發(fā)電廠全面性熱力系統(tǒng)

第八章發(fā)電廠全面性熱力系統(tǒng)1第一頁，共78頁。全面性熱力系統(tǒng)組成主要包括：1、回熱抽汽系統(tǒng)2、除氧系統(tǒng)3、主蒸汽系統(tǒng)4、旁路系統(tǒng)5、給水系統(tǒng)6、全廠公用汽水系統(tǒng)2第二頁，共78頁。主蒸汽系統(tǒng)本節(jié)講述以下幾個問題：一主蒸汽系統(tǒng)的型式（重點掌握）二主蒸汽原則性熱力系統(tǒng)三主蒸汽全面性熱力系統(tǒng)3第三頁，共78頁。

主蒸汽系統(tǒng)包括從鍋爐過熱器出口至汽輪機進口的蒸汽管道和通往各用新蒸汽的支管。對于中間再熱式機組還包括從汽輪機高壓缸排汽至鍋爐再熱器入口，和從再熱器出口至汽輪機中壓缸進口的再熱蒸汽系統(tǒng)。4第四頁，共78頁。一主蒸汽系統(tǒng)的型式主要包括：1、單母管制系統(tǒng)2、切換母管制系統(tǒng)3、單元制系統(tǒng)5第五頁，共78頁。單母管制6第六頁，共78頁。切換母管制7第七頁，共78頁。單元制8第八頁，共78頁。特點比較：

單母管制系統(tǒng)中，母管一直處于運行狀態(tài)；切換母管一般按照單元制運行，母管處于熱備用狀態(tài)，在鍋爐進行負荷分配時投入使用；單元制系統(tǒng)中，一臺鍋爐配一套汽輪發(fā)電機組，或者兩臺鍋爐配一套汽輪發(fā)電機組；9第九頁，共78頁。三種系統(tǒng)的優(yōu)劣比較

主要從可靠性、靈活性、經濟性、以及方便性四個方面比較

1、可靠性單母管制系統(tǒng)可靠性最差；切換母管系統(tǒng)較復雜，可靠性一般；單元制系統(tǒng)簡單，可靠性最好，但是，由于沒有備用主蒸汽，機組的可靠性也會受到影響。

2、靈活性3、經濟性4、方便性10第十頁，共78頁。

1、可靠性

2、靈活性靈活性是指在不同工況下均能保證汽輪機正常運行。切換母管靈活性最好；單母管制系統(tǒng)靈活性較好；單元制系統(tǒng)靈活性較差。

3、經濟性4、方便性11第十一頁，共78頁。

1、可靠性2、靈活性

3、經濟性單元制機組系統(tǒng)簡單，投資與運行費用均最小。4、方便性12第十二頁，共78頁。

1、可靠性2、靈活性3、經濟性

4、方便性單元制機組系統(tǒng)簡單，維修、安裝等均很方便。13第十三頁，共78頁。

根據以上分析，結合綜合技術實際，可有以下規(guī)律：

1、我國單機容量6MW以下機組，其主蒸汽系統(tǒng)一般應為單母管制；2、熱電廠根據自身特點，主蒸汽系統(tǒng)可采用母管制比較好；3、對裝有高壓供熱式機組電廠，應采用切換母管制系統(tǒng)以增加系統(tǒng)的靈活性；4、對裝有高壓凝汽式機組的電廠，可采用單元制或單母管制的主蒸汽系統(tǒng)；5、對于有中間再熱式機組，由于自身管道復雜，且高溫管道價格昂貴，其主蒸汽系統(tǒng)應采用單元制比較合適。14第十四頁，共78頁。主蒸汽及再熱蒸汽系統(tǒng)的

溫度偏差、壓損和管徑的優(yōu)化1、溫度偏差主蒸汽系統(tǒng)與再熱系統(tǒng)有單管與雙管兩種系統(tǒng)。雙管系統(tǒng)的主蒸汽管，分左右兩側進入汽輪機高壓缸的自動主汽門；雙管系統(tǒng)的再熱蒸汽管，分兩路進入再熱器，再熱后蒸汽也分左右兩路沿四根或兩根管子進入汽輪機中壓缸的中壓聯(lián)合汽門。對于雙管系統(tǒng)存在著溫度偏差問題，解決的辦法是增加中間聯(lián)絡管

