热力发电厂发电厂的回热加热系统.pptx
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1、第第1节、回热加热器的形式节、回热加热器的形式一、加热器一、加热器回热循环回热循环回回热热加加热热器器、回回热热抽抽汽汽管管道道、水水管管道道、疏疏水水管管道道组组成成的的一一个个加加热热系统系统S124567Ba aA A a aB B 回热循环回热循环 混合式加热器混合式加热器 表面式加热器表面式加热器 立式加热器立式加热器卧式加热器卧式加热器汽、水接触方式汽、水接触方式受热面布置方式受热面布置方式加热器分类加热器分类立立式式加加热热器器卧卧式加热器式加热器1、热经济性、热经济性:混合式高混合式高2、加热器结构、加热器结构:混合式简单混合式简单3、回热系统复杂性及可靠度、回热系统复杂性及可
2、靠度:混合式复杂混合式复杂4、除氧、除氧:表面式不可以除氧表面式不可以除氧二、混合式与表面式加热器比较二、混合式与表面式加热器比较三、加热器类型选择三、加热器类型选择角度:经济性、实用性角度:经济性、实用性四、典型回热系统示例四、典型回热系统示例1、高、低加热器为表面式的系统高、低加热器为表面式的系统2 2、全混合式加热器回热系统全混合式加热器回热系统P1P2P33 3、重力方式布置的混合式低压加热器、重力方式布置的混合式低压加热器 p5 p4 p1 p2 p3 p7 p6 pc4 4、带有部分混合式低压加热器的热力系统、带有部分混合式低压加热器的热力系统15H1至至CH2H3H4H6H567
3、8H7SG2H8234CSG1五、加热器的结构五、加热器的结构1 1表面式加热器表面式加热器 疏水疏水表面式加热器中加热蒸汽在管外冲表面式加热器中加热蒸汽在管外冲 刷放热后的凝结水刷放热后的凝结水分类:分类:卧式:大机组卧式:大机组立式:中小机组立式:中小机组(1 1)立式表面式加热器)立式表面式加热器(U U U U形管管板式加热器)形管管板式加热器)形管管板式加热器)形管管板式加热器)用途:低加、高加用途:低加、高加用途:低加、高加用途:低加、高加水室水室出水出水进水进水上级疏水上级疏水蒸汽蒸汽疏水疏水立立式式高高压压加加热热器器管管束束疏水疏水进口进口 防冲板防冲板 隔板隔板给水给水出口
4、出口给水给水进口进口蒸汽进口蒸汽进口分流隔板分流隔板 疏水出口疏水出口 疏冷段隔板疏冷段隔板疏冷段进口疏冷段进口 管板管板(2 2)卧式表面式加热器)卧式表面式加热器 用途:大机组低加、高加用途:大机组低加、高加30万机组高压加热器管束万机组高压加热器管束2 2混合式加热器的结构混合式加热器的结构 (1 1)卧式混合式加热器)卧式混合式加热器用途:除氧器、大机组低加用途:除氧器、大机组低加加热蒸汽进口加热蒸汽进口凝结水进口凝结水进口凝结水出口凝结水出口用用途途:除除氧氧器器、大大机机组组低低加加(2)立立式式混混合合式式加加热热器器加热蒸汽进口加热蒸汽进口凝结水进口凝结水进口凝结水出口凝结水出
5、口第第2 2节节 表面式加热器及系统的热经济性分析表面式加热器及系统的热经济性分析一、表面式加一、表面式加热器热器上上端差端差 (出口端差)(出口端差)表面式加热器管内流动的水吸热升温后的出口表面式加热器管内流动的水吸热升温后的出口温度与该加热器内汽侧压力对应的饱和水温度之差温度与该加热器内汽侧压力对应的饱和水温度之差abtwj+1twjtsj12 t,C tabA,m212=tsj twj ,热经济性,热经济性 表面式加热器端差的选择表面式加热器端差的选择端差与换热面积的关系:端差与换热面积的关系:换热面积换热面积,无过热蒸汽冷却段:无过热蒸汽冷却段:=36C有过热蒸汽冷却段:有过热蒸汽冷却
