2022年热力发电厂知识点全总结.docx
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1、二、表面式加热器加热蒸汽与水在加热器内通过金属管壁进行传热,通常水在管内流淌, 加热蒸汽在管外冲刷放热后凝聚下来成为加热器的疏水为区分主凝聚水而称之为疏水;演示文稿 6.ppt对于无疏水冷却器的疏水温度为加热器筒体内蒸汽压力下的饱和温度;管内流淌的水在吸热升温后的出口温度比疏水温度要低,它们的差值称之为端差 . 演示文稿7.ppt1. 表面式加热器的特点有端差,热经济性较混合式差;金属耗量大,内部结构复杂,制造较困难,造价高;不能除去水中的氧和其它气体,未能有效地爱护高温金属部件的安全;全部由表面式加热器组成的回热系统简洁,运行安全牢靠, 布置便利, 系统投资和土建费用少;表面式加热器系统分成
2、高压加热器和低压加热器两组;水侧部分承担给水泵压力的表面式加热器称为高压加热器,承担凝聚水泵压力的表面式加热器称为低压加热器;2. 表面式加热器结构表面式加热器也有卧式和立式两种;现代大容量机组采纳卧式的较多;其次节表面式加热器及系统的热经济性一、加热器的端差1、加热器的端差(上端差、出口端差):加热器出口疏水温度tsj (饱和温度)与出水温度twj 之差;2、加热器端差对热经济性的影响加热器端差越小经济性越好;可以从两方面说明:一方面,假如出水温度不变,端差削减意味着tsj 可以低一些,即回热抽汽压力可以低一些,回热抽汽做功比增加,热经济性变好; 另一方面,假如蒸汽压力不变, tsj 亦不变
3、,端差削减意味着出水温度twj 提高,结果是削减压力较高的回热抽汽做功比,同时增加了压力较低的回热抽汽做功比,净的回热抽汽做功比增加,热经济性变好;二、抽汽管压降及热经济性三、过热蒸汽冷却器及热经济性1、装设过热蒸汽冷却器(段)的经济效益:削减换热温差,降低缺失;提高加热器出口水温,减小加热器端差;再热后第 1 级回热抽汽的蒸汽过热度是最高的,在此装设过热蒸汽冷却器(段),成效最明显;2、过热蒸汽冷却器的连接方式:并联和串联;四、表面式加热器的疏水方式1、疏水逐级自流:热经济性最差,牢靠性最高,300MW 、600MW 及以上容量机组多采纳;27 / 272、疏水泵送入加热器出口热经济性高于疏
4、水逐级自流方式,牢靠性低于疏水逐级自流方式;但是,当前的评判多为热经济性分析,没考虑疏水泵的电耗,是不全面的评判;第三节给水除氧及除氧器一、给水除氧的必要性1、给水中溶解气体会带来以下危害:(1) 腐蚀热力设备及管道,降低其工作牢靠性与使用寿命;(2) 增加热阻,降低热力设备的热经济性;不凝聚气体附着在传热面,以及氧化物沉积形成的盐垢,都会增大传热热阻;(3) 氧化物沉积在汽轮机叶片,会导致汽轮机出力下降和轴向推力增加;2、气体来源:补充水中的溶解气体;真空状态下的热力设备及管道漏进的空气;3、给水除氧的任务:就是除去水中的氧气和其他不凝聚气体,防止设备腐蚀和传热热阻增加,保证热力设备的安全经
5、济运行;4、给水溶氧指标:蒸汽压力为5.8MPa 以下锅炉,给水溶氧量应小于15g/L;蒸汽压力为5.9MPa 以上的锅炉,给水溶氧量应小于7g/L;亚临界以上直流锅炉,给水溶氧量掌握在0g/L;对于超临界参数的锅炉,我国超临 界火力发电机组水汽质量标准(DL/T 912-2005)规定,给水溶氧量应小于7g/L,对给水进行加氧调剂处理时,给水溶氧量掌握在30- 150g/L;二、除氧方法给水除氧方法:化学除氧和物理除氧;1、化学除氧:利用化学药剂与水中的溶解氧进行化学反应,化合生成另一种物质,达到除氧的方法;化学除氧的特点: 能完全除氧;不能除去其它气体;生成的氧化物增加了给水中可溶性盐类的