15第十五頁，共78頁。16第十六頁，共78頁。2、壓損與管徑優(yōu)化降低主蒸汽、再熱蒸汽系統(tǒng)的壓損，可提高機組的熱經濟性，節(jié)約燃料，可以采用的常用方法是：（1）在保證運行安全的情況下，盡量減少閥門的使用（2）盡量避免使用節(jié)流裝置（3）管路數(shù)目及管徑注意優(yōu)化，特別對于高壓高溫管道。17第十七頁，共78頁。三主蒸汽全面性熱力系統(tǒng)

主蒸汽全面性熱力系統(tǒng)除了包括主蒸汽管道、再熱蒸汽管道和新蒸汽管道以外，還包括：1、汽輪機加熱裝置用汽2、輔助蒸汽3、閥門及附件4、主蒸汽管的疏水系統(tǒng)5、防止汽輪機進水進冷汽設備及系統(tǒng)18第十八頁，共78頁。19第十九頁，共78頁。

主蒸汽管暖管的同時，汽缸夾層和法蘭螺栓加熱裝置都需要蒸汽加熱；加熱蒸汽的來源引自電動隔離門之前；其疏水引至汽輪機本體的疏水擴容器；

1、汽輪機加熱裝置用汽20第二十頁，共78頁。

在汽輪機沖轉前，要投入輔助蒸汽，輔助蒸汽引自電動隔離門前，主要用于：1、在汽輪機沖轉前15min左右向軸封系統(tǒng)供汽，以對軸封系統(tǒng)暖管；2、鍋爐啟動前需要加熱蒸汽，以建立正常的水循環(huán)，控制汽包上、下壁溫差，縮短啟動時間，節(jié)約燃油，使點火后過熱器、再熱器有蒸汽冷卻；3、鍋爐點火燃油系統(tǒng)霧化油系統(tǒng)用加熱蒸汽；4、機組起停、甩負荷期間，向除氧器供蒸汽等。

2、輔助蒸汽21第二十一頁，共78頁。

在汽輪機正常運轉工況下，投入輔助蒸汽，多從高壓缸排汽引來冷再熱蒸汽。對于擴建電廠要老廠提供汽源；對于新建電廠需要建起動鍋爐

22第二十二頁，共78頁。（1）主蒸汽管道上電動隔離門主要作用：暖管、水壓試驗、汽輪機啟停時嚴密隔絕作用。（2）高壓缸排汽口處，裝有液動和氣動逆止門，在汽輪機甩負荷時即連鎖動作，以防止冷再熱蒸汽倒流入汽輪機。（3）主汽管道以及熱再熱蒸汽管道上，各應裝有脈沖式安全門和排汽消音器。（4）冷再熱蒸汽管道上，裝有回轉堵板，供水壓試驗時用。（5）冷再熱蒸汽管道上，裝有事故噴水減溫器，保護再熱器使用。

3、閥門及附件23第二十三頁，共78頁。

4、主蒸汽管的疏水系統(tǒng)主蒸汽管道疏水系統(tǒng)的作用在于：（1）暖管時及時排放疏水以加快暖管溫升；（2）電動隔離門后的疏水門（防腐門）可用以監(jiān)督隔離門的嚴密性；（3）暖管疏水引至汽輪機本體的疏水擴容器。24第二十四頁，共78頁。

