給水回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)課件

1、第五章 給水回?zé)峒訜嵯到y(tǒng) 第一節(jié) 回?zé)峒訜崞鞯念愋图敖Y(jié)構(gòu)特點(diǎn)第二節(jié) 面式加熱器的連接系統(tǒng) 第三節(jié) 實(shí)際回?zé)嵯到y(tǒng)的損失本 章 提 要第五節(jié) 回?zé)幔C(jī)組）原則性熱力系統(tǒng)計(jì)算 第四節(jié) 回?zé)峒訜崞鞯倪\(yùn)行 （1）介紹回?zé)峒訜崞鞯念愋汀⒔Y(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其連接方式，著重定性分析影響電廠熱經(jīng)濟(jì)性的回?zé)嵯到y(tǒng)損失； （2）回?zé)峒訜崞鬟\(yùn)行的基本知識； （3）回?zé)嵩瓌t性熱力系統(tǒng)的常規(guī)計(jì)算原理、方法、步驟，說明常規(guī)的串聯(lián)法和電算并聯(lián)法的熱力計(jì)算。 內(nèi)容提要第一節(jié) 回?zé)峒訜崞鞯念愋图敖Y(jié)構(gòu)特點(diǎn) 回?zé)嵯到y(tǒng)既是汽輪機(jī)熱力系統(tǒng)的基礎(chǔ)，也是全廠熱力系統(tǒng)的核心，對機(jī)組和電廠的熱經(jīng)濟(jì)性起著決定性的作用。其實(shí)際選擇（設(shè)計(jì)或擬定）是繼蒸汽參數(shù)、

2、機(jī)組類型后又一個影響機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性的重要方面。 一、回?zé)峒訜崞鞯念愋?1、混合式（接觸式）：無端差，熱經(jīng)濟(jì)性好，構(gòu)造簡單 2、表面式：有端差，熱經(jīng)濟(jì)性差，需要考慮熱疏水的回收和利用，但系統(tǒng)簡單，只有給水泵和凝結(jié)水泵，運(yùn)行安全可靠，系統(tǒng)投資都優(yōu)于混合式。 根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)全面綜合比較，絕大多數(shù)電廠都選用的面式加熱器組成回?zé)嵯到y(tǒng)，只有除氧器采用混合式，劃分成低壓加熱器組和高壓加熱器組。第一節(jié) 回?zé)峒訜崞鞯念愋图敖Y(jié)構(gòu)特點(diǎn) 二、面式加熱器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 電廠廣泛采用的面式加熱器有立式和臥式兩種。 1、臥式 換熱效果好(換熱系數(shù)大），熱經(jīng)濟(jì)性高于立式 易于布置蒸汽過熱段和疏水冷卻段 布置上可利用放置高低來解決低負(fù)

3、荷時疏水逐級自流壓差動力減小的問題。 2、立式 占地面積小，便于安裝和檢修 面式加熱器又可分為水室結(jié)構(gòu)和聯(lián)箱結(jié)構(gòu)兩大類： 1、水室結(jié)構(gòu)采用管板和U形管束連接 結(jié)構(gòu)簡單、外形尺寸小、管束管徑較粗、水阻小、管子損壞后易堵塞 管板厚、厚管板與薄管壁的連接工藝要求高、對溫度變化敏感、運(yùn)行操作要求嚴(yán)格，多用于低壓加熱器 2、聯(lián)箱結(jié)構(gòu)采用聯(lián)箱與蛇形管束或螺旋形管束相連接 管束的膨脹柔軟性好、避免了管束與厚管板連接的工藝難點(diǎn)、對溫度變化不敏感、局部熱應(yīng)力小、安全可靠性高 外形尺寸大、管束水阻較大、管子損壞后堵管較困難，更適于高壓加熱器。聯(lián)箱折形管束立式高壓加熱器（帶內(nèi)置式過熱蒸汽冷卻段和疏水冷卻段）1給水入

4、口聯(lián)箱；2正常水位；3上級疏水入口；4給水出口聯(lián)箱；5凝結(jié)段；6人孔；7安全閥接口；8過熱蒸汽冷卻段；9蒸汽入口；10疏水出口；11疏水冷卻段；12放水口分配、匯集管螺旋管束立式高壓加熱器 1進(jìn)水總管彎頭；2進(jìn)水總管；3進(jìn)水配水管；4出水總管；5出水配水管；6雙層螺旋管；7進(jìn)汽管；8蒸汽導(dǎo)管；9導(dǎo)流板；10抽空氣管；11、12連接管；13排水管；14導(dǎo)輪；15配水管內(nèi)隔板三、混合式加熱器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 為使水能與蒸汽充分接觸采取手段： 淋水盤的細(xì)流式、壓力噴霧的水滴式或水膜式 采用重力式的混合式低壓加熱器加熱水出口可不設(shè)集水室，后接中繼泵的可設(shè)一定容積的集水室臥式混合式加熱器結(jié)構(gòu)示意圖 (a)1號

