发电厂的热力系统.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,1,第四章 发电厂的热力系统,2,4-1,热力系统及主设备选择原则,热力系统,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,热力系统图,根据发电厂热力循环的特征，将热力部分的主、辅设备及其管道附件按功能有序连接成一个整体的线路图,发电厂热力系统的两种基本型式：,发电厂原则性热力系统,发电厂全面性热力系统,3,（,1,）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序流经的各种热力设备之间联系的线路图,目的：,表明能量转换与利用的基本过程，反映发电厂能量转换过程的技术完善程度和热经济性,特点：,简捷、清晰，无相同或备用设备,应用：,决定系统组成、发电厂的热经济性,4,N300-16.7/538/538,型机组的发电厂原则性热力系统,5,（,2,）发电厂全面性热力系统,发电厂组成的实际热力系统,特点：,全面,应用：,决定影响到投资、施工、运行可靠性和经济性,组成：,主蒸汽和再热蒸汽系统、旁路系统、给水系统、,回热加热（回热抽汽及疏水）系统、除氧系统、,主凝结水系统、补充水系统、锅炉排污系统、,供热系统、厂内循环水系统、锅炉启动系统等,6,7,（一）、,发电厂型式和容量确定,2,、初步可行性研究中，明确发电厂的型式和容量,只有电负荷：建凝汽式电厂,有供热需要：建热电联产；燃煤：建在燃料产地附近或矿口发电厂；,有天然气：燃气,蒸汽联合循环电厂,1,、发电厂设计程序：初步可行性研究、可行性研究、初步设计、施工图设计,8,（二）、,主要设备选择原则,大容量机组出力等常用术语的定义：,铭牌出力,汽轮机在额定进汽和再热参数工况下，排汽压力为,11.8kpa,，补水率为,3%,时，汽轮发电机组的保证出力,汽轮发电机组保证最大连续出力（,TMCR,）,汽轮机在通过铭牌出力所保证的进汽量、额定主蒸汽和再热蒸汽工况下，在正常的排汽压力（,4.9kpa,）下，补水率为,0%,时，机组能保证达到的出力,汽轮发电机组调节汽门全开时最大计算出力（,VWO,）,汽轮机调节汽门全开时通过计算最大进汽量和额定的主蒸汽、再热蒸汽参数工况下，并在正常排汽压力（,4.9kpa,）和补水率,0%,条件下计算所能达到的出力,其他：,汽轮发电机组在调节汽门全开和所有给水加热器全部投运之下，超压,5%,连续运行的能力，以适应调峰的需要,9,1,、,汽轮机组,（,1,）汽轮机容量,最大机组容量不宜超过系统总容量的,10%,；,大容量电力系统，选用高效率的,300MW,、,600MW,机组,（,2,）汽轮机参数,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：,300MW,、,600MW,、,800MW,、,1000MW,（,3,）汽轮机台数,汽轮发电机组台数,4,6,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,10,2,、,锅炉,（,1,）锅炉参数,锅炉过热器出口额定蒸汽压力,：汽轮机额定进汽压力的,105,过热器出口额定蒸汽温度：,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的压力降,：分别取汽轮机额定工况下高压缸排汽压力的,1.5,2.0,，,5,，,3.5,3.0,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,）锅炉型式,采用煤粉炉；,90,93,水循环方式：自然循环、强制循环、直流,（,3,）锅炉容量与台数,凝汽式发电厂一般一机配一炉；,联产发电厂，保证锅炉最小稳定燃烧的负荷,11,4-2,发电厂的辅助热力系统,1,、工质损失及补充水系统,（,1,）工质损失,热损失，,热经济性；,水处理设备的投资和运行费用；,水品质下降，,汽包锅炉排污量，造成过热器结垢、