热力发电厂》4发电厂的热力系统.ppt

第四章第四章 发电厂的热力系统发电厂的热力系统一、一、热力系统及主设备选择原则热力系统及主设备选择原则 热力系统热力系统 将热力设备按照热力循环的顺序用管道和附件将热力设备按照热力循环的顺序用管道和附件连接起来的一个有机整体连接起来的一个有机整体 发电厂热力系统的两种基本型式：发电厂热力系统的两种基本型式：发电厂原则性热力系统发电厂原则性热力系统 发电厂全面性热力系统发电厂全面性热力系统（1 1）发电厂原则性热力系统）发电厂原则性热力系统 以规定的符号表示工质按某种热力循环顺以规定的符号表示工质按某种热力循环顺序流经的各种热力设备之间联系的线路图序流经的各种热力设备之间联系的线路图目的：目的：表明能量转换与利用的表明能量转换与利用的基本过程基本过程，反映发电厂，反映发电厂能量转换过程的技术完善程度和热经济性能量转换过程的技术完善程度和热经济性 特点：特点：简捷、清晰，无相同或备用设备简捷、清晰，无相同或备用设备 应用：应用：计算和确定各设备、管道的汽水流量、发电厂计算和确定各设备、管道的汽水流量、发电厂的热经济指标的热经济指标 N300-16.7/538/538N300-16.7/538/538型机组的发电厂原则性热力系统型机组的发电厂原则性热力系统 （2 2）发电厂全面性热力系统）发电厂全面性热力系统以规定的符号表明全厂主辅热力设备，包括以规定的符号表明全厂主辅热力设备，包括运行的和备用的，以及按照电能生产过程连接这运行的和备用的，以及按照电能生产过程连接这些热力设备的汽水管道和附件的整体系统图些热力设备的汽水管道和附件的整体系统图 特点：特点：考虑能量转换及连续生产；设备停运及检修；考虑能量转换及连续生产；设备停运及检修；各种负荷工况；按实际数量绘制各种负荷工况；按实际数量绘制应用：应用：电厂设计规划、施工、运行可靠性和经济性电厂设计规划、施工、运行可靠性和经济性 全面性热力系统一般有下列局部系统组成：主蒸汽和再全面性热力系统一般有下列局部系统组成：主蒸汽和再热蒸汽系统、旁路系统、回热加热系统、给水系统、除氧系统、热蒸汽系统、旁路系统、回热加热系统、给水系统、除氧系统、主凝结水系统、锅炉排污系统、供热系统、厂内循环水系统、主凝结水系统、锅炉排污系统、供热系统、厂内循环水系统、锅炉启动系统等。锅炉启动系统等。发电厂全面性热力系统发电厂全面性热力系统 设计发电厂时，拟定发电厂原则性热力系统是一项非常重要的工作，它决定了发电厂各局部系统的组成，如锅炉、汽轮机、及其主蒸汽、再热蒸汽管道连接系统、给水回热加热系统、锅炉连续排污系统等，同时又决定了发电厂的热经济性。拟定发电厂原则性热力系统的步骤如下：1、确定发电厂的型式及规划容量、确定发电厂的型式及规划容量2、选择汽轮机、选择汽轮机3、绘制电厂原则性热力系统图、绘制电厂原则性热力系统图4、发电厂原则性热力系统计算、发电厂原则性热力系统计算5、选择锅炉、选择锅炉6、选择热力辅助设备、选择热力辅助设备（一）、（一）、发电厂型式和容量确定发电厂型式和容量确定 依据：依据：电力系统现有容量、发展规划、电力系统现有容量、发展规划、负荷增长速度和负荷增长速度和电网结构电网结构燃料来源、交通、水源及环保燃料来源、交通、水源及环保 电负荷：电负荷：凝汽式电厂凝汽式电厂电负荷电负荷 +供热：供热：热电联产热电联产燃煤：燃煤：燃料产地附近或矿口发电厂燃料产地附近或矿口发电厂天然气：天然气：燃气燃气蒸汽联合循环电厂蒸汽联合循环电厂 （二）、（二）、主要设备选择原则主要设备选择原则 汽轮机组出力汽轮机组出力铭牌出力铭牌出力:额定参数工况，排汽压力额定参数工况，排汽压力11.8kpa11.8kpa，补水率为，补水率为3%3%保证最大连续出力（保证最大连续出力（TMCRTMCR）铭牌出力保证的进汽量、额定参数工况，正常排汽压力铭牌出力保证的进汽量、额定参数工况，正常排汽压力（4.94.9kpakpa），补水率，补水率0%0%调节汽门全开时最大计算出力（调节汽门全开时最大计算出力（VWOVWO）调节气门全开时的最大进汽量和额定参数工况，正常排汽压调节气门全开时的最大进汽量和额定参数工况，正常排汽压力力、0 0补水率补水率 超压超压5%5%出力出力 VWOVWO基础上，超压基础上，超压5%5%连续运行连续运行西屋（西屋（WH）公司公司 500MW机组机组出力出力铭牌出力铭牌出力 500MW 最大连续出力最大连续出力 525MW