汽轮机设备及系统.doc

北京国电博雅科技有限公司 电力行业软件开发、制作、销售
8　汽轮机设备及系统

8.1 汽轮机设备
8.1.1 发电厂的机组容量的选择，应符合下列要求：
8.1.1.1 区域性凝汽式发电厂的机组容量，应根据地区电力系统规划容量、电力负荷增长的需要和电网结构等因素，优先选择较高参数和较大容量的机组。
8.1.1.2 孤立凝汽式发电厂的机组容量，当停用1台机组时，其余机组应能满足基本电力负荷的需要。
8.1.1.3 供热式发电厂，应根据热负荷的大小，合理确定发电厂的规模和机组容量。条件许可时，应优先选择较高参数、较大容量和经济效益更高的供热式机组。
8.1.2 供热式汽轮机机型的最佳配置方案，应在调查核实热负荷的基础上，根据设计的热负荷曲线特性，经技术经济比较后确定。
8.1.3 供热式汽轮机的选型，应按下列原则确定：
8.1.3.1 具有常年持续稳定的热负荷的热电厂，应按全年基本热负荷选用背压式汽轮机。
8.1.3.2 具有持续部分稳定热负荷的热电厂，可选用背压式汽轮机或抽汽背压式汽轮机承担基本稳定的热负荷，另设置抽凝式汽轮机带变化波动的热负荷。
　　区域性的热电厂的第一台机组，不宜设置背压式汽轮机。
8.1.3.3 昼夜热负荷变化幅度较大，或近期热负荷总量较小，且无持续稳定的热负荷的热电厂，宜选用抽凝式汽轮机。
8.1.4 热电厂的热化系数，可按下列原则选取：
8.1.4.1 热电厂的热化系数应小于1。
8.1.4.2 热化系数必须因地制宜、综合各种影响因素经技术经济比较后确定，并宜符合下列要求：
　　(1) 热化系数宜取0.5～0.8；
　　(2) 对以供常年工业用汽热负荷为主的热电厂，其热化系数宜取0.7～0.8；
　　(3) 对以供季节采暖为主的热电厂，其热化系数宜取0.5～0.6；
　 (4) 在选取热化系数时，应对热负荷的性质进行分析。年利用小时数高、日负荷稳定的，取高值；年利用小时数低、日负荷波动大的,取低值。
8.1.5 对季节性热负荷差别较大或昼夜热负荷波动较大的地区，为满足尖峰热负荷，可采用下列方式供热：
8.1.5.1 利用热电厂的锅炉裕量，经减温减压装置补充供热。
8.1.5.2 采用供热式汽轮机与兴建尖峰锅炉房协调供热。
8.1.5.3 选留热用户中容量较大、使用时间较短、热效率较高的燃煤锅炉补充供热。
8.1.6 采暖尖峰锅炉房与热电厂采用并联供热系统或串联供热系统，应经技术经济比较后确定，并宜符合下列要求：
8.1.6.1 当采用并联供热时，采暖锅炉房，宜建在热电厂或热电厂附近。
8.1.6.2 当采用串联供热时，采暖锅炉房，宜建在热负荷中心或热网的远端。
8.2 主蒸汽及供热蒸汽系统
8.2.1 主蒸汽管道，宜采用切换母管制系统。
8.2.2 热电厂厂内应设供热集汽联箱。向厂外同一方向输送的供热蒸汽管道，宜采用单管制系统。当符合下列情况时，可采用双管或多管制系统。
8.2.2.1 当同一方向的各用户所需蒸汽参数相差较大，或季节性热负荷占总热负荷比例较大，经技术经济比较合理时，可采用双管或多管制系统。
8.2.2.2 对特别重要而不允许停汽的热用户，需由两个热源供汽时，可设双管输送。每根管道的管径，宜按最大流量的60%设计。
8.2.2.3 当热用户按规划分期建设，初期设单管不能满足规划容量参数要求或运行不经济时，可采用双管或多管制系统。
8.3 给水系统及给水泵
8.3.1 给水管道应采用母管制系统，并应符合下列要求：