汽轮机通流部分积盐，出力,，推力,内部损失,发电厂内部热力设备及系统造成的工质损失,正常性工质损失和非正常性工质损失,外部损失,发电厂对外供热设备及系统造成的工质损失,12,（,2,）补充水引入系统,补充水计算：,补充水制取方式：,中参数及以下：软化水（钙、镁）,高参数：除盐水（钙、镁、硅酸盐）,亚临界以上：除钙、镁、硅酸盐、钠盐、腐蚀产物、,SiO,2,、铁,除氧：,一级除氧、二级除氧,补充水引入回热系统的地点及水量调节：,汇入点选择混合温差小的地方,水量调节地点：凝汽器（大、中型凝汽机组）,给水除氧器（小型机组）,内部汽水损失,外部汽水损失,汽包锅炉连续,排污水损失量,13,化学补充水引入回热系统,（,a,）高参数热电厂补充水引入系统；（,b,）中、低参数热电厂补充水的引入；,（,c,）高参数凝汽式电厂补充水的引入,14,2,、工质回收及废热利用系统,（一）汽包锅炉连续排污利用系统,控制汽包内炉水水质在允许范围内,根据,“,规程,”,的规定，汽包锅炉的正常排污率不得低于锅炉最大连续蒸发量的,0.3,，但也不宜超过锅炉额定蒸发量,D,b,的下列数值：,（,1,）以化学除盐水为补给水的凝汽式发电厂为,1,（,2,）以化学除盐水或蒸馏水为补给水的热电厂为,2,（,3,）以化学软化水为补给水的热电厂为,5,15,锅炉连续排污利用系统工作原理：,高压的排污水通过压力较低的连续排污扩容器扩容蒸发，产生品质较好的扩容蒸汽，回收部分工质和热量；,扩容器内尚未蒸发的、含盐浓度更高的排污水，通过表面式排污水冷却器再回收部分热量,16,（,a,）单级扩容系统；（,b,）两级扩容系统,锅炉连续排污利用系统,排污扩容器,排污水冷却器,17,扩容器的物质平衡：,扩容器的热平衡：,排污水冷却器的热平衡：,排污扩容器的工质回收率：,分析：,排污扩容器的工质回收率的大小取决于锅炉汽 包压力、扩容器压力,扩容器压力下饱和水比焓,排污水比焓,扩容器压力下饱和蒸汽比焓,18,锅炉连续排污利用系统的热经济性分析：,无排污利用系统时，排污水热损失：,有排污利用系统时，排污水热损失为：,可利用的排污热量,引入回热系统：,凝汽器增加的附加冷源损失：,发电厂净获得的热量：,19,结论：,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,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；,实际工质回收和废热利用系统，应考虑投资、运行费用和热经济性，通过技术经济性比较来确定,20,（二）轴封蒸汽回收及利用系统,1,、不同机组的轴封结构和轴封系统不同，但轴封蒸汽利用于回热系统是一致的。,2,、汽轮机轴封蒸汽系统包括：,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,高、中、低压缸的前后轴封漏汽和轴封用汽,3,、轴封蒸汽占汽轮机总耗量的,2,左右,4,、在引入地点的选择上应使该点能位与工质最接近，既回收工质，又利用热量，轴封利用系统中各级轴封蒸汽，工质基本可全部回收,21,凝结水,中缸主汽门、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,7#,低加,至凝汽器,轴封加热器,至,5#,低加抽汽,22,（三）辅助蒸汽系统,启动阶段：,将正运行的相邻机组的蒸汽引入本机组的蒸汽用户（若是首台机组启动则由启动锅炉供汽）,正常运行：,提供自身辅助蒸汽用户的需要，同时也可向需要蒸汽的相邻机组提供合格蒸汽,辅助蒸汽用汽原则：,尽可能用参数低的回热抽汽,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,疏水一般应回收,23,24,4-3,发电厂原则性热力系统举例,（一）亚临界参数机组发电厂原则性热力系统,25,N300-16.7/538/538,型机组的发电厂原则性热力系统,26,N600-16.47/537/537,型机组的发电厂原则性热力系统,27,N600-17.75/540