1000mw超臨界機(jī)組主設(shè)備選型及全面性熱力系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)說明

題目1000M艇超臨界機(jī)組主設(shè)備選型及全面性熱力系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)目錄TOC\o"1-5"\h\z目錄i摘要3ABSTRACT4緒論50.1超超臨界的概念50.2發(fā)展超超臨界火電機(jī)組的戰(zhàn)略意義50.3超超臨界火電機(jī)組國內(nèi)外現(xiàn)狀50.4中國發(fā)展超超臨界火電機(jī)組的必要性和迫切性50.5論文的結(jié)構(gòu)介紹5第一章主設(shè)備選型5發(fā)電廠類型和容量的確定5主要設(shè)備選擇原則6汽輪機(jī)組7鍋爐機(jī)組8主設(shè)備選擇9第二章原則性熱力計(jì)算10發(fā)電廠熱力系統(tǒng)計(jì)算目的10熱力系統(tǒng)計(jì)算方法與步驟11發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)的擬定13全廠原則性熱力系統(tǒng)計(jì)算13原始數(shù)據(jù)13熱力計(jì)算過程17第三章輔助熱力系統(tǒng)24補(bǔ)充水系統(tǒng)24工質(zhì)損失24補(bǔ)充水引入系統(tǒng)25軸封蒸汽系統(tǒng)25輔助蒸汽系統(tǒng)26第四章主蒸汽再熱蒸汽系統(tǒng)28主蒸汽系統(tǒng)的類型與選擇28主蒸汽管道系統(tǒng)的特點(diǎn)和形式28主蒸汽系統(tǒng)形式的比較和應(yīng)用29主蒸汽再熱蒸汽系統(tǒng)的設(shè)計(jì)30主蒸汽系統(tǒng)的設(shè)at注意的問題31溫度偏差及對(duì)策31主蒸汽管道閥門的選定32管道設(shè)計(jì)參數(shù)的確定32管徑和壁厚的計(jì)算33第五章旁路系統(tǒng)36旁路系統(tǒng)的概念及其類型36旁路系統(tǒng)的作用37旁路系統(tǒng)及其管道閥門的擬定38旁路系統(tǒng)的容量38直流鍋爐啟動(dòng)旁路系統(tǒng)39直流鍋爐與汽包鍋爐的啟動(dòng)區(qū)別39直流鍋爐啟動(dòng)特點(diǎn)39啟動(dòng)系統(tǒng)42啟動(dòng)旁路系統(tǒng)的選擇44第六章給水系統(tǒng)44給水系統(tǒng)型類型的選擇45給水系統(tǒng)的類型45給水系統(tǒng)的選擇46給水泵的配置47給水泵的選擇47給水泵的連接方式48第七章回?zé)岢槠到y(tǒng)49回?zé)峒訜崞鞯男褪?9混合加熱器50表面式加熱器50本設(shè)計(jì)回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)確定53加熱疏水系統(tǒng)的確定54主凝結(jié)水系統(tǒng)及其管道閥門的確定54除氧系統(tǒng)的確定55給水除氧55除氧器的類型和選擇確定57回?zé)岢槠綦x閥與止回閥58回?zé)嵴羝艿赖某醪皆O(shè)計(jì)59設(shè)計(jì)要求59設(shè)計(jì)參數(shù)59管徑的計(jì)算60第八章疏放水系統(tǒng)628.1疏放水系統(tǒng)的組成628.2發(fā)電廠的疏水系統(tǒng)62結(jié)束語65致謝66參考文獻(xiàn)67附錄67外文原文67外文譯文74畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書78開題報(bào)告80摘要論證1000MW：電廠原則性熱力系統(tǒng)的新方案，新型鍋爐、汽輪機(jī)等主設(shè)備的選型，通過發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)計(jì)算確定在閥門全開工況下各部分汽水流量及其參數(shù)、發(fā)電量、供熱量及全廠性的熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，由此可衡量熱力設(shè)備的完善性，熱力系統(tǒng)的合理性，運(yùn)行的安全性和全廠的經(jīng)濟(jì)性。ABSTRACTChina'scoalresourcesinthecountry,howtoimprovetheefficiencyofcoal-firedgeneratingunitstoreduceharmfulgasemissionsbecomeverypressingissueonthefrontofthedecision-makingandscientificresearchdepartments.Accordingtothetechnicalstatistics,theultra-supercriticalunitefficiencyoftheunitputintooperationsincethe1990supto43%-48%,supplycoalconsumption260g/kw.h-290g/kw.hthanwiththecapacityofconventionalsupercriticalunitefficiencyimprovedby4%-5%,theShakespearesupercriticalunitsandhighefficiencyofabout8%-10%.Therefore,greateffortstodevelopultra-supercriticalthermalpowerunitsisanurgentneedtobewelcomedbyChina'smajorenergydevelopmentstrategy.Fromtheprincipleofthermodynamicsystemofthedemonstrationpowerplantofacomprehensivethermalsystemsnewprograms,newboilers,turbinesandotherequipmentselection,designofpowerplantsusingnon-standarddesign,andtheprinciplepowerplantthermalsystemtocalculatethemainpurposeistodeterminethevariouspartsofsoftdrinksflowanditsparametersgeneratingcapacityatdifferentloadconditionsforheatandthermaleconomicindicatorsofthewholeplant,thusmeasurableimprovementofthermalequipment,reasonablethermodynamicsystem,safetyofoperationandtheeconomyofthewholeplant,theoptimizationofthethermalsystemisreasonablypracticablemeasures.KeywordsUltra-supercritical;unitsThermalsystem；ParameterKeywordsUltra-supercritical;unitsThermalsystem；ParameterEfficiencyEquipmentEfficiency緒論0.1超超臨界的概念0.2發(fā)展超超臨界火電機(jī)組的戰(zhàn)略意義0.3超超臨界火電機(jī)組國內(nèi)外現(xiàn)狀0.4中國發(fā)展超超臨界火電機(jī)組的必要性和迫切性0.5論文的結(jié)構(gòu)介紹第一章主設(shè)備選型1.1發(fā)電廠類型和容量的確定發(fā)電廠的設(shè)計(jì)，必須按國家規(guī)定的基本建設(shè)程序進(jìn)行。發(fā)電廠設(shè)計(jì)的程序?yàn)椋撼醪娇尚行匝芯俊⒖尚行匝芯?、初步設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)。在初步可行性研究報(bào)告中就應(yīng)明確發(fā)電廠的類型和容量，通常是根據(jù)建廠地區(qū)電力系統(tǒng)現(xiàn)有容量、發(fā)展規(guī)劃、負(fù)荷增長速度和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)并對(duì)燃料來源、交通、水源及環(huán)保等進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較和雞精效益分析后確定的。若該地區(qū)只有電負(fù)荷，可建凝汽式電廠；當(dāng)有供熱需要，且供熱距離與技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件合理時(shí)，發(fā)電廠應(yīng)優(yōu)先考慮熱電聯(lián)產(chǎn)。新建或擴(kuò)建的發(fā)電廠應(yīng)以煤為主要燃料。燃料低熱值煤（低質(zhì)原煤、洗中煤、褐煤等）的凝汽式發(fā)電廠宜建在燃料產(chǎn)地附近；有條件時(shí)，應(yīng)建礦口發(fā)電廠。在天然氣供應(yīng)有保證的地區(qū)可考慮新建、擴(kuò)建或改建燃?xì)庖灰徽羝?lián)合循環(huán)電廠，以提高發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)型，改善電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和滿足環(huán)境保護(hù)的要求。影響機(jī)組容量選擇的因素有：①電網(wǎng)（單機(jī)容量＜電網(wǎng)容量的10%;②汽輪機(jī)背壓；③汽輪機(jī)末級(jí)排汽面積（葉片高度）；④汽輪發(fā)電機(jī)組（單軸）轉(zhuǎn)子長度；⑤發(fā)電機(jī)組的大容量化，即單軸串聯(lián)布置或雙軸并列布置。一般而言單機(jī)容量增大，單位容量的造價(jià)降低，也可提高效率，但根據(jù)國外多年分析研究得出，提高單機(jī)容量固然可以提高效率，但當(dāng)容量增加到一定的限度（1000MWV后，再增加單機(jī)容量對(duì)提高熱效率不明顯。國外已投運(yùn)的超超臨界機(jī)組單機(jī)容量大部分在700MW1000M他問。就鍋爐而言，單機(jī)容量繼續(xù)增大，受熱面的布置更為復(fù)雜，后部煙道必須是雙通道，還必須增加主蒸汽管壁厚或增加主蒸汽管道的數(shù)目。單機(jī)容量的進(jìn)一步增大還將受到汽輪機(jī)的限制。近30年來，汽輪機(jī)單機(jī)容量增長緩慢，世界上現(xiàn)役的單軸汽輪機(jī)大部分為900MWA下，最大功率單軸汽輪機(jī)仍然是前蘇聯(lián)制造的1200M幃輪機(jī)，雙軸最大功率汽輪機(jī)是美國西屋公司制造的（60Hz）1390MW目前世界上900MW以上的機(jī)組，無論50H斑是60Hz,都是以雙軸布置占多數(shù)。但是隨著近年來參數(shù)的不斷提高，更長末葉片的開發(fā)以及葉片和轉(zhuǎn)子材料的改進(jìn)，單軸布置越來越成為新的發(fā)展趨勢。