6、含量;药剂价格昂贵;只有要求完全除氧的亚临界及以上参数的电厂,才采纳化学除氧作为一种补充的除氧手段;(1) 联胺除氧 : 化学除氧一般采纳联胺做药剂;联胺既可除氧, 又能转化为氨, 爱护给水有较高的 pH 值,也不产生新的盐类;联胺除氧化学反应如下:(2). 亚硫酸钠 Na2SO3 处理Na2SO3 易溶于水, 无毒价廉, 装置简洁;Na2SO3 与 O2 反应生成的 Na2SO4 会增加给水含盐量,在温度大于280 后会分解成有害气体;Na2SO3 仅适用于中压以下的锅炉, 不能用于高压以上的电站锅炉;(3). 中性水处理依据钢在含氧纯水中的耐腐蚀理论,高纯度且呈中性的锅炉给水中,加入气态氧
7、或过氧化氢, 使金属表面形成稳固的氧化膜,不仅能够达到防腐成效,而且给水中腐蚀物削减, 使直流锅炉几乎无需清洗, 即中性水处理; 给水加氧处理的防腐蚀成效显著,但对给水水质要求很严, 中性纯水的缓冲才能小; 中性水处理已在国外各类直流锅炉、空冷机组和核电机组上得到应用;2、物理除氧(1) )物理除氧:利用物理手段除去水中氧的方法;(2) )物理除氧的特点:不能完全除氧;能除去其它气体;无新的氧化物生成,不会增加给水中可溶性盐类的含量;价格廉价;三、热力除氧热力除氧原理:建立在亨利定律和道尔顿定律基础上;亨利定律:气体在水中的溶解度正比于该气体在水面的分压力;道尔顿定律:水面上混合气体的总压力等
8、于各组成气体分压力之和;热力除氧的条件: 热力除氧是个传热、传质过程,要达到抱负的除氧成效,要满意以下条件:水必需加热到除氧器压力下的饱和温度,保证水面上水蒸气的压力接近于水面上的全压力;即使微量加热不足,水中溶氧量都远超过给水答应的含氧量指标;水中逸出的气体必需准时排出,使水面上各种气体的分压力减至零或最小;被除氧的水与加热蒸汽应有足够的接触面积,且两者逆向流淌, 传热成效好, 而且保证有较大的不平稳压差;气体自水中离析可分为两个阶段:第一阶段为初期除氧阶段,可以除去水中约80-90 的气体;其次阶段为深度除氧阶段;水中残留气体相应的不平稳压差很小,残留气体己没有足够的动力克服水的黏滞力和表
9、面张力逸出, 只有依靠单个分子的扩散作用渐渐离析; 此时, 必需加大汽水的接触面积, 使水形成水膜, 减小其表面张力,从而使气体简洁扩散出来, 也可利用蒸汽在水中的鼓泡作用,使气体分子附着在汽泡上从水中逸出;演示文稿 4.ppt除氧器必需满意热除氧的传热和传质条件,除氧器设计上一般具有以下特点:1). 具有较大的汽水接触表面以利于传热、传质;水在除氧器里通常被匀称的播散成细水柱或雾状小滴; 水必需加热到除氧器工作压力下的饱和温度,故定压除氧器要装压力自动调剂器;2). 为满意传质要求,初期除氧时,水应喷成水滴,深度除氧时,水要形成水膜,而且汽水应逆向流淌;3). 除氧器应有足够大的空间,延长汽
10、水接触时间,使水中溶氧有足够的时间解析;4). 除氧器应有排气口并有足够的余气量,准时排除离析的气体,削减水面上其它气体的分压力,否就,简洁发生“返氧 ”现象;5). 储水箱设再沸腾管,以免因水箱散热导致水温降低,小于除氧器压力下的饱和温度,产生返氧;四、除氧器的类型与结构除氧器按工作压力分为大气式除氧器、真空除氧器和高压除氧器三种;演示文稿9.ppt(1) )大气式除氧器大气式除氧器的工作压力为0.118MPa ,以便把水中离析出来的气体排入大气;(2) )真空除氧器真空除氧器的工作压力低于于大气压力,水中离析出来的气体不能自动排入大气,需设置专用的抽真空设备;演示文稿3.ppt(3) )高
11、压除氧器高压除氧器工作压力约为0.58MPa ,给水温度可加热至158-160 ,含氧量小于 7 g/L,广泛用于高参数大容量机组;高压除氧器有以下优点:除氧成效好;节约投资;提高锅炉的安全牢靠性;有利于防止除氧器自生沸腾;2、除氧器的典型结构(1) )高压喷雾填料式除氧器(2) )喷雾淋水盘式除氧器演示文稿7.ppt(3) )大气淋水盘式除氧器演示文稿8.ppt(4) )无除氧头式除氧器演示文稿6.ppt五、除氧器的热平稳及自生沸腾1、除氧器的热平稳演示文稿12.ppt2、除氧器的自生沸腾及防止所谓“自生沸腾 ”现象是指过量的热疏水进入除氧器时,其汽化出的蒸汽量已经满意或超过除氧器的用汽要求