/540,型机组发电厂原则性热力系统,28,引进的超临界,K-500-240-4,型机组发电厂原则性热力系统,二、超临界参数机组发电厂原则性热力系统,29,引进的,N600-25.4/541/569,超临界机组发电厂原则性热力系统,30,超超临界,325MW,两次中间再热凝汽机组的发电厂原则性热力系统,31,国产,CC200,12.75/535/535,型双抽汽凝汽式机组热电厂原则性热力系统,三、供热机组热电厂原则性热力系统,32,超临界压力单采暖抽汽,T-250/300-23.54-2,热电厂原则性热力系统,33,四、单轴,1200MW,凝汽式机组发电厂原则性热力系统,34,双轴凝汽式机组（,1300WM,）的发电厂原则性热力系统,蒸汽发生器,E,产生的蒸馏水做补充水,35,4-4,发电厂原则性热力系统的计算,一、计算目的,确定在不同负荷工况下各部分汽水流量及其参数、发电量、供电量及全厂性的热经济指标，由此可衡量热力设备的完善性，热力系统的合理性，运行的安全性和全厂的经济性,二、计算的原始资料,1,）发电厂原则性热力系统图,2,）给定的电厂计算工况,3,）汽轮机、锅炉及热力系统的主要技术数据,4,）给定工况下辅助热力系统的有关数据,36,二、基本计算公式和步骤,1,、基本公式：热平衡式、物质平衡式和汽轮机功率方程,2,、全厂热力系统计算与机组回热系统计算的不同之处主要有,1),计算范围和结果不同,2,）计算内容上不同,3,）计算步骤也不完全一样,（,1,）整理原始资料,（,2,）先计算锅炉连续排污利用系统，再进行回热系统的计算,（,3热经济指标的计算,37,4-5,发电厂的管道阀门,发电厂的管道包括,：管子、管件（异径管、弯管及弯 头、三通、法兰、封头和堵头、堵板和孔板）、阀件及其远距离操纵机构、测试装置、管道支吊架、管道热补偿装置、保温材料等,一、管道规范,火力发电厂汽水管道应力计算技术规定,简称,应力规定,火力发电厂汽水管道设计技术规定,简称,管道规定,38,（一）设计压力,指管道运行中内部介质最大工作压力。对于水管道，考虑水柱静压的影响,1,、蒸汽管道的设计压力,（,1,）主蒸汽管道：,取用锅炉过热器出口的额定工作压力或锅炉最大连续蒸发量下的工作压力。当锅炉和汽轮机允许超压,5,，应加上,5,的超压值,（,2,）再热蒸汽管道的设计压力：,低温再热管道：,取用汽轮机最大计算出力工况,高压缸排汽压力的,1.15,倍,高温再热蒸汽：,可减至再热器出口安全阀动作的最低整定压力,（,3,）汽轮机非调整抽汽管道的设计压力：,取用汽轮机最大计算出力工况下该抽汽压力的,1.1,倍，且不小于,0.1Mpa,39,2,、水管道设计压力,（,1,）高压给水管道,非调速,:,取用前置泵或主给水泵特性曲线最高点对应的压力与该泵进水侧压力之和,调速：,取用泵在额定转速及设计流量下泵提升压力的,1.1,倍进水侧压力之和,（,2,）低压给水管道：,定压除氧系统：,取用除氧器额定压力与最高水位时水柱静压之和,滑压除氧系统：,取用汽轮机最大计算出力工况下除氧器加热抽汽压力的,1.1,倍和除氧器最高水位时水柱静压之和,40,(,二,),设计温度,设计温度是指管道运行中内部介质的最高工作温度,1,、蒸汽管道的设计温度,（,1,）主蒸汽管道：,取用锅炉过热器出口蒸汽额定工作温度加上锅炉正常运行时允许的温度差值，通常取,5,（,2,）再热蒸汽管道：,高温再热蒸汽管道：锅炉再热器出口蒸汽额定温度加上锅炉正常运行时允许的温度偏差值，通常取,5,（,3,）汽轮机抽汽管道,非调整抽汽管道：,汽轮机最大出力工况下抽汽参数，等熵求取管道在设计压力下的相应温度,调整抽汽管道：,抽汽的最高工作温度,41,2,、水管道的设计温度,（,1,）高压给水管道：,高压加热器后高压给水的最高工作温度,（,2,）低压给水管道：,定压除氧系统：,除氧器额定压力对应的饱和温度,滑压除氧系统：,汽轮机最大计算出力工况下,1.1,倍除氧器加热抽汽压力对应的饱和温度,42,（三）管道的公称压力和公称通径,1,、公称压力,PN,在国家标准中，用公称压力,PN,表示不同管材，在不同温度时管道允许的工作压力,P,，都折算为某一固定温度等级下承压等级标准，即管道公称压力指管道、管道附件在某基准温度下允许的最大工作压力,根据,GB1048,，管子和管件的允许工作压力与公称压力,PN,可按下式换算。