VWO工况出力工况出力 548.6MW VWO+5%OP工况出力工况出力 573.3MW 1、汽轮机组汽轮机组（1 1）汽轮机容量）汽轮机容量 最大机组容量不宜超过系统总容量的最大机组容量不宜超过系统总容量的10%10%；大容量电力系统，选用高效率的大容量电力系统，选用高效率的300MW300MW、600MW600MW机组机组 （2 2）汽轮机参数）汽轮机参数采用高效率大容量中间再热式汽轮机组；采用高效率大容量中间再热式汽轮机组；大型凝汽式火电厂汽轮机组采用亚临界和超临界：大型凝汽式火电厂汽轮机组采用亚临界和超临界：300MW300MW、600MW600MW、800MW800MW、1000MW1000MW（3 3）汽轮机台数）汽轮机台数汽轮发电机组台数汽轮发电机组台数4 46 6台，机组容量等级不超过两种台，机组容量等级不超过两种同容量机、炉采用同一制造厂的同一型式同容量机、炉采用同一制造厂的同一型式 2、锅炉锅炉（1 1）锅炉参数）锅炉参数锅炉过热器出口额定蒸汽压力锅炉过热器出口额定蒸汽压力 =105%=105%汽轮机额定蒸汽压力；汽轮机额定蒸汽压力；过热器出口额定蒸汽温度过热器出口额定蒸汽温度 =汽轮机额定蒸汽温度汽轮机额定蒸汽温度 +3+3；再热蒸汽管道、再热器的压力降再热蒸汽管道、再热器的压力降(高压缸排汽压力高压缸排汽压力1 13%)3%)；再热器出口额定蒸汽温度再热器出口额定蒸汽温度=汽轮机中压缸额定蒸汽温度汽轮机中压缸额定蒸汽温度+3+3（2 2）锅炉型式）锅炉型式 采用煤粉炉；采用煤粉炉；水循环方式：自然循环、强制循环、直流水循环方式：自然循环、强制循环、直流 （3 3）锅炉容量与台数）锅炉容量与台数 凝汽式发电厂一般一机配一炉；凝汽式发电厂一般一机配一炉；联产发电厂，应核算在最小热负荷工况下，汽轮机的进汽量联产发电厂，应核算在最小热负荷工况下，汽轮机的进汽量不得低于锅炉最小稳定燃烧的负荷以保证锅炉的安全稳定运不得低于锅炉最小稳定燃烧的负荷以保证锅炉的安全稳定运行。行。二、二、发电厂的辅助热力系统发电厂的辅助热力系统 1 1、工质损失及补充水系统、工质损失及补充水系统作用：作用：补充电厂生产过程中的工质损失补充电厂生产过程中的工质损失制取补充水方式制取补充水方式采用阴阳离子交换树脂制取化学除盐水采用阴阳离子交换树脂制取化学除盐水补充水应进行除氧。除氧有一级除氧和二补充水应进行除氧。除氧有一级除氧和二级除氧。级除氧。汇入回热系统地点汇入回热系统地点加热器出口加热器出口 除氧器除氧器 凝汽器凝汽器1、高参数热电厂、高参数热电厂特点：特点：补充水量大，设置一级补充水除氧器补充水量大，设置一级补充水除氧器 汇入点为同级抽汽加热器出口汇入点为同级抽汽加热器出口2、中、低参数热电厂、中、低参数热电厂特点：特点：低压抽汽低压抽汽，回热抽汽做功比，回热抽汽做功比，热经济性，热经济性 水量调节简单水量调节简单3、高参数凝汽式电厂、高参数凝汽式电厂特点：特点：低压抽汽低压抽汽 ，回热抽汽做功比，回热抽汽做功比，热经济性，热经济性 水量调节复杂水量调节复杂补充水量的确定：补充水量的确定：依据：电厂工质损失情况依据：电厂工质损失情况内部汽水损失：内部汽水损失：锅炉排污、管道设备泄露、锅炉吹灰等。锅炉排污、管道设备泄露、锅炉吹灰等。外部汽水损失外部汽水损失对外供热对外供热内部损失的取值范围内部损失的取值范围排污：排污：1-5%1-5%其他：其他：3%3%2 2、工质回收及废热利用系统、工质回收及废热利用系统 锅炉连续排污锅炉连续排污主汽阀杆及轴封漏汽主汽阀杆及轴封漏汽设备及管道疏放水设备及管道疏放水（一）锅炉连续排污利用系统（一）锅炉连续排污利用系统 连续排污的目的：连续排污的目的：保证汽包内水质、蒸汽品质保证汽包内水质、蒸汽品质 排污率：排污率：凝汽式电厂：凝汽式电厂：1%Db热电厂：热电厂：25%Db（Db 为锅炉额定蒸发量）为锅炉额定蒸发量）补充水补充水单级扩容系统单级扩容系统扩容蒸汽扩容蒸汽两级扩容系统两级扩容系统 补充水补充水扩容蒸汽扩容蒸汽工质回收率工质回收率f f 的计算的计算扩容器热平衡扩容器热平衡排污水冷却器热平衡排污水冷却器热平衡工质回收率工质回收率Dblhcw,blDf hfDbl hfDma hw,mahblhcw,ma物质平衡物质平衡废热废热Qbl对回热系统的影响：对回热系统的影响：排挤回热抽汽，凝汽做功量排挤回热抽汽，凝汽做功量 ，附加冷源损失，附加冷源损失Qc