機(jī)組蒸汽參數(shù)和機(jī)組容量的選擇應(yīng)該從現(xiàn)有國內(nèi)制造業(yè)基礎(chǔ)及技術(shù)可行性考慮，從效率、單位千瓦投資、占地、建設(shè)周期、我國經(jīng)濟(jì)和電力工業(yè)發(fā)展的需要進(jìn)行綜合考慮，選擇符合我國國情的大型化超超臨界機(jī)組方案。1.2主要設(shè)備選擇原則機(jī)組的蒸汽參數(shù)是決定機(jī)組熱效率，提高熱經(jīng)濟(jì)性的重要因素。提高蒸汽參數(shù)（蒸汽的初始?jí)毫蜏囟龋⒉捎迷贌嵯到y(tǒng)、增加再熱次數(shù)，都是提高機(jī)組效率的有效方法。根據(jù)工程熱力學(xué)原理，工質(zhì)參數(shù)提高必然使得機(jī)組的熱效率提高，這主要是改善熱力循環(huán)系統(tǒng)所致。從研究成果可知，主蒸汽溫度每提高10C,熱效率值可提高約0.28%;再熱蒸汽溫度每提高10C,熱效率可提高約0.18%。對(duì)于一次中間再熱的超臨界參數(shù)以上的機(jī)組，工質(zhì)壓力每提高1MPa熱效率大約可提高0.2%。因此，在同比條件下（均為一次再熱），主蒸汽壓力從25MP升至31MPa機(jī)組熱效率相對(duì)只提高約1%只有單純將溫度從566C/566C提高至600C/600C時(shí)效率提高值的一半。部分專家的分析意見認(rèn)為，我國目前超超臨界機(jī)組的主汽壓力應(yīng)取在世界先進(jìn)水平28?31MP的下限，這主要是考慮到提高設(shè)備的可靠性。根據(jù)早期超超臨界機(jī)組的運(yùn)行情況看，機(jī)組事故的產(chǎn)生多是由于高壓段參數(shù)所引起。另一個(gè)考慮就是降低設(shè)備的造價(jià)。主汽參數(shù)的選擇對(duì)造價(jià)影響非常大，特別是在鍋爐受熱面和汽輪機(jī)高壓缸。但對(duì)于主汽壓力25MP的情況來說，采用25MPa/600C/600C與相同容量常規(guī)超臨界24.2MPa/566C/566C機(jī)組相比，除部分材料及圖紙需要更改外，大部分圖紙可以通用，技術(shù)繼承性較好。從近年來國際上超超臨界機(jī)組參數(shù)發(fā)展看，主流是走大幅度提高蒸汽溫度（取值相對(duì)較高600C左右）、小幅度提高蒸汽壓力（取值多為25MP就右）的技術(shù)發(fā)展之路。此技術(shù)路線問題單一，技術(shù)繼承性好，在材料成熟前提下可靠性較高、投資增加少、熱效率增加明顯，即綜合優(yōu)點(diǎn)突出，此技術(shù)路線以日本為代表。另一種技術(shù)發(fā)展是蒸汽壓力和溫度都取值較高（28?30MPa600C左右）、從而獲得更高的效率，主要以丹麥的技術(shù)發(fā)展為代表。近年德國也將蒸汽壓力從28MPai至25MP癥右。超超臨界今后發(fā)展重點(diǎn)仍偏重在材料研發(fā)與溫度提高上。將目前已經(jīng)達(dá)到的600?610C平臺(tái)，依次躍升到650?660C、700?710C及750?760C三個(gè)臺(tái)階。與此同時(shí)，在技術(shù)已經(jīng)成熟及不斷降低制造成本、提高自動(dòng)化水平前提下，也會(huì)繼續(xù)嘗試升壓之路，把初壓最終提高到35Mp擬上并采用兩次再熱，使汽輪機(jī)效率達(dá)到最高境界。應(yīng)該看到，世界上先進(jìn)的超臨界和超超臨界電站的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)表明，機(jī)組效率的提高來源于許多方面的因素，如：較低的鍋爐排煙溫度，高效率的主、輔機(jī)設(shè)備，煤的良好燃燒，較高的給水溫度，較低的凝汽器壓力，較低的系統(tǒng)壓損，蒸汽再熱級(jí)數(shù)，等等。據(jù)國外研究報(bào)告估計(jì)，僅由于提高蒸汽參數(shù)而提高的效率最多為效率總提高量的一半左右。因此，發(fā)展超超臨界機(jī)組的工作不僅僅是簡單地提高蒸汽參數(shù)就可以實(shí)現(xiàn)，還必須同時(shí)注重其他相關(guān)技術(shù)的開發(fā)和研究工作。汽輪機(jī)組對(duì)汽輪機(jī)組的選擇，是指容量、參數(shù)和臺(tái)數(shù)的選擇。（1）汽輪機(jī)容量發(fā)電廠的機(jī)組容量應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)規(guī)劃容量、負(fù)荷增長速一臺(tái)機(jī)組發(fā)生事故時(shí)，電網(wǎng)安全和供電質(zhì)量（電壓和頻率）才能得到一定的保證，以便迅速啟動(dòng)事故度和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)等因素進(jìn)行選擇。最大機(jī)組容量不宜超過系統(tǒng)總?cè)萘康?0%這樣，當(dāng)最大備用機(jī)組，保證安全供電。對(duì)于負(fù)荷增長較快的形成中的電力系統(tǒng)，應(yīng)選用效率高的600、1000MWL組。(2)汽輪機(jī)參數(shù)我國電網(wǎng)容量超過1000MWJ大電網(wǎng)已越來越多，因此符合采用高效率大容量中間再熱式汽輪機(jī)組的條件。近年建設(shè)的大型凝汽式火電廠汽輪機(jī)組大多為600?1000MWV其參數(shù)為超臨界壓力和超超臨界壓力。截至200孫9月底，全國已有10臺(tái)百萬千瓦超超臨界壓力機(jī)組投運(yùn)。(3)汽輪機(jī)臺(tái)數(shù)火電廠最終的汽輪發(fā)電機(jī)組臺(tái)數(shù)不宜過多，一般以4?6臺(tái)、機(jī)組容量等級(jí)以不超過兩種為好。且同容量機(jī)、爐宜采用同一制造廠的同一類型或改進(jìn)類型，其配套設(shè)備的類型也宜一致。這樣可使主廠房投資少，布置緊湊、整齊，備品配件通用率高，占用流動(dòng)資金少，便于運(yùn)行管理。對(duì)兼有熱力負(fù)荷的地區(qū)，經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較證明合理時(shí)，應(yīng)采用供熱式機(jī)組。供熱式機(jī)組的類型、容量及臺(tái)數(shù)，應(yīng)根據(jù)近期熱負(fù)荷和規(guī)劃熱負(fù)荷的大小和特性，按照以熱定電的原則，通過比較選定，同樣宜優(yōu)先選用高參數(shù)、大容量的抽汽式供熱機(jī)組。對(duì)于有穩(wěn)定可靠的熱負(fù)荷，可考慮選擇背壓式機(jī)組或抽汽背壓式機(jī)組。至于熱電廠中機(jī)組的臺(tái)數(shù)，為了確保熱用戶在任何時(shí)候都能獲得所需要的熱負(fù)荷，最終規(guī)模控制在四機(jī)五爐。當(dāng)熱電廠是分期建設(shè)時(shí)，第一期工程如安裝一臺(tái)汽輪機(jī)，必須有備用鍋爐，所以配一機(jī)二爐為好。當(dāng)汽輪機(jī)或鍋爐發(fā)生故障時(shí)，也不會(huì)影響熱用戶。鍋爐機(jī)組(1)鍋爐參數(shù)大容量機(jī)組鍋爐過熱器出口額定蒸汽壓力通常選取汽輪機(jī)額定進(jìn)氣壓力的105%過熱器出口額定蒸汽溫度選取比汽輪機(jī)額走進(jìn)氣溫度高3oC。冷段再熱蒸汽管道、再熱器、熱段再熱蒸汽管道額定工況下的壓力降宜分別取汽輪機(jī)額定工況下高壓缸汽壓力的1.5%?2.0%,5%3.5%?3.0%。再熱器出口額定蒸汽溫度比汽輪機(jī)中亞缸額定進(jìn)汽溫度高3oC為宜，主要是為減少主蒸汽和再熱蒸汽的壓降和散熱損失，提高循環(huán)熱效率。(2)鍋爐類型大型火電廠鍋爐幾乎都采用煤粉爐，其效率高，可達(dá)90%-93%容量不受限制，目前與1000MWL組配套的鍋爐蒸發(fā)量已達(dá)3000t/h以上。因此鍋爐類型的選擇還要考慮水循環(huán)方式。水循環(huán)方式與蒸汽初參數(shù)有關(guān)，通常亞臨界參數(shù)以下多菜采用自然循環(huán)汽包爐，循環(huán)安全可靠，熱經(jīng)濟(jì)性高；亞臨界參數(shù)可采用自然循環(huán)或強(qiáng)制循環(huán)，后者能適應(yīng)調(diào)峰情況下承擔(dān)低負(fù)荷時(shí)水循環(huán)的安全；超臨界參數(shù)只能采用強(qiáng)制循環(huán)直流爐。（3）鍋爐容量與臺(tái)數(shù)凝汽式發(fā)電廠一般一機(jī)配一爐，不設(shè)備用鍋爐。鍋爐的最大連續(xù)蒸發(fā)量（BMCR按汽輪機(jī)最大進(jìn)汽量工況相匹配。對(duì)裝有供熱式機(jī)組的發(fā)電廠，選擇鍋爐容量和臺(tái)數(shù)時(shí)，應(yīng)核算在最小熱負(fù)荷工況下，汽輪機(jī)的進(jìn)汽量不得低于鍋爐最小穩(wěn)定燃燒的負(fù)荷（一般不宜小于1/3鍋爐額定負(fù)荷）以保證過路的安全穩(wěn)定運(yùn)行。選擇熱電廠鍋爐容量時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮當(dāng)一臺(tái)容量最大的鍋爐停用時(shí)，其余鍋爐（包括可利用的其他可靠熱源）應(yīng)滿足以下要求：（1）熱力用戶連續(xù)生產(chǎn)所需的生產(chǎn)用汽量；（2）冬季采暖、通風(fēng)和生活用熱量的60%-75%嚴(yán)寒地區(qū)取上限。此時(shí)，可降低部分發(fā)電出力。當(dāng)發(fā)電廠擴(kuò)建供熱機(jī)組，且主蒸汽及給水管道采用母管制時(shí)，鍋爐容量的選擇應(yīng)連同原有部分全面考慮。1.3主設(shè)備選擇鍋爐選擇為哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司設(shè)計(jì)的超超臨界變壓運(yùn)行直流鍋爐（型號(hào)：HG-2953/27.56-YM1）,最大連續(xù)蒸發(fā)量為2996.3t/h,額定蒸發(fā)量為2909.03t/h,主蒸汽額定溫度為605oC,主汽壓力27.56MPa,再熱汽溫600oC,再熱汽壓5.746MPq啟動(dòng)系統(tǒng)采用內(nèi)置式汽水分離器和爐水循環(huán)泵；點(diǎn)火系統(tǒng)同時(shí)配備了油槍和等離子系統(tǒng)。汽輪機(jī)為上海汽輪機(jī)廠（德國西門子公司提供技術(shù)支持）設(shè)計(jì)的一次中間再熱、單軸、四缸四排汽、雙背壓、凝汽式汽輪機(jī)（型號(hào)：N1000-26.25/600/600（TC4F）），額定功率1000MWV主蒸汽額定溫度為600oC,主汽壓力26.25MPq再熱汽溫600oC,再熱7^壓力5.746MP2采用八級(jí)不可調(diào)整抽汽。給水系統(tǒng)設(shè)置兩臺(tái)50%容量的汽動(dòng)給水泵和1臺(tái)25%容量的電動(dòng)啟動(dòng)給水泵在正常運(yùn)行工況下，給水泵汽輪機(jī)的汽源來自第四級(jí)抽汽；在低負(fù)荷和啟動(dòng)工況下，給水泵汽輪機(jī)的汽源來自冷再熱蒸汽。