,p,=,PN,MPa,(8-1),式中,p,允许的公称压力，,MPa,；t,钢材在设计温度下的许用应力，,MPa,；,s,公称压力对应的基准压力，系指钢材在 指定 的某一温度下的许用应力，,MPa,表,4-8,为,20,号钢的公称压力表,43,2,、公称通径,DN,在国家标准中规定了管道及附件的内径等级，就是公称通径，用符号,DN,表示,公称直径只是名义的计算内径，不是实际内径，同一管材，随公称压力的提高，其壁厚加大，而实际内径却相应减小。,表,4-11,我国管道的公称通径,44,二、管径和壁厚的计算,1,、管道内径的计算,确定流量，选取介质的流速（推荐流速表,4-13,）,对于单相流体的管道，根据连续方程式：,A,=,D,i,2,/4=,Q,/,W,=,Gv,/,W,式中：,G,介质的质量流量；,v,介质的比容；,Q,介质的容积流量；,w,介质的流速,可求出其内径,D,i,。,45,2,、管子壁厚的计算,直管壁厚由三部分组成：直管的最小壁厚,s,m,、直管的计算壁厚,s,c,和取用壁厚。,（,1,）直管壁厚计算,1,）直管最小壁厚,s,m,按直管外径确定时,按直管内径确定时,2,）直管的计算壁厚,s,c,s,c,s,m,+c,c,直管壁厚负偏差的附加值，,mm,c,As,m,A,直管壁厚负偏差系数，按,“,管道规定,”,选取,46,3,）直管的取用壁厚，用公称壁厚表示,对以外径,壁厚标示的管子，应根据直管的计算壁厚，按管子产品规格中公称壁厚系列选取对以最小内径,最小壁厚标示的管子，应根据直管的计算壁厚，遵照制造厂产品技术条件中有关规定，按管子壁厚系列选取,（,2,）弯管壁厚取用,补偿弯制过程外侧受拉的减薄量，根据弯曲半径大小，取大于,1,的补偿系数，如弯曲半径分别为管子外径的,3,、,4,、,5,和,6,倍时，弯管弯制前直管的最小壁厚相应为,1.25s,m,、,1.14s,m,、,1.08s,m,和,1.06s,m,根据选定的管材、公称压力、计算内径和直（弯）管取用壁厚，从管道产品目录中选用合适的管子,47,三、管道附件、阀门,管道附件是指安装在管道及设备上的连接、闭路和调节装置的总称，包括管件和阀门,管道附件的直径、压力和几何尺寸都已经标准化，采用公称通径和公称压力表示,管子连接方式有螺纹连接、法兰连接和焊接,管子和附件的连接除需拆卸的以外，应采用焊接方法。,螺纹连接的方法应采用在设计压力不大于,1.6Mpa,、设计温度不大于,200,的低压流体输送用焊接钢管上,48,1,、阀门类型,按阀门在管道中所起的作用可分为三大类：,（,1,）起关断作用：,闸阀、截止阀、旋塞和球阀,（,2,）起调节作用：,调节阀、节流阀、减压阀和疏水阀,（,3,）起保护作用：,安全阀、逆止阀和快速关断阀,2,、阀门的选择,（,1,）阀门的材料选择：,铸铁、合金、合金钢、碳钢及硅铁，根据介质的参数选择适合的材料,（,2,）类型选择：,根据系统的参数通径、泄露等级、启闭时间选择，满足汽水系统关断、调节、安全运行的需要,49,3,、阀门的作用,（,1,）关断阀门,闸阀：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、阀体较高、密封面易擦伤、制造维护要求高,截止阀：结构简单、密封性较好、制造维修较方便，流动阻力较大，开启、关闭力也较大、启闭时间较长,闸阀,截止阀,50,（,2,）调节阀门：,调节阀,：,调节流量,减压阀：,将介质压力减到所需数值,节流阀,：,调节介质流量和压力,蝶阀：,宜全开、全关。也可作调节用,调节阀门在运行中要经常开关，为防止泄露不严密，在调节阀门之前要串联关断阀，开启时，要先全开关断阀再开调节阀门，关闭时，要先关调节阀再关关断阀,调节阀单座式,调节阀双座式,51,（,3,）保护阀门,逆止阀：,保证介质单向流动。