Dblhcw,blDf hfDbl hfDma hw,mahblhcw,ma有排污利用系统时，排污水热损失：有排污利用系统时，排污水热损失：无排污利用系统时，排污水热损失无排污利用系统时，排污水热损失可利用的排污热量：可利用的排污热量：凝汽器增加的附加冷源损失：凝汽器增加的附加冷源损失：除氧器被排挤的抽汽量：除氧器被排挤的抽汽量：凝汽汽流的增加量凝汽汽流的增加量:发电厂净获得的热量：发电厂净获得的热量：Dblhcw,blDf hfDbl hfDma hw,mahblhcw,mahdhw,d结论：结论：回收热量大于附加冷源损失，回收废热节约燃料；回收热量大于附加冷源损失，回收废热节约燃料；尽量选取最佳尽量选取最佳扩容器压力；扩容器压力；利用外部热源可以节约燃料，如发电机冷却水热源；利用外部热源可以节约燃料，如发电机冷却水热源；实际系统应通过技术经济比较确定实际系统应通过技术经济比较确定发电厂实际节省的标准煤量发电厂实际节省的标准煤量BsBs为为:（2 2）轴封蒸汽回收及利用系统）轴封蒸汽回收及利用系统 汽轮机轴封蒸汽系统包括：汽轮机轴封蒸汽系统包括：主汽门和调节汽门的阀杆漏汽主汽门和调节汽门的阀杆漏汽再热式机组中压联合汽门的阀杆漏汽再热式机组中压联合汽门的阀杆漏汽高、中、低压缸的前后轴封漏汽和轴封用汽高、中、低压缸的前后轴封漏汽和轴封用汽 数量：数量：2%2%D D0 0 工质的能位视引出点不同有差异工质的能位视引出点不同有差异 在引入地点能位与工质接近在引入地点能位与工质接近 凝结水中缸主汽门、调节汽门中缸主汽门、调节汽门高缸主汽门、调节汽门高缸主汽门、调节汽门辅汽主汽轴封汽减温器来自凝结水减温水减压至减压至7#低加低加至凝汽器轴封加热器至至5#5#低加低加轴封汽轴封汽（3 3）辅助蒸汽系统）辅助蒸汽系统 用途：用途：对除氧器给水箱预热；对除氧器给水箱预热；加热锅炉尾部暖风器；加热锅炉尾部暖风器；厂用热交换器；厂用热交换器；汽轮机轴封；汽轮机轴封；真空系统抽气器；真空系统抽气器；燃油加热及雾化；燃油加热及雾化；水处理室水处理室来源：来源：相邻机组相邻机组（启动阶段）（启动阶段）本机组（正常运行）本机组（正常运行）辅助蒸汽用汽原则：辅助蒸汽用汽原则：尽可能用参数低的回热抽汽，增大回热做功比尽可能用参数低的回热抽汽，增大回热做功比Xr，提高电厂的热经济性，提高电厂的热经济性汽轮机启动和回热抽汽参数不能满足要求时，汽轮机启动和回热抽汽参数不能满足要求时，要有备用汽源要有备用汽源疏水一般应回收疏水一般应回收去热交换器去热交换器高高压压缸缸MMMMMM去轴封蒸汽去轴封蒸汽邻机辅助蒸汽母管来邻机辅助蒸汽母管来凝结水来凝结水来去除氧器去除氧器启启动动抽抽气气器器前前置置抽抽气气器器暖暖风风器器等等凝结水来凝结水来660MW660MW机组辅助蒸汽系统机组辅助蒸汽系统电加热器电加热器再热冷段再热冷段三、三、发电厂原则性热力系统举例发电厂原则性热力系统举例 1 1、亚临界参数机组、亚临界参数机组阳逻发电厂优化引进型阳逻发电厂优化引进型300MW300MW机组的发电厂机组的发电厂原则性热力系统原则性热力系统哈尔滨第三电厂的哈尔滨第三电厂的N600-16.67/537/537N600-16.67/537/537型机型机组的原则性热力系统组的原则性热力系统 300MW,918t/h,7993kJ/kW.h1 1）、阳逻发电厂优化引进型）、阳逻发电厂优化引进型N300-16.7/538/538N300-16.7/538/538机组机组600MW,7829kJ/kW.h2 2）、哈尔滨第三电厂的）、哈尔滨第三电厂的N600-16.67/537/537N600-16.67/537/537型机组型机组2 2、超临界参数机组、超临界参数机组华北盘山电厂一期工程由前苏联制造华北盘山电厂一期工程由前苏联制造500MW500MW超临超临界燃煤机组界燃煤机组石洞口二厂石洞口二厂600MW600MW超临界机组超临界机组美国艾迪斯通电厂美国艾迪斯通电厂325MW325MW燃煤超超临界两次中间燃煤超超临界两次中间再热机组再热机组1 1）、盘山电厂引进超临界）、盘山电厂引进超临界K-500-240-4K-500-240-4型机组型机组8级抽汽；级抽汽；q=7842kJ/kWh2 2）、引进的）、引进的N600-25.4/538/566N600-25.4/538/566超临界机组超临界机组7648kJ/kWh,8级抽汽级抽汽3 3）、美国超超临界）、美国超超临界325MW325MW两次中间再热凝汽机组两次中间再热凝汽机组初蒸汽参数初蒸汽参数31MPa,610 3 3、供热机组热电厂原则性热力系统、供热机组热电厂原则性热力系统 前苏联超临界压力单采暖抽汽机组前苏联超临界压力单采暖抽汽机组 T-250/300-23.54-2T-250/300-23.54-2型供热式汽轮机型供热式汽轮机 950t/h950t/h直流炉直流炉锅炉出口蒸汽：锅炉出口蒸汽：25.8MPa25.8MPa、545/545545/545给水温度给水温度260260。