p3熱力系統(tǒng)-1原則性

1000MW機(jī)組熱力系統(tǒng)樊天競(jìng)本課程的主要內(nèi)容1000MW機(jī)組的原則性熱力系統(tǒng)系統(tǒng)的熱經(jīng)濟(jì)性1。評(píng)價(jià)2。考核1000MW機(jī)組的全面性熱力系統(tǒng)1。主要組成系統(tǒng)：主蒸汽系統(tǒng)、汽輪機(jī)旁路系統(tǒng)、回?zé)岢槠到y(tǒng)、主凝結(jié)水系統(tǒng)、主給水系統(tǒng)2。次要組成系統(tǒng)：加熱器的疏水和放氣系統(tǒng)、輔助蒸汽系統(tǒng)、凝汽器抽真空系統(tǒng)、開(kāi)式和閉式循環(huán)水系統(tǒng)1000MW機(jī)組的原則性熱力系統(tǒng)內(nèi)容提要原則性熱力系統(tǒng)的意義現(xiàn)代大型機(jī)組原則性熱力系統(tǒng)的共同特點(diǎn)原則性熱力系統(tǒng)與熱經(jīng)濟(jì)性如何讀懂1000MW機(jī)組的原則性熱力系統(tǒng)圖原則性熱力系統(tǒng)的意義1.熱力系統(tǒng)是通過(guò)熱力管道及閥門、附件將鍋爐、汽輪機(jī)及各種輔機(jī)有機(jī)地聯(lián)系起來(lái)，實(shí)現(xiàn)各種工況下的熱功轉(zhuǎn)換和熱力循環(huán)。2.熱力系統(tǒng)圖是用來(lái)反映熱力系統(tǒng)的圖。3.熱力系統(tǒng)圖有兩種，包括原則性熱力系統(tǒng)圖和全面性熱力系統(tǒng)圖。原則性和全面性熱力系統(tǒng)的區(qū)別

——用途與意義原則性熱力系統(tǒng)是一種原理性圖，多反映設(shè)計(jì)工況下系統(tǒng)的熱經(jīng)濟(jì)性。全面性熱力系統(tǒng)反映實(shí)際熱力系統(tǒng)，包括所有運(yùn)行工況（啟動(dòng)、停機(jī)、故障、升降負(fù)荷等），注重安全可靠性和熱經(jīng)濟(jì)性。原則性和全面性熱力系統(tǒng)圖的區(qū)別

