热力发电厂总结.doc

四个主要可靠性指标：可用系数AF，非计划停用系数UOF，等效可用系数EUF,强迫停用率FOR。最有利初压：当初温to、排汽压力pc一定时，使i最大的初压。t0越高，或机组容量D0越大，以及回热完善程度越好，则越大。凝汽器的最佳真空: 在汽轮机排汽量和循环水入口水温一定的条件下，增大循环水量使汽轮机输出功率增加pc，同时循环水泵的耗功随之增加Ppu，当输出净功率为最大时，所对应的真空即凝汽器的最佳真空。 做功不足：由于抽汽的存在，每千克抽汽流在汽轮机中的做功会比每千克凝汽流少。回热抽汽作功不足系数：回热做功比 ：回热抽汽做功/总做功。回热加热：利用从汽轮机某中间级后抽出的一部分蒸汽来加热锅炉给水。回热抽汽：从汽轮机某中间级后抽出的一部分蒸汽。回热过程：回热抽汽在回热加热器里加热锅炉给水的过程。再热：把在汽轮机高压缸作完功的蒸汽重新送到锅炉，在再热器里吸收热量后又送回到汽轮机中低压缸继续作功。目的：a、减少排汽湿度（1-x）； b、提高热经济性。临界点：22.115MPa, 374.151）热化系数 :供热式机组的每小时最大热化供热量 与每小时最大热负荷 之比。不仅反映了联产能量系统中联产供热与分产供热的比例与其经济性，也可用于宏观控制地区热电联产和集中供热锅炉供热房供热发展的比例及其综合经济效益。理论最佳热化系数：使联产较分产节煤最大。2）燃料利用系数:输出电、热两种产品的总能量与输入能量之比。3）热化发电率：质量不等价的热电联产的热化发电量与热化供热量的比值4）热电比：热化供热量与机组总的发电量之比。热力系统：火电厂实现热功转换热力部分的工艺系统。燃料化学能机械能。组成：管道、阀门、热力设备。 原则性热力系统（图）:以规定的符号表明工质完成某种热力循环时所必须流经的各种热力设备之间的联系线路图，称为原则性热力系统图。只表示工质流过时状态参数起了变化的各种必须的热力设备。实质上表明工质的能量转换即热量利用的过程。反映发电厂热功转换过程的技术完善程度和热经济性。全面性热力系统：疏水：蒸汽只要不在凝汽器内放热，所形成的凝结水统称为疏水。加热器的疏水：抽汽在表面式加热器中放热后的凝结水。排污率：排污量Dbl占锅炉额定蒸发量Db的百分比。1、热量法（效率法）：从能量转换的数量来评价其效果，其指标是基于热力学第一定律的各种循环热效率，即有效利用的热量与供给的热量之比，其实质是能量的数量平衡，而不考虑能量的质量，不能揭示能量损失的本质原因，便于定量计算。2、火用方法（做功能力法）：从能量的质量（品位）来评价其效果，其指标是基于热力学第二定律的火用效率， 即有效利用的可用能与供给的可用能之比。不仅表明能量转换的结果，并能确切揭示能量损失的部位、数量及其原因，便于定性分析。3、1）典型不可逆过程：锅炉、回热加热器凝汽器有温差换热引起的；汽轮机有摩阻的膨胀引起的；给水泵有摩阻的压缩引起的；热力管道有摩阻的流动及散热、绝热节流引起的。2）各种损失：锅炉损失，管道损失，汽轮机损失，机械损失，发电机损失。3）在锅炉内主要的热损失有：排烟热损失、化学不完全燃烧热损失、机械不完全燃烧热损失、散热损失以及灰渣带走的物理热等。4、汽轮发电机组热经济指标：绝对内效率：汽轮机所做的功与输入汽轮机的热量之比；汽耗：发出额定功率的电量所需的蒸汽量；汽耗率：每发一度电所需的蒸汽量；热耗：发出额定功率的电量所需的热量；热耗率：每发一度电所需的热量。区分：机组比热耗 （循环吸热量）kJ/kg, = Q0/D0,为比内功与冷源热损失之和。