給水泵汽輪機(jī)的排汽經(jīng)排汽管道和排汽蝶閥排到主機(jī)凝汽器；旁路系統(tǒng)采用容量為40%BMCR高、低壓兩級(jí)串聯(lián)系統(tǒng)?；?zé)岢槠到y(tǒng)里，高壓缸設(shè)有一級(jí)抽汽，第二級(jí)抽汽采用高壓缸排汽，中壓缸有兩級(jí)抽汽、低壓缸有四級(jí)抽汽，分別供給三只高加，一只除氧器，四只低加。第四級(jí)抽汽還供給兩只給水泵小汽輪機(jī)用汽。本機(jī)組設(shè)有兩級(jí)串聯(lián)的高、低壓旁路系統(tǒng)。該旁路系統(tǒng)配置瑞士CCIAG/SULZE松司制造的AV計(jì)旁路控制系統(tǒng)，由高低壓旁路控制裝置、高低壓控制閥門、液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)及其供油裝置等組成。該旁路系統(tǒng)具有40%BMC高壓旁路容量和40%BMC%噴水量的低壓旁路容量。主蒸汽管與汽機(jī)高壓缸排汽逆止閥后的冷段再熱蒸汽管之間連接高壓旁路，使蒸汽直接進(jìn)入再熱器；再熱器出口管路上連接低壓旁路管道使蒸汽直接進(jìn)入凝汽器。在機(jī)組啟停、運(yùn)行和異常情況期間，旁路系統(tǒng)起到控制、監(jiān)視蒸汽壓力和鍋爐超壓保護(hù)的作用。第二章原則性熱力計(jì)算發(fā)電廠熱力系統(tǒng)計(jì)算目的在熱力發(fā)電廠的設(shè)計(jì)或運(yùn)行中，常需進(jìn)行全廠熱力系統(tǒng)計(jì)算。例如：①論證發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)的新方案；②新型汽輪機(jī)本體的定型設(shè)計(jì)；③設(shè)計(jì)電廠采用非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)；④擴(kuò)建電廠時(shí)，新舊設(shè)備共用的熱力系統(tǒng)；⑤運(yùn)行電廠對(duì)原有熱力系統(tǒng)作較大改進(jìn)；⑥分析研究發(fā)電廠熱力設(shè)備的某一特殊運(yùn)行方式，如高壓加熱器停運(yùn)后減少出力，增大推力軸承的應(yīng)力是否超過設(shè)計(jì)值等。前四項(xiàng)為電廠設(shè)計(jì)時(shí)后兩項(xiàng)為電廠運(yùn)行時(shí)進(jìn)行的全廠熱力系統(tǒng)計(jì)算。發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)計(jì)算的主要目的就是要確定在不同負(fù)荷工況下各部分汽水流量及其參數(shù)、發(fā)電量、供熱量及全廠性的熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，由此可衡量熱力設(shè)備的完善性，熱力系統(tǒng)的合理性，運(yùn)行的安全性和全廠的經(jīng)濟(jì)性。如根據(jù)最大負(fù)荷工況計(jì)算的結(jié)果，可作為發(fā)電廠設(shè)計(jì)時(shí)選擇鍋爐、熱力輔助設(shè)備、各種汽水管道及其附件的依據(jù)。對(duì)于凝氣式電廠，根據(jù)平均電負(fù)荷工況計(jì)算結(jié)果，可以確定設(shè)備檢修的可能性。如運(yùn)行條件惡化（夏季冷卻水溫升高至30C等），而電負(fù)荷又要求比較高時(shí)，還必須計(jì)算這種特殊工況。對(duì)于僅有全年性工藝熱負(fù)荷的熱電廠，一般只計(jì)算電、熱負(fù)荷均為最大時(shí)的工況和電負(fù)荷為最大、熱負(fù)荷為平均值時(shí)的工況兩種。對(duì)于有季節(jié)性熱負(fù)荷（如采暖）的熱工廠，還要計(jì)算季節(jié)性熱負(fù)荷為零時(shí)的夏季工況，校對(duì)熱電廠在最大熱負(fù)荷時(shí)，抽汽凝氣是汽輪機(jī)最小凝氣流量。熱電廠在不同熱負(fù)荷下全年節(jié)省的燃料量也需要通過計(jì)算獲得。熱力系統(tǒng)計(jì)算方法與步驟全廠性熱力系統(tǒng)的計(jì)算方法有：常規(guī)計(jì)算法、等效始降法、循環(huán)函數(shù)法、等效抽汽法等。這里主要采用常規(guī)的手工計(jì)算法。為便于計(jì)算，凡對(duì)回?zé)嵯到y(tǒng)有影響的外部系統(tǒng)，如輔助熱力系統(tǒng)中的鍋爐連續(xù)排污利用系統(tǒng)、對(duì)外供熱系統(tǒng)等，應(yīng)先進(jìn)行計(jì)算。因此全廠熱力系統(tǒng)計(jì)算應(yīng)按照“先外后內(nèi)，由高到低”的順序進(jìn)行。計(jì)算的基本公式是熱平衡式、物質(zhì)平衡式和汽輪機(jī)功率方程式，具體步驟如下：1、整理原始資料根據(jù)給定的原始資料，整理、完善及選擇有關(guān)的數(shù)據(jù)，以滿足計(jì)算的需要。（1）將原始資料整理成計(jì)算所需的各處汽、水比始值，如新蒸汽、抽汽、凝氣比始。加熱器出口水、疏水、帶疏水冷卻器的疏水及凝汽器出口水比始，再熱熱量等。整理汽水參數(shù)大致原則如下：1）若已知參數(shù)只有汽輪機(jī)的新汽、再熱蒸汽、回?zé)岢槠膲毫?、溫度、排氣壓力時(shí)，需根據(jù)所給定的汽輪機(jī)相對(duì)內(nèi)效率，通過水和水蒸氣熱力性質(zhì)圖表或畫出汽輪機(jī)蒸汽膨脹過程的h—s圖，并整理成回?zé)嵯到y(tǒng)汽水參數(shù)表；2）加熱器汽側(cè)壓力等于抽汽壓力減去抽汽管道壓損；3）加熱器疏水溫度和疏水比始分別為汽側(cè)壓力下對(duì)應(yīng)的飽和水溫度和飽和水比始；4）高壓加熱器水側(cè)壓力取為給水泵出口壓力，低壓加熱器水側(cè)壓力取為凝結(jié)水泵出口壓力；5）加熱器出口水溫由疏水溫度和加熱器出口端差決定；6）加熱器出口水比始由加熱器出口水溫和水側(cè)壓力查水蒸氣h—s表得出；7）疏水冷卻器出口水溫由加熱器進(jìn)口水溫和加熱器入口（下）端差決定；8）疏水冷卻器出口水比始由加熱器汽側(cè)壓力和疏水冷卻器出口水溫查h-s表得出;（2）合理選擇及假定某些為給出的數(shù)據(jù)，他們有：1）新蒸汽壓損；2）回?zé)岢槠麎簱p；3）加熱器出口端差及入口端差，可參考下表2-1選取。表2-1加熱器端差取用表端差上端差8下端差8無過熱蒸汽冷卻段有過熱蒸汽冷卻段數(shù)值2c?6c-2C?2c5c?10C2、回?zé)岢槠康挠?jì)算按照“先外后內(nèi)，由高到低”的順序計(jì)算。先計(jì)算鍋爐連續(xù)排污系統(tǒng)，求得Df、Dma、hW、ma之后，再進(jìn)行“內(nèi)部”回?zé)嵯到y(tǒng)計(jì)算，按“由高到低”的順序進(jìn)行回?zé)岢槠緿j的計(jì)算。3、物質(zhì)平衡計(jì)算由物質(zhì)平衡式可計(jì)算凝氣流量Dc或新蒸汽量D。，然后用汽輪機(jī)功率方程計(jì)算出相應(yīng)的量來校核，滿足工程上允許的1%-2%；下的誤差范圍即可。4、熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)的計(jì)算主要包括汽輪機(jī)汽耗D。'、熱耗Q。、鍋爐熱負(fù)荷Qb及管道效率1的計(jì)算，以及全廠ncp、qcp、bSp等的計(jì)算。

發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)的擬定初步擬定原則性熱力系統(tǒng)圖2.1圖2.11000mw超超臨界機(jī)組原則性熱力系統(tǒng)圖全廠原則性熱力系統(tǒng)計(jì)算.4.1原始數(shù)據(jù)已知條件如下(閥門全開工況時(shí)(Pe=1049.847MW).汽輪機(jī)形式和參數(shù)汽輪機(jī)為上海汽輪機(jī)有限公司和德國西門子公司聯(lián)合設(shè)計(jì)制造的超超臨界壓力，一次中間再熱，單軸，四缸四排汽，雙背壓，八級(jí)回?zé)岢槠磩?dòng)凝汽式汽輪機(jī)。機(jī)組型號(hào)N1000—26.25/600/600(TC4F初蒸汽參數(shù)P0=26.25MPat0=600C再熱蒸汽參數(shù)inin高壓缸排汽prh=p2=6.393MPa,lrh=l2=377.8Coutout中壓缸進(jìn)汽Prh=5.746MPqtrh=600C平均排汽壓力Pc=(0.00440+0.0054)/2=0.0049MPa給水溫度tfw=297.3C1~3號(hào)高壓加熱器及5號(hào)低壓加熱器均設(shè)有蒸汽冷卻段和疏水冷卻段，6號(hào)低壓加熱器帶疏水泵，7?8號(hào)低壓加熱器設(shè)有疏水冷卻段，但疏水進(jìn)入一個(gè)術(shù)后歲加熱器DC各加熱器的端差見表2-2。表2-2加熱器端差-1.7002.82.82.82.85.65.65.65.6在VWO：況下各回?zé)岢槠膲毫蜏囟?，加熱器壓力和疏水冷卻器出口水始，加熱器出口水始等見表2-3。表2-3各回?zé)岢槠麉?shù)項(xiàng)目單位各計(jì)算點(diǎn)H1H2H3H4H5H6H7H8SG排汽C抽汽參數(shù)壓力MPa8.3916.3932.4191.1900.6590.2580.0670.0250.0049溫度417.3377.8464.6364.2285.1184.5蒸汽始飽和水始136.2

項(xiàng)目單位各計(jì)算點(diǎn)H1H2H3H4H5H6H7H8SG排汽C加熱器水溫水始加熱器出口水溫2797.9277.8220.6184.9/191.2157.7123.984.761.031.330.6/30.8疏水始1253.4973.4838.2546.3532.5366.4266.9417.8出口水始1317.11218.5957.0785.0/828.5666.0521.4355.7256.4132.5128.3/131.3進(jìn)口水始1218.5957.0828.5666.0522.9355.7256.4147.4131.3注：分子分母分別表示水泵進(jìn)出口溫度或者比始。2,鍋爐類型和參數(shù)鍋爐類型：HG2953/27.46YM1型變壓運(yùn)行直流燃煤鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量為2996.3t/h,額定蒸發(fā)量為2909.03t/h,銘牌工況下主要參數(shù)如下過熱蒸汽出口參數(shù)：Pb=27.56MPat0=605outout再熱蒸汽出口參數(shù)：Prh（b）=5.81MPa,trh（b）=603inin再熱蒸汽進(jìn)口參數(shù)：Prh（b）=6.12MPa,%（b）=372鍋爐效率：b=93.8%鍋爐過熱器減溫水取自省煤器出口，再熱器減溫水取自給水泵中間抽頭

.計(jì)算中采用的其他數(shù)據(jù)(1)小汽水流量制造廠家提供的軸封汽量及其參數(shù)如表2-4所示表2-4軸封汽量及其參數(shù)項(xiàng)目單位Dsg1Dsg2工DHg工DSg汽量910.82034汽始3193.23194.4去處SG上表中，為高壓缸軸封總漏汽量，其中引入高壓缸排氣管道的軸封漏汽量為18662.4kg/h,引入中低壓連通管的軸封漏汽量為11044.8kg/h,引入SG的軸封漏汽量為“D1