12、, 从而使除氧器内给水不需要回热抽汽加热自己就沸腾,这种 现象称为除 氧器的 “自生沸腾 ”现象;第四节除氧器的运行及热经济性分析一、除氧器的运行方式除氧器的运行方式:定压运行和滑压运行;1、定压运行(有节流缺失)定压运行除氧器运行时保持除氧器工作压力为肯定值,为此需要在进汽管上安装压力调剂阀,将较高的压力降低至定值,造成抽汽截流缺失; 为了保证低负荷下,除氧的正常运行,仍必需切换到更高的压力源上,于是产生更大的节流缺失;2、滑压运行(经济性好)滑压运行除氧器在滑压范畴内运行时,工作压力随汽轮机抽汽压力的变化而变化,即滑压;没有压力调剂阀,没有节流缺失;演示文稿 10.ppt二、除氧器汽源的连
13、接方式除氧器运行方式不同,其汽源的连接方式也不同;汽源的连接方式有三种:单独连接定压除氧器、前置连接定压除氧器和滑压除氧器方式;三、除氧器的滑压运行汽轮机组负荷骤变时, 滑压除氧器对除氧效 果、给水泵的安全运 行有重大影响;3、给水泵不汽蚀的条件h为稳态工况时泵不汽蚀的有效富有压头,对于已设计好的电厂,它为定值;H为暂态过程中有效富有压头下降值,它是变量;稳态时, H=;0 全甩负荷至零的暂态工况,除氧器压力已下降至pd,由于水温滞后于除氧器压力下降,pv p d 因, 此 H0;1. 稳态工况tv 、td 均为除氧器工作压力 pd 所对应的饱和温度,故 H=0, NPSH等于常数,除氧器位于
14、肯定高度形成的水柱压头 Hd ,用以克服流淌阻力缺失和 NPSHr,即只要 h0,泵入口就不会汽化;2. 机组电负荷骤升的暂态过程机组电负荷骤升, pd 相应骤升, 而除氧器内水温滞后于压力的上升;在滞后时间内, pd pv ,即 H0;与稳态工况的相比, NPSH增加,这时水泵不行能会发生汽蚀,更安全可靠;3. 机组电负荷骤降的暂态过程机组电负荷骤降,pd 相应骤降,就pd 0;与稳态工况相比, NPSH减小;此时, Hd 除了用以克服流淌阻力缺失和NPSHr 之外,仍要克服 H,削减了防止水泵汽蚀的裕度,使水泵入口简洁发生汽蚀;演示文稿11.ppt4. 防止给水泵汽蚀的措施演示文稿11.p
15、pt(1) )提高静压头 d;(2) )采纳低转速前置泵;大容量汽轮机组的给水泵出口压力高,如采纳 5000-6000rpm的高转速给水泵, 其 NPSHr 值较高,约为 20 水柱;采纳1500rpm的低转速前置泵,其NPSHr 仅 6-9 水柱,因此滑压除氧器即可布置得较低;(3) )减小管道的压降;(4) )缩短滞后时间在水泵入口注入温度较低的主凝聚水,或在泵入口前设置给水冷却器;5减缓除氧器压力下降速度在负荷骤降的滞后时间内,快速投入备用汽源,以阻挡除氧器压力下降;适当增加给水箱容积;第四章热力发电厂的热力系统第一节热力系统及主设备选择原就一、 热力系统的概念及分类1、发电厂的热力系统
16、: 发电厂的主、 辅热力设备按热功转换的次序用管道及管道附件连接起来的能量转换的工艺系统称为发电厂的热力系统;2、分类按应用目的和编制原就不同,分为原就性热力系统和全面性热力系统;按范畴:分为全厂性热力系统和局部性热力系统;3、热力系统图:用规定的符号绘制出热力设备及其之间的连接关系就构成了发电厂热力系统图;4、原就性热力系统特点: 说明发电厂能量转换利用的基本过程,反映了动力循环中工质的基本流程、能量转换利用过程的完善程度, 相同参数下凡是热力过程重复、作用相同的设备和管道只表示一次, 备用的设备和管道不画出,阀门不画出;其特点是简捷、清楚;演示文稿2.ppt原就性热力系统的组成与作用主要包
17、括:锅炉与汽轮机的连接、汽轮机与凝汽设备的连接、给水和凝聚水的回热加热及其疏水回收系统、 除氧器与给水泵的连接、补充水的连接方式、锅炉连续排污回收利用系统、对外供热系统;它说明白热能转换为机械能的基本规律和工质在能量转换及利用过程中的基本变化过程,同时,也反映了热力发电厂的技术完善程度和热经济性的高低;5、发电厂全部热力设备、汽水管道和附件,依据生产需要连接起来的总系统,称为发电厂的全面性热力系统;演示文稿1.ppt全面性热力系统是在原就性热力系统的基础上充分考虑到发电生产的连续性、安全牢靠性和敏捷性后所组成的实际热力系统;发电厂中全部热力设备、管道及附件(包括主、辅设备,主管道及旁路管道,正