分为升降式（垂直瓣和水平瓣）和旋启式（单瓣和多瓣）,安全阀：,锅炉、压力容器及管道上，当介质压力超过规定值，自动开启，排除过剩介质，卸压,快速关断阀：,瞬间关断或接通管内介质的阀门。多应用在控制水管路系统中,给水泵出口水平装的逆止阀,52,4-6,主蒸汽系统,主蒸汽系统,包括从锅炉过热器出口联箱至汽轮机进口主气阀的主蒸汽管道、阀门、疏水装置及通往用新汽设备的蒸汽支管所组成的系统,对于有中间再热式机组的发电厂,，,还包括从汽轮机高压缸排汽至锅炉再热器进口联箱的再热冷段管道、阀门及从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。,特点：,输送工质流量大、参数高、管道长且要求金属材料质量高,要求：,系统力求简单，安全、可靠性好、运行调度灵活，投资少，运行费用低，便于维修、安装和扩建,53,一、主蒸汽系统的型式与选择,1,、单母管制系统,2,、切换母管制系统,3,、单元制系统,单母管制系统,切换母管制系统,单元制系统,54,1,、单母管制系统,特点：所有锅炉的蒸汽先引至一根蒸汽母管集中后，再由母管引至汽轮机和各用汽处，单母管上用两个串联的分段阀。,优点：系统简单。布置方便,缺点：运行调度不够灵活，缺乏机动性,应用：用于锅炉和汽轮机台数不匹配，而热负荷又必须确保可靠供应的热电厂以及单机容量为,6MW,以下的电厂,55,2,、切换母管制系统,特点：每台锅炉与其相对应的汽轮机组成一个单元，正常时机炉成单元运行，各单元之间装有母管，每一单元与母管相连处装有三个切换阀门,优点：可充分利用锅炉的富余容量，切换运行，有较高的灵活性和可靠性，同时还可实现较优的经济运行,缺点：系统较复杂，阀门较多，发生事故的可能性大；管道长，金属耗量大，投资高,应用：宜装有高压供热式机组的发电厂和中、小型发电长采用,56,3,、单元制系统,特点：每台锅炉与相对应的汽轮机组成一个独立单元，各单元间无母管横向联系，单元内各用汽设备的新蒸汽支管均引自机炉之间的主汽管,优点：,1,、系统简单、管道短、阀门少，能节省大量高级耐热合金钢；,2,、事故仅限于本单元内，全厂的安全可靠性高；,3,、控制系统按单元设计制造，运行操作少，易于实现集中控制；,4,、工质压力损失少，散热小，热经济性高；,5,、维护工作量少，费用低；,6,、无母管，便于布置，主厂房土建费用少,57,缺点：,1,、单元之间不能切换,2,、单元内任一与主汽管相连的主要设备或附件发生事故，都将导致整个单元系统停止运行，缺乏灵活调度和负荷经济分配的条件,3,、负荷变动时对锅炉燃烧的调整要求高,4,、机炉必须同时检修,应用：高压凝汽式机组大发电厂,装有中间再热凝汽式机组或中间再热供热机组的发电厂,58,4,、,主蒸汽系统型式的比较和应用性能,项目,可靠性,灵活性,经济性,方便性,单母管制系统,差,中,差,差,切换母管制系统,中,好,中,中,单元制系统,好,差,好,好,上述四个方面，互相影响。须结合具体工程通过综合技术经济比较来确定。,59,二、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,1,）汽轮机自动主汽阀（高压主汽阀）：,2,个或,4,个,高压调速阀：,4,个,2,）中压自动主汽阀和相应的调速阀合并为中压联合汽阀：,2,个或,4,个,3,）高压缸排汽管上为防止机组甩负荷时，再热管道内的蒸汽倒流入汽轮机，通常设置逆止阀,60,2,、温度偏差及其对策,主蒸汽、再热蒸汽双侧进汽有大的温差，,国际电工协会规定，最大允许汽温偏差为：持久性的为,15,，瞬时性的为,42,。实际应用多为混合系统，即单管、双管和,混合管,图,4-21,再热式机组主蒸汽、再热蒸汽的混温方式,(a),双管系统；,(b),单管,双管系统,(c),双管,单管,双管系统；,(d),主蒸汽、再热蒸汽双管,单管,双管系统；,61,3,、主蒸汽及再热蒸汽压损及管径优化,1,）主蒸汽及再热蒸汽压损增大，降低机组经济性，多耗燃料,2,）管径优化：管子壁厚计算，压降计算，费用计算,总费用,=,材料费,+,运行费用,其最小，为最经济管径,实际管径：考虑系统的允许压力降，管系应力状况和管子供货等情况的影响,3,）减小管道中的局部阻力损失,取消电动隔离阀,由自动主汽阀承担,主蒸汽流量的测量由孔板改为喷嘴。