sg324kg/h,引入凝汽器的軸封漏汽量為2966.4kg/h;為中低壓缸軸封總漏汽量，其中引入SG的的漏7^量為144kg/h,引入凝汽器的的漏汽量為1299.6kg/h。全廠汽水損失D1=0.01Db.(2)其他有關(guān)的數(shù)據(jù)選擇回?zé)峒訜崞餍蔴=0.99補(bǔ)充水入口水溫tma=15hw,ma=62.8kj/kg。在計(jì)算工況下機(jī)械效率給水泵組始開小汽機(jī)用汽量m=99.6%),發(fā)電機(jī)效率在計(jì)算工況下機(jī)械效率給水泵組始開小汽機(jī)用汽量pupuhfw=43.5kj/kg,凝結(jié)水泵組始開hcw=3kj/kgDlt=168109.2kg/h。(3)新蒸汽，再熱蒸汽及排污擴(kuò)容器計(jì)算點(diǎn)汽水參數(shù)如表2-5.表2-5各計(jì)算點(diǎn)汽水參數(shù)

600377.86003485.23482.13111.63660.8549.22.4.2熱力計(jì)算過程1,.整理原始資料得計(jì)算總汽水總始值，如上表。2,全廠物質(zhì)平衡汽輪機(jī)總耗氣量鍋爐蒸發(fā)量D鍋爐蒸發(fā)量Db=D0D1=D00.01Db鍋爐給水量Dfw=D鍋爐給水量Dfw=Db=1.0101D0補(bǔ)充水量Dma=D1=0.01Db=0.01010g03,計(jì)算汽輪機(jī)各段抽汽量3,計(jì)算汽輪機(jī)各段抽汽量Dj和凝氣流量Dc(1)高壓加熱器H1:由H1熱平衡式求D1Di(hi-h，)w1-Di(hi-h，)w1-hW2)DiDfw(hwi-hh1-hW1)h=DfW(h=0.052220D0b2(h2(2)高壓加熱器H2:-hw2)'D1(hw1-hw2)'h=DfW(hb2(h2求得：D2=0.117944D0物質(zhì)平衡得H2疏水量Ddr2Ddr2=D1D2=0.170164D0計(jì)算再熱蒸汽量Drh

由高壓缸物質(zhì)平衡可得Drh=D0-，D1-D1-D218662.4=0.829836DO-14335.2(3)高壓加熱器H3h：4=hW4+Ah]=785.0+43.5=828.5(kj/kg)-hw3)Ddr2(-hw3)Ddr2(hW2/W3)-h=Dfw(hpu、w3hw4/可求得：D3=0.042450D0H3的疏水量Ddr3=Ddr2D3=0.212614D0(4)除氧器D4由于計(jì)算工況下再熱減溫水量是0,因此除氧器出口水量Dfw=D,=0.0101D0。第四段抽汽D4包括除氧器加熱用汽D4‘和小汽輪機(jī)用汽Dlt兩個(gè)部分。w4-hw5)P4(h4-hw5)+Ddr363-hw5)Jh=Dw4-hw5)求得:D4=0.033670D0除氧器進(jìn)水量Dc4Dc4=Dfw-Ddr3-D4=0.763816D0第四段抽汽D4FD4=D4Dlt=0.033670D0168109.2(5)低壓加熱器H5:將疏水泵混合點(diǎn)M包括在H5的熱平衡范圍內(nèi)，分別列出H5和H6兩個(gè)熱平衡式,然后聯(lián)立求解。由低壓加熱器H5熱平衡計(jì)算D5(Dc4-D5-D6)(hw5-hw6)+(D5+06)(hw5—h6)=D5(h5-h：5)h整理可得：D5-0.044725D0-0.004495D6(6)低壓加熱器H6:(Dc4-D5-D6)(hw6-hw7)=|D6(h6-h6')+D5(h：5-h6')}h整理后可得D6=0.051732D0-0.073312D5聯(lián)立(5)(6)中的式子，可解得D5-0.044507D0D6=0.048469D0低壓加熱器進(jìn)水量Dc6cuDc6=Dc4-D5-D6=0.763816D0-0.044507D0-0.048469D0=0.670840D0(7)低壓加熱器H7:由低壓加熱器H7的熱平衡求D7rDc6(hw7-hwJ=D7(h7-h7)h可求得D7=0.029931D0H7的疏水量Ddr7Ddr7=D7=0.029931D0(8)低壓加熱器H8由低壓加熱器H8,疏水冷卻器DC軸封冷卻器SG和凝汽器熱井構(gòu)成一個(gè)整體的熱平衡計(jì)算D8Dc6(hw8-h])=[D8(h8-hJ+Ddr7(h7<hc)+Dsg1(hsg1-hc)+DC6Ahp：^h可求得D8-0.03093CDo-1187.088297疏水冷卻器DC的疏水量DdrdcIUCDdrdc=Dd.7D8=0.060861D0-1187.088297(9)由凝汽器熱井的物質(zhì)平衡計(jì)算DcDc=Dc6-Ddrdc-Dsg1-Dsg2-Dma-D|t=(0.670840-0.060861-0.010101D0-(168109.2+910.8+2034-1187.088297)=0.599878D0-169866.9117由汽輪機(jī)物質(zhì)平衡校核TOC\o"1-5"\h\z82Dc=D0-._Dj-._Dsgj11=D0-(0.400121D0+166922.1117)-2944.8-0.599879D0-169866.9117Dc與Dc誤差很小，符合要求。計(jì)算結(jié)果如表2-6.表2-6計(jì)算結(jié)果D(kg/h)h(kj/kg)D。h0=3482.1Drh=0.829836D0-14335.2qrh=549.2D1=0.052220D0h〔=3179.9D2=0.117944D0h2=3111.6

D3=0.042450D0h3=3384.8D4=0.033670D0+168109.21%=3184.7D5=0.044507D0h5=3029.5D6=0.048469D0h6=2836.4D7=0.029931D0h7=2614.5D8=0.030930D0-1187.088297h8=2481.7Dc=0.599878D0-169866.9117hc=2310.8c8￡Dj=0.400121D0+166922.11171D(kg/h)H(kj/kg)Dsg1=910.8hsg1=3193.2Dsg2=2034hsg2=3149.42ZDsgj=2944.814.汽輪機(jī)汽耗計(jì)算以及功率校核(1)計(jì)算汽輪機(jī)內(nèi)功率82Wi=D0h°Drhqrh--Djhj-Dchc「Dsgjhsgj11代入已知數(shù)據(jù)，整理可得：Wi=1340.360661DO-157090.0506103(2)由功率方程式求D0Wi=Pe/m/g3600=1049847/0.9906/0.9963600=3830635686(kj/h)=1340.360661D0-157090.0506103D0=2975114kg/h=2975.114t/h(3)求各級(jí)抽汽量及功率校核將D0數(shù)據(jù)代入各處汽水相對(duì)值和各抽汽及排汽內(nèi)功率，列入下表中功率校核8W「=Wc+zWj=3835938422(kj/kg)1iWi-Wi覦=p——-=0.138%1%Wi表2-7各項(xiàng)汽水流量，抽汽及排汽內(nèi)功率項(xiàng)目數(shù)量(t/h)汽輪機(jī)汽耗D0=D0‘2975.114鍋爐烝發(fā)量Db=1.0101D03005.162651給水量Dfw=1.0101D03005.162651全廠汽7k損失Di=0.010101D030.051627化學(xué)補(bǔ)充水量Dma=0.010101D030.051627再熱蒸汽量Drh=0.829836D0-14335.22454.521501表2-8各段抽汽量項(xiàng)目抽汽量(t/h)內(nèi)功率Wij(kj/h)第一段抽汽D1155.36045346949.9289黑103第二段抽汽D2350.896846130007.2814M103第三段抽汽D3126.29359881648.80529M103

第四段抽汽D4268.281288一一3227126.9384x10第五段抽汽D5132.413399132651.7431x103第六段抽汽D6144.2008013172305.5371K10第七段抽汽D789.048137126163.4005x103第八段抽汽D890.8331873140755.1066x10汽輪機(jī)排汽Dc1614.83852432778329.681x105,熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)計(jì)算(1)機(jī)組熱耗Q。，熱耗率q,絕對(duì)電效率Q0=D0h。+D,hq「h+Dmahw,ma-Dfwhfw__3=7751455.18110q=Q0=7383.41kj/(kw*h)]Pe3600e==0.4876q(2)鍋爐熱負(fù)荷Qb和管道效率冊根據(jù)鍋爐蒸汽參數(shù)查過熱器出口始值h根據(jù)鍋爐蒸汽參數(shù)查過熱器出口始值hb=3485.2kj/kgQb=DbhbDrhhrh-Dfwhfw=7863516351M103(kj/h)=0.9857(3)全廠熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)全廠熱效率全廠熱耗率0.9380.98570.4876=0.4508cpbpe3600qcp全廠熱效率全廠熱耗率0.9380.98570.4876=0.4508cpbpe3600qcpncp36000.4508=7985.803kj/kwh】發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率bs=01空=91里=0.2728kg/(kw^h)]cp0.4508cp第三章輔助熱力系統(tǒng)補(bǔ)充水系統(tǒng)工質(zhì)損失在發(fā)電廠的生產(chǎn)過程中，工質(zhì)承擔(dān)著能量轉(zhuǎn)換與傳遞的作用，由于循環(huán)過程的管道、設(shè)備及附件中存在的缺陷或工藝需要，不可避免的存在各種汽水損失，它會(huì)直接影響發(fā)電廠的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。因?yàn)檫@不僅增大發(fā)電廠的熱損失，降低電廠的熱經(jīng)濟(jì)性，而且為了補(bǔ)充損失的工質(zhì)，還必須增加水處理設(shè)備的投資和運(yùn)行費(fèi)用。另外，補(bǔ)充水的水質(zhì)通常比汽輪機(jī)凝結(jié)水質(zhì)差，因此，工質(zhì)的損失還將導(dǎo)致補(bǔ)充水率增大，使給水品質(zhì)下降，汽包鍋爐排污量將增大，或造成過熱器結(jié)垢，或造成汽輪機(jī)通流部分積鹽，出力下降，推力增加等，影響機(jī)組工作的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。如新蒸汽損失1%電廠熱效率就降低1%所以，發(fā)電廠的設(shè)計(jì)、制造、安裝和運(yùn)行過程中，應(yīng)盡可能地減少各種汽水損失。