——圖面特征原則性熱力系統(tǒng)圖上只有設(shè)計(jì)工況下工質(zhì)流動(dòng)路徑上的設(shè)備及管道（相同設(shè)備只畫一個(gè)，只畫出與熱經(jīng)濟(jì)性有關(guān)的閥門）。全面性熱力系統(tǒng)圖上畫出所有運(yùn)行及備用的設(shè)備、管道及閥門、附件等。發(fā)電廠熱力系統(tǒng)的范圍鍋爐本體汽水系統(tǒng)：本體汽水循環(huán)，主蒸汽，再熱蒸汽，減溫水，排污水等全廠公用汽水系統(tǒng)：輔助蒸汽系統(tǒng)機(jī)爐間的連接管道系統(tǒng)：主蒸汽及再熱蒸汽系統(tǒng)，汽輪機(jī)旁路系統(tǒng)汽輪機(jī)本體熱力系統(tǒng)：回?zé)岢槠到y(tǒng)，主給水系統(tǒng)，主凝結(jié)水系統(tǒng)發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)的擬定原則性熱力系統(tǒng)是火電廠可行性研究和初步設(shè)計(jì)中熱機(jī)部分的主要內(nèi)容，也是運(yùn)行電廠中組織經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的主要技術(shù)依據(jù)目的：確定電廠在若干典型工況下，特別是設(shè)計(jì)工況下的熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)；提供全廠熱力系統(tǒng)的基本構(gòu)成；提供全廠主要的主、輔熱力設(shè)備規(guī)格主要內(nèi)容：①確定電廠的性質(zhì)及規(guī)劃容量；②主機(jī)（鍋爐、汽輪機(jī)）選擇；③確定正常工況下的輔助熱力系統(tǒng)（工質(zhì)的損失和補(bǔ)充，工質(zhì)和廢熱的回收利用，廠用汽）；④原則性熱力系統(tǒng)計(jì)算，獲取典型工況下，特別是設(shè)計(jì)工況下的熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)；⑤主要輔助設(shè)備（如加熱器，除氧器，給水泵，凝結(jié)水泵等）的選擇發(fā)電廠型式和容量的確定初步可研階段根據(jù)：區(qū)域經(jīng)濟(jì)現(xiàn)狀，發(fā)展規(guī)劃，負(fù)荷、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，交通，水源，燃料來(lái)源，環(huán)境，氣象，經(jīng)濟(jì)效益分析，投資選擇：燃料類型，機(jī)組類型，循環(huán)類型，容量大小，參數(shù)高低主要設(shè)備選型機(jī)組選型（汽輪機(jī)和鍋爐）容量：考慮電網(wǎng)總?cè)萘浚ㄗ畲髥螜C(jī)容量不宜超過(guò)電網(wǎng)總?cè)萘康?～10％）機(jī)組參數(shù)：機(jī)組臺(tái)數(shù)：4～6臺(tái)，容量等級(jí)≤2種如何讀懂原則性熱力系統(tǒng)？熱力循環(huán)的型式（是否采用回?zé)帷⒃贌幔┱羝某?、終參數(shù)回?zé)嵯到y(tǒng)的組成（包括回?zé)峒?jí)數(shù)、回?zé)峒訜崞鞯男褪郊笆杷绞剑╁仩t及其循環(huán)方式（汽包爐或直流爐）汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)型式（軸數(shù)、缸數(shù)、排汽口數(shù)）如何讀懂原則性熱力系統(tǒng)？除氧器的運(yùn)行方式（定壓或滑壓）給水泵組（設(shè)計(jì)工況下的驅(qū)動(dòng)方式、有無(wú)前置泵）額定工況下的保證熱耗補(bǔ)充水引入點(diǎn)（除氧器或凝汽器）有無(wú)凝結(jié)水精處理裝置汽包爐的連續(xù)排污利用系統(tǒng)的型式典型原則性熱力系統(tǒng)舉例（1）

——現(xiàn)代大型機(jī)組國(guó)產(chǎn)引進(jìn)型300MW機(jī)組國(guó)產(chǎn)亞臨界600MW機(jī)組法國(guó)引進(jìn)600MW機(jī)組國(guó)產(chǎn)引進(jìn)型300MW機(jī)組國(guó)產(chǎn)引進(jìn)型300MW機(jī)組熱力循環(huán)的型式：采用回?zé)?、一次再熱回?zé)嵯到y(tǒng)的組成：8級(jí)回?zé)帷?個(gè)表面式和1個(gè)混合式回?zé)峒訜崞鳎?高4低1除氧）高壓加熱器采用三段式結(jié)構(gòu)，包括蒸汽冷卻段、凝結(jié)段和疏水冷卻段；低壓加熱器采用兩段式結(jié)構(gòu)，包括凝結(jié)段和疏水冷卻段；全部加熱器采用疏水逐級(jí)自流方式鍋爐及其循環(huán)方式：汽包爐汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)型式：?jiǎn)屋S、雙缸、雙排汽除氧器的運(yùn)行方式：滑壓給水泵組：設(shè)計(jì)工況下采用汽動(dòng)給水泵、有前置泵（小汽輪機(jī)排汽進(jìn)主機(jī)凝汽器）額定工況下的保證熱耗：7917kJ/(kW*h)補(bǔ)充水引入點(diǎn)：凝汽器有凝結(jié)水精處理裝置：采用中壓系統(tǒng)(凝結(jié)水泵→除鹽裝置)單級(jí)連續(xù)排污利用系統(tǒng)擴(kuò)容蒸汽回收至除氧器國(guó)產(chǎn)引進(jìn)型300MW機(jī)組現(xiàn)在多用！軸封及門桿漏汽的利用原則引入品位最接近的回?zé)峒訜崞?，減少混合引起的附加冷源熱損失中壓門桿漏汽K引入H3高壓缸后軸封漏汽S引入除氧器國(guó)產(chǎn)亞臨界600MW機(jī)組區(qū)別汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)型式：?jiǎn)屋S、四缸、四排汽有凝結(jié)水精處理裝置：采用低壓系統(tǒng)(凝結(jié)水泵→除鹽裝置→凝結(jié)水升壓泵)主要區(qū)別額定工況下的保證熱耗：7829kJ/(kW*h)法國(guó)引進(jìn)600MW機(jī)組區(qū)別1：外置式蒸汽冷卻器SC2區(qū)別2：H4、H6采用疏水泵將疏水打到水側(cè)出口過(guò)熱度>200℃區(qū)別3：Q、R、S采暖用汽空氣加熱生水加熱提高熱經(jīng)濟(jì)性！按需要盡量使用低壓蒸汽盡量回收疏水現(xiàn)代大型機(jī)組原則性熱力系統(tǒng)的共同特點(diǎn)1.加熱器的結(jié)構(gòu)都采用分段式，提高熱經(jīng)濟(jì)性；2.加熱器的疏水方式大多采用疏水逐級(jí)自流，系統(tǒng)簡(jiǎn)單；3.回?zé)峒?jí)數(shù)都是8級(jí)；4.正常運(yùn)行時(shí)，采用汽動(dòng)給水泵；設(shè)計(jì)思路是兼顧熱經(jīng)濟(jì)性和系統(tǒng)簡(jiǎn)單！典型原則性熱力系統(tǒng)舉例（2）