锅炉效率：锅炉效率：93.3%93.3%（燃煤）（燃煤）超临界压力单采暖抽汽超临界压力单采暖抽汽T-250/300-23.54-2T-250/300-23.54-2热电厂热电厂4 4、火电厂单机容量最大机组、火电厂单机容量最大机组 单轴单轴1200MW1200MW凝汽式机组凝汽式机组前苏联科斯特罗马电厂前苏联科斯特罗马电厂 双轴双轴1300WM1300WM凝汽式机组凝汽式机组美国坎伯兰、加绞和阿莫斯等电厂美国坎伯兰、加绞和阿莫斯等电厂单轴单轴1200MW1200MW凝汽式机组凝汽式机组双轴双轴1300MW1300MW凝汽式机组凝汽式机组四、四、发电厂原则性热力系统的计算发电厂原则性热力系统的计算 （一）计算目的（一）计算目的 确定在不同负荷工况下全厂的各参数及经济性确定在不同负荷工况下全厂的各参数及经济性 为发电厂设计、运行和检修等提供数据为发电厂设计、运行和检修等提供数据（二）、全厂与机组回热计算区别（二）、全厂与机组回热计算区别1、计算范围和结果不同、计算范围和结果不同 包括锅炉、管道、汽轮机的全厂范围包括锅炉、管道、汽轮机的全厂范围2、计算内容不同、计算内容不同 增加了全厂物质平衡、热平衡、辅助热力系统计算增加了全厂物质平衡、热平衡、辅助热力系统计算 考虑有关小汽水流量考虑有关小汽水流量3、计算步骤不同、计算步骤不同先外后内，由高到低先外后内，由高到低（三）基本计算公式及步骤（三）基本计算公式及步骤 基本公式基本公式热平衡式热平衡式物质平衡式物质平衡式汽轮机的功率方程式汽轮机的功率方程式计算步骤计算步骤1.1.整理原始资料整理原始资料2.2.全厂的物质平衡计算全厂的物质平衡计算3.3.回热系统计算回热系统计算4.4.汽轮机汽耗汽轮机汽耗D D0 0、热耗热耗Q Q0 0及功率核算及功率核算5.5.锅炉热负荷锅炉热负荷Q Qb b和管道效率的计算和管道效率的计算6.6.全厂热经济指标计算全厂热经济指标计算（四）发电厂原则性热力系统计算举例（四）发电厂原则性热力系统计算举例 已知：已知：1、汽轮机型式和参数、汽轮机型式和参数2、锅炉型式和参数、锅炉型式和参数3、计算中采用的其他数据、计算中采用的其他数据 轴封汽量；给水泵耗功轴封汽量；给水泵耗功 锅炉连续排污量锅炉连续排污量D Dblbl=0.01D=0.01Db b 全厂汽水损失全厂汽水损失Dl=0.01Db 至锅炉过热器减温水量至锅炉过热器减温水量Dd=20.39t/h4 4、其他有关数据、其他有关数据 求：全厂的热经济指标求：全厂的热经济指标 660MW 660MW凝汽式机组的发电厂原则性热力系统凝汽式机组的发电厂原则性热力系统 D DdedeD D0 0D Db bD DblblD D blblD Df fD D1 1D D 0 0D DfwfwH H1 1H H2 2H H3 3H H5 5H H6 6H H7 7H H8 8SGSG计算：计算：（1 1）整理原始资料得计算总汽水焓值）整理原始资料得计算总汽水焓值 回热系统计算点汽水参数回热系统计算点汽水参数 轴封汽量及其参数轴封汽量及其参数 新蒸汽、再热蒸汽新蒸汽、再热蒸汽 排污扩容器计算点汽水参数表排污扩容器计算点汽水参数表 （2 2）全厂物质平衡）全厂物质平衡 汽轮机总耗汽量汽轮机总耗汽量 锅炉蒸发量锅炉蒸发量 锅炉给水量锅炉给水量D DdedeD Db bD DblblD D blblD Df fD Dl lD D 0 0D DfwfwD D0 0 锅炉连续排污量锅炉连续排污量 扩容蒸汽回收量扩容蒸汽回收量未回收排污水量未回收排污水量 补充水量补充水量 D DdedeD Db bD DblblD D blblD Df fD D1 1D D 0 0D DfwfwD D0 0（3 3）计算汽轮机各段抽汽量和凝汽流量）计算汽轮机各段抽汽量和凝汽流量 由高压加热器由高压加热器H1H1热平衡计算热平衡计算D