,62,4-7,中间再热机组的旁路系统,一、旁路系统的类型及作用,1,、定义,旁路系统：,是指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，进入参数较低的蒸汽管道或设备的连接系统，以完成特定的任务,63,2,、旁路系统的类型,高压旁路（,级旁路）：,新蒸汽绕过汽轮机高压缸直接进入再热冷段管道,低压旁路（,级旁路）：,再热后的蒸汽绕过汽轮机中、低压缸直接进入凝汽器,整机旁路（,级旁路）：,当新蒸汽绕过整个汽轮机而直接排入凝汽器,64,2,、旁路系统的作用,（,1,）协调启动参数和流量，缩短启动时间，延长汽轮机寿命,（,2,）保护再热器：高压旁路；,（,3,）回收工质，降低噪声：锅炉负荷大于汽机；,（,4,）防止锅炉超压：带有安全功能的旁路系统,65,二、旁路系统的型式,1,、三级旁路系统,路，使锅炉维持最低稳燃负荷，多余蒸汽经整机旁路排至凝汽器。,高、低压两级旁路串联，可满足汽轮机启动过程不同阶段对蒸汽参数和流量的要求，并保证了再热器的最低冷却流量。,三级旁路系统的功能齐备，但系统最为复杂，设备、附件多，投资大，布置困难，运行不便，现已很少采用。,国产第一台,200MW,机组为三级旁路系统，即整机旁路和高、低压两级旁路串联系统。,汽轮机负荷低于额定负荷,50%,时，通过整机旁,66,各种工况下，通过高压旁路能保护再热器。通过两级旁路串联系统的协调，能满足启动性能好的要求。,例如，机组冷、热态启动,2,、两级旁路串联系统,时可加热主蒸汽和再热蒸汽管道；调节再热蒸汽温度以适应中压缸的温度要求；调节中压缸的进汽参数和流量，以适应高、中压缸同时冲转或中压缸冲转方式等等，既适用于基本负荷机组，也适用于调峰机组。,这种旁路系统并不复杂，能适应较多的运行工况。国产,125,、,200MW,、,300,、,600MW,机组，都采用这种旁路系统,67,3,、两级旁路并联系统,我国第一台国产,300MW,机组配,1000t/h,直流锅炉，采用高压旁路和整机旁路两级并联系统，其容量分别为锅炉额定蒸发量的,10%,和,20%,高压旁路用以保护再热器，在机组启动时用以暖管，此时蒸汽通过疏水管至凝汽器，热态启动时，用以迅速提高再热汽温使接近中压缸温度，但热再热管段上的向空排汽阀要打开。,整机旁路用以在各种工况时将剩余蒸汽排入凝汽器。主蒸汽超压时，使锅炉安全阀少动作或不动作。,早期国产机组上采用这种旁路系统，现已很少采用。,68,4,、整机旁路系统,这种系统较为简单，操作简便，投资最少，还不到两级系统的一半。,可用以加热过热蒸汽管，调节过热蒸汽温度。,却不适用于调峰机组，也不能保护再热器，为此要另采取技术措施，如将再热器布置在锅炉内的低烟温区，或再热器用耐高温材料，并允许短时间干烧，配有烟温调节保护系统等。,69,三、两级旁路串联系统设计,原则：,1,、通流能力应根据机组可能的运行情况予以选定,2,、动作响应时间则应越快越好：要求在,1-2s,完成旁路开通动作，在,2-3s,内完成关闭动作,旁路系统由旁路阀、旁路管道、暖管设施及其相应的控制装置和必要的隔音设施组成,70,1,、旁路系统的容量,指额定参数下旁路阀通过的蒸汽流量,D,by,与锅炉最大蒸发量,D,b,，,max,的比值，看表,4-13,DL5000-2000,设计技术规程规定：中间再热机组旁路系统的设置及其型式、容量和控制水平，应根据汽轮机和锅炉的型式、结构、性能及电网对机组运行方式的要求确定，其容量宜为锅炉,最大连续蒸发量的,30%,。,71,2,、机组启动模式与旁路系统功能,现代大容量再热式汽轮机组均采用滑参数启动。,按高、中压进汽情况不同，机组的启动模式有两种方式：,1.,高压缸启动（高、中缸同时进汽,),；一级大旁路,2.,中压缸启动：两极旁路串联系统,旁路系统功能的设置有两类：,1.,仅有启动功能，以适应机组冷、热态等各种条件下的启动要求；,2.,兼有溢流功能（即兼带安全功能）和启动功能。