——中型機(jī)組國(guó)產(chǎn)100MW機(jī)組國(guó)產(chǎn)125MW機(jī)組改進(jìn)型135MW機(jī)組（新！）國(guó)產(chǎn)200MW機(jī)組國(guó)產(chǎn)100MW機(jī)組主要特點(diǎn)：1.無(wú)再熱(高壓機(jī)組)2.7段抽汽（2高4低1除氧）3.高加分兩段，低加不分段4.H6、H7采用疏水泵方式5.除氧器定壓運(yùn)行6.電動(dòng)給水泵，無(wú)前置泵7.無(wú)凝結(jié)水精處理裝置調(diào)壓閥是唯一可能出現(xiàn)在原則性熱力系統(tǒng)圖上的閥門！國(guó)產(chǎn)125MW機(jī)組主要特點(diǎn)：1.一次再熱（超高壓）2.7段抽汽（2高4低1除氧）3.高加分三段，最高一級(jí)低加分兩段，其余低加不分段4.H6采用疏水泵方式（H7內(nèi)置于凝汽喉部）5.除氧器定壓運(yùn)行6.電動(dòng)給水泵，無(wú)前置泵7.無(wú)凝結(jié)水精處理裝置國(guó)產(chǎn)200MW機(jī)組主要特點(diǎn)：1.一次再熱2.8段抽汽（3高4低1除氧）3.H1、H2、H5內(nèi)置蒸汽冷卻器4.外置式蒸汽冷卻器SC35.H2外置疏水冷卻器DC6.H7、H8采用疏水泵方式7.除氧器滑壓運(yùn)行8.電動(dòng)給水泵，有前置泵9.無(wú)凝結(jié)水精處理裝置再熱后第一段加外置式SC中型機(jī)組原則性熱力系統(tǒng)的

共同特點(diǎn)1.末兩級(jí)低壓加熱器的疏水方式多采用疏水泵方式，以減少疏水進(jìn)入凝汽器造成的附加冷源熱損失；2.除氧器多采用定壓運(yùn)行；3.滑壓運(yùn)行除氧器要配合設(shè)置前置泵，以防止給水泵汽蝕；3.采用電動(dòng)給水泵；4.壓力較低，無(wú)需設(shè)置凝結(jié)水精處理裝置。系統(tǒng)有些復(fù)雜，但熱經(jīng)濟(jì)性不高！國(guó)產(chǎn)改進(jìn)型135MW機(jī)組135MW機(jī)組與原125MW機(jī)組

熱力系統(tǒng)的主要區(qū)別除氧器采用滑壓運(yùn)行，提高了機(jī)組運(yùn)行熱經(jīng)濟(jì)性；回?zé)峒?jí)數(shù)減少為6級(jí)，但熱耗卻降低約453.2kJ/(kW*h)

（125MW:8593，135MW:8139.8）；回?zé)嵯到y(tǒng)的組成：2高3低1除氧。全面性熱力系統(tǒng)吸收300、600MW機(jī)組的設(shè)計(jì)思路！典型原則性熱力系統(tǒng)舉例（3）