D1 1 由除氧器由除氧器H4H4热平衡计算热平衡计算D4D4除氧器出口水量除氧器出口水量热平衡计算热平衡计算D D4 4除氧器进水量除氧器进水量 联立低压加热器联立低压加热器H5H5、H6H6热平衡计算热平衡计算D5D5、D6D6H5 热平衡热平衡H5、H6物质平衡物质平衡低压加热器低压加热器H5H5、H6H6热平衡计算热平衡计算D5D5、D6D6 联立低压加热器联立低压加热器H5H5、H6H6热平衡计算热平衡计算D5D5、D6D6联立求解联立求解H6 热平衡热平衡低加低加H8H8、轴封冷却器、轴封冷却器SGSG和凝汽器热井的热平衡计算和凝汽器热井的热平衡计算D D8 8H H8 8SGSG由凝汽器热井物质平衡求由凝汽器热井物质平衡求D Dc c 汽轮机物质平衡校核汽轮机物质平衡校核（4 4）汽轮机汽耗计算及功率校核）汽轮机汽耗计算及功率校核 计算汽轮机内功率计算汽轮机内功率 由功率方程式求由功率方程式求D D0 0求各级抽汽量及功率校核求各级抽汽量及功率校核 （5 5）热经济指标计算）热经济指标计算 机组热耗、热耗率、绝对电效率机组热耗、热耗率、绝对电效率 锅炉热负荷锅炉热负荷Q Qb b和管道效率和管道效率 全厂热经济指标全厂热经济指标名名 称称数数 值值机组热耗机组热耗Q Q0 047204720e+6 e+6 kJ.hkJ.h热耗率热耗率q q7619.77 7619.77 kJ/kJ/kwhkwh绝对电效率绝对电效率47.25%47.25%锅炉热负荷锅炉热负荷Q Qb b47944794e+6 kJ/he+6 kJ/h管道效率管道效率98.45%98.45%全厂热效率全厂热效率 42.79%42.79%全厂热耗率全厂热耗率 8413.18 8413.18 kJ/kJ/kwhkwh发电标准煤耗率发电标准煤耗率 287.5 287.5 g/kwhg/kwh五、五、发电厂的管道阀门发电厂的管道阀门 一、管道规范一、管道规范1、设计压力、设计压力（1 1）蒸汽管道设计压力）蒸汽管道设计压力主蒸汽管道主蒸汽管道（锅炉过热器出口联箱至汽轮机高压缸自动主汽门之间区段）（锅炉过热器出口联箱至汽轮机高压缸自动主汽门之间区段）过热器出口额定压力或超压过热器出口额定压力或超压5%5%再热蒸汽管道再热蒸汽管道 低温再热蒸汽管道（汽轮机高压缸排汽至锅炉再热器进口联箱之间区段）低温再热蒸汽管道（汽轮机高压缸排汽至锅炉再热器进口联箱之间区段）调门全开工况或超压调门全开工况或超压5%时，高缸排汽压力的时，高缸排汽压力的1.15倍倍 高温再热蒸汽管道（锅炉再热器出口联箱至汽轮机中压缸主汽门之间区段）高温再热蒸汽管道（锅炉再热器出口联箱至汽轮机中压缸主汽门之间区段）再热器出口安全阀动作的最低整定压力再热器出口安全阀动作的最低整定压力 非调整抽汽管道非调整抽汽管道最大出力工况的最大出力工况的1.11.1倍，且不小于倍，且不小于0.1Mpa0.1Mpa调整抽汽管道、背压机排汽管道等调整抽汽管道、背压机排汽管道等 取最高工作压力取最高工作压力（2 2）水管道设计压力）水管道设计压力高压给水管道高压给水管道定速泵：泵特性曲线最高点对应压力泵进水侧压力定速泵：泵特性曲线最高点对应压力泵进水侧压力变速泵（关断阀前后）变速泵（关断阀前后）低压给水管道（除氧器水箱出口至给水泵进口段）低压给水管道（除氧器水箱出口至给水泵进口段）定压：除氧器额定工作压力最高水柱静压定压：除氧器额定工作压力最高水柱静压滑压：最大出力时除氧器工作压力最高水柱静压滑压：最大出力时除氧器工作压力最高水柱静压其他管道：具体规定其他管道：具体规定3 3、设计温度、设计温度主蒸汽管道主蒸汽管道 过热器出口额定温度过热器出口额定温度+5+5再热蒸汽管道再热蒸汽管道高温段：再热器出口额定温度高温段：再热器出口额定温度+5+5低温段：根据高压缸排汽参数确定低温段：根据高压缸排汽参数确定调整抽汽管道调整抽汽管道抽汽最高温度抽汽最高温度非调整抽汽管道非调整抽汽管道最大出力工况参数等熵求取管道在设计压力下的温度最大出力工况参数等熵求取管道在设计压力下的温度hsABP2(设计点设计点)t2P1(vwo)t1高压给水管道的设计温度高压给水管道的设计温度 高加出口给水的最高工作温度高加出口给水的最高工作温度低压给水管道的设计温度低压给水管道的设计温度定压：除氧器额定压力对应饱和水温定压：除氧器额定压力对应饱和水温滑压：最大出力工况除氧器工作压力的滑压：最大出力工况除氧器工作压力的1.11.1倍对应的饱和水温倍对应的饱和水温4 