例如，盡量用焊接代替法蘭連接；選擇較完善的熱力系統(tǒng)及汽水回收方式，提高工質(zhì)回收率及熱量利用率，，設(shè)置軸封冷卻器和鍋爐連續(xù)排污利用系統(tǒng)；提高設(shè)備及管制件的制造、安裝及維修質(zhì)量；加強(qiáng)運(yùn)行調(diào)整，合理控制各種技術(shù)消耗，將蒸汽吹灰改為壓縮空氣或鍋爐水吹灰，鍋爐、汽輪機(jī)和除氧器采用滑參數(shù)啟動(dòng)，再熱機(jī)組設(shè)置啟動(dòng)旁路系統(tǒng)等。補(bǔ)充水引入系統(tǒng)由于熱力系統(tǒng)中工質(zhì)損失，故需要對(duì)鍋爐進(jìn)行給水的補(bǔ)充，以彌補(bǔ)工質(zhì)的損失，保證系統(tǒng)系統(tǒng)汽水總量保持動(dòng)態(tài)穩(wěn)定。補(bǔ)充水引入系統(tǒng)不僅確保補(bǔ)充水量的需要，同時(shí)還涉及補(bǔ)充制取方式及補(bǔ)充水引入回?zé)嵯到y(tǒng)的地點(diǎn)選擇。因此，補(bǔ)充水引入系統(tǒng)發(fā)電廠工質(zhì)循環(huán)過程中雖然采取了各種減少工質(zhì)損失的措施，仍不可避免的存在一定數(shù)量的工質(zhì)損失，為了維持工質(zhì)損失的連續(xù)，需要將損失的工質(zhì)數(shù)量適時(shí)的足量補(bǔ)入循環(huán)系統(tǒng)。補(bǔ)入的工質(zhì)通常稱為補(bǔ)充水，可用以下公式計(jì)算Dma=DiDi。kg/h式中Dma——補(bǔ)充水量，kg/h；Dl——電廠內(nèi)部7^水損失量，kg/h；Di。一一電廠外部7^水損失量，kg/h；補(bǔ)充水引入系統(tǒng)如圖3.1o圖3.1補(bǔ)充水系統(tǒng)軸封蒸汽系統(tǒng)(1)軸封蒸汽系統(tǒng)為了讓提高發(fā)電廠的熱經(jīng)濟(jì)性，現(xiàn)代的汽輪機(jī)裝置到設(shè)有軸封蒸汽系統(tǒng)。軸封蒸汽系統(tǒng)的主要功能是向汽輪機(jī)、給水泵小汽輪機(jī)的軸封和主汽閥、調(diào)節(jié)閥的閥桿汽封提供密封蒸汽，同時(shí)將各汽封的漏汽合理導(dǎo)向或抽出。在汽輪機(jī)的高壓區(qū)段，軸封系統(tǒng)的正常功能是防止蒸汽向外泄漏，以確保汽輪機(jī)有較高的效率；在汽輪機(jī)的低壓區(qū)段，則是防止外界的空氣進(jìn)入汽輪機(jī)內(nèi)部，保證汽輪機(jī)有盡可能高的真空（即盡可能低的背參數(shù)），也是為了保證汽輪機(jī)組的高效率。軸封蒸汽系統(tǒng)主要是由密封裝置、軸封蒸汽母管、汽封冷卻器等設(shè)備及相應(yīng)的閥門、管路系統(tǒng)構(gòu)成。（2）軸封蒸汽系統(tǒng)的作用汽輪機(jī)在各種運(yùn)行工況下，軸封蒸汽系統(tǒng)都應(yīng)提供合乎要求的軸封和閥桿密封用汽。軸封蒸汽系統(tǒng)的作用可歸納為：①防止汽缸內(nèi)蒸汽和閥桿漏汽向外泄漏，污染汽輪機(jī)房環(huán)境和軸承潤滑油油質(zhì)。②防止機(jī)組正常運(yùn)行期間，高溫蒸汽流過汽輪機(jī)大軸，使其受熱從而引起軸承超溫。③在機(jī)組啟動(dòng)及正常運(yùn)行期間，防止空氣漏入汽缸的真空部分，保證凝汽器的抽真空效果及真空度。在汽輪機(jī)打閘停機(jī)及凝汽器需要維持真空的整個(gè)熱態(tài)停機(jī)過程中，防止空氣漏入汽輪機(jī)，加速汽輪機(jī)內(nèi)部冷卻，造成大軸彎曲。④回收汽封和閥桿漏汽，減少工質(zhì)和能量損失。輔助蒸汽系統(tǒng)發(fā)電廠中需要輔助蒸汽的用戶很多，有啟動(dòng)過程需要的，也有正在運(yùn)行的設(shè)備需要的。當(dāng)某機(jī)組處于啟動(dòng)階段時(shí)，它需要將正在運(yùn)行的相鄰機(jī)組的蒸汽引入本機(jī)組的蒸汽用戶（若是首臺(tái)機(jī)組啟動(dòng)則由啟動(dòng)鍋爐供汽），如對(duì)除氧器給水箱預(yù)熱；加熱鍋爐尾部暖風(fēng)器以提高進(jìn)入空氣預(yù)熱器的溫度，防止金屬腐蝕和堵灰；廠用熱交換器；汽輪機(jī)軸封；真空系統(tǒng)抽氣器；燃油加熱及霧化；水處理室等。當(dāng)機(jī)組正常運(yùn)行后，即可解決自身輔助蒸汽用戶的需要，同時(shí)也有能力向需要蒸汽的相鄰機(jī)組提供合格蒸汽。其正常汽源應(yīng)在滿足需要的前提下，盡可能用參數(shù)低的回?zé)岢槠?，以增大回?zé)嶙龉Ρ萖,提高電廠的熱經(jīng)濟(jì)性。同時(shí)還應(yīng)考慮當(dāng)汽輪機(jī)啟動(dòng)和回?zé)岢槠麉?shù)不能滿足要求時(shí)，要有備用汽源。輔助蒸汽的疏水，除了不能回收的或嚴(yán)重污染的（如加熱重油及霧化）外，一般均應(yīng)回收于熱力系統(tǒng)。輔助蒸汽系統(tǒng)的主要功能有兩方面。當(dāng)本機(jī)組處于啟動(dòng)階段而需要蒸汽時(shí)，可將正在運(yùn)行的相鄰機(jī)組（首臺(tái)機(jī)組啟動(dòng)則是輔助鍋爐）的蒸汽引送到本機(jī)組的蒸汽用戶，如除氧器水箱預(yù)熱、暖風(fēng)器及燃油加熱、廠用熱交換器、汽輪機(jī)軸封、真空系統(tǒng)抽氣器、燃油加熱及霧化、水處理室等；當(dāng)本機(jī)組正在運(yùn)行時(shí)，也可將本機(jī)組的蒸汽引送到相鄰（正在啟動(dòng)）機(jī)組的蒸汽用戶，或?qū)⒈緳C(jī)組再熱冷段的蒸汽引送到本機(jī)組各個(gè)需要輔助蒸汽的用戶。在機(jī)組啟動(dòng)期間，輔助蒸汽系統(tǒng)的汽源來自輔助鍋爐，向本機(jī)組除氧器、汽輪機(jī)軸封、燃油加熱及霧化、鍋爐暖風(fēng)器、鍋爐空預(yù)器吹灰器與沖洗加熱、磨煤機(jī)滅火、廠用熱交換器等供汽。在機(jī)組低負(fù)荷期間，隨著負(fù)荷的增加，當(dāng)再熱冷段壓力足夠時(shí)，輔助蒸汽開始由回?zé)岬谒亩纬槠┢?。來自第四段抽汽的蒸汽?jīng)調(diào)溫調(diào)壓后，送入輔助蒸汽母管，維持輔助蒸汽母管一定的溫度與壓力。減溫水來自汽輪機(jī)凝結(jié)水系統(tǒng)。在第四段抽汽蒸汽溫度高于一定溫度，軸封也由再熱冷段供汽。隨著負(fù)荷進(jìn)一步增加，逐漸切換成自保持方式，機(jī)組進(jìn)入正常運(yùn)行階段。在輔助蒸汽管道上設(shè)有一只安全閥，其壓力為整定值。輔助蒸汽系統(tǒng)為全廠提供公用汽源。本機(jī)組設(shè)置一根壓力為0.8~1.3MPa（g）、溫度為320~380c的輔助蒸汽聯(lián)箱。二期輔助蒸汽母管與一期輔汽母管連接，做到互為備用。第一臺(tái)機(jī)組啟動(dòng)及低負(fù)荷時(shí)輔助蒸汽來自啟動(dòng)鍋爐房（~50t/h,13kgf/cm2（g））。機(jī)組正常運(yùn)行后，輔助蒸汽來源主要為運(yùn)行機(jī)組的冷再熱蒸汽（減壓后）和四段抽汽。機(jī)組投入運(yùn)行時(shí)，機(jī)組的啟動(dòng)用汽、低負(fù)荷時(shí)輔助汽系統(tǒng)用汽、機(jī)組跳閘時(shí)備用汽及停機(jī)時(shí)保養(yǎng)用汽都來自全廠輔汽母管。當(dāng)高壓缸的排汽參數(shù)略高于輔助蒸汽系統(tǒng)用汽的參數(shù)時(shí)，即可切換到由本機(jī)高壓缸排汽供給。輔助蒸汽管道設(shè)計(jì)要滿足給水泵汽輪機(jī)對(duì)蒸汽流量的需求。第四章主蒸汽再熱蒸汽系統(tǒng)主蒸汽系統(tǒng)的功能是把鍋爐產(chǎn)生的蒸汽送到各用汽點(diǎn)。它包括從過熱器出口聯(lián)箱至汽輪機(jī)進(jìn)口主汽閥的主蒸汽管道、閥門、疏水裝置及通往用新汽設(shè)備的蒸汽支管所組成的系統(tǒng)。對(duì)于裝有中間再熱式機(jī)組的發(fā)電廠，還包括從汽輪機(jī)高壓缸排汽至鍋爐再熱器進(jìn)口聯(lián)箱的再熱冷段管道、閥門及從再熱器出口聯(lián)箱至汽輪機(jī)中壓缸進(jìn)口閥門的再熱熱段管道、閥門。主蒸汽系統(tǒng)的類型與選擇主蒸汽管道系統(tǒng)的特點(diǎn)和形式主蒸汽管道系統(tǒng)的特點(diǎn)：輸送工質(zhì)流量大、參數(shù)高、管道長且要求金屬材料質(zhì)量高的特點(diǎn)，它對(duì)發(fā)電廠運(yùn)行的安全、可靠、經(jīng)濟(jì)性影響大。要求：系統(tǒng)力求簡單，安全、可靠性好，運(yùn)行調(diào)度靈活，投資少，運(yùn)行費(fèi)用低，便于維修、安裝和擴(kuò)建。熱力發(fā)電廠常用的主蒸汽系統(tǒng)的形式：單母管制系統(tǒng)、切換母管制系統(tǒng)和單元制系統(tǒng),單母管制系統(tǒng)的特點(diǎn)是全廠的鍋爐蒸汽全都引至一根母管上，再從該母管引至汽輪機(jī)和各用汽處。切換母管制系統(tǒng)也有一根主蒸汽母管，但每臺(tái)鍋爐與對(duì)應(yīng)的汽輪機(jī)組成一個(gè)單元,每個(gè)單元有三個(gè)切換閥門與母管相連。機(jī)爐經(jīng)常按單元運(yùn)行，該單元的鍋爐發(fā)生事故或檢修時(shí)，即通過切換閥門由母管引來相鄰單元鍋爐來的新汽，使事故鍋爐所對(duì)應(yīng)的汽輪機(jī)仍

可繼續(xù)運(yùn)行，其他用汽仍從母管引出。單母管制系統(tǒng)的母管必須處于運(yùn)行狀態(tài)；而切換母管制系統(tǒng)的母管，通常處于熱備用狀態(tài)。單元制系統(tǒng)中，每1-2臺(tái)鍋爐與對(duì)應(yīng)的汽輪機(jī)組成一個(gè)獨(dú)立單元，名單元之間無母管橫向聯(lián)系，單元內(nèi)各用汽設(shè)備的新蒸汽支管均引自機(jī)爐之間的主蒸汽管道。主蒸汽系統(tǒng)形式的比較和應(yīng)用從可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性、方便性四方面來分析比較主蒸汽系統(tǒng)的不同形式。(1)可靠性單母管制系統(tǒng)，與母管相連的任一閥門發(fā)生事故，全廠就要停運(yùn)，可靠性最差。為提高其可靠性，通常以串聯(lián)兩個(gè)關(guān)斷閥門將母管分段，以確保隔離，使事故局部化，并便于分段閥門本身的檢修。正常運(yùn)行時(shí)，分段閥門處于開啟狀態(tài)。切換母管制系統(tǒng)，為便于母管的檢修，擴(kuò)建時(shí)不致影響原有機(jī)爐的運(yùn)行，也可用兩個(gè)串聯(lián)的關(guān)斷閥門將母管分段。而單元制系統(tǒng)，既無母管也無切換閥門，系統(tǒng)最簡單，系統(tǒng)本身的可靠性最好。但是，與單元內(nèi)主汽管相連的任一設(shè)備或閥門發(fā)生事故，整個(gè)單元即被迫停運(yùn)，影響其可靠性。(2)靈活性靈活性是指在不同工況下能保證汽輪機(jī)正常運(yùn)行的適應(yīng)性，切換母管制系統(tǒng)的靈活性最好，單母管制系統(tǒng)次之，單元制系統(tǒng)最差。(3)經(jīng)濟(jì)性經(jīng)濟(jì)性包括投資和運(yùn)行費(fèi)用兩方面。單元制系統(tǒng)無母管，管線短，閥門數(shù)量少，不僅管道和閥門的投資費(fèi)最小，而且相應(yīng)的保溫、支吊架的費(fèi)用也減少。