——超臨界機(jī)組我國(guó)第一臺(tái)超臨界600MW機(jī)組(ABB)引進(jìn)俄羅斯超臨界500MW機(jī)組（盤山電廠）ABB超臨界600MW機(jī)組系統(tǒng)簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)性高TMCR工況下的保證熱耗：7648kJ/(kW*h)俄羅斯超臨界500MW機(jī)組俄羅斯超臨界機(jī)組的特殊之處凝結(jié)水系統(tǒng)：末兩級(jí)低加采用混合式加熱器，提高了熱經(jīng)濟(jì)性，但系統(tǒng)復(fù)雜（混合式加熱器后必須加設(shè)水泵）；給水系統(tǒng)：前置泵為汽動(dòng)泵；H2、H3（再熱前、后）采用外置式蒸汽冷卻器，一部分水由蒸汽冷卻器加熱后直接與給水混合（此處混合，溫差最小），相當(dāng)于兩級(jí)并聯(lián)；H5、H6仍采用內(nèi)置式蒸汽冷卻器，盡量利用再熱后的蒸汽過(guò)熱度。目的：提高熱經(jīng)濟(jì)性但系統(tǒng)過(guò)于復(fù)雜！1000MW機(jī)組的原則性熱力系統(tǒng)哈汽1000MW機(jī)組（合作方：三菱）東汽1000MW機(jī)組（合作方：日立）上汽1000MW機(jī)組（合作方：西門子）哈汽1000MW機(jī)組熱力循環(huán)的型式：采用回?zé)?、一次再熱回?zé)嵯到y(tǒng)的組成：8級(jí)回?zé)帷?個(gè)表面式和1個(gè)混合式回?zé)峒訜崞鳎?高4低1除氧）高壓加熱器采用三段式結(jié)構(gòu)，包括蒸汽冷卻段、凝結(jié)段和疏水冷卻段；采用雙列高加低壓加熱器采用兩段式結(jié)構(gòu)，包括凝結(jié)段和疏水冷卻段；全部加熱器采用疏水逐級(jí)自流方式鍋爐及其循環(huán)方式：直流爐汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)型式：?jiǎn)屋S、四缸、四排汽哈汽1000MW機(jī)組除氧器的運(yùn)行方式：滑壓給水泵組：設(shè)計(jì)工況下采用2×50％汽動(dòng)給水泵、有前置泵（小汽輪機(jī)排汽進(jìn)主機(jī)凝汽器）額定工況下的保證熱耗：7383kJ/(kW*h)補(bǔ)充水引入點(diǎn)：凝汽器有凝結(jié)水精處理裝置：采用中壓系統(tǒng)(凝結(jié)水泵→除鹽裝置)哈汽1000MW機(jī)組凝結(jié)水泵組：3×50％電動(dòng)泵東汽1000MW機(jī)組TD:上端差DC：下端差上汽1000MW機(jī)組①②③④⑤⑥⑦⑧軸封加熱器外置式疏水冷卻器疏水泵上汽1000MW機(jī)組低壓加熱器的疏水方式：疏水冷卻段與疏水泵方式結(jié)合；（1）除#5低壓加熱器設(shè)下端差為5.6℃的內(nèi)置式疏水冷卻段外，其它加熱器均不設(shè)內(nèi)置式疏水冷卻段；

（2）#6低壓加熱器采用疏水泵方式，其疏水直接由疏水泵打入其出口主凝結(jié)水管內(nèi)；

（3）在軸封加熱器和#8低壓加熱器之間的凝結(jié)水主管上設(shè)置一外置式疏水冷卻器，#7和#8低壓加熱器的疏水分別自流入該外置式疏水冷卻器。

（4）當(dāng)疏水泵故障切除時(shí)，疏水雖然可切換成逐級(jí)自流，但會(huì)增加的流量而增加凝結(jié)水泵的耗功。因此，疏水泵選用兩臺(tái)互為備用、可靠性高的100％容量的熱水泵。國(guó)內(nèi)在建或投產(chǎn)：浙江玉環(huán)4臺(tái)，山東鄒縣2臺(tái)，上海外高橋三期2臺(tái)，江蘇泰州2臺(tái)，浙江北侖港2臺(tái)，浙江寧海4臺(tái)，綏中2臺(tái)，天津北疆4臺(tái)，廣東潮州2臺(tái)，廣東海門2臺(tái)，廣東平海4臺(tái)，湖北蒲圻2臺(tái)，華潤(rùn)徐州2臺(tái)，華潤(rùn)浙江倉(cāng)南2臺(tái)，上海漕涇2臺(tái)，山東壽光