4、管道的公称压力和公称通径、管道的公称压力和公称通径 1 1）、公称压力）、公称压力作用：描述管道参数等级，符号作用：描述管道参数等级，符号PNPN压力等级应符合国标规定压力等级应符合国标规定2121个等级，每一等级分个等级，每一等级分7 7个温度等级个温度等级管道允许工作压力是管道介质对应压力和温度的组合参管道允许工作压力是管道介质对应压力和温度的组合参数，并非单纯压力数，并非单纯压力 2 2）、公称通径）、公称通径作用：描述管道的通流能力，符号作用：描述管道的通流能力，符号DNDN名义内径，实际内径还应考虑管材及壁厚名义内径，实际内径还应考虑管材及壁厚1 1 4000mm4000mm之间，分为之间，分为5454个等级个等级二、管径和壁厚的计算二、管径和壁厚的计算1 1、管道内径、管道内径D Di i计算计算 依据：依据：管道最大可能介质流量、介质流速管道最大可能介质流量、介质流速 连续方程：连续方程：A=DA=Di i2 2/4=Gv/w=Q/w/4=Gv/w=Q/w 或或最小壁厚最小壁厚S Sm m （按外径计算时）（按外径计算时）计算壁厚计算壁厚 ScSc取用壁厚（公称壁厚）取用壁厚（公称壁厚）按管子规格选取，不得小于计算壁厚按管子规格选取，不得小于计算壁厚直管壁厚负偏差的附加值直管壁厚负偏差的附加值2 2、管子壁厚的计算（直管）、管子壁厚的计算（直管）管道附件管道附件 安装在管道及设备上的连接、闭路安装在管道及设备上的连接、闭路和调节装置的总称（管件、阀件）和调节装置的总称（管件、阀件）（1 1）阀门类型）阀门类型 关断：如闸阀、截止阀、旋塞和球阀等关断：如闸阀、截止阀、旋塞和球阀等 调节：如调节阀、节流阀、减压阀等调节：如调节阀、节流阀、减压阀等 保护：如安全阀、逆止阀和快速关断阀等保护：如安全阀、逆止阀和快速关断阀等三、管道附件、阀门三、管道附件、阀门a a 关断阀门关断阀门闸阀闸阀：流动阻力小，开启、关闭力小，介质可两个：流动阻力小，开启、关闭力小，介质可两个方向流动，但结构复杂、制造维护要求高方向流动，但结构复杂、制造维护要求高截止阀截止阀：结构简单，密封性较好，制造维修方便，：结构简单，密封性较好，制造维修方便，但流动阻力较大，开启、关闭力也较大，启但流动阻力较大，开启、关闭力也较大，启闭时间较长闭时间较长球阀球阀：作调节或关断用，可迅速关断或开启，密封：作调节或关断用，可迅速关断或开启，密封面小，不易磨损，可装于任意位置面小，不易磨损，可装于任意位置b b 调节阀门调节阀门 调节阀调节阀 改变通流面积来调节介质流量改变通流面积来调节介质流量 减压阀减压阀 改变通流缝隙将介质压力减低改变通流缝隙将介质压力减低 节流阀节流阀 调节介质流量和压力调节介质流量和压力 蝶阀蝶阀 可全开、全关，或调节流量可全开、全关，或调节流量 C C 保护阀门保护阀门 逆止阀逆止阀：保证介质单向流动，防止管内介质倒流。：保证介质单向流动，防止管内介质倒流。水泵出口、进除氧器水管、汽轮机抽汽管水泵出口、进除氧器水管、汽轮机抽汽管 安全阀安全阀：介质压力超过规定值时安全阀自动开启，排：介质压力超过规定值时安全阀自动开启，排除过剩介质，压力降至规定值后能自动关闭。除过剩介质，压力降至规定值后能自动关闭。锅炉、压力容器及管道上锅炉、压力容器及管道上 快速关断阀快速关断阀：瞬间关断或接通管内介质：瞬间关断或接通管内介质 回热抽汽管道回热抽汽管道六、六、主蒸汽系统主蒸汽系统 主蒸汽系统组成：主蒸汽系统组成：锅炉过热器出口联箱至汽轮机进口主汽阀的主蒸汽锅炉过热器出口联箱至汽轮机进口主汽阀的主蒸汽管道、阀门、疏水装置；管道、阀门、疏水装置；过热器出口联箱通往用新汽设备的蒸汽支管；过热器出口联箱通往用新汽设备的蒸汽支管；汽轮机高压缸排汽至锅炉再热器出口联箱的再热冷汽轮机高压缸排汽至锅炉再热器出口联箱的再热冷段管道、阀门；段管道、阀门；再热器出口联箱至汽轮机中压缸进口阀门的再热热再热器出口联箱至汽轮机中压缸进口阀门的再热热段管道、阀门段管道、阀门 特点：特点：工质流量大、参数高、管道长工质流量大、参数高、管道长、金属材料质量高、金属材料质量高D DdedeD D0 0D Db bD DblblD D blblD Df fD D1 1D D 0 0D DfwfwH H1 1H H2 2H H3 3H H5 5H H6 6H H7 7H H8 