6、段:=-12Cabtwj+1twjtsj12 t,C tabA,m212二二 抽汽管道压降抽汽管道压降pj及热经济性及热经济性抽汽管道压降抽汽管道压降ppj j汽轮机抽汽口压力汽轮机抽汽口压力p pj j和和j j级回热级回热加热器内汽侧压力加热器内汽侧压力 之差之差影响因素:蒸汽流速、局部阻力影响因素:蒸汽流速、局部阻力 p pj j 10%10%p pj j (大机组取大机组取4%4%6%)6%)分析:分析:p pj j ,热经济性,热经济性twj+1twjtsj j j+1三三 蒸汽冷却器及其热经济性分析蒸汽冷却器及其热经济性分析1 1、蒸汽冷却器、蒸汽冷却器 2 2、类型、类型内置式:
7、与加热器本体合成一体内置式:与加热器本体合成一体外置式:具有独立的加热器外壳,布置灵活外置式:具有独立的加热器外壳,布置灵活tw2tw1t1内内置置式式蒸蒸汽汽冷冷却却器器作用:作用:1 1)回热加热器内汽水换热的不可逆损失回热加热器内汽水换热的不可逆损失 2 2)出口水温,出口水温,端差端差,回热抽汽做功比,回热抽汽做功比,经济性经济性0.15-0.20%0.15-0.20%t,CA,m2 1tw1 过热蒸过热蒸汽冷却段汽冷却段蒸汽凝结段蒸汽凝结段tw2ts1tj 1tw2 hw2tw1 hw1t1 h1优点:优点:最终给水温度,最终给水温度,本级抽汽,本级抽汽,高级抽汽,高级抽汽,经济性经
8、济性 0.3-0.5%0.3-0.5%,布置方式灵活布置方式灵活缺点:缺点:造价高造价高外置式蒸汽冷却器外置式蒸汽冷却器P1P2P34 4、蒸汽冷却器的连接方式、蒸汽冷却器的连接方式水侧连接方式:水侧连接方式:(1 1)内置式蒸汽冷却器:)内置式蒸汽冷却器:串联连接(顺序连接)串联连接(顺序连接)(2 2)外置式蒸汽冷却器:)外置式蒸汽冷却器:串联连接:全部给水流经冷却器串联连接:全部给水流经冷却器并联连接:只有一部分给水进入冷却器并联连接:只有一部分给水进入冷却器先先j-1j-1级,后级,后j j级的两级串联级的两级串联单级并联单级并联单级串联单级串联与主水流分流两级并联与主水流分流两级并联
9、与主水流串联两级并联与主水流串联两级并联先先j j级,后级,后j-1j-1级的两级串联级的两级串联 5 5、外置式蒸汽冷却器连接方式比较、外置式蒸汽冷却器连接方式比较(1 1)串联连接)串联连接优点:进水温度高,换热温差小,做功优点:进水温度高,换热温差小,做功损失小;损失小;缺点:给水全部流经冷却器,给水系统缺点:给水全部流经冷却器,给水系统阻力大,泵功消耗多阻力大,泵功消耗多(2 2)并联连接)并联连接优点:给水系统阻力小,泵功消耗少优点:给水系统阻力小,泵功消耗少缺点:进水温度小,换热温差大,做功缺点:进水温度小,换热温差大,做功损失大;回热抽汽做功少损失大;回热抽汽做功少(四)表面式加
10、热器的疏水方式及热经济性分析(四)表面式加热器的疏水方式及热经济性分析1 1、疏水收集方式、疏水收集方式 疏水收集疏水收集将疏水收集并汇集于系统的主水流将疏水收集并汇集于系统的主水流 (主给水或主凝结水)中(主给水或主凝结水)中(1 1)疏水逐级自流方式)疏水逐级自流方式利利用用汽汽侧侧压压差差,将将压压力力较较高高的的疏疏水水自自流流到到压力较低的加热器中,逐级自流直至与主水流汇合压力较低的加热器中,逐级自流直至与主水流汇合疏水逐级自流方式疏水逐级自流方式 P1P2P3(2 2)疏水泵方式)疏水泵方式 由于表面式加热器汽侧压力远小于水侧压由于表面式加热器汽侧压力远小于水侧压力,借助疏水泵将疏
11、水与水侧的主水流汇合,汇力,借助疏水泵将疏水与水侧的主水流汇合,汇入点常为该加热器的出口水流中入点常为该加热器的出口水流中2 2、两种疏水方式的热经济性分析、两种疏水方式的热经济性分析(1 1)疏水逐级自流方式)疏水逐级自流方式(高、低加热器)(高、低加热器)高一级抽汽量,高一级抽汽量,低一级抽汽量低一级抽汽量,热经济性热经济性(2 2)疏水泵方式)疏水泵方式(大中型机组末级低加热器)(大中型机组末级低加热器)疏水与主水流混合后,疏水与主水流混合后,端差端差,热经济性热经济性分析两种疏水收集方式的热经济性分析两种疏水收集方式的热经济性疏水逐级自流方式疏水逐级自流方式高压抽汽,高压抽汽,低压抽汽