5、混合式加熱器結(jié)構(gòu)示意圖； (b)該1號混合式加熱內(nèi)凝結(jié)水細(xì)流加熱示意圖；1-外殼；2-多孔淋水盤組；3-凝結(jié)水入口；4-凝結(jié)水出口；5-汽氣混合物引出口；6-事故時凝結(jié)水到CP2進(jìn)口聯(lián)箱的引出口；7-加熱蒸汽進(jìn)口；8-事故時凝結(jié)水往凝汽器的引出口。A-汽氣混合物出口；B-凝結(jié)水入口(示意)；C-加熱蒸汽入口(示意)；D-凝結(jié)水出口。第一節(jié) 回?zé)峒訜崞鞯念愋图敖Y(jié)構(gòu)特點(diǎn)立式混合式加熱器結(jié)構(gòu)1-加熱蒸汽進(jìn)口；2-凝結(jié)水進(jìn)口；3-軸封來汽；4-除氧器余氣；5-三號加熱器和熱網(wǎng)加熱器的余氣；6-熱網(wǎng)加熱器來疏水；7-三號加熱器疏水；8-排在凝汽器的事故溢水管；9-凝結(jié)水出口；10-來自電動、氣動給水泵軸

6、封的水；11-逆止門的排水；12-汽氣混合物出口；13-水聯(lián)箱；14-配水管；15-淋水盤；16-水平隔板；17-逆止門；18-平衡管。 （1）逐級自流：利用汽側(cè)壓差，將壓力較高的疏水自流到壓力較低的加熱器中，逐級自流直至與主水流匯合 （2）疏水泵：由于表面式加熱器汽側(cè)壓力遠(yuǎn)小于水側(cè)壓力（特別是高壓加熱器），借助疏水泵將疏水與水側(cè)的主水流匯合，匯入點(diǎn)常為該加熱器的出口水流中第二節(jié) 面式加熱器的連接系統(tǒng) 一、疏水方式分類 疏水逐級自流方式的熱經(jīng)濟(jì)性最差，采用疏水泵方式熱經(jīng)濟(jì)性僅次于沒有疏水的混合式加熱器，不同疏水收集方式的熱經(jīng)濟(jì)變化只有0.5%-0.15% 第二節(jié) 面式加熱器的連接系統(tǒng) 二、疏水

7、方式熱經(jīng)濟(jì)性比較三、疏水方式選擇 雖然疏水逐級自流的方式熱經(jīng)濟(jì)性最差，但由于系統(tǒng)簡單可靠、投資小、不需附加運(yùn)行費(fèi)、維護(hù)工作量小而被廣泛采用，大型機(jī)組還普遍裝設(shè)內(nèi)置式疏水冷卻器。一般大、中型機(jī)組可在最低一級低壓加熱器或相鄰次末級低壓加熱器采用疏水泵方式，以減少大量疏水流入凝汽器增加冷源損失四、疏水設(shè)備 （1）U形水封（最后一、二級低加或軸封加熱器） （2）浮子式疏水器（中小機(jī)組低加） （3）疏水調(diào)節(jié)閥（大機(jī)組高加）第二節(jié) 面式加熱器的連接系統(tǒng) 第二節(jié) 面式加熱器的連接系統(tǒng) 第二節(jié) 面式加熱器的連接系統(tǒng) 1、類型 （1）內(nèi)置式：可與加熱器本體合成一體可節(jié)約鋼材和投資，但只可提高本級加熱器出口水溫，