8SGSG（一）主蒸汽系统的型式与选择（一）主蒸汽系统的型式与选择1 1、单母管制系统、单母管制系统（集中母管制系统）（集中母管制系统）优点：优点：系统简单，布置方便系统简单，布置方便缺点：缺点：运行调度不够灵活运行调度不够灵活 应用：应用：机炉台数不匹配的热电厂机炉台数不匹配的热电厂单机容量单机容量 6MW 蒸汽母管蒸汽母管优点：优点：切换运行，运行灵活、可切换运行，运行灵活、可靠，较优经济运行靠，较优经济运行 缺点：缺点：系统较复杂，阀门多，管系统较复杂，阀门多，管道长，金属耗量大道长，金属耗量大应用：应用：高压供热式机组发电厂高压供热式机组发电厂中、小型发电厂中、小型发电厂2 2、切换母管制系统、切换母管制系统 3 3、单元制系统、单元制系统 优点：优点：系统简单、管道短、阀门少；系统简单、管道短、阀门少；易实现集中控制；易实现集中控制；热经济性较高；热经济性较高；维护工作量少；维护工作量少；主厂房土建费用少主厂房土建费用少 缺点：缺点：单元之间不能切换单元之间不能切换 应用：应用：高压凝汽式机组的发电厂高压凝汽式机组的发电厂中间再热供热式机组的发电厂中间再热供热式机组的发电厂（二）主蒸汽系统设计时应注意的几个问题（二）主蒸汽系统设计时应注意的几个问题 1、高、中压主汽阀和高压缸排汽逆止阀高、中压主汽阀和高压缸排汽逆止阀 高压主汽阀：高压主汽阀：两个、四个两个、四个高压调速汽阀：高压调速汽阀：四个四个 再热后中压联合汽阀：两个、四个再热后中压联合汽阀：两个、四个新蒸汽管道：新蒸汽管道：电动隔离阀电动隔离阀 高压缸排汽管：高压缸排汽管：逆止阀逆止阀 2、温度偏差及其对策、温度偏差及其对策 最大允许汽温偏差持久性为最大允许汽温偏差持久性为15，瞬时性为，瞬时性为42管道系统混温措施管道系统混温措施 1 1）单管系统混温）单管系统混温2 2）双管系统）双管系统 ：设置一中间联络管：设置一中间联络管 3 3）混合管系统）混合管系统双管系统双管系统 单管单管-双管系统双管系统 主蒸汽双管、再热蒸汽双管主蒸汽双管、再热蒸汽双管-单管单管-双管系统双管系统 3 3、主蒸汽及再热蒸汽压损及管径优化、主蒸汽及再热蒸汽压损及管径优化 管径优化计算：管径优化计算：管子壁厚计算、压降计算、费用计算管子壁厚计算、压降计算、费用计算 管道压降：管道压降：取消主汽管上的电动隔离阀取消主汽管上的电动隔离阀 主蒸汽流量的测量由孔板改为喷嘴，主蒸汽流量的测量由孔板改为喷嘴，不设置流量测量节流元件，汽轮机进汽流量由汽不设置流量测量节流元件，汽轮机进汽流量由汽轮机高压缸调节级后的蒸汽压力折算轮机高压缸调节级后的蒸汽压力折算七、七、中间再热机组的旁路系统中间再热机组的旁路系统 （一）旁路系统的类型及作用（一）旁路系统的类型及作用作用：作用：1 1）协调启动参数和流量，缩短启动时间，延长汽机寿命）协调启动参数和流量，缩短启动时间，延长汽机寿命 2 2）保护再热器）保护再热器 3 3）回收工质，降低噪声）回收工质，降低噪声 4 4）防止锅炉超压）防止锅炉超压 旁路系统旁路系统高参数蒸汽在某些特定情况下，绕过汽轮机，经高参数蒸汽在某些特定情况下，绕过汽轮机，经 过与汽轮机并列的减温减压装置后，进入参数较过与汽轮机并列的减温减压装置后，进入参数较 低的蒸汽管道或设备的连接系统低的蒸汽管道或设备的连接系统再热机组三级旁路系统再热机组三级旁路系统I-I-高压旁路高压旁路 II-II-低压旁路低压旁路 III-III-整机旁路整机旁路 旁路系统类型旁路系统类型(二）机组旁路系统的型式二）机组旁路系统的型式1 1、三级旁路系统、三级旁路系统 高压旁路、高压旁路、低压旁路、低压旁路、整机旁路整机旁路 2 2、两级旁路串联系统、两级旁路串联系统 高压旁路、高压旁路、低压旁路低压旁路 3 3、两级旁路并联系统、两级旁路并联系统 高压旁路高压旁路整机旁路整机旁路 4 4、整机旁路系统、整机旁路系统 整机旁路整机旁路 （三）旁路系统设备（三）旁路系统设备构成构成 减压阀减压阀减温水调节阀减温水调节阀凝汽器颈部减温减压装置凝汽器颈部减温减压装置减温水减温水 高压旁路、整机旁路：给水泵出口的高压水高压旁路、整机旁路：给水泵出口的高压水 低压旁路：凝结水泵出口的主凝结水低压旁路：凝结水泵出口的主凝结水扩容式减温减压装置扩容式减温减压装置 设在凝汽器颈部（设在凝汽器颈部（1 12 2个），将蒸汽进一步降低个），将蒸汽进一步降低到到0.0165Mpa0.0165Mpa、60 