《发电厂热力系统》PPT课件.ppt
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1、热力发电厂热力发电厂发电厂热力系统发电厂热力系统全面性全面性热力系力系统的用途的用途1 1、全面性、全面性热力系力系统标明一切必需的明一切必需的连接管路和管路上的一切接管路和管路上的一切附件,因而反映了全厂附件,因而反映了全厂热力力设备的配置情况和各种运行工况的切的配置情况和各种运行工况的切换方式,是方式,是发电厂运行操作的依据。厂运行操作的依据。22、发电厂全面性厂全面性热力系力系统简单或复或复杂,对设计而言,直接影而言,直接影响到投响到投资的多少和的多少和钢材的耗用量;材的耗用量;对施工而言,直接影响到施工施工而言,直接影响到施工工作量的大小和施工期限的工作量的大小和施工期限的长短;短;对
2、运行而言,直接影响到运行运行而言,直接影响到运行调度的灵活性、可靠性和度的灵活性、可靠性和经济性,工性,工质损失的多少和散失的多少和散热损失的失的大小;大小;对检修而言,直接影响到各种切修而言,直接影响到各种切换的可能性及的可能性及备用用设备投投入的可能性。入的可能性。33、在、在发电厂厂设计时,可以根据,可以根据拟定的全面性定的全面性热力系力系统图,编制全厂汽水制全厂汽水设备总表,表,计算管子的直径和壁厚,提出管制件的定算管子的直径和壁厚,提出管制件的定货清清单。热力发电厂课题一课题一 主蒸汽与再热蒸汽系统主蒸汽与再热蒸汽系统1、范、范围锅炉供炉供给汽汽轮机蒸汽的管道,蒸汽管机蒸汽的管道,蒸
3、汽管间的的连通母管,通往用通母管,通往用新汽新汽设备的蒸汽支管等称的蒸汽支管等称为主蒸汽管道系主蒸汽管道系统。如果是再。如果是再热式式机机组,还有汽有汽轮机高机高压缸排汽口至再缸排汽口至再热器入口的再器入口的再热冷段管冷段管道,再道,再热器出口至汽器出口至汽轮机中机中压缸入口的再缸入口的再热热段管道。段管道。2、特点、特点输送工送工质流量大,参数高,用的金属材料流量大,参数高,用的金属材料质量高,量高,对发电厂运行的安全性、可靠性、厂运行的安全性、可靠性、经济性影响大。性影响大。3、基本要求、基本要求系系统简单,工作安全可靠;运行,工作安全可靠;运行调度灵活,能度灵活,能进行各种切行各种切换,
4、便于便于维修、安装和修、安装和扩建;投建;投资费用少,运行用少,运行费用低。用低。热力发电厂主蒸汽系主蒸汽系统的型式的型式a)a)单母管制系母管制系统(集中母管制系(集中母管制系统)b)b)切切换母管制系母管制系统 c.c.单元制系元制系统热力发电厂单元制主蒸汽管道系元制主蒸汽管道系统是指一台是指一台锅炉配一台汽炉配一台汽轮机机的管道系的管道系统(包括再包括再热蒸汽管道蒸汽管道),组成独立成独立单元,各元,各单元元间无横向无横向联系,用汽系,用汽设备的蒸汽支管由各的蒸汽支管由各单元主元主蒸汽管引出。蒸汽管引出。1 1、单元制元制热力发电厂(1)优点:点:该系系统具有具有简单,管道短,管道短,阀
5、门及附件少,相及附件少,相应的的管内工管内工质压力力损失小,运行操作少,失小,运行操作少,检修工作量少,投修工作量少,投资省,散省,散热损失小,便于失小,便于实现集中控制,再加上采用集中控制,再加上采用优质合金合金钢材,系材,系统本身的事故可能性小,安全可靠性相本身的事故可能性小,安全可靠性相对较高,如果高,如果发生事故只限生事故只限于一个于一个单元范元范围内等内等优点。点。(2)缺点:不具)缺点:不具备调度灵活条件,度灵活条件,负荷荷变动时对锅炉燃炉燃烧调整要求高,整要求高,单元系元系统内任何一个主要内任何一个主要设备或附件或附件发生事故,都会生事故,都会导致整个致整个单元系元系统停止运行,