8.3.1.1 给水泵吸水侧的低压给水母管，宜采用分段单母管制系统。其管径应比给水箱出水管径大1～2级。给水箱之间的水平衡管的设置，可根据机组的台数和给水箱间的距离等因素综合确定。
8.3.1.2 给水泵出口的压力母管，当给水泵的出力与锅炉容量不匹配时，宜采用分段单母管制系统；当给水泵的出力与锅炉容量匹配时，宜采用切换母管制系统。
8.3.1.3 给水泵的出口处，应设有给水再循环管和再循环母管。
8.3.1.4 备用给水泵的吸水管，宜位于低压给水母管两个分段阀门之间；出口的压力管，宜位于分段压力母管两个分段阀门之间或接至切换母管上。
8.3.1.5 高压加热器后的锅炉给水母管，当高加出力与锅炉容量不匹配时，宜采用分段单母管制系统；当高加出力与锅炉容量匹配时，宜采用切换母管制系统。
8.3.2 发电厂的给水泵的台数和容量，应按下列要求确定：
8.3.2.1 发电厂应设置1台备用给水泵。
8.3.2.2 给水泵的总容量及台数，应保证在任何一台给水泵停用时，其余给水泵的总出力，仍能满足所连系统的全部锅炉额定蒸发量的110%。
8.3.2.3 每台给水泵的容量，宜按其对应的锅炉额定蒸发量的110%给水量来选择。
8.3.3 采用汽动给水泵，宜符合下列要求：
8.3.3.1 不与电网连接或电网供电不可靠的发电厂，宜设置1台汽动给水泵。
8.3.3.2 厂用低压蒸汽需常年经减温减压器供给的热电厂，经供热量平衡和技术经济比较后，可采用1～2台经常运行的汽动给水泵。
8.3.4 给水泵的扬程，应为下列各项之和：
8.3.4.1 锅炉额定蒸发量时的给水流量，从除氧给水箱出口到省煤器进口给水流动的总阻力，另加20%的裕量。
8.3.4.2 汽包正常水位与除氧器给水箱正常水位间的水柱静压差。当锅炉本体总阻力中包括其静压差时，应为省煤器进口与除氧器正常水位间的水柱静压差。
8.3.4.3 锅炉额定蒸发量时，省煤器入口的进水压力。
8.3.4.4 除氧器额定工作压力(取负值)。
8.4 除氧器及给水箱
8.4.1 除氧器的总出力，应按全部锅炉额定蒸发量的给水量确定。当利用除氧器作热网补水定压设备时，应另加热网补水量。每台机组宜设置1台除氧器。
8.4.2 给水箱的总容量，宜符合下列要求：
8.4.2.1 给水箱的总容量，对35t/h及以下的锅炉，宜为20～30min全部锅炉额定蒸发量时的给水消耗量。
8.4.2.2 对65t/h及以上的锅炉，宜为10～15min全部锅炉额定蒸发量时的给水消耗量。
8.4.3 凝汽式发电厂及补水量少的供热式发电厂，补水宜进入凝汽器进行初级真空除氧。
8.4.4 对补给水量大的供热式发电厂，当有合适的热源时，可在除氧器前装设补给水加热器。当无合适的热源时，可采用常温补水的除氧器。
8.4.5 对以供采暖为主的热电厂，热网加热器的疏水，有条件时，可直接进入除氧器；当无条件时，应装设疏水冷却器，降温后再进入除氧器。当采用高温疏水直接进入除氧器，且技术经济比较合理时，可选用0.25～0.412MPa(绝对压力)、120～145℃的中压除氧器。
8.4.6 多台相同参数的除氧器的有关汽、水管道，宜采用母管制系统。
8.4.7 除氧器给水箱的最低水位面到给水泵中心线间的水柱所产生的压力，不应小于下列各项的代数和：
8.4.7.1 给水泵进口处水的汽化压力和除氧器的工作压力之差。
8.4.7.2 给水泵的汽蚀余量。
8.4.7.3 给水泵进水管的流动阻力。
8.4.7.4 给水泵安全运行必需的富裕量3～5kPa。