能量平衡式 5、比内功wi：输入、输出汽轮机能量之差。两种计算方法：1)wi=输入能量-输出能量 2)wi为凝汽流与各回热抽汽所做内功之和6、锅炉效率:b=Qb/Qcp=Qb/Bq1,即过热器出口蒸汽所具有的能量与锅炉吸热量的比值，一般在8594。主蒸汽管道效率 :p=Q0/Qb ,与管道散热有关。7、提高热经济性途径：提高蒸汽温度、降低机组终参数、增大机组容量、使用中间再热、回热加热。对有较稳定热能需求地区的电站机组，可采用热电联产来进一步减小冷源损失提高能量的转化、利用率，以获得更高经济性。简言之：提高蒸汽初参数，降低蒸汽终参数，给水回热循环，蒸汽再热循环，热电联合循环。8、提高蒸汽初温；提高蒸汽初压； 影响ri :1. t0漏汽损失、湿汽损失等，则ri 。 p0 漏汽损失、湿汽损失等 ，则ri 。 t0越低，p0变化时，ri的变化越大。影响i结论： t0 时，因t 、 ri ，故i。 p0 时，t先 后，ri近似成比例 。 t0 、p0同时 ，对i的影响如下： (1) t0 ，则i ； (2) 对于一定的 t0 和汽机容量D0 ，则必有使i最大的p0（即最有利初压 ） 且t0越高，或D0越大，则 越大。9、提高蒸汽初参数对经济性的影响：1）提高初温：理想循环热效率和汽轮机相对内效率都提高，所以实际循环热效率将明显提高。2）提高初压：理想循环热效率的提高速度递减，继而转向下降。初压提高到转折点的数值 (称最佳初压力)时，理想循环热效率达最高值；而汽轮机的相对内效率的变化，随初压力的提高近似成比例地下降。3）初压初温同时改变：此时实际循环热效率的变化情况决定于两参数变化的方向和大小，在工程应用范围内，实际循环热效率随初压初温的升高而提高。10、初温的提高受金属材料耐温性能的限制：提高汽轮机的蒸汽初温对热经济性的影响总是有利的。但提高蒸汽初温度会受到耐高温钢材的性能及价格的限制。 11、蒸汽终参数是指凝汽式汽轮机的排汽压力Pc和排汽温度tc。凝汽式汽轮机的排汽由于都是湿饱和蒸汽，其压力和温度有一定的对应关系。 12、汽轮机的终参数对电厂热经济性的影响：在蒸汽初压P0和初温t0不变时，降低排汽压力Pc，相应的排汽温度tc也下降。此时，工质放热过程的平均温度也下降，而吸热过程的平均温度虽略有下降，但下降得很少，因而可以有效地提高循环热效率。排汽压力对电厂热经济性的影响比蒸汽初参数的影响更显著。 排汽压力降低后，汽机末级中的蒸汽湿度将有所增加，对汽轮机末级叶片的寿命会有影响，汽轮机的相对内效率也略有下降。但是，总起来说，降低蒸汽终参数对电厂热经济性的提高是显著的；换句话说，循环热效率的提高数值足以补偿汽轮机相对内效率的降值。所以在机组的设计和运行时，应采取有效措施，尽可能降低汽轮机排汽的压力。13、降低终参数受到的限制：1）降低排汽压力首先受到凝汽器冷却水进水温度t1的限制。凝汽器的工作压力是靠冷却水不断带走排汽的放热量而维持，因此排汽温度tc，不可能低于冷却水的进水温度t进口。2）冷却水在凝汽器中的温升t=t出口-t进口，即冷却水出口水温与进口水温差取决于冷却水量G或循环倍率m，一般合理的温升为611。3）降低排汽压力还要受到凝汽器传热端差t的限制，t=tc-t出口，它与凝汽器面积、管材、冷却水量G等有关， t一般为510。 因此，汽轮机排汽温度由下式决定： tc=t1+t+t 上式说明，在冷却水温升t、端差t变化不大的情况下，tc主要决定于冷却水的进水温度t1，而t1受大气变化的影响，冬季t1低，而夏季t1可达30以上，由此可知自然水温t1 是降低排汽压力pc的理论限制。