5、防止汽輪機進水進冷汽設備及系統(tǒng)汽輪機進水事故，多為冷再熱蒸汽管道積水造成，其水源主要來自三方面：（1）暖管、沖轉、停機期間形成的凝結水；（2）再熱器事故噴水設備故障；（3）用部分冷再熱蒸汽為回熱抽汽的該回熱加熱器管束破裂,導致部分給水進入再熱蒸汽管道；(4)高壓旁路的減溫水裝置與冷再熱系統(tǒng)相連,該減溫水引自高壓給水,壓力高、水量大。由于減溫控制失靈而進入冷再熱蒸汽管道。25第二十五頁，共78頁。26第二十六頁，共78頁。主蒸汽系統(tǒng)流程圖系統(tǒng)圖上的字母表示：PIpressureindicator壓力指示表BFboilerfeedwater鍋爐給水PSpressuresignal壓力信號器MSmainsteam主蒸汽PTpressuretransducer壓力變送器CRcoolreheater冷再熱蒸汽LSliquidsighal液位信號器Ccondenser凝結水FEflowexpenditure流量節(jié)流HR熱再熱蒸汽heatreheaterFTflowtransducer流量變送器ESextractingsteam抽汽ASauxiliarysteam輔助蒸汽TEtemperature溫度27第二十七頁，共78頁。主蒸汽系統(tǒng)流程圖28第二十八頁，共78頁。主蒸汽系統(tǒng)運行中，應注意的事項：1、機組啟動前，所有疏水門全開，按要求的溫升率進行暖管，直至機組開始帶負荷，汽溫具有一定的過熱度，才關閉全部疏水門；2、汽輪機甩負荷不久再啟動時，開疏水門可能使主蒸汽系統(tǒng)降壓，會導致過熱器、主蒸汽管驟冷，應適當疏水并防止過度降壓；3、冷再熱蒸汽管宜采用自動疏水系統(tǒng)。熱再熱蒸汽管道的疏水門，在汽輪機進汽前由主控室人員打開，直至機組并網，確信有足夠和穩(wěn)定的過熱度后方可關閉。29第二十九頁，共78頁。小結：

本節(jié)主要講述了主蒸汽系統(tǒng)的組成、型式、特點運行中應注意的問題等。30第三十頁，共78頁。應知問題：1、主蒸汽系統(tǒng)有哪三種主要型式？2、如何防止主蒸汽雙管系統(tǒng)的溫差？3、主蒸汽系統(tǒng)中中間再聯(lián)絡管的作用是什么？4、說出幾種可以減小主蒸汽系統(tǒng)管路壓降的方法。5、主蒸汽系統(tǒng)運行中，應注意哪些事項？6、能夠讀懂主蒸汽系統(tǒng)全面性熱力系統(tǒng)圖。31第三十一頁，共78頁。河南理工大學機械與動力工程學院

主蒸汽旁路系統(tǒng)*32第三十二頁，共78頁。本節(jié)主要講述：一什么是旁路系統(tǒng)及其類型；二旁路系統(tǒng)的作用；三旁路系統(tǒng)的選擇和應用；四直流鍋爐的旁路系統(tǒng)五旁路系統(tǒng)的全面性熱力系統(tǒng)33第三十三頁，共78頁。一旁路系統(tǒng)及其類型

旁路系統(tǒng)是蒸汽中間再熱單元機組熱力系統(tǒng)的重要組成系統(tǒng)之一。是指高參數(shù)蒸汽不進入汽輪機，而是經過與汽輪機并聯(lián)的減溫減壓器，進入再熱器或低參數(shù)的蒸汽管道或直接排至凝汽器的連接系統(tǒng)。

34第三十四頁，共78頁。主蒸汽旁路系統(tǒng)Ⅰ級旁路（高壓旁路）Ⅱ級旁路（低壓旁路）Ⅲ級旁路（大旁路，整機旁路）35第三十五頁，共78頁。新蒸汽繞過汽輪機高壓缸而流到冷再熱蒸汽管道的，稱為高壓旁路，也叫Ⅰ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的，稱為低壓旁路，也叫Ⅱ級旁路；

新蒸汽繞過整個汽輪機而直接排入凝汽器的，稱為整機旁路也叫Ⅲ級旁路，或大旁路。36第三十六頁，共78頁。37第三十七頁，共78頁。生產實際中常見的旁路系統(tǒng)