12、低压抽汽,热经济性热经济性 p1D1 p2D2 p3D3 h1 h1 p1D1 p2D2 p3D31疏水泵方式疏水泵方式端端差差,高高压压抽抽汽汽,热经济性热经济性2 2、疏水冷却器的设置、疏水冷却器的设置作用:作用:(1)疏水逐级自流排挤低压抽汽所引起的附加冷源热疏水逐级自流排挤低压抽汽所引起的附加冷源热损失或疏水压降产生热能贬值带来的做功损失;损失或疏水压降产生热能贬值带来的做功损失;(2)疏水经节流后产生蒸汽形成两相流的可能性;疏水经节流后产生蒸汽形成两相流的可能性;(3)热经济性热经济性布置方式:内置式、外置式布置方式:内置式、外置式ts1tw2tw1t1ts1t,CA,m2 1tw1
13、 tw2 t1 ts1 疏水疏水冷却段冷却段内内置置式式疏疏水水冷冷却却器器过热蒸过热蒸汽冷却段汽冷却段蒸汽蒸汽凝结段凝结段 1tw2 hw2tw1 hw1t1 h1外置式疏水冷却器外置式疏水冷却器pjhjhwjpj+1hj+1hjhj+1hwj+1hwj+2下端差(入口端差)下端差(入口端差)加装疏水冷却器(段)加装疏水冷却器(段)后,疏水温度与本级加热后,疏水温度与本级加热器进口水温之差器进口水温之差 一般推荐一般推荐 =5=510 10 hwj+1 回热加热器下端差回热加热器下端差 3 3实际系统疏水方式的选择实际系统疏水方式的选择 技术经济比较:对热经济性影响约为技术经济比较:对热经济
14、性影响约为0.5%0.5%0.15%0.15%(1 1)疏水逐级自流方式疏水逐级自流方式简单、可靠、费用少简单、可靠、费用少 应用:高压加热器、低压加热器应用:高压加热器、低压加热器 (2 2)疏水泵方式疏水泵方式 系统复杂,投资大系统复杂,投资大 应用:大、中型机组的最后一、二级低压加热器应用:大、中型机组的最后一、二级低压加热器 N600MWN600MW机组:全疏水逐级自流机组:全疏水逐级自流N300MWN300MW机组:全疏水逐级自流或第机组:全疏水逐级自流或第3 3台低加用疏水泵台低加用疏水泵4 4实际机组回热原则性热力系统实际机组回热原则性热力系统回热系统基本连接方式:回热系统基本连
15、接方式:(1 1)除氧器除氧器混合式加热器;混合式加热器;(2 2)高压加热器疏水高压加热器疏水逐级自流进入除氧器;逐级自流进入除氧器;(3 3)低低压压加加热热器器疏疏水水逐逐级级自自流流进进入入凝凝汽汽器器热热井井或或末末级级或次末级加热器采用疏水泵打入加热器出口水管道中;或次末级加热器采用疏水泵打入加热器出口水管道中;(4 4)回热抽汽过热度较小时不宜采用蒸汽冷却器;)回热抽汽过热度较小时不宜采用蒸汽冷却器;(5 5)小机组不宜采用蒸汽冷却器和疏水冷却器。)小机组不宜采用蒸汽冷却器和疏水冷却器。N300-16.7/538/538N300-16.7/538/538型机组的发电厂原则性热力系
16、统型机组的发电厂原则性热力系统 P4=0.803P6=0.134N600-17.75/540/540N600-17.75/540/540型机组发电厂型机组发电厂原则性热力系统图原则性热力系统图 第第3 3节节给水除氧及除氧器给水除氧及除氧器一、给水除氧的必要性一、给水除氧的必要性l腐蚀金属(腐蚀金属(O2、CO2)l恶化传热效果(不凝结性气体)恶化传热效果(不凝结性气体)二、给水除氧的方法二、给水除氧的方法l化学除氧:除氧彻底,但不能除去其它气体化学除氧:除氧彻底,但不能除去其它气体l物理除氧:既能除氧又能除去其它气体物理除氧:既能除氧又能除去其它气体 热力除氧热力除氧三热力除氧原理三热力除氧
17、原理(1)亨利定律)亨利定律 动态平衡时,单位体积水中溶解的气体量动态平衡时,单位体积水中溶解的气体量b和水面和水面上该气体的分压力(称为平衡压力)成正比上该气体的分压力(称为平衡压力)成正比 pbb(2 2)道尔顿定律)道尔顿定律 混合气体全压力等于各组成气(汽)体的分压力之和混合气体全压力等于各组成气(汽)体的分压力之和 水中氧量与温度的关系水中氧量与温度的关系热力除氧方法热力除氧方法 将将给给水水加加热热至至除除氧氧器器工工作作压压力力下下的的饱饱和和温温度度,即可达到除氧目的即可达到除氧目的保证热力除氧效果的基本条件:保证热力除氧效果的基本条件:(1 1)水被加热到除氧器工作压力下的饱