14、 pc，tc ，则t ； pc，(1-x) ，则ri略15、给水回热循环的影响：提高绝对内效率；做功能力损失；做功不足，汽耗、汽耗率相应增大：回热抽汽的压力越高，做功不足越大，值增大，因此应利用低压回热抽汽。16、回热：1）热量法：减少冷源损失DQc，提高机组的热经济性。抽汽加热给水，Dc hi2）作功能力法：提高给水温度tfw，减少锅炉受热面和给水因温差过大而产生的不可逆损失。tfw 1)锅炉换热温差Ebh 2)Bh17、回热基本参数1)回热分配最佳回热分配：最佳分配 tfw 和z一定时， hi最大。热交换不可逆损失总和为最小 2)给水温度最佳给水温度：随着回热级数增加，i不断提高，使递增函数关系，而给水温度的提高对i的影响是双重的，因而存在最佳给水温度，对应的实际循环效率最大。 3)回热级数 z18、蒸汽再热循环：进一步提高初压和热经济性（提高了平均吸热温度，降低了排汽湿度）。蒸汽再热的方法:烟气再热，蒸汽再热。作功能力法：再热后各级抽汽的焓值和过热度增大，使加热器的传热温差增大，不可逆损失增大。再热虽有削弱回热效果的一面，但再热式机组采用回热的热经济性（再热效率增加+回热效率增加，双重效应）仍高于无再热的回热机组 。19、热点联产：发电厂同时对热电用户供应电能和热能，而其生产的热能是取自汽轮机作过部分或全部功的蒸汽.特点：先用高品位的热能发电，再用已做了部分功的低品位热能对外供热，这种联合生产过程符合按质用能的原则，达到“热尽其用”，提高了热利用率，提高热经济性，节约能源。抽汽式（C型），背压式 （B型）。节能原因：1）联产效果：进行热电联产，大量减少电厂的冷源损失；2）集中效果：用高效率的大型电站锅炉代替分散的、低效率的小锅炉进行供热，以减少锅炉的热损失。20、热化系数小于1才经济：等于1时，供热汽流的煤耗少，凝汽流的煤耗多，只有在冬天最冷的几天热负荷最大时才经济，一般情况下热负荷都不是很高，相当于增加了凝汽流的量，这是不经济的。21、回热加热器类型：1）混合式加热器汽水直接混合: 优点：（1）传热效果好，热经济性高（q0）；没有金属受热面，构造简单，价格低；便于汇集不同压力和温度的水、汽；能除去水中的气体（例：除氧器）。缺点：热力系统复杂，投资增加。给水泵台数 厂用电量 ；对于非调节抽汽式汽轮机，当机组负荷突然降低时，给水泵工作可靠性降低。2）表面式加热器金属受热面: 优点：热力系统简单，运行安全可靠。缺点：有端差，热经济性较低；金属耗量大，造价高；加热器本身可靠性差，需增加疏水器和疏水管道。22、加热器疏水连接方式:1）采用疏水泵：用疏水泵将疏水打入主凝结水管中的加热器，为提高热经济性，普遍装设内置式疏水冷却器。往出口打的系统经济性大于往入口打的系统经济性。特点：热经济性好。系统复杂，金属耗量和投资增加。2） 疏水逐级自流: 表面式加热器的疏水利用相邻加热器间的压力差，将疏水逐级自流入压力较低的加热器中。特点：热经济性最差。系统简单，安全性好，投资省，便于运行维护。3）疏水冷却器： 疏水自流入下一级加热器之前，先经过换热器（即疏水冷却器），在其中用主凝结水对疏水进行适当的冷却，然后再进入下一级加热器。特点：本级利用部分热量，减小对低压级的抽汽排挤，可提高热经济性，系统简单，运行可靠，不耗费厂用电。设备投资增加，故多用于热经济性较高的大机组中。作用：减少疏水逐级自流排挤低压抽汽导致的附加冷源损失。4) 蒸汽冷却器：再热提高了中、低压缸部分抽汽的过热度。