實際旁路系統(tǒng)為以上三種旁路系統(tǒng)的組合兩級旁路串聯(lián)系統(tǒng)系統(tǒng)特點：（1）各種工況下，通過高壓旁路均能保護再熱器；（2）兩級旁路系統(tǒng)的串聯(lián)能滿足啟動性能的各項要求；（3）系統(tǒng)比單級旁路復雜，投資費用大，國產125MW、200MW機組多采用這種旁路系統(tǒng)38第三十八頁，共78頁。兩級旁路并聯(lián)系統(tǒng)系統(tǒng)特點：（1）高壓旁路用于保護再熱器；（2）機組啟動時用于暖管以及迅速提高再熱器接近于中壓缸的溫度；（3）整機旁路用以在各種工況下，將剩余的蒸汽排至冷凝器；（4）主蒸汽超壓時，能自動動作，可減少主安全閥的動作次數(shù)；（5）國產300MW汽輪機機組采用這種系統(tǒng)39第三十九頁，共78頁。單級旁路系統(tǒng)系統(tǒng)特點：（1）系統(tǒng)簡單，操作簡便，投資最少；（2）可以加熱過熱器，調節(jié)過熱器的溫度；（3）適用于無需再熱器保護的情況，如再熱器布置在低溫煙區(qū)或者再熱器采用耐高溫材料，允許干燒等；（4）國產第二臺200MW以及波蘭進口120MW機組采用這種系統(tǒng)。40第四十頁，共78頁。二旁路系統(tǒng)作用1、保護再熱器，防止鍋爐超壓2、回收工質和熱量，降低噪聲3、協(xié)調啟動參數(shù)和流量，縮短啟動時間，減少汽輪機的壽命損耗4、甩負荷時鍋爐能維持熱備用狀態(tài)5、防止鍋爐超壓，兼有鍋爐安全閥的作用41第四十一頁，共78頁。1、保護再熱器，防止鍋爐超壓（1）保護再熱器：在鍋爐點火、汽輪機沖轉前，停機不停爐或甩負荷等工況，汽輪機高壓缸沒有排汽，此時可用高壓旁路來保護再熱器；（2）防止鍋爐超壓：機組發(fā)生故障，緊急停爐時，可通過旁路系統(tǒng)將剩余蒸汽排出，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性；42第四十二頁，共78頁。2、回收工質和熱量，降低噪聲（1）回收工質和熱量：單元式機組啟?；蛩ω摵蓵r，鍋爐蒸發(fā)量與汽輪機所需要的蒸汽量不一致，存在大量剩余蒸汽，利用旁路系統(tǒng)可以回收；（2）降低噪音：機組發(fā)生故障，緊急停爐時，可通過旁路系統(tǒng)將剩余蒸汽排出，減少安全門動作次數(shù)，減少安全門排汽噪音；43第四十三頁，共78頁。3、協(xié)調啟動參數(shù)和流量，縮短啟動時間，減少汽輪機的壽命損耗首先了解幾個概念:(1)脹差:汽輪機轉子膨脹值與汽缸膨脹值之差;(2)冷態(tài)啟動:以高壓缸第一級金屬溫度為依據,200℃以下時啟動為冷態(tài)啟動;溫態(tài)啟動:以高壓缸第一級金屬溫度為依據,200~370℃時啟動為溫態(tài)啟動;熱態(tài)啟動:以高壓缸第一級金屬溫度為依據,370℃以上時啟動為熱態(tài)啟動;(3)壽命損耗率:汽輪機每啟動一次,或升降負荷一次所消耗壽命的百分數(shù);44第四十四頁，共78頁。（1）點火初期,鍋爐低溫蒸汽不允許進入汽輪機,而是通過旁路系統(tǒng),直到該汽溫比汽缸體高50℃時,汽輪機方可啟動,因此旁路系統(tǒng)可協(xié)調機組啟動；（2）旁路系統(tǒng)的設置,可以使鍋爐有較大的燃燒率啟動,在較短時間產生足夠蒸汽供機組啟動,并可將汽溫調整到所需要的數(shù)值,從而達到協(xié)調機組啟動、縮短機組啟動時間的目的；(3)冷態(tài)啟動，機組壽命損耗率為0.15%；溫、熱態(tài)啟動為0.01%；旁路系統(tǒng)設置，能滿足機組啟停時對汽溫的要求，嚴格控制汽輪機金屬溫升率，延長壽命。45第四十五頁，共78頁。4、甩負荷時鍋爐能維持熱備用狀態(tài)