8、吸熱溫差減小而提高了經(jīng)濟(jì)性，但提高幅度較小，可提高熱經(jīng)濟(jì)性0.12-0.15% （2）外置式：可靈活設(shè)在不同位置，一方面提高給水溫度，降低鍋爐內(nèi)火用損，提高熱經(jīng)濟(jì)性，另一方面，采用外置式的那級加熱器由于換熱溫差減小同樣提高經(jīng)濟(jì)性，可提高經(jīng)濟(jì)性0.3-0.5%，但因具有獨(dú)立的加熱器外殼，鋼材及投資較大。第二節(jié) 面式加熱器的連接系統(tǒng) 五、蒸汽冷卻器 2、外置式蒸汽冷卻器的連接方式 并聯(lián)和串聯(lián) 串聯(lián)連接的優(yōu)點(diǎn)是外置式蒸汽冷卻器進(jìn)水溫度高，換熱平均溫差小，效益顯著，缺點(diǎn)是給水系統(tǒng)阻力大；并聯(lián)連接的優(yōu)點(diǎn)是給水系統(tǒng)阻力小，但進(jìn)入蒸汽冷卻器的給水溫度較低，傳熱溫差大。 如只設(shè)單級外置式蒸汽冷卻器，恒設(shè)在再熱

9、后即中壓缸第一個抽汽口；若設(shè)置兩臺外置式蒸汽冷卻器，多設(shè)在再熱抽汽一級和再熱后的抽汽口。 第二節(jié) 面式加熱器的連接系統(tǒng) 五、蒸汽冷卻器 (a)(b)(c)(d)(e)(f)j+1jj1jj+1j1H1H2H3外置式蒸汽冷卻器的連接方式（a）單級并聯(lián)；（b）單級串聯(lián)；（c）與主水流分流兩級并聯(lián)；（d）與主水流串聯(lián)兩級并聯(lián)；（e）先j+1級，后j級的兩級串聯(lián)；（f）先j級，后j+1級的兩級串聯(lián) 3、外置式蒸汽冷卻器的應(yīng)用 外置式蒸汽冷卻器，可單獨(dú)退出運(yùn)行，不影響整個高加系統(tǒng)運(yùn)行，對于外置蒸汽冷卻器多采用單級串聯(lián)系統(tǒng)。若蒸汽冷卻器內(nèi)泄不易切除，水側(cè)需裝設(shè)旁路。 國內(nèi)機(jī)組一般采用單級串聯(lián)系統(tǒng)，國外也有

10、少數(shù)機(jī)組采用串聯(lián)、并聯(lián)的綜合連接方式。進(jìn)口大機(jī)組多采用內(nèi)置式蒸汽冷卻器。 低壓加熱器很少采用蒸汽冷卻器。第二節(jié) 面式加熱器的連接系統(tǒng) 五、蒸汽冷卻器 一、回?zé)岢槠啺l(fā)電機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性影響因素 （1）蒸汽循環(huán)參數(shù)： （2）回?zé)嵫h(huán)主要參數(shù)： （3）疏水收集方式、疏水冷卻器和蒸汽冷卻器的應(yīng)用 （4）回?zé)嵯到y(tǒng)損失：抽汽管道壓降、表面式加熱器端差、回?zé)嵯到y(tǒng)布置和實(shí)際給水焓升分配。第三節(jié) 實(shí)際回?zé)嵯到y(tǒng)的損失 凡使高壓抽汽量增加、低壓抽汽量減少的因素，都會使回?zé)嶙龉Ρ葴p小，熱經(jīng)濟(jì)性降低。 抽汽管道壓降和表面式加熱器端差都會引起回?zé)嵯到y(tǒng)該級加熱器出口水溫下降，導(dǎo)致高一級抽汽量增加，導(dǎo)致機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性降低。

11、二、抽汽管道壓降損失 對抽汽管道壓降影響最大的是抽汽管介質(zhì)流速和局部阻力抽汽管介質(zhì)流速見表，抽汽管道必須設(shè)的止回閥選用阻力小的類型；回?zé)岢槠际欠强烧{(diào)整抽汽，若回?zé)峒訜崞鞑捎没瑝哼\(yùn)行可免設(shè)阻力大的調(diào)節(jié)閥。 一般表面式加熱器抽汽管道壓降不應(yīng)大于抽汽壓力的10%，大容量機(jī)組取4%-6%。第三節(jié) 實(shí)際回?zé)嵯到y(tǒng)的損失 三、表面式加熱器的端差 上端差：面式加熱器端差都是指出口端差（加熱器汽側(cè)壓力下的飽和水溫tsj 與出口水溫twj之間的差值，=tsj-twj ），又稱上端差。 下端差（入口端差）：指疏水冷卻器端差（即入口端差） ，它是指離開疏水冷卻器的疏水溫度tsj/與進(jìn)口水溫twj+1間的差值， ，又

