，全壓啟動的超臨界直流鍋爐啟動分離器設(shè)計的較小。華能南京電廠300MWI臨界鍋爐水冷壁為垂直管圈，配置了4只直徑①377m由50mm長度2006mm勺正式啟動分離器。4只分離器的總?cè)莘e為0.8952m3華能石洞口二電廠由于鍋爐采用零壓方式，加上螺旋管水冷壁的水容積大，工質(zhì)膨脹的峰值也大，使得啟動分離器設(shè)汁的較大，啟動分離端直徑為①038mx94mm長度為2348mm分離器的總?cè)莘e為1.9859m'。因此，超臨界鍋爐啟動分離器設(shè)計中，應(yīng)充分考慮工質(zhì)的膨賬量，使其容量能滿足工質(zhì)的膨脹要求。啟動時的相變過程采用滑參數(shù)啟動方式的超臨界直流鍋爐，整個啟動過程，鍋爐壓力經(jīng)歷了一個從低壓、高壓、超高壓到亞臨界，再到超臨界的過程。鍋爐送出去的工質(zhì)開始是熱水，然后是汽水混合物、飽和蒸汽，最后為過熱蒸汽。從啟動開始到臨界點，工質(zhì)經(jīng)過加熱、蒸發(fā)、過熱三個階段。當達到臨界點時，汽化潛熱為零，汽水重度差