利用这部分抽汽过热度来提高该级加热器出口水温twj或整个回热系统出口水温tfw，这部分受热面称为“蒸汽冷却器”。内置式蒸汽冷却器: 提高本级加热器出口水温，吸热温差减小，节约钢材和投资。外置式蒸汽冷却器 : 提高给水温度，降低锅炉内火用损，减小换热温差，提高热经济性。冷却钢材耗量及投资较大。5) 面式加热器的疏水设备6) 高压加热器的自动保护装置:必要性：高压加热器管束内为高压给水，若管束破裂，高压给水会沿抽汽管倒流入汽轮机，造成严重水击事故，或者中断锅炉给水。作用：当高压加热器发生故障或管子破裂时，能迅速切断进人加热器管束的给水，同时又能保证向锅炉供水。 23、疏水冷却段的作用：降低加热器的进口端差，即使离开该加热器的疏水由饱和水变为过冷水，一方面由于疏水温度的降低，减少了对下一级加热器抽汽量的排挤以减少了传热不可逆损失；因而提高了系统的经济性；另一方面疏水温度的降低可以避免或减轻疏水管道的汽蚀，故对运行的安全性也有好处。24、排挤抽汽原理：若有热量引入回热系统，排挤了部分低压抽汽，增加了压力较高的上一级抽汽，使 1kg蒸汽在汽轮机中的作功量减少。为维持功率不变，增加新蒸汽流量，冷源损失增大，热经济性下降。25、回热系统4损失：1）抽汽管道压损: 蒸汽在抽汽管道里产生的压力降。2）面式加热器端差：出口端差，上端差，加热器汽侧压力下的饱和水温 与出口水温 之差。疏水冷却器端差：入口端差，下端差，疏水温度与进口水温之差。（端差增大的原因有：受热面结污垢，汽侧空气排除不畅，疏水水位过高掩没受热面使实际换热面积A减小等。）3）布置损失: 面式加热器+排列位置.4）实际给水焓升分配损失: 实际的回热分配偏离理论最佳回热分配。26、补充水：因工质损失而加入热力系统的水补充水引入系统:电厂补充水经化学水处理后与热力系统的连接方式。引入方式：补入除氧器，补入凝汽器。27、除氧器任务：是特殊的混合式回热加热器，兼有除氧、汇集各项汽水流量的作用，并与给水泵的安全运行密切联系。28、化学除氧原理：除氧器出口添加还原剂，经化学反应，消除残留在水中的溶解氧 热除氧原理：在一定压力下将水加热到饱和状态，使水蒸汽的分压力几乎等于液面上的全压力，其他气体的分压力则趋于零，于是溶于水中的气体借助不平衡压差的作用就从水中全部溢出而被除去。29、给水热除氧原理： 分压定律（道尔顿定律）：混合气体的全压力等于各组成气体的分压力之和，即在除氧器容积中，水面上气体的全压力p0应等于水蒸气的分压力ps和溶于水中的各种气体分压力pi之和 亨利定律：气体在水中的溶解度，与该气体在水面上的分压力成正比，即单位体积水中溶解某气体量b与水面上该气体的分压力pb成正比。热除氧必要条件：将水加热到除氧器压力下的饱和温度。（水沸腾）充分条件：要有足够大的汽水接触面积和足够的不平衡压差。30、热除氧器的构造要求： 1）为满足传热要求，需有足够的汽水接触面积，达饱和温度； 2）为满足传质要求，初期水应喷成水滴，后期要形成水膜，而且汽水应逆向流动，以保证有最大可能的p；3）要有足够空间，使汽水接触时间充分；4）应及时将离析的气体排除，以减少水面上该气体分压力；5）贮水箱设再沸腾管，以免水箱的水温因散热降温低于除氧器压力下的饱和温度，产生返氧。31、1）除氧器的自生沸腾：过量的热疏水和辅助汽水流量进入除氧器时，除氧器内给水加热不需要本级回热抽汽加热，其它各项汽水流量的热量已能将水加热至除氧器工作压力下的饱和温度。