8.4.8 除氧器及给水箱，应设有防止过压爆炸的安全阀及排汽管道。
8.5 凝结水系统及凝结水泵
8.5.1 发电厂的凝结水，宜采用母管制系统。
8.5.2 凝汽式机组的凝结水泵的台数、容量，宜按下列要求确定：
8.5.2.1 每台凝汽式机组，宜装设2台凝结水泵，每台容量为最大凝结水量的110%。
8.5.2.2 最大凝结水量，应为下列各项之和：
　　(1) 汽轮机最大进汽工况时的凝汽量；
　　(2) 进入凝汽器的经常补水量和经常疏水量；
　　(3) 当低压加热器疏水泵无备用时，可能进入凝汽器的事故疏水量。
8.5.3 供热式机组的凝结水泵的台数、容量，宜按下列要求确定：
8.5.3.1 工业抽汽式机组或工业、采暖双抽汽式机组，每台机组宜装设2台或3台凝结水泵。
　　(1) 当机组投产后即对外供热时，宜装设２台凝结水泵。每台容量宜为设计热负荷工况下的凝结水量，另加10%的裕量。
　　设计热负荷工况下的凝结水量不足最大凝结水量50%的，每台容量按最大凝结水量的50%确定。
　　(2) 当机组投产后需作较长时间纯凝汽工况或低热负荷工况运行时，宜装设3台凝结水泵，每台容量宜为设计热负荷工况下的凝结水量，另加10%的裕量。
设计热负荷工况下的凝结水量不足最大凝结水量50%的，每台容量按最大凝结水量的50%确定。
8.5.3.2 采暖抽汽式机组，宜装设３台凝结水泵，每台容量宜为最大凝结水量的55%。
8.5.3.3 设计热负荷工况下的凝结水量，应为下列各项之和：
　　(1) 机组在设计热负荷工况下运行时的凝汽量；
　　(2) 进入凝汽器的经常疏水量；
　　(3) 当设有低压加热器疏水泵而不设备用泵时，可能进入凝汽器的事故疏水量。
8.5.3.4 最大的凝结水量，应为下列各项之和：
　　(1) 抽凝式机组按纯凝汽工况运行时，在最大进汽工况下的凝汽量；
　　(2) 进入凝汽器的经常补水量和经常疏水量；
　　(3) 当设有低压加热器疏水泵而不设备用泵时，可能进入凝汽器的事故疏水量。
8.5.4 凝结水泵的扬程，应为下列各项之和：
8.5.4.1 从凝汽器热井到除氧器凝结水入口的凝结水管道流动阻力，另加20%的裕量。
　　低压加热器的疏水，经疏水泵并入主凝结水管道的，在并入点前，应按最大凝结水量计算；在并入点后，应加上低压加热器疏水量计算。
8.5.4.2 除氧器凝结水入口与凝汽器热井最低水位间的水柱静压差。
8.5.4.3 除氧器入口凝结水管喷雾头所需的喷雾压力。
8.5.4.4 除氧器最大工作压力，另加15%的裕量。
8.5.4.5 凝汽器的最高真空。
8.6 低压加热器疏水泵
8.6.1 容量为25MW的机组，应设低压加热器疏水泵；容量为25MW以下的机组，不应设低压加热器疏水泵。
8.6.2 低压加热器疏水泵的容量及台数，应按下列要求确定：
8.6.2.1 低压加热器的疏水泵容量，应按汽轮机最大进汽工况时，接入该泵的低压加热器的疏水量，另加10%的裕量确定。
8.6.2.2 低压加热器的疏水泵，宜设1台，不设备用。但低压加热器的疏水，应设有回流至凝汽器的旁路管路。
8.6.3 低压加热器的疏水泵扬程，应为下列各项之和：
8.6.3.1 从低压加热器到除氧器凝结水入口的介质流动阻力，另加20%裕量。
8.6.3.2 除氧器凝结水入口与低压加热器最低水位间的水柱静压差。
8.6.3.3 除氧器入口喷雾头所需的喷雾压力。
8.6.3.4 除氧器最大工作压力，另加15%裕量。
8.6.3.5 对应最大凝结水量工况下低压加热器内的真空。加热器为正压力时，取负值。