60（四）旁路系统的容量（四）旁路系统的容量 定义定义：额定参数下旁路阀通过的蒸汽流量与锅炉最大额定参数下旁路阀通过的蒸汽流量与锅炉最大蒸发量的比值蒸发量的比值 推荐容量：锅炉最大连续蒸发量的推荐容量：锅炉最大连续蒸发量的30%特殊条件（如两班制）特殊条件（如两班制）4050%，或适当加大，或适当加大 实际情况：容量差别大实际情况：容量差别大 ALSTHOM 600MW机机 两级串联：两级串联：50%-40%SIEMENS 200MW机机 两级串联两级串联 30%程控启动方式程控启动方式自控方式自控方式 跟随方式跟随方式 汽轮机冲转参数汽轮机冲转参数（五）旁路系统的（五）旁路系统的运行运行旁路运行方式：全自动、半自动、手动旁路运行方式：全自动、半自动、手动 锅炉无旁路，由低温过热器引出蒸汽暖机升速锅炉无旁路，由低温过热器引出蒸汽暖机升速高压缸启动高压缸启动启动时锅炉有控制烟温装置启动时锅炉有控制烟温装置甩荷时，有防超速、超温和超压措施甩荷时，有防超速、超温和超压措施（六）不设置旁路的系统（六）不设置旁路的系统八、给水系统八、给水系统 范围范围：从除氧器给水箱下降管入口到锅炉省：从除氧器给水箱下降管入口到锅炉省煤器进口之间的管道、阀门和附件总称煤器进口之间的管道、阀门和附件总称构成构成：低压给水系统、高压给水系统：低压给水系统、高压给水系统 要求要求：在发电厂任何运行方式和发生任何事：在发电厂任何运行方式和发生任何事故的情况下，都能保证不间断地向锅炉供水故的情况下，都能保证不间断地向锅炉供水 H H1 1H H2 2H H3 3H H5 5H H6 6H H7 7H H8 8SGSG（1 1）单母管制给水系统）单母管制给水系统 特点：安全可靠，系统复杂、投资大特点：安全可靠，系统复杂、投资大 一、给水系统型式及选择一、给水系统型式及选择压力母管压力母管锅炉给水母管锅炉给水母管吸水母管吸水母管给水再循环母管给水再循环母管 特特点点：安安全全可可靠靠、灵灵活活，系系统统复复杂杂、投投资资大大（2 2）切切换换母母管管制制给给水水系系统统图图压力母管压力母管锅炉给水母管锅炉给水母管吸水母管吸水母管（3 3）单元制给水系统）单元制给水系统特点：系统简单、投资少、便于集中控制和管理维护，灵活性差特点：系统简单、投资少、便于集中控制和管理维护，灵活性差 1 1、给水流量调节、给水流量调节 锅炉给水操作台锅炉给水操作台位置：高压加热器出口至锅炉省煤器之前的给水管路上位置：高压加热器出口至锅炉省煤器之前的给水管路上组成：由组成：由2 24 4根不同直径并联支管组成根不同直径并联支管组成作用：在低负荷或启动工况下调节流量作用：在低负荷或启动工况下调节流量（二）给水流量调节及给水泵配置（二）给水流量调节及给水泵配置（a a）定速给水泵）定速给水泵 （b b）变速给水泵）变速给水泵（二）、给水泵的配置（二）、给水泵的配置1 1、给水泵的选择、给水泵的选择 （1 1）给水泵总流量给水泵总流量给水泵出口总流量给水泵出口总流量=锅炉最大连续蒸发量的给水量锅炉最大连续蒸发量的给水量+裕量裕量 汽包炉给水量为锅炉最大连续蒸发量的汽包炉给水量为锅炉最大连续蒸发量的110%110%直流炉给水量为锅炉最大连续蒸发量的直流炉给水量为锅炉最大连续蒸发量的105%105%（2）给水泵的台数和容量选择）给水泵的台数和容量选择 母管制：母管制：最大一台给水泵停用时，能满足整个系统的给水需要量最大一台给水泵停用时，能满足整个系统的给水需要量 单元制：单元制：125125、200MW200MW机组：机组：2 2台最大给水量台最大给水量100%100%的电动调速给水泵的电动调速给水泵 3 3台最大给水量台最大给水量50%50%的电动调速给水泵的电动调速给水泵300MW300MW机组机组2 2台最大给水量台最大给水量50%50%汽动汽动运行泵运行泵，1 1台最大给水量台最大给水量50%50%备用泵备用泵 1 1台最大给水量台最大给水量100%100%汽动汽动运行泵，运行泵，1 1台最大给水量台最大给水量50%50%备用泵备用泵600MW600MW机组机组 2台台最最大大给给水水量量50%50%的的汽汽动动给给水水泵泵，1 1台台最最大大给给水水量量25%25%35%35%的的电动调速启动备用给水泵电动调速启动备用给水泵 （3 3）给水泵扬程的确定）给水泵扬程的确定 扬程扬程:单位重量液体从泵的入口到泵的出口增加的能量单位重量液体从