18、和水温度;)水被加热到除氧器工作压力下的饱和水温度;(2 2)及及时时排排走走水水中中逸逸出出的的气气体体,以以保保证证液液面面上上氧氧气气及其他气体分压力维持为零或最小;及其他气体分压力维持为零或最小;(3 3)水水与与加加热热蒸蒸汽汽有有足足够够的的接接触触面面积积,蒸蒸汽汽与与水水应应逆向流动,确保有较大的不平衡压差。逆向流动,确保有较大的不平衡压差。水中残余含氧量与加热温度不足的关系水中残余含氧量与加热温度不足的关系除氧两个阶段:除氧两个阶段:(1 1)初期除氧阶段)初期除氧阶段不平衡压差不平衡压差p p大大除去给水中除去给水中80%80%90%90%的气体的气体 (2 2)深度除氧阶
19、段)深度除氧阶段不平衡压差不平衡压差p p小小化学除氧化学除氧四四 热力除氧器类型及结构热力除氧器类型及结构 除氧器构成除氧器构成:除氧塔(除氧头)、给水箱除氧塔(除氧头)、给水箱 1 1、对除氧器的基本要求、对除氧器的基本要求 l混合式加热器混合式加热器l汽水接触面积汽水接触面积尽可能大尽可能大l及时将水中析出的气体携带出除氧器及时将水中析出的气体携带出除氧器l强化深度除氧措施强化深度除氧措施l耐腐蚀耐腐蚀水箱水箱除氧头除氧头立式除氧器外观立式除氧器外观600MW卧式除氧器外观卧式除氧器外观2 2、除氧器的类型及选择、除氧器的类型及选择压力压力结构结构淋水盘(细流)式淋水盘(细流)式喷雾填料
20、(喷雾膜式)式喷雾填料(喷雾膜式)式真空式真空式大气式大气式高压高压布置方式布置方式立式立式卧式卧式1补充水管;补充水管;2凝结水管;凝结水管;3疏水箱来疏水管;疏水箱来疏水管;4高压加热器来疏水管高压加热器来疏水管5进汽管;进汽管;6汽室;汽室;7排汽管排汽管淋水盘式除氧器淋水盘式除氧器缺点:缺点:安装要求高;安装要求高;对负荷适应能力差对负荷适应能力差应用:中、低参数机组应用:中、低参数机组喷雾式除氧器喷雾式除氧器优点:优点:深度除氧深度除氧 适应负荷变化适应负荷变化应用:高参数电厂应用:高参数电厂喷雾式除氧器喷雾式除氧器真空式除氧器真空式除氧器(凝汽器内凝汽器内)除氧过程:除氧过程:汽轮
21、机排汽加热凝结水汽轮机排汽加热凝结水应用:初步除氧应用:初步除氧凝汽器的真空除氧装置凝汽器的真空除氧装置1-集水板;集水板;2-淋水盘;淋水盘;3-溅水板;溅水板;4-排汽至凝汽器抽气口;排汽至凝汽器抽气口;5-热水井热水井大气压式除氧器大气压式除氧器工作压力工作压力约约0.118MPa 除氧过程:除氧过程:汽轮机抽汽加热凝结水汽轮机抽汽加热凝结水优点:压力低、造价低优点:压力低、造价低应用:中、低参数发电厂应用:中、低参数发电厂 热电厂热电厂(3)高压式除氧器)高压式除氧器 工作压力大于工作压力大于0.343 0.784MPa 除氧过程:除氧过程:汽轮机抽汽加热凝结水汽轮机抽汽加热凝结水优点
22、:优点:高压加热器台数;高压加热器台数;避免除氧器自沸腾避免除氧器自沸腾缺点:造价高缺点:造价高应用:高参数发电厂应用:高参数发电厂五五 除氧器的热平衡及自生沸腾除氧器的热平衡及自生沸腾1、除氧器的、除氧器的热平衡热平衡 物质平衡物质平衡 热量平衡热量平衡 2、除氧器的、除氧器的自生沸腾及防止方法自生沸腾及防止方法自自生生沸沸腾腾不不需需要要回回热热抽抽汽汽加加热热,仅仅凭凭其其他他进进入入除除氧氧器器的的蒸蒸汽汽和和疏疏水水就就可可将将水水加加热热到到除除氧氧器器工工作作压压力力下下饱和温度饱和温度 影响:影响:(1 1)回热抽汽管的逆止阀关闭,破坏汽水逆向流动;)回热抽汽管的逆止阀关闭,破
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