8.7 疏水扩容器、疏水箱、疏水泵与低位水箱、低位水泵
8.7.1 疏水扩容器、疏水箱和疏水泵的容量和台数的选择，应符合下列要求：
8.7.1.1 疏水扩容器的容量，对3MW及以下的机组，宜为0.5m3；对6～12MW机组,宜为0.75～1m3；对25MW机组宜为1.5m3 。疏水扩容器的数量宜设置1台。
8.7.1.2 发电厂设置20t/h锅炉时，宜设置1个10m3的疏水箱；发电厂设置35t/h锅炉时，宜设置1个20m3 的疏水箱。
疏水泵宜设置1台,其容量宜按在1h内将疏水箱内的存水打至除氧器给水箱的要求确定。其扬程应按相应的静压差、流动阻力及除氧器工作压力，另加20%裕量确定。
8.7.1.3 发电厂设置65t/h及以上锅炉时，疏水箱可装设2个，其总容量为30～40m3。
　　疏水泵采用2台。每台疏水泵的容量，宜按在0.5h内将1个疏水箱的存水打至除氧器给水箱的要求确定。其扬程应按相应的静压差、流动阻力及除氧器工作压力，另加20%裕量确定。
8.7.2 当低位疏放水量较大、水质好可供利用时，可装设1台容量为5m3 的低位水箱和1台低位水泵。低位水泵的容量,宜按在0.5h内将低位水箱内的存水打至疏水箱的要求确定。其扬程应按相应的静压差、流动阻力另加20%裕量确定。
　　当疏水箱低位布置时，可不设低位水箱。
8.8 工业水系统
8.8.1 发电厂应设工业水系统。其供水量，应满足主厂房及其邻近区域锅炉、汽轮机辅助机械设备的冷却用水、轴封用水及其它用水量，并应符合下列要求：
8.8.1.1 汽轮机的冷油器和发电机的空气冷却器的冷却用水，均应由循环水直接供水。
8.8.1.2 当循环水的压力和水质能满足其它设备冷却供水要求时，应采用循环水直接供水。循环水压力无法达到的用水点，应设置升压泵供水。
8.8.2 发电厂的工业用水，应有可靠的水源。工业水应具有独立的供、排水系统,并应结合规划扩建机组设备的冷却供水要求,统一规划。
　　工业水的水质碳酸盐硬度，宜小于5mol/m3，pH值不应小于6.5,不宜大于9.5。对转动机械的轴承冷却水,其悬浮物的含量宜小于100g/m3。
8.8.3 工业水系统可按下列要求选择：
8.8.3.1 以淡水作冷却水水源，且不需要处理即可作为工业用水的，宜采用开式系统；需经处理的，可视具体情况，采用开式或闭式系统，或开式、闭式相结合的系统。
8.8.3.2 以海水作为凝汽器冷却水水源的，工业水可采用淡水闭式或海水开式系统，或淡水闭式、海水开式相结合的系统。
8.8.3.3 在开式工业水系统中，可视具体情况确定设置工业水箱。在闭式工业水系统中，宜设置高位水箱、回水箱(池)、水泵及水—水冷却器或其它冷却设备。
8.8.4 工业水管道宜采用母管制系统。
8.8.5 工业水泵的总容量，应满足所连接的工业水系统最大用水量的需要，另加10%的裕量。
8.8.6 母管制工业水系统，当机组为2～3台时，宜采用2台工业水泵，其中1台备用；当机组为4台及以上时，宜选用3台工业水泵,其中1台备用。
8.8.7 工业水泵的扬程，应为下列各项之和：
8.8.7.1 最高工业用水点或高位工业水箱进口与工业水泵中心线或工业水泵吸水池最低水位间的水柱静压差。
8.8.7.2 从工业水泵进水始端到最高用水点出口或高位工业水箱进口间工业水的流动阻力(按最大用水量计算)，另加20%裕量。
8.8.7.3 工业水泵进口真空(进口为正压力时，取负值)；当从吸水池吸水时，本项不计入。