12、稱下端差。 我國加熱器端差，一般無過熱蒸汽冷卻段時，取3-6；有過熱蒸汽冷卻段時，取-1-2 ；大容量機(jī)組選用較小值。下端差一般推薦5-10 第三節(jié) 實(shí)際回?zé)嵯到y(tǒng)的損失 四、布置損失 理想回?zé)嵫h(huán)及其系統(tǒng)全為混合式加熱器。由于采用面式加熱器以及在它回?zé)嵯到y(tǒng)中所排列位置的不同，引起的熱耗率損失，稱為布置損失。五級回?zé)嵯到y(tǒng)十種方案的布置損失 編號回?zé)峒訜崞鞯呐渲貌贾脫p失，編號回?zé)峒訜崞鞯呐渲貌贾脫p失，12345F5F4D1F3C1F1F3C1D1F2C31.5411.090.6770.5800.565678910F2D1C1F1F2D1C1D1F2C1D2F1D2C2D3C1D10.4330.36

13、40.3400.2020.157五、實(shí)際回?zé)犰噬峙鋼p失 實(shí)際的回?zé)岱峙淦x理論上最佳回?zé)岱峙鋵?dǎo)致熱經(jīng)濟(jì)性降低，稱為實(shí)際回?zé)犰噬峙鋼p失。該損失大小與循環(huán)參數(shù)、回?zé)釁?shù)、汽機(jī)相對內(nèi)效率、回?zé)峒墧?shù)、回?zé)峒訜崞餍褪降扔嘘P(guān) 第三節(jié) 實(shí)際回?zé)嵯到y(tǒng)的損失 實(shí)際回?zé)嵯到y(tǒng)1、回?zé)嵯到y(tǒng)正常運(yùn)行的重要性 機(jī)組回?zé)嵯到y(tǒng)包括了回?zé)峒訜崞鞯某槠訜嵴羝?、疏水、抽空氣系統(tǒng)和主凝水、主給水、除氧器等系統(tǒng)，對鍋爐、汽輪機(jī)、給水泵的安全可靠運(yùn)行和熱經(jīng)濟(jì)性的影響很大。 高壓加熱器的投運(yùn)率不僅影響煤耗率，還會影響機(jī)組的出力，使推力軸承受到的應(yīng)力超出設(shè)計(jì)值，引起鍋爐過熱蒸汽超溫，危及設(shè)備安全。 低壓加熱器的停用也會降低機(jī)組的熱

14、經(jīng)濟(jì)性，特別是最末一級低加的停用會使級后汽輪機(jī)葉片侵蝕加劇，應(yīng)視情況降低負(fù)荷。第四節(jié) 回?zé)峒訜崞鞯倪\(yùn)行2、加熱器的投運(yùn)和停用 為減小加熱器尤其是高壓加熱器投入和停用過程中，因溫差應(yīng)力造成的結(jié)合面損壞泄漏，必須控制水溫變化率。 加熱器的投運(yùn)和停用方式規(guī)定：我國溫升率為 5/min ，溫降率為 2/min 。而美國 FOSTER WHEEL(FW) 公司規(guī)定的溫升率、溫降率均為 1.85/min。 第四節(jié) 回?zé)峒訜崞鞯倪\(yùn)行3、加熱器的運(yùn)行監(jiān)督 （1）加熱器水位 加熱器汽側(cè)水位過高、過低，不僅會影響熱經(jīng)濟(jì)性，還威脅機(jī)組安全。 水位過高，將淹沒部分傳熱面積引起汽壓擺動，水可能倒流至汽輪機(jī)造成水擊，使抽

15、汽管、加熱器殼體產(chǎn)生振動。 水位過低或無水位，蒸汽經(jīng)疏水管流進(jìn)相鄰壓力較低一級加熱器，排擠該低壓抽汽，降低熱經(jīng)濟(jì)性，并可能使該級加熱器汽側(cè)超壓、尾部管束受到?jīng)_蝕（對內(nèi)置式疏冷器危害尤甚），同時加速對疏水管、閥門的沖刷和汽蝕。 第四節(jié) 回?zé)峒訜崞鞯倪\(yùn)行3、加熱器的運(yùn)行監(jiān)督 （2）加熱器出口水溫 加熱器出口水溫應(yīng)維持設(shè)計(jì)值，若低于設(shè)計(jì)值，將使高壓抽汽增加，低壓抽汽減少，回?zé)岬臒峤?jīng)濟(jì)性下降。 出口水溫降低的主要原因?yàn)椋?端差增大：其原因可能是加熱器的受熱面結(jié)垢、汽側(cè)主要抽空氣不良、使傳熱系數(shù)值減小，水位過高淹沒受熱面，或水側(cè)旁路門漏水引起的。 抽汽管壓降增大：如進(jìn)汽閥或逆止閥開度不足或卡澀等原因造成