機組故障時，旁路系統(tǒng)可在2～3s內投入，保證停機不停爐，最大限度減少故障損失46第四十六頁，共78頁。三旁路系統(tǒng)的選擇和應用

旁路系統(tǒng)容量的概念：是指額定參數(shù)時蒸汽的通流量,與鍋爐額定蒸發(fā)量的比值。即：

47第四十七頁，共78頁。1、旁路系統(tǒng)容量的選擇：

結合我國情況，再熱式機組旁路系統(tǒng)容量一般為30％；經過任務書明確，必須兩班制運行、甩負荷帶廠用電或停機不停爐的再熱式機組，旁路系統(tǒng)容量可增至40％～50％；2、旁路系統(tǒng)執(zhí)行機構選擇：

有電動、液動、氣動或電—液聯(lián)合操縱等；液動、氣動執(zhí)行機構：力矩大，動作快(3~5s)，調節(jié)可靠性高，但系統(tǒng)復雜，投資高；電動執(zhí)行機構：力矩小，動作慢（40s）,但投資少，維護方便。48第四十八頁，共78頁。四直流鍋爐的旁路系統(tǒng)系統(tǒng)特點：

旁路系統(tǒng)的作用仍為保護再熱器，回收工質和熱量，適應機組滑參數(shù)啟動的需要。不同的是多了啟動分離器。稱為直流鍋爐的啟動旁路系統(tǒng)。49第四十九頁，共78頁。五旁路系統(tǒng)的全面性熱力系統(tǒng)

50第五十頁，共78頁。51第五十一頁，共78頁。

小結

蒸汽中間再熱式機組的旁路系統(tǒng)，是單元機組啟?；蚴鹿使r時的一種重要調節(jié)和保護系統(tǒng)，雖然旁路系統(tǒng)使得投資增加，卻保護了再熱器、縮短機組啟動時間、減少啟動熱損失，使機組使用壽命得以延長。52第五十二頁，共78頁。

應知問題：1、旁路的類型和作用。2、能夠熟練認知旁路系統(tǒng)全面性熱力系統(tǒng)圖。53第五十三頁，共78頁。河南理工大學機械與動力工程學院

給水系統(tǒng)及全廠公用汽水系統(tǒng)*54第五十四頁，共78頁。本節(jié)主要講述：一給水系統(tǒng)的型式；二給水全面性熱力系統(tǒng)；三公用輔助蒸汽系統(tǒng)四冷卻水系統(tǒng)五全廠疏放水系統(tǒng)55第五十五頁，共78頁。一給水系統(tǒng)的型式

給水系統(tǒng)是火力發(fā)電廠中從除氧器給水泵出來,至鍋爐省煤器的這一段管道系統(tǒng)及設備.56第五十六頁，共78頁。給水系統(tǒng)型式單母管制系統(tǒng)切換母管制系統(tǒng)單元制系統(tǒng)57第五十七頁，共78頁。單元制系統(tǒng)系統(tǒng)特點：系統(tǒng)簡單、投資少，維護方便58第五十八頁，共78頁。單母管制系統(tǒng)系統(tǒng)特點：系統(tǒng)包括三根單給水母管：吸水母管、壓力母管和鍋爐給水母管。吸水母管和壓力母管均為單母管分段，鍋爐給水母管為切換母管。59第五十九頁，共78頁。切換母管制系統(tǒng)系統(tǒng)特點：吸水母管為單母管分段，壓力母管和鍋爐給水母管均為切換制60第六十頁，共78頁。二給水全面性熱力系統(tǒng)61第六十一頁，共78頁。國產300MW機組的給水