8.8.8 开式工业水系统的排水，应回收利用。
8.8.9 工业水的排水系统，可采用自流排水，或采用自流排水与压力排水相结合的排水方式，并应符合下列要求：
8.8.9.1 自流排水应通过漏斗接入母管，引至排水沟或回水池。
8.8.9.2 排水漏斗后的管道，其管径应放大1～2级。
8.8.9.3 连接至同一排水母管上的排水漏斗，应布置在同一标高上。
8.8.9.4 对高位设备的排水，除在设备附近设排水漏斗外，尚应在接入排水母管低端的统一标高处，设缓冲排水漏斗。
8.8.9.5 汽轮机的冷油器和发电机的空气冷却器的开式系统压力排水，宜接至循环水排水系统或工业冷却水压力排水系统。闭式系统的压力排水，应直接接入排水母管，引至回水箱。
8.8.9.6 辅助设备轴承的压力排水管道上，应装设流动指示器。
8.9 热网加热器及其系统
8.9.1 热水网系统，应按下列原则确定：
8.9.1.1 采暖的热水网，应采用由供水管和回水管组成的闭式双管制系统。
8.9.1.2 同时有生产工艺、采暖、通风、空调、生活热水等多种热负荷的热水网，当生产工艺热负荷和采暖热负荷所需热水参数相差较大，或季节性热负荷占总热负荷比例较大，经技术经济比较后，可采用闭式多管制系统。
8.9.2 热网加热器的容量和台数的选择，应符合下列要求：
8.9.2.1 基本热网加热器的容量和台数，应根据采暖通风和生活热水的热负荷进行选择，不设备用。但当任何一台加热器停止运行时，其余设备应能满足60%～75%热负荷的需要，严寒地区取上限。
8.9.2.2 热网尖峰加热器的设置，应根据热负荷性质、输送距离、气象条件和热网系统等因素，经技术经济比较后确定。
8.9.3 当供热系统采用中央质调节时，热水网循环水泵的容量、扬程及台数，应按下列原则确定：
8.9.3.1 热网循环水泵，不应少于2台，其中1台备用。
　　热网循环水泵的总容量和台数，应能保证其中任何一台停用时，其余的水泵仍能满足向热用户提供热水总流量的110%。
8.9.3.2 热网循环水泵的扬程，应为下列各项之和：
　　(1) 热水在热网加热器的流动阻力；
　　(2) 热水在供热管道中的流动阻力；
　　(3) 热水在热力站或热用户系统中的压力损失；
　　(4) 热水在回水管道中的流动阻力；
　　(5) 热水在回水过滤器中的流动阻力。
　　按上述五项计算的扬程，应另加20%的裕量。
8.9.4 当热水网供热系统采用中央质—量调节时，采用连续改变流量的调节，应选用调速水泵；采用分阶段改变流量的调节，宜选用扬程和流量不等的泵组。
8.9.5 热网凝结水泵的容量、扬程及台数，应按下列原则确定：
8.9.5.1 热网凝结水泵的容量，应按各级热网加热器逐级回流的总凝结水量(包括尖峰加热器投用时的最大凝结水量)的100%选取。
8.9.5.2 热网凝结水泵不应少于2台，其中1台备用。
8.9.5.3 热网凝结水泵的扬程，应为下列各项之和：
　　(1) 从基本热网加热器到除氧器凝结水入口的介质流动阻力(按包括尖峰加热器投用时的最大凝结水量计算)，设有疏水冷却器的,尚应加疏水冷却器的阻力，并另加10%～20%裕量；
　　(2) 除氧器入口喷雾头所需的喷雾压力；
　　(3) 除氧器入口处与基本热网加热器凝结水最低水位间的水柱静压差；
　　(4) 除氧器的最大工作压力，另加15%裕量；
　　(5) 基本热网加热器汽侧的工作压力，如为正压力，取负值。
8.9.5.4 热网凝结水泵，应采用热水泵。