6、机炉必停止运行,机炉必须同同时进行行检修等。修等。(3)使用范)使用范围:根据:根据DL5000-94火力火力发电厂厂设计技技术规程程中中规定,定,对装有高装有高压凝汽式机凝汽式机组的的发电厂,可采用厂,可采用单元制系元制系统。对装有中装有中间再再热凝汽式机凝汽式机组或中或中间再再热供供热式机式机组的的发电厂,也厂,也应采用采用单元制系元制系统。1 1、单元制元制热力发电厂每台每台锅炉与它炉与它对应的汽的汽轮机机组成一个成一个单元,正常元,正常时机炉机炉组成成单元运行,各元运行,各单元元间还装装有切有切换母管,每个母管,每个单元与母管元与母管连接接处,另装一段,另装一段联络管和三管和三个切个切
7、换阀,当需要,当需要时切切换运行,运行,这样的主蒸汽管道系的主蒸汽管道系统称称为切切换母管制系母管制系统。2 2、切、切换母管制主蒸汽管道系母管制主蒸汽管道系统热力发电厂(1 1)优点:可切点:可切换运行,运行,电厂机炉台数厂机炉台数较多多时可充分利可充分利用用锅炉的富裕容量,具有炉的富裕容量,具有较高的运行灵活性,有足高的运行灵活性,有足够的运行可的运行可靠性,各靠性,各锅炉炉间的的负荷可荷可进行最佳行最佳负荷分配。荷分配。(2 2)缺点:)缺点:阀门多、管道多、管道长、系、系统复复杂,管道本身事故,管道本身事故可能性大。可能性大。(3 3)使用范)使用范围:根据:根据DI5000-94DI
8、5000-94中中规定,定,对装有高装有高压供供热式机式机组的的发电厂和中、小型厂和中、小型发电厂,因参数不高、厂,因参数不高、阀门管道投管道投资相相对较少,采用切少,采用切换母管制系母管制系统。2 2、切、切换母管制主蒸汽管道系母管制主蒸汽管道系统热力发电厂发电厂所有厂所有锅炉生炉生产的的蒸汽都送到集中母管中,再蒸汽都送到集中母管中,再由集中母管把蒸汽引到各汽由集中母管把蒸汽引到各汽轮机和机和辅助用汽助用汽设备去的蒸去的蒸汽管道系汽管道系统,称,称为集中母管集中母管制主蒸汽管道系制主蒸汽管道系统。3 3、集中母管制主蒸汽管道系、集中母管制主蒸汽管道系统热力发电厂(1 1)分段)分段阀的作用:
9、的作用:单母管上装有分段母管上装有分段阀,一般分,一般分为两两个以上区段。分段个以上区段。分段阀采用两个串采用两个串联的关断的关断阀,其作用是当系,其作用是当系统局部局部发生故障或局部生故障或局部检修修时,用分段,用分段阀隔开,同隔开,同时也便于也便于分段分段阀本身本身检修,其它部分仍可正常运行。正常运行修,其它部分仍可正常运行。正常运行时分段分段阀是打开的,是打开的,单母管母管处于运行状于运行状态。(2 2)特点:系)特点:系统比比较简单,布置方便。但是与切,布置方便。但是与切换母管母管制相比,其运行制相比,其运行调度不灵活,缺乏机度不灵活,缺乏机动性。当母管分段性。当母管分段检修修或与母管
10、相或与母管相连的任意一的任意一阀门发生事故生事故时,与,与该段母管相段母管相连的的锅炉和汽炉和汽轮机都要停止运行。机都要停止运行。(3 3)使用范)使用范围:这种系种系统只有在只有在锅炉和汽炉和汽轮机的机的单位容位容量和台数不配合或装有量和台数不配合或装有备用用锅炉已建成的炉已建成的热电厂中采用,以厂中采用,以后建后建电厂不再采用。厂不再采用。3 3、集中母管制主蒸汽管道系、集中母管制主蒸汽管道系统热力发电厂根据根据DL50002000中中规定,定,对第一台新第一台新设计的汽的汽轮机机组,其主蒸汽、再其主蒸汽、再热蒸汽等管道的管径及管路根数,蒸汽等管道的管径及管路根数,应经优化化计算算确定。但