,72,对旁路控制系统的基本要求：,a.,从锅炉点火开始，主蒸汽压力设定值，根据锅炉燃烧率等情况以定压或滑压方式（由操作人员决定）自动设定。,b.,一、二次汽压力值超过旁路系统相应的设计值时，旁路阀门自动开启，压力恢复到设定值以下时，自动关闭，以稳定汽压、平衡机炉之间的负荷。,c,一、二次汽压力比其设定值高出某一预定值时，旁路阀门快启，起超压保护作用。,d.,高旁减压阀后汽温超过设计值，其喷水阀自动开启，以保护该汽温为设定值。,e.,发电机甩负荷超过设定值，旁路阀也快启，起泄压、保护再热器及回收工质的作用。,f.,旁路阀快开、快关功能，快关优先于快开，高压旁路阀开、低压旁路阀开，低压旁路阀关高压旁路阀关。,g.,能适应机组冷态、温态和热态等不同启动过程的要求，无需人的干预。,3,、旁路系统的控制与保护,73,4,、旁路系统的执行机构的配置,旁路系统的执行机构的类型：,电动、液动、气动、电一液联合操纵,液动、气动执行机构的特点：,执行机构的力矩大，动作时间快（,35 s,），调节器的可靠性高。但需要液动、气动设备，如专用空压机、高精度滤气器、油箱、油泵等，系统复杂，维护工作量大，布置在高温蒸汽管道附近时，还要有防火措施。,电动执行机构的特点：,电动执行机构的力矩小，动作时间慢（,40 s,），但综合信号方便，能灵活地组合各种调节系统，设备投资少，工作可靠性高，维修较简单。,74,四、不设旁路系统的措施,（,1,）锅炉不设置启动旁路，而是从机组启动直至并网前，采用低温段过热器引出蒸汽进行暖管暖机，升速，可满足机组启动的要求。,（,2,）汽轮机只采用高压缸启动方式，不考虑中压缸启动方式，可不设置旁路系统,（,3,）在机组启动时，锅炉有控制炉膛出口烟温的装置，保证启动期间炉膛出口烟温低于,538,以保护再热器，但是蒸汽升温升压的速率要减慢，增加了启动时间，对热态启动大约增加,10,15min,（,4,）在机组甩负荷时，有防止超速、超温和超压的措施：,1,）汽轮机控制系统设有超速保护和高、中压缸在甩负荷时进汽阀的快关作用，迅速减小流入气缸的蒸汽量，降低超速的可能性,2,）锅炉除有启动时控制炉膛出口烟温的功能，也有汽轮机跳闸时快速控制烟温的功能，减小了再热器超温的机会,3,）在主蒸汽和再热蒸汽管上设置安全阀，当系统失控超压时，安全阀动作，避免系统超压，但会增加工质损失,4,）主蒸汽系统设计时不考虑故障停机不停炉措施。因为单元制系统，当停机时间较短时，锅炉热态启动的时间并不长，当停机时间较长时，不停炉已无必要，所以可以不设旁路系统,75,五、直流锅炉的启动旁路系统,图,4-28 600MW,超临界压力机组启动旁路系统,1-,除氧器水箱,;2-,给水泵,;3-,高压加热器,;4-,给水调节阀,;5-,省煤器及水冷壁,;6-,启动分离器,;7-,过热器,;8-,再热器,;9-,高压旁路阀,(100%);10-,再热器安全阀,;11-,低压旁路阀,(65%);12-,大气式扩容器,;13-,疏水箱,;14-,疏水泵,;15-,凝汽器,;18-,凝结水泵,;17-,低压加热器,与汽包炉不同,：,直流锅炉旁路系统装有启动分离器，故又称为直流锅炉的启动旁路系统。它的主要作用仍为保护再热器，回收工质和热量，适应机组滑参数启动的需要。当机组负荷达到,30%,，即可切除启动分离器，但应处于热备用状态，以备甩负荷时用。,76,4-8,给水系统,一、给水系统型式及选择,给水系统定义,给水系统,：,是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、阀门和附件之总称。,分类：低压给水系统,和,高压给水系统,，,以给水泵为界,要求：,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,77,给水系统型式：,1,、,单母管制系统,三根母管,备用水泵,给水泵出口装有逆止阀和截止阀,再循环管,特点：安全可靠性高，具有一定灵活性，但系统复杂，耗钢材、阀门较多、投资大。