管線短，壓損小，熱損失少，檢修工作量減少，因而運(yùn)行費(fèi)用也相應(yīng)減少。(4)方便性要便于維修和擴(kuò)建。單元制系統(tǒng)沒有母管，便于布置，并有助于采用煤倉間和除氧問合并的主廠布置形式，使主廠房的土建等費(fèi)用減少。上述四方面相互影響，通過綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較來確定主蒸汽系統(tǒng)，單元制系統(tǒng)為最佳如圖4.1,單元制系統(tǒng)的特點(diǎn)是每臺(tái)鍋爐與相應(yīng)的汽輪機(jī)組成一個(gè)獨(dú)立單元，各單元間無母管橫向聯(lián)系，單元內(nèi)各用汽設(shè)備的新蒸汽支管均引自機(jī)爐之間的主蒸汽管道。單元制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)簡單、管道短、閥門少、，故能節(jié)省大量高級(jí)耐熱合金鋼；事故僅限于本單元內(nèi)，圖4.1單元控制系統(tǒng)全廠可靠性較高；控制系統(tǒng)按單元設(shè)計(jì)制造。運(yùn)行操作少，易于實(shí)現(xiàn)集中控制；工質(zhì)壓力損失少，散熱小，熱經(jīng)濟(jì)性較高；維護(hù)工作量少，費(fèi)用低；無母管，便于布置，主廠房土建費(fèi)用少。其缺點(diǎn)是單元之間不能切換。單元內(nèi)任一與主汽管相連的主要設(shè)備或附件發(fā)生事故，都將導(dǎo)致整個(gè)單元系統(tǒng)停止運(yùn)行，缺乏靈活調(diào)度和負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配的條件；負(fù)荷變動(dòng)時(shí)對(duì)鍋爐燃燒的調(diào)整要求高；機(jī)爐必須同時(shí)檢修，相互制約。本機(jī)組為大容量機(jī)組且是再熱式機(jī)組，其工作參數(shù)高的大直徑新蒸汽管和熱再熱蒸汽管均為耐熱合金鋼管，價(jià)格昂貴，有的還要耗用大量外匯來進(jìn)口。而選單元制系統(tǒng)的管線短、閥門少，投資省等優(yōu)點(diǎn)顯得很重要。單元式機(jī)組的控制系統(tǒng)是按單元設(shè)計(jì)制造的，且各單元之間不盡相同；同時(shí)，相同容量相同蒸汽初參數(shù)的再熱式機(jī)組的再熱參數(shù)互相之間也有差異，所以再熱凝汽式機(jī)組就采用單元制主蒸汽系統(tǒng)。主蒸汽再熱蒸汽系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主蒸汽系統(tǒng)是指從鍋爐過熱器聯(lián)箱出口至汽輪機(jī)主汽閥進(jìn)口的主蒸汽管道、閥門、疏水管等設(shè)備、部件組成的工作系統(tǒng)。主蒸汽及高、低溫再熱蒸汽系統(tǒng)采用單元制系統(tǒng)。主蒸汽管道從過熱器的出口聯(lián)箱的兩側(cè)引出，平行接到汽輪機(jī)前，分別接入高壓缸左右側(cè)主汽閥和調(diào)節(jié)閥，在汽輪機(jī)入口前設(shè)壓力平衡連通管。蒸汽從二根主調(diào)門中間的支管連接到補(bǔ)汽閥，然后經(jīng)過補(bǔ)汽閥再從高壓缸下部的供汽管道進(jìn)入高壓缸。經(jīng)補(bǔ)汽閥節(jié)流降低參數(shù)（蒸汽溫度約降低30C）后進(jìn)入高壓第五級(jí)動(dòng)葉后空間，主流與這股蒸汽混合后在以后各級(jí)繼續(xù)膨脹做功。主蒸汽、再熱蒸汽系統(tǒng)是按汽輪發(fā)電機(jī)組VWCC況時(shí)的熱平衡蒸汽量設(shè)計(jì)。主蒸汽系統(tǒng)管道的設(shè)計(jì)壓力為鍋爐過熱器出口額定主蒸汽壓力，主蒸汽系統(tǒng)管道的設(shè)計(jì)溫度為鍋爐過熱器出口額定主蒸汽溫度加鍋爐正常運(yùn)行時(shí)允許溫度正偏差5c。冷再熱蒸汽系統(tǒng)管道的設(shè)計(jì)壓力為機(jī)組VWO：況熱平衡圖中汽輪機(jī)高壓缸排汽壓力的1.15倍，冷再熱蒸汽管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)溫度為VWCtt況熱平衡圖中汽輪機(jī)高壓缸排汽參數(shù)等嫡求取在管道設(shè)計(jì)壓力下相應(yīng)溫度。熱再熱蒸汽管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)壓力為VWOL況熱平衡圖中汽輪機(jī)高壓缸排汽壓力的1.15倍或鍋爐再熱器出口安全閥動(dòng)作的最低整定壓力，熱再熱蒸汽管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)溫度為鍋爐再熱器出口額定再熱蒸汽溫度加鍋爐正常運(yùn)行時(shí)的允許溫度正偏差5c。主蒸汽再熱蒸汽系統(tǒng)設(shè)計(jì)如下：由于汽輪機(jī)有四個(gè)主汽閥，所以主蒸汽管道采用2——4布置方式，從鍋爐過熱器出口聯(lián)箱兩側(cè)各有一根主蒸汽管道引入汽輪機(jī)主汽閥前，再各分成兩根管道與主汽閥連接，主汽管道上有彈簧式安全閥和電磁式安全閥；再熱段蒸汽管道采用2——2布置方式，從鍋爐再熱器出口聯(lián)箱兩側(cè)各引出一根再熱熱段管道與兩個(gè)聯(lián)合氣閥連接，主蒸汽管道和再熱段管道均設(shè)置了中間聯(lián)絡(luò)管，用以減少主蒸汽和再熱熱段蒸汽的溫度及壓力的偏差。再熱冷段管道采用2-1-2布置方式，高壓缸排汽經(jīng)兩根排汽管排出后，匯集到一根管道引致鍋爐再熱器前，再分成2根管道進(jìn)入再熱器聯(lián)箱。主蒸汽系統(tǒng)的設(shè)計(jì)注意的問題溫度偏差及對(duì)策隨著機(jī)組容量的增大，爐膛寬度加大，煙氣流量、溫度分布不均造成兩側(cè)汽溫偏差增大，這樣就要求管道系統(tǒng)應(yīng)有混溫措施。由于汽輪機(jī)的主蒸汽、再熱蒸汽均為雙側(cè)進(jìn)汽，因此再熱機(jī)組的主蒸汽、再熱蒸汽系統(tǒng)以單管、雙管及混合管系統(tǒng)居多，少數(shù)也有四管及其混合管系統(tǒng)的。單管系統(tǒng)即是蒸汽通過一根管道輸送至設(shè)備的進(jìn)口處，因此蒸汽流量大管道內(nèi)徑也大其優(yōu)點(diǎn)是：有利于滿足汽輪機(jī)兩側(cè)進(jìn)口蒸汽溫差的要求，且有利于減少壓降，減少汽缸的溫差應(yīng)力、軸封摩擦等。通常單管長度應(yīng)為直徑的10-20倍以上，才能達(dá)到充分混合減少溫度偏差的目的，故大機(jī)組中很少采用純粹單管系統(tǒng)的。雙管系統(tǒng)則是蒸汽通過兩根并列的管道輸送，每根管道通過的蒸汽流量僅為原來的1/2。其優(yōu)點(diǎn)是：可避免大直徑的主蒸汽管和再熱蒸汽管，尤其是某些需要進(jìn)口的大口徑耐熱合金鋼管，價(jià)格昂貴，采用雙管具有明顯優(yōu)勢，可較大幅度降低管道的總投資。雙管系統(tǒng)在布置時(shí)能適應(yīng)高、中壓缸雙側(cè)進(jìn)汽的需要，在管道的支吊和應(yīng)力分析中也比單管系統(tǒng)o易于處理。缺點(diǎn)：雙管系統(tǒng)中溫度偏差較大，有的主蒸汽溫度偏差達(dá)30-50C,再熱汽溫偏差更大，將使汽缸等高溫部件受熱不勻?qū)е伦冃巍＞C合分析雙管系統(tǒng)和單管系統(tǒng)的特點(diǎn)，主蒸汽管道采用2-4布置方式，從鍋爐過熱器出口聯(lián)箱兩側(cè)各有一根主蒸汽管道引入汽輪機(jī)主汽閥前，再各分成兩根管道與主汽閥連接，主汽管道上有彈簧式安全閥和電磁式安全閥；再熱段蒸汽管道采用2-2布置方式，從鍋爐再熱器出口聯(lián)箱兩側(cè)各引出一根再熱熱段管道與兩個(gè)聯(lián)合氣閥連接。主蒸汽管道閥門的選定管道設(shè)計(jì)參數(shù)的確定管道設(shè)計(jì)要求主廠房內(nèi)管道設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)熱力系統(tǒng)和主廠房的布置進(jìn)行.供熱管道應(yīng)根據(jù)熱網(wǎng)系統(tǒng)和各熱用戶所在區(qū)域的位置、地形、地貌和其他自然條件以及地下設(shè)施等情況進(jìn)行設(shè)計(jì)，應(yīng)做到技術(shù)上可靠、經(jīng)濟(jì)上合理.具體要求為：選材正確，布置合理，補(bǔ)償良好，疏水通暢，流阻較小，造價(jià)低廉，支吊合理，安裝維修方便，擴(kuò)建靈活，整體美觀，并避免水擊和共振，減低噪音等。管道設(shè)計(jì)應(yīng)符合國家和部頒有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程、規(guī)范.管道設(shè)計(jì)參數(shù)（一）蒸汽管道的設(shè)計(jì)壓力管道設(shè)計(jì)壓力（表壓）系指管道運(yùn)行中內(nèi)部介質(zhì)最大工作壓力。主蒸汽管道（鍋爐過熱器出口聯(lián)箱至汽輪機(jī)高壓缸自動(dòng)主汽門之間區(qū)段）的設(shè)計(jì)壓力，取用鍋爐過熱器出口的額定工作壓力或鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量下的工作壓力。當(dāng)鍋爐和汽輪機(jī)允許超壓5%箭稱5%O磷行時(shí)，應(yīng)加上5%勺超壓值。已知鍋爐過熱器出口的額定工作壓力pb=27.56MPa所以pb=27.56X（1+0.05）=28.938MPa。低溫再熱蒸汽管道（汽輪機(jī)高壓缸排汽至鍋爐再熱器進(jìn)口聯(lián)箱之間的區(qū)段）的設(shè)計(jì)pinrh高溫再熱蒸汽管道（鍋爐再熱器出口聯(lián)箱至汽輪機(jī)中壓缸主汽門之間區(qū)段），設(shè)計(jì)壓力可減至再熱器出口安全閥動(dòng)作的最低整定壓力。查相關(guān)資料知，對(duì)蒸汽鍋爐而言，再熱器的安全閥整定壓力為裝設(shè)地點(diǎn)工作壓力的1.1倍。所以高溫再熱蒸汽管道設(shè)計(jì)壓力為（二）主蒸汽管道的設(shè)計(jì)溫度設(shè)計(jì)溫度是指管道運(yùn)行中內(nèi)部介質(zhì)的最高工作溫度。主蒸汽管道的設(shè)計(jì)溫度取用鍋爐過熱器出口蒸汽的額定工作溫度加上鍋爐正常運(yùn)行時(shí)允許高溫再熱蒸汽管道的設(shè)計(jì)溫度，取用鍋爐再熱器出口蒸汽額定溫度加上鍋爐正常運(yùn)行時(shí)允許的溫度偏差值，通常取5°C,所以設(shè)計(jì)溫度為trh（b）'=603+5=608（°C）。管徑和壁厚的計(jì)算（一）管道內(nèi)徑的計(jì)算進(jìn)行管道內(nèi)徑計(jì)算前，需首先確定運(yùn)行中最大可能出現(xiàn)的介質(zhì)流量，這在前面原則性熱力系統(tǒng)計(jì)算中已經(jīng)計(jì)算出結(jié)果，接著應(yīng)合理選取介質(zhì)的流速。若介質(zhì)流速大，管子內(nèi)徑可小些，管道鋼材耗量和投資都可減少；但管內(nèi)介質(zhì)流動(dòng)阻力加大，運(yùn)行費(fèi)用增加，元件密封面磨損加劇，引起管道振動(dòng)，甚至造成水泵汽蝕。