2）自生沸腾的危害：抽汽管上的逆止阀关闭，除氧器内的压力会不受控制地升高，除氧器的排汽量随压力升高而加大，造成较大的热损失和工质损失；除氧器内汽、水逆向流动受到破坏，在除氧器的底部形成一个不动的蒸汽层，妨碍逸出的气体及时排走，因而引起除氧效果恶化。3）自生沸腾的防范措施：辅助汽水流量如轴封漏汽、门杆漏汽或某些疏水改为引至其他合适的加热器；设高加疏水冷却器，降低其焓值后再引人除氧器；将低温的化学补充水引人除氧器以增加吸热量；提高除氧器的工作压力，相应减少高压加热器的数目，使其疏水量、疏水比焓降低；32、维持除氧器水箱水位稳定： 除氧水箱用来储存锅炉给水的。水箱内的给水通过给水泵送到锅炉省煤器。维持除氧器除氧器水箱水位稳定，就是维持给水泵进口压力稳定，还有利于给水泵的安全运行（水位太低，可能使给水泵进口汽化），同时可保证除氧效果（水位太高，可能淹没除氧头，影响除氧效果）。 当多台除氧器除氧器并列运行时，除氧器除氧器水箱之间均用水连通管接通，这对锅炉安全运行更为有利，但水箱之间容易造成水位波动，互相影响。因此，一般都要进行水位自动调节。 33、除氧器的运行方式：1定压运行：维持所有工况下除氧器的工作压力稳定。可使除氧效果稳定和给水泵不汽蚀。1）特点： 进汽管道上设置压力调节阀； 设计工况时该级回热抽汽压力应高于除氧器运行压力约0.20.3MPa；低负荷时应切换至高一级抽汽，关闭原级抽汽。2）存在的问题：正常运行时，节流损失使加热蒸汽的能量贬值，即达不到所能加热的最高温度，高一级抽汽量增加，使i下降；低负荷切换至高一级抽汽，停用原级抽汽，不可逆损失增加，经济性下降。3）解决办法：采用前置连接。2滑压运行：除氧器压力随机组负荷变化而变化。1）特点：不设压力调节阀，没有节流损失；机组热经济性高，系统简单。2）存在的问题： 骤升负荷时返氧现象除氧效果变坏；骤降负荷时闪蒸现象给水泵可能汽蚀。34返氧现象：当机组负荷突然升高时，除氧器里水温的升高远远跟不上压力的突然升高，致使除氧器原来的饱和状态遭到严重破坏，已从水中离析出来的气体又会溶于水中，出现“返氧现象”。 解决办法：控制升负荷的速度在每分钟5%负荷内；缩减滑压范围；在给水箱内加装再沸腾管或内置式加热器。35、闪蒸现象：当机组负荷突然降低时，随着除氧器压力下降，开始时水温还未下降，使得除氧器内的水重新沸腾，发生“闪蒸现象”。 解决办法：提高静压头Hd；改善泵的结构，采用低转速前置泵；降低下降管道的压降p；缩短滞后时间T；减缓暂态过程滑压除氧器压力Pd下降。 36、汽蚀现象：水泵入口附近存在着某些局部低压区。当处于低压区的液流的压力降到对应的液体温度下的饱和蒸汽压时，液体便开始汽化而形成气泡，气泡随液流在流道中流动到压力较高的地方时，又瞬时溃灭，此时，周围液体迅速冲入溃灭形成的空穴中，并伴有局部的高温、高压、水击现象，就是汽蚀现象。给水泵不汽蚀的基本条件：37、除氧器采用滑压运行后可以提高汽轮机组的热经济性，这是因为：当机组负荷从额定值100开始下降时，抽汽压力也随之下降，定压运行除氧器的节流损失相应减少，当机组负荷下降至约70满负荷时，此时抽汽压力已不能满足定压运行的要求，则切换至高一级的抽汽，这时由于停掉了原级抽汽，回热系统的热经济性显著下降，70负荷以下随着负荷降低曲线逐渐下降，直到滑压运行至除氧器低负荷（若为20）下切换成定压运行，这段负荷区间滑压运行除氧器热济性一直高于定压除氧器。曲线说明滑压运行方式的经济性在低负荷时显得更突出。滑压运行除氧器热力系统简单，回热分配更合理，适用于调峰，能提高设计工况和低负荷运行时的热经济性。