18、常运行与事故备用的、机组启动、停机、爱护及低负荷切换运行的管路和管件)都应当在发电厂全面性热力系统图上表示出来;由该系统图可以汇总主辅热力设备、各类管子及其附件的数量和规格,提出订货清单;依据该系统图可以进行主厂房布置设计和各类管道系统的施工设计,是发电厂设计、 施工和运行工作中特别重要的指导性设计文件;全面性热力系统组成: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、主凝聚水系统、补充水系统、锅炉排污系统、供热系统和锅炉启动系统等;二、发电厂类型和容量的确定1、发电厂的类型:凝汽式电厂、热电厂;2、发电厂的规划容量:按现有容量、进展规划、负荷增长速度和电网结构等确定;三、
19、主要设备选择原就(一)汽轮机汽轮机的选择就是确定汽轮机单机容量、参数和台数单机容量:单台汽轮机的额定电功率;最大单机容量不宜超过所在电网总容量的10% , 满意上述要求时应优先选高效率的大容量机组;汽轮机参数:主蒸汽参数、再热蒸汽参数和背压;汽轮机台数:在发电厂的总容量及单机容量确定后,机组的台数也就相应确定了;一个电厂的机组台数 46 台为宜,容量等级不宜超过二种;供热式汽轮机的种类、容量及台数, 应依据近期热负荷和规划热负荷的大小和特性,依据以热定电的原就,通过比选确定,宜优先选用高参数、大容量的抽汽式供热汽轮机;对于有稳固牢靠热负荷的地区,可考虑选择背压式机组或抽汽背压式机组;(二)锅炉
20、机组包括锅炉类型和锅炉参数的选择;1、锅炉参数:锅炉主蒸汽参数的选择应当遵从汽轮机初参数及再热蒸汽参数;锅炉过热器出口额定蒸汽压力通常选取汽轮机额定进汽压力的105 ,过热器出口额定蒸汽温度选取比汽轮机额定进汽温度高3;冷段再热蒸汽管道、 再热器、 热段再热蒸汽管道额定工况下的压力降宜分别取汽轮机额定工况下高压缸排汽压力的1.5 2.0 、 5、 3.0 3.5 ;再热器出口额定蒸汽温度比汽轮机中压缸额定进汽温度高3 ;2、锅炉类型:包括对燃烧方式的选择和对水循环方式的选择;燃烧方式:大型火电厂锅炉几乎都采纳煤粉炉,其效率高,可达90 93 ;容量不受限制;水循环方式:通常亚临界参数以下多采纳
21、自然循环汽包炉,循环安全牢靠,热经济性高;亚临界参数可采纳自然循环或强制循环;超临界参数只能采纳强制循环直流炉;3、锅炉容量与台数:凝汽式发电厂一般一机配一炉,不设备用锅炉;锅炉的最大连续蒸发量(BMCR)按汽轮机最大进汽量工况相匹配;对装有供热式机组的发电厂,选择锅炉容量和台数时,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固燃烧负荷(一般不宜小于l/3 锅炉额定负荷)以保证锅炉的安全稳固运行;选择热电厂锅炉容量时,应当考虑当一台容量最大的锅炉停用时,其余锅炉 (包括可利用的其它牢靠热源)应满意以下要求:热用户连续生产所需的生产用汽量;采暖、通风和生活用热量的60 75 ,寒冷
22、地区取上限;当发电厂扩建供热机组, 且主蒸汽及给水管道采纳母管制时,锅炉容量的选择应连同原有部分全面考虑;其次节 发电厂的帮助热力系统发电厂帮助热力系统是为了保证火力发电厂安全、经济运行而设置的热力系统;主要包括补充水系统、工质回收及废热利用系统、帮助蒸汽系统、燃料油加热系统等本节只介绍补充水系统、工质回收及废热利用系统和帮助蒸汽系统;一、 工质缺失及补充水系统(一) 工质缺失1、工质缺失缘由:在发电厂的生产过程中,由于循环过程的管道、设备及附件中存在的缺陷(漏泄)或工艺需要(排污),不行防止的存在各种汽水缺失;2、工质缺失会影响发电厂的安全、经济运行;3、削减缺失的措施:用焊接代替法兰连接;
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