16、。 保護(hù)裝置失靈：應(yīng)定期進(jìn)行抽汽逆止閥的嚴(yán)密性試驗(yàn)，高壓加熱器自動保護(hù)裝置的試驗(yàn)。第四節(jié) 回?zé)峒訜崞鞯倪\(yùn)行4、加熱器的防腐保護(hù) 防止腐蝕措施： 短期停用時，殼側(cè)（即汽側(cè)）充滿了蒸汽，管側(cè)（即水側(cè)）充滿pH值經(jīng)過調(diào)整的給水，或加人其他化學(xué)抑制劑。 要長期停用時，先將設(shè)備完全干燥，而后在殼側(cè)、管側(cè)均充氮?dú)?，或在殼?cè)充氮?dú)?，管?cè)充滿加入聯(lián)氧的給水，使其濃度達(dá)到200mg/l，控制其pH值為100。氮?dú)鈮毫S持在0.05MPa（表壓），壓力低于0.02MPa時，應(yīng)再補(bǔ)充氮?dú)?，氮?dú)饧兌仍?99.5以上。 第四節(jié) 回?zé)峒訜崞鞯倪\(yùn)行 第五節(jié) 回?zé)幔C(jī)組）原則性熱力系統(tǒng)計(jì)算 一、計(jì)算目的及基本公式 1、計(jì)算目

17、的 (1）確定某工況時機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)和各部分汽水流量； (2）根據(jù)最大工況時的各項(xiàng)汽水流量，選擇有關(guān)的輔助設(shè)備 及汽水管道； (3）確定某些工況下汽輪機(jī)的功率或新汽耗量； (4）新機(jī)組本體熱力系統(tǒng)定型設(shè)計(jì)。 分為：定功率計(jì)算和定流量計(jì)算 2、計(jì)算內(nèi)容： 在汽輪機(jī)類型、容量、參數(shù)（初終參數(shù)、回?zé)嵩贌釁?shù)、回?zé)岢槠麉?shù)等）、機(jī)組相對內(nèi)效率以及回?zé)嵯到y(tǒng)具體組成已知條件下進(jìn)行。 （1）通過加熱器熱平衡式來求各抽汽量（Dj或j）； （2）通過物質(zhì)平衡式求凝汽量（Dc或c)； （3）通過汽輪機(jī)功率方程式求Pe（定流量計(jì)算時）或D0（定功率計(jì)算時） 3、計(jì)算基本公式 熱平衡式、物質(zhì)平衡式、汽輪機(jī)功率方程

18、式 第五節(jié) 回?zé)幔C(jī)組）原則性熱力系統(tǒng)計(jì)算 一、計(jì)算目的及基本公式 二.計(jì)算方法和步驟 1、計(jì)算方法 常規(guī)計(jì)算法，循環(huán)函數(shù)法、等效焓降法等 常規(guī)計(jì)算法：對Z個加熱器熱平衡式和一個功率方程式、或一個求凝汽流量的物質(zhì)平衡式所組成的Z+1個線性方程組求解，最終求得Z個抽汽量和一個新汽量（或凝汽量） 求i的計(jì)算一般多用熱正平衡計(jì)算； 計(jì)算次序： 由高到低：先從抽汽壓力最高的加熱器算起，依次逐個算至抽汽壓力最低的加熱器（串聯(lián)法） 對線性方程組一次求解（并聯(lián)法） 第五節(jié) 回?zé)幔C(jī)組）原則性熱力系統(tǒng)計(jì)算 二.計(jì)算方法和步驟 2、計(jì)算步驟 （1）整理原始資料并作合理假定 將原始資料整理成計(jì)算所需的各處汽、水比焓值。如新汽、抽汽、凝汽比焓，加熱器出口水、疏水及凝汽器出口水比焓，再熱蒸汽比焓等。 合理選擇及假定某些未給出數(shù)據(jù)： 新蒸汽壓損取為（3%-7%）p0；再熱壓損10%prh；抽汽管壓損取為3%-8%pj；加熱器出口端差及有疏水冷卻器時的入口端差（無蒸汽冷卻器出口端差取3-6，有蒸汽冷卻