11、因生确定。但因生产大口径无大口径无缝钢管困管困难,又要,又要节约进口口钢管管资金,金,国国产机机组发电厂中主蒸汽管道多采用双管系厂中主蒸汽管道多采用双管系统,于是,于是在两管中在两管中出出现汽温偏差和汽温偏差和压损问题,为提高提高热经济性,保性,保证安全性,必安全性,必须将汽温偏差和将汽温偏差和压损控制在允控制在允许范范围内。内。主蒸汽管道系主蒸汽管道系统设计中的中的问题热力发电厂主蒸汽和再主蒸汽和再热蒸汽管道蒸汽管道压损过大,会降低汽大,会降低汽轮机的出力,机的出力,降低机降低机组的的热经济性。作自性。作自动主汽主汽门全关全关试验时,阀座前后座前后压差差过大,使自大,使自动主汽主汽门不能重新
12、迅速开启,不能重新迅速开启,导致再致再热器安器安全全门动作,降低机作,降低机组出力,造成工出力,造成工质和和热量量损失。所以主蒸失。所以主蒸汽和再汽和再热蒸汽管道蒸汽管道压损要在要在规定的范定的范围内。内。进入汽入汽轮机左右两机左右两侧高、中高、中压主汽主汽门蒸汽温度偏差超出蒸汽温度偏差超出允允许值,汽缸等高温部件出,汽缸等高温部件出现受受热不均,引起汽缸扭曲不均,引起汽缸扭曲变形,形,甚至摩擦甚至摩擦轴封,造成高温部分封,造成高温部分产生生较大的大的热应力,威力,威胁汽汽轮机安全运行。国机安全运行。国际电工工协会会规定的最大允定的最大允许温度偏差:持久温度偏差:持久性的性的为1515,瞬,瞬
13、时性的性的为4242。1 1、压损和汽温偏差的限定和汽温偏差的限定热力发电厂(1)采用双管)采用双管(再再热机机组双管制主蒸汽管道系双管制主蒸汽管道系统)随着机随着机组容量不断增大,蒸汽参数也越来越高,容量不断增大,蒸汽参数也越来越高,为了避免采了避免采用厚管壁大直径的主蒸汽管和再用厚管壁大直径的主蒸汽管和再热蒸汽管,减少蒸汽管,减少对价格昂价格昂贵进口耐口耐热合金合金钢的要求,的要求,还要降低管道要降低管道压损,我国目前主蒸汽管,我国目前主蒸汽管多采用双管系多采用双管系统(如如125MW、200MW机机组),再,再热蒸汽管也采蒸汽管也采用双管系用双管系统(如如200MW机机组)。有的机。有的
14、机组在靠近主汽在靠近主汽门两两侧主蒸主蒸汽管之汽管之间加装加装联络管管(如如200MW机机组),以减少两,以减少两侧汽温偏差,汽温偏差,并保并保证一个自一个自动主汽主汽门作全关作全关试验时压损在允在允许范范围内。内。2 2、降低、降低压损和汽温偏差措施和汽温偏差措施热力发电厂能源动力双管主蒸汽管道系双管主蒸汽管道系统示意示意图热力发电厂主蒸汽和再主蒸汽和再热蒸汽蒸汽管采用管采用单管或部分采用管或部分采用单管,在管,在这段管中混温段管中混温好,保好,保证供供给左右两左右两侧蒸汽温度偏差最小。到蒸汽温度偏差最小。到自自动主蒸汽主蒸汽门或中或中压联合汽合汽门前又分叉前又分叉为两根,两根,在一个自在一
15、个自动主汽主汽门作全作全关关试验时,压损小。如小。如国国产300MW300MW、600MW600MW机机组,如如图(b)(c)(d)(b)(c)(d)所示。所示。(2 2)采用)采用单根蒸汽管系根蒸汽管系统热力发电厂为使使进入汽入汽轮机左右两机左右两侧蒸汽温度偏差在蒸汽温度偏差在规定范定范围内,内,进入之前要充分混合,可采用两入之前要充分混合,可采用两进两出蒸汽管的四通混合两出蒸汽管的四通混合联箱,箱,如意大利如意大利进口的口的125MW125MW机机组。也可采用球形五通,。也可采用球形五通,进汽管两根,汽管两根,出汽管三根,其中一根管与旁路相出汽管三根,其中一根管与旁路相连,汽温偏差可控制在