如果減小管內(nèi)流速，則會(huì)造成相反的結(jié)果。所以管內(nèi)介質(zhì)的合理流速需通過綜合的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較和大量試驗(yàn)論證。對(duì)于單相流體的管道，其內(nèi)徑Di按下列公式計(jì)算：Di=594.71陛,w式中Di管子內(nèi)徑，mmG——介質(zhì)質(zhì)量流量，t/h;v介質(zhì)比體積，m3/kg；w介質(zhì)流速，m/so①蒸汽管道主蒸汽管道采用“2-4”的布置方式，由po=27.56MPa,to=605oC查得v=m3/kg,w取m/s,G0=3005162651t/h,代入公式得主蒸汽管道主管的內(nèi)徑為：3005.162651x0.0127625D1=594.7/1240=411.762mm主蒸汽管道支管的內(nèi)徑為：3005.1626510.0127625D2=594.7一440=291.165mm②低溫再熱蒸汽管道低溫再熱蒸汽管道采用“2-1-2”的布置方式，由。c查得v=0.0420845m3/kg,w取40m/s,代入公式得再熱蒸汽管道主管的內(nèi)徑為：2545.5215010.0420845D3=594.740=973.234mm再熱蒸汽管道支管的內(nèi)徑為：2545.5215010.0420845D4=594.7、240=688.181mm③高溫再熱蒸汽管道outout高溫再熱蒸汽管道也采用“2-2”的布置方式，由Prh=5.746MPqtrh=600C查得v=0.0682347m3/kg,w取60m/s,G=2454.521501t/h,

2454.5215010.0682347D5=594.72454.5215010.0682347D5=594.7260=702.576mm（二）管道壁厚的計(jì)算按直管內(nèi)徑確定時(shí)，管壁最小壁厚公式為：pDi2[司t二2Yp：Sm二―r^-2[司t-2p[1-Y]式中Sm直管的最小壁厚，mmDi——管子內(nèi)徑，取用最大內(nèi)徑；[d——鋼材在設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力，MPap-設(shè)計(jì)壓力，MPay——溫度對(duì)計(jì)算管子壁厚公式的修正系數(shù)；“一一許用應(yīng)力的修正系數(shù)；二——考慮腐蝕、磨損和機(jī)械強(qiáng)度要求的附加厚度，mm其中丫、刀、a的選取均來自《管道規(guī)定》。①蒸汽管道壁厚的計(jì)算根據(jù)to=605oC,主蒸汽管道選用材料為合金鋼P(yáng)91,此材料在設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力[b]t=100MPa本設(shè)計(jì)采用無縫鋼管，“=1.0;a=0;本管道為合金鋼丫=1,將數(shù)據(jù)代入壁厚計(jì)算公式分別得：主蒸汽管道主管壁厚為Sm1=59.58mm主蒸汽管道支管壁厚為Sm2=42.13mm②低溫再熱蒸汽管道壁厚的計(jì)算根據(jù)J⑴=378.54oC,低溫再熱蒸汽管道選用材料為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，此材料在設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力[cdZTgMpa本設(shè)計(jì)采用無縫鋼管，7]=1.0;a=0;本管道為碳素結(jié)構(gòu)鋼Y=1,將數(shù)據(jù)代入壁厚計(jì)算公式分別得：低溫再熱蒸汽管道主管壁厚為sm3=46.10mm低溫再熱蒸汽管道支管壁厚為Sm4=32.60mm③高溫再熱蒸汽管道壁厚的計(jì)算根據(jù)瑞b)=603C,低溫再熱蒸汽管道選用材料為合金鋼P(yáng)122,此材料在設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力[(r]=100MPa,本設(shè)計(jì)采用無縫鋼管，刀=1.0；a=0;本管道為合金鋼Y=1,將數(shù)據(jù)代入壁厚計(jì)算公式得：高溫再熱蒸汽管道主管壁厚為Sms=22.45mm第五章旁路系統(tǒng)旁路系統(tǒng)的概念及其類型旁路系統(tǒng)是中間再熱單元機(jī)組熱力系統(tǒng)的重要組成系統(tǒng)之一。它是指高參數(shù)蒸汽不進(jìn)入汽輪機(jī)，而是經(jīng)過與汽輪機(jī)并聯(lián)的減溫減壓器，進(jìn)入再熱器或直接排至凝汽器的蒸汽連接系統(tǒng)。旁路系統(tǒng)通常分為三種類型：高壓旁路又稱I級(jí)旁路，即新蒸汽繞過汽輪機(jī)高壓缸直接進(jìn)入再熱冷段管道；低壓旁路又稱R級(jí)旁路，即再過熱后的蒸汽繞過汽輪機(jī)中、低壓缸直接進(jìn)入凝汽器；當(dāng)新蒸汽繞過整個(gè)汽輪機(jī)而直接排入凝汽器的則稱為整機(jī)旁路或田級(jí)旁路、大旁路。常見的旁路系統(tǒng)，都是由上述三種旁路類型中的一種或幾種組合而成。國內(nèi)采用的旁路系統(tǒng)的主要有四種：三級(jí)旁路系統(tǒng)、兩級(jí)串聯(lián)旁路系統(tǒng)、兩級(jí)并聯(lián)旁路系統(tǒng)、大旁路系統(tǒng)。(1)三級(jí)旁路系統(tǒng)由高壓旁路、低壓旁路和整機(jī)旁路組成，具優(yōu)點(diǎn)是能適應(yīng)各種工況的調(diào)節(jié)，運(yùn)行靈活性高，突降符合或甩負(fù)荷時(shí)，能將大量的蒸汽迅速排往凝汽器，以免鍋爐超壓，安全閥動(dòng)作。但缺點(diǎn)是設(shè)備多、系統(tǒng)復(fù)雜、金屬耗量大、布置困難等。(2)兩級(jí)串聯(lián)旁路系統(tǒng)由高壓旁路和低壓旁路組成，這種系統(tǒng)應(yīng)用廣泛，特點(diǎn)是高壓旁路容量為鍋爐額定蒸發(fā)量的30%?40%,對(duì)機(jī)組快速啟動(dòng)特別是熱態(tài)啟動(dòng)更有利。(3)兩級(jí)并聯(lián)旁路系統(tǒng)由高壓旁路和整機(jī)旁路組成，高壓旁路容量設(shè)計(jì)為10%?17%,其目的是機(jī)組啟動(dòng)時(shí)保護(hù)再熱器，整機(jī)旁路容量設(shè)計(jì)為20%?30%,其目的是將各運(yùn)行工況(啟動(dòng)、電網(wǎng)甩負(fù)荷、事故)多余蒸汽排入凝汽器，鍋爐超壓時(shí)可減少安全閥動(dòng)作或不動(dòng)作。(4)整機(jī)旁路系統(tǒng)鍋爐來的新蒸汽繞過汽輪機(jī)高、中、低壓缸經(jīng)減溫減壓后排入凝汽器，即只保留從新蒸汽至凝汽器的一級(jí)大旁路，其優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)簡單；金屬耗量投資少、管道及附件少，投資??；操作簡便。其明顯的缺點(diǎn)是不能保護(hù)再熱器，為此再熱器必須采用較好的、能耐干燒的材料或者布置在鍋爐內(nèi)的低溫區(qū)并配以煙溫調(diào)節(jié)保護(hù)手段。在機(jī)組滑參數(shù)啟動(dòng)時(shí)，也難以調(diào)節(jié)再熱蒸汽溫度，該系統(tǒng)不適于調(diào)峰機(jī)組。旁路系統(tǒng)的作用旁路系統(tǒng)基本功能是協(xié)調(diào)鍋爐產(chǎn)汽量與汽輪機(jī)耗汽量之間的不平衡關(guān)系。改善啟動(dòng)和負(fù)荷特性，提高機(jī)組運(yùn)行的安全性、靈活性和負(fù)荷的適應(yīng)性，此外還有回收工質(zhì)、暖管、清洗、減少汽閥和葉片侵蝕等功能。(1)協(xié)調(diào)啟動(dòng)參數(shù)和流量，縮短啟動(dòng)時(shí)間，減少汽輪機(jī)的壽命損耗。旁路系統(tǒng)可協(xié)調(diào)單元式機(jī)組的冷、溫、熱態(tài)滑參數(shù)啟動(dòng)或停動(dòng)時(shí)的蒸汽參數(shù)匹配，適應(yīng)單元式機(jī)組滑參數(shù)啟停的要求，并縮短了啟動(dòng)時(shí)間，由于可嚴(yán)格控制溫差與溫升率，相應(yīng)延長了汽輪機(jī)的壽命。(2)保護(hù)再熱器，防止鍋爐超壓。在鍋爐點(diǎn)火汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)前、停機(jī)不停爐或電網(wǎng)故障或甩負(fù)荷等工況時(shí)，汽輪機(jī)自動(dòng)主汽閥處于關(guān)閉狀態(tài)，汽輪機(jī)高壓缸沒有排汽，則可通過高壓旁路引來新蒸汽經(jīng)減壓減溫后引入冉熱器，使其冷卻得到保護(hù)。機(jī)組發(fā)生故障，鍋爐緊急停爐時(shí)，可通過旁路系統(tǒng)將其剩余蒸汽排出，防止鍋爐超壓，減少安全門動(dòng)作次數(shù)，有助于保證安全門的嚴(yán)密，延長其使壽命。(3)回收工質(zhì)和熱量，降低噪聲。單元式機(jī)組啟停或甩負(fù)荷時(shí)，鍋爐蒸發(fā)量與汽輪機(jī)所需汽量不一致，存在大量剩余蒸汽。設(shè)置旁路后，即可回收這時(shí)的大量剩余蒸汽，減少其熱損失，且可降低噪聲，改善環(huán)境。(4)甩負(fù)荷時(shí)鍋爐能維持熱備用狀態(tài)。電網(wǎng)故障時(shí)，旁路系統(tǒng)可快速(2-3s)投入,使鍋爐維持在最低穩(wěn)燃負(fù)荷下運(yùn)行，或帶廠用電或機(jī)組空負(fù)荷運(yùn)行。汽輪機(jī)跳閘甩負(fù)荷，可實(shí)現(xiàn)停機(jī)不停爐，爭取時(shí)間讓運(yùn)行人員判斷甩負(fù)荷原因，以決定鍋爐停爐還是繼續(xù)保持穩(wěn)定負(fù)荷，需要時(shí)機(jī)組右很快重新并網(wǎng)帶負(fù)荷，恢復(fù)至正常狀態(tài)。旁路系統(tǒng)及其管道閥門的擬定600MWB臨界火電機(jī)組普遍采用兩級(jí)串聯(lián)旁路系統(tǒng),為高、低壓兩級(jí)旁路串聯(lián)系統(tǒng)，故本機(jī)組旁路系統(tǒng)擬定為兩級(jí)串聯(lián)旁路系統(tǒng)，如下圖5-1所示。在各種工況下，通過高壓旁路均能保護(hù)再熱器；通過兩級(jí)串聯(lián)旁路系統(tǒng)協(xié)調(diào)，能滿足機(jī)組啟動(dòng)性能的各項(xiàng)要求。例如，機(jī)組冷、熱啟動(dòng)時(shí)可加熱主蒸汽和再熱蒸汽管道；調(diào)節(jié)再熱蒸汽以適應(yīng)中壓缸的溫度要求；可調(diào)節(jié)中壓缸的進(jìn)汽參數(shù)和流量以適應(yīng)高、中壓缸同時(shí)沖轉(zhuǎn)或中壓缸沖轉(zhuǎn)方式等。旁路系統(tǒng)的容量旁路系統(tǒng)的容量是指額定參數(shù)下旁路閥通過的蒸汽流量Dby,與鍋爐最大蒸發(fā)量Db,max的比值。