8.9.6 闭式热水网的正常补水量，宜为热网循环水量的1%～2%。补水设备的容量，宜为热网循环水量的4%，其中2%的水量应采用除过氧的化学软化水以及锅炉排污水，但不应少于20t/h。
　　其余2%的水量，可采用工业水或生活水。
　　当采用工业水或生活水补给时，系统应装设记录式流量计。
　　补入的工业水或生活水应加缓蚀剂。
8.9.7 热水网的补水方式、补给水泵的容量和台数，应按下列原则确定：
8.9.7.1 应优先利用锅炉连续排污扩容器排污水直接补入热网。利用除氧器水箱补水，当条件许可时，可直接补入热网。这两项直接补水能满足热网的正常补水量时，可按热网循环水量的2%设事故时补入工业水或生活水的热网补给水泵1台。
8.9.7.2 在除氧器水箱贮水直接补入热网的系统中，热网循环水泵停用，不能维持热网所需静压时，应设热网补给水泵1台,容量可按热网循环水量的2%选取。
8.9.7.3 在热网回水压力较高，除氧器水箱的贮水不能直接补入热网的系统中，应设热网补给水泵2台，其中1台备用。每台泵的容量，可按热网循环水量的2%选取。
8.9.8 热水网的定压方式，应经技术经济比较后确定。补给水泵可兼作定压之用。定压点即补水点宜设在热网循环水泵的入口处。
　　补给水泵可采用电接点式压力表或无源一次仪表，自动控制补给水泵的起停。备用的热网补给水泵，应能自动投入。
8.9.9 兼作定压用的热网补给水泵的扬程，应为下列各项之和：
8.9.9.1 热网系统中最高点与系统补水点的高差。
8.9.9.2 高温热水的汽化压力。
8.9.9.3 安全压力裕量30～50kpa。
8.9.9.4 补给水泵吸水管路中的阻力损失，另加20%裕量。
8.9.9.5 补给水泵出水管路中的阻力损失，另加20%裕量。
8.9.9.6 补给水箱的压力和补给水箱最低水位高出系统补水点的高度(取负值)。
　　根据计算结果选择的热网补给水泵的扬程，应与热水网水力工况计算的定压点的回水压力相一致。
8.9.10 热网循环水泵和补给水泵，均应由两彼此独立的电源供电。
8.9.11 热网系统应设有除污、放气和防止水击的措施。
8.10 减温减压装置
8.10.1 对装有抽汽式汽轮机或背压式汽轮机的热电厂，应按生产抽汽或排汽每种参数各装设1套备用减温减压装置，其容量等于最大一台汽轮机的最大抽汽量或排汽量。
8.10.2 当任何一台汽轮机停用，其余汽轮机如能供给采暖、通风和生活用热的60%～75%(严寒地区取上限)时,可不装设采暖抽汽或排汽的备用减温减压装置。
8.10.3 当供热式机组的抽汽或排汽参数不适合作厂用汽源时,可采用减温减压装置或减压阀,将较高参数的抽汽或排汽降至所需要的参数。
8.10.4 经常运行的减温减压装置或减压阀，应设1套备用。
8.11 蒸汽热力网的凝结水回收设备
8.11.1 当采用间接加热的热用户能返回合格的凝结水，且在技术经济上合理时，发电厂应装设回水收集设备。回水箱的容量和数量,应按具体情况确定。回收水箱不应少于2个。
8.11.2 回水泵宜设置2台，其中1台备用。每台泵的容量，宜按在1h内将回水箱的存水抽出的要求确定,扬程可按送往除氧器的要求确定。
8.12 凝汽器及其辅助设施
8.12.1 凝汽器的水室、管板、管束材质，应根据循环水水质确定。
　　采用海水或受海潮影响含氯根较高的江、河水作循环水的机组，宜采用耐海水腐蚀的材质制造的凝汽器。
8.12.2 6～25MW汽轮机的凝汽器，除水质好并证明凝汽器铜管内壁不结垢、水中悬浮物较少的直流供水系统外，应装设胶球清洗装置。