16、,汽温偏差可控制在1010以内,如从意大利引以内,如从意大利引进的的300MW300MW机机组。(4 4)减少自)减少自动主汽主汽门作关作关闭试验时的的压损当机当机组带负荷运行荷运行时,一个自,一个自动主汽主汽门作全关作全关试验,此,此时通通过正在工作的自正在工作的自动主汽主汽门和管道的流量是正常的两倍,和管道的流量是正常的两倍,压损不大于不大于8 8,在此流量下从,在此流量下从锅炉至自炉至自动主汽主汽门管道管道压损不大于不大于6 6,这样在在带负荷运行条件下,作其中一个自荷运行条件下,作其中一个自动主汽主汽门全关全关试验,两,两侧的的总压损在在1414左右,仍小于左右,仍小于设计为1515额
17、定定压力力值,自自动主汽主汽门可以重新迅速开启。可以重新迅速开启。(3 3)采用混温装置)采用混温装置热力发电厂(5 5)采用最少的管制件)采用最少的管制件在保在保证运行安全可靠、运行安全可靠、经济的条件下,尽量减少管制件,的条件下,尽量减少管制件,以降低局部阻力以降低局部阻力损失。如主蒸汽管道上的流量失。如主蒸汽管道上的流量测量孔板改用量孔板改用喷嘴或文丘里管。主蒸汽管上也可不装关断嘴或文丘里管。主蒸汽管上也可不装关断阀。2 2、降低、降低压损和汽温偏差措施和汽温偏差措施热力发电厂一、旁路一、旁路系系统的的组成成课题二课题二再热式机组的旁路系统再热式机组的旁路系统旁路系旁路系统是再是再热机机
18、组启、停、事故情况下的一种启、停、事故情况下的一种调节和保和保护系系统。热力发电厂1 1、保、保护再再热器器机机组正常运行正常运行时,高,高压缸的排汽通缸的排汽通过再再热器将蒸汽再器将蒸汽再热的的同同时冷却了再冷却了再热器。但在器。但在锅炉点火、汽炉点火、汽轮机冲机冲转前、停机不停前、停机不停炉、炉、电网事故、甩网事故、甩负荷荷时自自动主汽主汽门或或调节汽汽门处于关于关闭状状态,这时汽汽轮机高机高压缸没有排汽,再缸没有排汽,再热器也就得不到冷却,器也就得不到冷却,处于干于干烧状状态,一般的耐,一般的耐热合金合金钢是不允是不允许的。有了高的。有了高压旁路新蒸汽旁路新蒸汽就可就可经减温减减温减压装
19、置后通装置后通过再再热蒸汽冷段管道蒸汽冷段管道进入再入再热器,冷器,冷却保却保护了再了再热器,然后由低器,然后由低压旁路旁路经减温减减温减压装置后排入凝汽装置后排入凝汽器或由器或由对空排汽空排汽阀排掉。排掉。二、旁路系二、旁路系统的作用的作用热力发电厂汽汽轮机启机启动过程就是蒸汽向金属程就是蒸汽向金属传递热量的复量的复杂的的热交交换过程。程。为保保证安全可靠的启安全可靠的启动要求,必要求,必须严密密监视各部金各部金属温度,做到高、中属温度,做到高、中压缸金属温度能均衡上升,缸金属温度能均衡上升,严格控制格控制转子和汽缸的相子和汽缸的相对膨膨胀(胀差差)及及轴承振承振动。采用旁路系采用旁路系统后
20、,通后,通过改改变新蒸汽流量,可以迅速地新蒸汽流量,可以迅速地调整新汽温度和再整新汽温度和再热蒸汽温度以蒸汽温度以满足汽缸温度的要求,改善启足汽缸温度的要求,改善启动条件,条件,缩短启短启动时间,节省运行省运行费用。用。采用旁路系采用旁路系统,在启,在启动过程中,通程中,通过调节作用,可使金作用,可使金属温度属温度变化幅度小,减小了启化幅度小,减小了启动过程程对寿命的影响,寿命寿命的影响,寿命损耗小了,就延耗小了,就延长了汽了汽轮机寿命。机寿命。2 2、协调启启动参数和流量,参数和流量,缩短启短启动时间,延,延长汽汽轮机寿命机寿命热力发电厂当汽当汽轮发电机机组或或电网事故甩网事故甩负荷,荷,锅