,选用：高压供热式机组的发电厂应采用单母管制给水系统。,78,2,、切换母管制系统,低压吸水母管采用单母管分段,压力母管和锅炉给水采用切换母管,特点：足够的可靠性和运行的灵活性，,79,3,、单元制系统,特点：系统简单，管路短、阀门少、投资省、便于机炉集中控制和管理维护。运行的灵活性差。,应用：中间再热凝汽式或中间再热供热式机组的发电厂,80,二、给水流量调节及给水泵配置,（一）给水流量调节,锅炉给水操作台：位于高压加热器出口至省煤器之前的给水管路上。,定速给水泵：,2-4,根不同直径并联支管组成,变速给水泵：两根支管，减少了支管路数和阀门,81,（二）给水泵的配置,火力发电厂设计技术规程,1,、给水泵的选择,流量的确定：保证供给其所连接的系统的全部锅炉在最大连续蒸发量时所需的给水量，还应留有一定裕量,台数和容量选择,扬程的确定,功率的计算,82,2,、给水泵的连接方式,（,1,）前置泵与主给水泵的连接,电动调速泵：同轴串联连接方式，共用一台电动机经液力耦合器来带动,小汽轮机驱动：其前置泵多采用单独的电动机驱动，不同轴的串联连接方式,。,83,（,2,）汽动泵的蒸汽系统：至少必须准备两路供汽的汽源：高压和低压汽源,84,三、给水系统的全面性热力系统,85,4-9,回热全面性热力系统及运行,回热系统涉及到加热器的抽汽、疏水、抽空气系统、主凝结水、给水除氧和主给水等诸多系统,86,一、回热抽汽隔离阀和逆止阀,1,、除抽汽压力最低的一、二级管道上，设有电动隔离阀和气动逆止阀，靠近汽轮机回热抽汽布置，以减少抽汽管道上可能储存的蒸汽流量,2,、在抽汽阀和逆止阀上，下游和之间，都有一根疏水、排汽管路,3,、最低二级回热加热器通常在凝汽器喉部。,87,二、表面式加热器的疏水装置,1,、,U,形水封：压力较低的最后一、二级低压加热器或轴封加热器,2,、浮子式疏水器：中小型机组的低压加热器,(,如图,),3,、疏水调节阀：大机组的高压加热器,88,3,、疏水调节阀：大机组的高压加热器,89,三、轴封加热器,表面式加热器,不是回热抽汽，却利用于回热系统,使汽轮机轴封系统的正常运行获得保障，又防止汽轮机车间的蒸汽污染。,疏水装置通常为多级水封，与凝汽器热井相连,90,四、表面式加热器的水侧旁路及其保护装置,1,、必要性管束压力高，易破裂，泄露，水会倒流入汽轮机，造成事故避免汽轮机进水，加热器筒体超压和锅炉给水中断,2,、分类：单个加热器的小旁路,两个加热器以上的大旁路,91,五、回热系统中的抽空气管路,必要性：蒸汽中含有不凝结气体，在加热器汽侧设置了抽空气管道,92,六、回热系统中的水泵,给水泵：向锅炉提供合格给水,凝结水泵：向除氧器提供凝结水,低压凝结水除盐设备：图,4-5,中压凝结水除盐设备：图,4-9,疏水泵：不设备用，只设启动和备用管路,设备用泵,阀门设置：在进、出水管、空气管、疏水管上都应设置关断阀门,出水管上应设逆止阀,在给水泵和凝结水泵处设置再循环管，保证最小流量,93,七、回热系统中的备用管路,在低负荷时，除氧器切换到较高压力的抽汽管，有可能使高加的疏水不能流入除氧器，须设置一备用管路与相应的阀门连接到相邻的低压加热器，以保证高压加热器的正常疏水,94,4-10,发电厂疏放水系统,1,、定义：疏水系统：用来疏泄和收集全厂各类汽水管道疏水的管路和设备,放水系统：为回收锅炉汽包和各类容器（如除氧水箱）的溢水，以及检修设备时排放的合格水质的管路及设备,2,、疏水来源,：,锅炉、汽轮机本体疏水和,蒸汽管道疏水两部分组成,3,、蒸汽管道疏水分类,：,按管道投入运行时间和运行工况,（,1,）自由疏水（放水）：机组启动暖管之前，将管道内停用时的凝结水放出，这时管内没有蒸汽压力，是在大气压下经漏斗排出；,（,2,）启动疏水（暂时疏水）：管道在启动过程排出暖管时的凝结水，此时管内有一定的蒸汽压力，疏水量大；,（,3,）经常疏水：在蒸汽管道正常工作压力下进行，为防止蒸汽外漏，疏水经疏水器排出，同时设有一旁路供故障时疏水能正常进行,95,4,、发电厂疏放水系统,96,汽轮机本体疏水系统,97,4-11,发电厂全面性热力系统,98,