旁路系統(tǒng)由旁路閥、旁路管道、暖管設(shè)施及其相應(yīng)的控制裝置和必要的隔音設(shè)施組成。旁路的系統(tǒng)的通流能力并非越大越好，設(shè)計(jì)旁路系統(tǒng)時(shí)還須考慮機(jī)組的運(yùn)行工況，是承擔(dān)基本負(fù)荷機(jī)組還是高峰負(fù)荷機(jī)組，前者由于啟動(dòng)次數(shù)少，且多為冷態(tài)或溫態(tài)啟動(dòng)，沖轉(zhuǎn)蒸汽參數(shù)較低，鍋爐蒸發(fā)量較小，所以旁路系統(tǒng)容量不需要太大；而后者啟動(dòng)頻繁，熱態(tài)啟動(dòng)居多，沖轉(zhuǎn)參數(shù)高，鍋爐蒸發(fā)量要求較大旁路容量隨之加大。此外還要考慮機(jī)組甩負(fù)荷后，停機(jī)不停爐或帶廠用電的工況。對(duì)鍋爐而言，其最低穩(wěn)燃負(fù)荷及保護(hù)再熱器所需的最低蒸汽也是考慮的因素。DL5000-2000設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程規(guī)定：中間冉熱機(jī)組旁路系統(tǒng)的設(shè)置及其類型、容量和控制水平，應(yīng)根據(jù)汽輪機(jī)和鍋爐的類型、結(jié)構(gòu)、性能及電網(wǎng)對(duì)機(jī)組運(yùn)行方式的要求確定，其容量宜為鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量的30%如設(shè)備條件具備，且經(jīng)工程設(shè)計(jì)任務(wù)明確，機(jī)組需具備甩負(fù)荷帶廠用電或停機(jī)不停爐的功能時(shí)，旁路容量可加大至鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量的40%-50%在特殊情況下，經(jīng)論證比較，旁路系統(tǒng)的容量可按照實(shí)際需要加大。參考國內(nèi)1000MWL組兩級(jí)旁路用聯(lián)系統(tǒng)使用的系統(tǒng)、性能和參數(shù)，該系統(tǒng)高壓旁路容量選擇為50%?定負(fù)荷蒸汽流量，低壓旁路容量為40%K定負(fù)荷蒸汽流量。直流鍋爐啟動(dòng)旁路系統(tǒng)直流鍋爐與汽包鍋爐的啟動(dòng)區(qū)別汽包鍋爐有自然循環(huán)鍋爐和強(qiáng)制循環(huán)鍋爐。自然循環(huán)鍋爐蒸發(fā)受熱面內(nèi)的工質(zhì)流動(dòng)依靠下降管中的水和上升管（水冷壁）中的汽水混合物之間的密度差產(chǎn)生的壓力差進(jìn)行循環(huán)流動(dòng)。強(qiáng)制循環(huán)鍋爐蒸發(fā)受熱面內(nèi)的工質(zhì)除了依靠水和汽水混合物的密度差以外，主要依靠爐水循環(huán)泵的壓頭進(jìn)行汽水循環(huán)流動(dòng)。自然循環(huán)鍋爐和強(qiáng)制循環(huán)鍋爐均帶有一個(gè)很大的汽包對(duì)汽水進(jìn)行分離，汽包作為分界點(diǎn)將鍋爐受熱面分為加熱蒸發(fā)受熱面和過熱受熱面兩部分。直流鍋爐是靠給水泵的壓力，使鍋爐中的工質(zhì)，水、汽水混合物和蒸汽一次通過全部受熱面。它只有互相連接的受熱面，而沒有汽包。自然循環(huán)鍋爐在點(diǎn)火前鍋爐上水至汽包低水位，此時(shí)水冷壁中的水處于靜止?fàn)顟B(tài)，鍋爐點(diǎn)火后,水冷壁吸收爐膛輻射熱，水溫升高，水循環(huán)開始建立。隨著燃料量的增加，蒸發(fā)量增大，水循環(huán)加快，受熱強(qiáng)的水冷壁管內(nèi)工質(zhì)流速增加。因此，啟動(dòng)過程水冷壁冷卻充分，運(yùn)行安全。強(qiáng)制循環(huán)鍋爐在鍋爐上水后點(diǎn)火前，循環(huán)泵就開始工作，水冷壁系統(tǒng)建立了循環(huán)流動(dòng)，從而保證了水冷壁在啟動(dòng)過程中的安全。直流鍋爐在啟動(dòng)前必須由鍋爐給水泵建立一定的啟動(dòng)流量和啟動(dòng)壓力，強(qiáng)迫工質(zhì)流經(jīng)受熱面。只有這樣才能在啟動(dòng)過程中使受熱面得到冷卻。但是，直流鍋爐不像汽包鍋爐那樣有汽包作為汽水固定的分界點(diǎn)，水在鍋爐管中加熱、蒸發(fā)、過熱后直接向汽輪機(jī)供汽，而在啟?；虻拓?fù)荷運(yùn)行過程中有可能提供的不是合格蒸汽，可能是汽水混合物，甚至是水。因此，直流鍋爐必須配套一個(gè)特有的啟動(dòng)系統(tǒng)，以保證鍋爐啟停和低負(fù)荷運(yùn)行期間水冷壁的安全和正常供汽。直流鍋爐啟動(dòng)特點(diǎn)啟動(dòng)壓力啟動(dòng)壓力一般指啟動(dòng)前在鍋爐水冷壁系統(tǒng)中建立的初始?jí)毫ΑＫ倪x擇除與鍋爐型式有關(guān)，還與下列因素有關(guān)：1）受熱面內(nèi)的水動(dòng)力特性直流爐蒸發(fā)受熱面內(nèi)的水動(dòng)力特性與其工作壓力有關(guān)，隨著壓力的提高，能改善或避免水動(dòng)力不穩(wěn)定性，減輕或消除管間脈動(dòng)。2）工質(zhì)膨脹現(xiàn)象啟動(dòng)壓力越高，汽水比容差越小，工質(zhì)膨脹量越小，這樣啟動(dòng)分離器的容量可以相對(duì)選擇的小一些。3）節(jié)流閥的磨蝕對(duì)于外置式分離器和全壓啟動(dòng)內(nèi)置式分離器來說，在鍋爐啟動(dòng)時(shí)，本體壓力高于分離器壓力，用閥門進(jìn)行節(jié)流。顯然壓力越高，閥門的節(jié)流越大，對(duì)閥門的磨蝕出越大。4）給水泵的電耗啟動(dòng)壓力越高，啟動(dòng)過程嚇，給水泵的電耗越大。綜上所述，為了水功力穩(wěn)定、避免脈動(dòng)、減少膨脹量，希望啟動(dòng)壓力高：但從減少節(jié)流閥的腐蝕、噪音和給水泵電耗考慮又不能選得太高。目前超臨界和超超臨界鍋爐水冷壁普遍采用了螺旋管圈或垂直內(nèi)螺紋管，啟動(dòng)壓力對(duì)水動(dòng)力的穩(wěn)定性影響不大，鍋爐基本都選用了零壓力啟動(dòng)，啟動(dòng)分離器采用了足夠容量的排放閥，可滿足汽水膨脹時(shí)水的排量。由于采用內(nèi)置式分離器和滑參數(shù)啟動(dòng)，對(duì)排放閥門的腐蝕甚微。而國產(chǎn)I000t/h直流爐的啟動(dòng)壓力為0.7MPa我國引進(jìn)前蘇聯(lián)超臨界鍋爐均采剛?cè)珘簡?dòng)，啟動(dòng)壓力為24.5MPa啟動(dòng)流量鍋爐啟動(dòng)流量的大小直接影響啟動(dòng)的安全性和經(jīng)濟(jì)性。啟動(dòng)流量越大，工質(zhì)流經(jīng)受熱面的重量流速也越大，這對(duì)受熱面的冷卻，改善水動(dòng)力特性都是有利的，但工質(zhì)的損失及熱量損失也相應(yīng)增加，同時(shí)啟動(dòng)旁路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)容量也要加大。反之，啟動(dòng)流量過小，受熱面冷卻和水動(dòng)力穩(wěn)定就得不到保證，因此，選擇啟動(dòng)流量的原則是在保證受熱面得到可靠冷卻和工質(zhì)流動(dòng)穩(wěn)定的條件下，啟動(dòng)流量盡可能選擇得小一些，超臨界直流爐的啟動(dòng)流量一般選取為額定流量的25%--35%,我國引進(jìn)前蘇聯(lián)超臨界鍋爐啟動(dòng)流量均為30%MCR石洞口二廠超臨界鍋爐的啟動(dòng)流量為35%MCR丹麥超超臨界鍋爐的啟動(dòng)流量為30%MCR日本超臨界鍋爐啟動(dòng)流量選取的較小一般為25%MCR純直流鍋爐啟動(dòng)流量由給水泵提供，帶啟動(dòng)循環(huán)泵和復(fù)合循環(huán)超臨界鍋爐的啟動(dòng)流量由循環(huán)泵提供20%—25%MC就量，給水泵提供5%—10%的流量。帶循環(huán)泵的鍋爐在啟?；虻拓?fù)荷運(yùn)行過程中工質(zhì)、熱量損失較小，具有突出的優(yōu)點(diǎn)。工質(zhì)膨脹現(xiàn)象直流爐的啟動(dòng)過程中：工質(zhì)加熱、蒸發(fā)和過熱3個(gè)區(qū)段是逐步形成的，啟動(dòng)初期，分離器前的受熱面部起加熱水的作用，水溫逐步升高，而工質(zhì)相態(tài)沒有發(fā)生變化，鍋爐出來的是加熱水，具體積流量基本等于給水流量。隨著燃料量的增加，爐膛溫度提高，換熱增強(qiáng)，當(dāng)水冷壁內(nèi)某點(diǎn)工質(zhì)溫度達(dá)到飽和溫度時(shí)開始產(chǎn)生蒸汽，但在其后部的受熱面中的工質(zhì)仍然為水。由于蒸汽比容比水大很多，引起局部壓力升高，將后部的水?dāng)D壓出去，使鍋爐出口工質(zhì)流量大大超過給水流量。這種現(xiàn)象稱為工質(zhì)膨脹現(xiàn)象。當(dāng)蒸發(fā)點(diǎn)后部受熱面中的水被汽水混合物替代后，鍋爐出口工質(zhì)流量才恢復(fù)到和給水流量一致。啟動(dòng)過程中工質(zhì)膨脹量的大小與分離器的位置有關(guān)，分離器前受熱面越多膨脹量越大；與啟動(dòng)壓力有關(guān)，較高的啟動(dòng)壓力可減少膨脹量；與啟動(dòng)流量有關(guān)，隨著啟動(dòng)流量的增加膨脹流出量的絕對(duì)量增加：與給水溫度有關(guān)，給水溫度降低，蒸發(fā)點(diǎn)后移，膨脹量減弱；與燃料投入速度有關(guān)，燃料投入速度愈大，膨脹量愈；：與鍋爐型式有關(guān)，一次上升型（卯）直流爐膨脹量小，而螺旋上升型直流爐膨脹量大。工質(zhì)膨脹現(xiàn)象在亞臨界直流鍋爐和啟動(dòng)壓力在臨界壓力以下的超臨界直流鍋爐的啟動(dòng)過程中出現(xiàn)，全壓啟動(dòng)的超臨界直流鍋爐不存在膨脹現(xiàn)象。因此，全壓啟動(dòng)的超臨界直流鍋爐啟動(dòng)分離器設(shè)計(jì)的較小。華能南京電廠300MWI臨界鍋爐水冷壁為垂直管圈，配置了4只直徑①377m由50mm長度2006mm勺正式啟動(dòng)分離器。4只分離器的總?cè)莘e為0.8952m3華能石洞口二電廠由于鍋爐采用零壓方式，加上螺旋管水冷壁的水容積大，工質(zhì)膨脹的峰值也大，使得啟動(dòng)分離器設(shè)汁的較大，啟動(dòng)分離端直徑為①038mx94mm長度為2348mm分離器的總?cè)莘e為1.9859m'。因此，超臨界鍋爐啟動(dòng)分離器設(shè)計(jì)中，應(yīng)充分考慮工質(zhì)的膨賬量，使其容量能滿足工質(zhì)的膨脹要求。啟動(dòng)時(shí)的相變過程采用滑參數(shù)啟動(dòng)方式的超臨界直流鍋爐，整個(gè)啟動(dòng)過程，鍋爐壓力經(jīng)歷了一個(gè)從低壓、高壓、超高壓到亞臨界，再到超臨界的過程。鍋爐送出去的工質(zhì)開始是熱水，然后是汽水混合物、飽和蒸汽，最后為過熱蒸汽。從啟動(dòng)開始到臨界點(diǎn)，工質(zhì)經(jīng)過加熱、蒸發(fā)、過熱三個(gè)階段。當(dāng)達(dá)到臨界點(diǎn)時(shí)，汽化潛熱為零，汽水重度差