21、炉从炉从满负荷一下荷一下子降到最低子降到最低稳定定负荷需要一定荷需要一定时间。这时如果将多余的蒸汽如果将多余的蒸汽排入大气,不排入大气,不仅造成了工造成了工质损失,失,还会会产生很大的噪声。装生很大的噪声。装设了整机旁路或高、低了整机旁路或高、低压旁路系旁路系统,就可将多余的蒸汽回收,就可将多余的蒸汽回收到凝汽器,同到凝汽器,同时避免了噪声。避免了噪声。还可做到停机不停炉,或可做到停机不停炉,或带厂厂用用电运行、汽运行、汽轮机机维持空持空转,一旦事故消除,一旦事故消除,锅炉可迅速重炉可迅速重新投入运行,新投入运行,缩短了重新启短了重新启动时间。3 3、回收工、回收工质和和热量,降低噪声量,降低
22、噪声44、减少安全、减少安全门动作次数,延作次数,延长使用寿命使用寿命因故障汽因故障汽轮发电机机组甩甩负荷荷时,通,通过旁路系旁路系统的瞬的瞬间将将多余的蒸汽回收到凝汽器,多余的蒸汽回收到凝汽器,这样就减少安全就减少安全门起跳次数。减起跳次数。减少安全少安全门起跳次数就可延起跳次数就可延长其使用寿命。其使用寿命。热力发电厂1 1、两、两级串串联旁路系旁路系统(1 1)组成:两成:两级串串联旁路系旁路系统是由高是由高压旁路旁路和低和低压旁路旁路组成,成,这种系种系统应用广泛。用广泛。(2 2)特点:高)特点:高压旁旁路容量路容量为锅炉炉额定蒸定蒸发量量的的30304040,通汽量相,通汽量相对加
23、大,加大,对机机组快速启快速启动特特别是是热态启启动更更为有利。有利。三、旁路系三、旁路系统的型式的型式热力发电厂(3 3)三用)三用阀旁路系旁路系统也属于两也属于两级串串联旁路系旁路系统。高高压旁路旁路阀具有启具有启动调节阀、减温减、减温减压旁路旁路阀和安全和安全阀的的三种功能,故称三用三种功能,故称三用阀。三用三用阀以以较小的小的结构尺寸取代了构尺寸取代了电厂厂庞大的减温减大的减温减压系系统及其及其设备,便于布置,便于布置和和检修。三用修。三用阀功能功能多,多,热控和控和调节系系统要求高。液要求高。液压控制耗控制耗功功较大。由于是全容大。由于是全容量旁路系量旁路系统,管道尺,管道尺寸大,寸
24、大,设备费用高,用高,维修工作量大。修工作量大。热力发电厂2 2、两、两级并并联旁路系旁路系统两两级并并联旁路系旁路系统是由高是由高压旁路和整机旁路旁路和整机旁路组成。成。高高压旁路旁路设计容量容量为锅炉炉额定蒸定蒸发量的量的1010,其,其目的是保目的是保护再再热器,机器,机组启启动时暖管,暖管,热态启启动时利用再利用再热器器热段上的向空段上的向空排汽排汽阀对外排汽以提高二外排汽以提高二次汽温。整机旁路次汽温。整机旁路设计容容量量为锅炉炉额定蒸定蒸发量的量的2020,其目的是将各种运行,其目的是将各种运行工况多余蒸汽排入凝汽器,工况多余蒸汽排入凝汽器,锅炉超炉超压时可减少安全可减少安全阀动作
25、或不作或不动作。作。热力发电厂3 3、三、三级旁路系旁路系统(1 1)组成:三成:三级旁路系旁路系统是由高是由高压旁路、低旁路、低压旁路和整机旁路和整机旁路旁路(一一级大旁路或称大旁路或称级旁路旁路)组成。成。(2 2)特特点点:该系系统的的优点点是是能能适适应各各种种工工况况的的调节,运运行行灵灵活活性性高高,突突降降负荷荷或或甩甩负荷荷时,能能将将大大量量的的蒸蒸汽汽迅迅速速排排往往凝凝汽汽器器,以以免免锅炉炉超超压,安全,安全门动作。作。缺点是缺点是设备多,系多,系统复复杂,金属耗量大,布置困,金属耗量大,布置困难,操,操作运行作运行较复复杂。此系。此系统在引在引进前前苏联200MW20
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