汽机房工艺设计

（五）全厂公用汽水系统
1、公用辅助蒸汽系统
p247
（五）全厂公用汽水系统
2、工业水系统

p248
工业水系统是向电厂主厂房内及主厂房附近的 辅助机械和冷却器、冷油器等装置连续不断地 供给冷却水。

工业水应有可靠的水源，具有独立的供、 排水系统，不得与厂内消防水、冲灰水、 生活用水等系统合并，并应考虑电厂扩建 的要求。工业水水质有一定的要求，碳酸 盐硬度宜小于5mol/m3，pH值应在6.5—6.9 范围内。对转动机械的轴承冷却水，其悬 浮物的含量宜小于100g／m3
2、拟定发电厂原则性热力系统的主 要内容及其步骤






确定发电厂的形式及规划容量 选择汽轮机 绘制原则性热力系统图 进行发电厂原则性热力系统计算 选择锅炉 选择热力辅助设备 热经济指标计算
（1）确定发电厂的形式及规划容量

p236

发电厂的性质包括电厂的形式（凝汽式或供热式、 新建或扩建）及其在电网中的作用，即是否并入电 网。 国家规定：
（四）除氧器
p246
（四）除氧器

p247
防止除氧器超压爆破：


除氧器是发电厂的主要压力容器之一。国内 外发电厂均发生过除氧器爆破的严重事故。 必须重视除氧器的安全运行。例如，除氧器 倒换汽源时，要严格防止压力高的蒸汽直接 进人除氧器；除氧器的安全阀每年应校验一 次，每季应试排汽一次；压力调整器必须投 入自动，不得将汽源电动门拆除“自保持” 作调整汽门用，每五年做一次整体水压试验 等。

p242

主蒸汽系统是由锅炉至汽轮机进口的蒸汽系 统，并包括至各辅助设备（减压减温器、汽 封等）的支管系统、疏水系统等。 主蒸汽管道系统有母管制系统和单元制系统， 大机组基本上都采用单元制系统，中小机组 基本上采用母管制系统。母管制有切换母管 制和分段母管制，当机炉台数一一对应时， 一般采用切换母管制；锅炉台数多于汽机台 数时，一般采用分段母管制。
一主要考虑除氧器在加热 蒸汽中断、除氧器内压力降低时，给水泵 进口不发生汽化，因此除氧器给水箱最低 水位到给水泵中心线间水柱所产生的水柱 静压力，在考虑给水泵进口处水的汽化压 力和除氧器工作时克服流动阻力引起的压 力损失，并满是给水泵汽蚀余量的要求外， 尚应有3－5kPa的安全富裕量。根据计算 和实际运行经验，大气式除氧器的布置高 度不低于6－7m，中压除氧器的布置高度 不低于11－13m。
（二）主蒸汽系统
p243
（三）给水系统及给水泵的配置

p244
给水系统的几种形式：
（1）单母管制系统。 吸水母管和压力母 管均为单母管分段，锅 炉给水母管为切换母管。 其特点是安全可靠性高， 但阀门较多、系统复杂、 耗钢材、投资大。适用 于中、低压机组的小容 量发电厂，或给水泵容 量与锅炉容量不配合时， 如高压供热式机组的发 电厂。
二、给水泵


p255

为了保证给水的可靠性，确保锅炉正常运行，发电 厂的每一给水系统应设置1台备用给水泵。 对于母管制给水系统，应有一台备用给水泵，当最 大一台给水泵事故停用时，其余给水泵出口的总流 量，均应保证其所连接的给水系统内全部锅炉在最 大连续蒸发量时所需的给水量，并应有10％的裕度。 整个给水系统给水泵的台数，可根据机炉匹配情况、 运行调整要求、布置条件等因素综合考虑后确定。 当给水泵出力与锅炉容量不匹配时，高压给水母管 应采用分段母管制系统。当给水泵出力与锅炉容量 相匹配时，高压给水母管宜采用切换母管制，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。


不允许建设单机容量200MW及以下的一般凝汽式发电机组。 可建设热电联产的中小型发电机组，但应根据近期热负荷 和规划热负荷的大小、特性，按以热定电的原则，满足热 电比的要求，并通过技术经济比较，当热电联产比电网供 电、集中锅炉房供热方案更为经济合理时，则可建设热电 厂。 当为了综合利用，燃用当地的煤矸石、甘庶渣、造纸废液 及利用其他废热时才可申报并经过批准后，才能建设小型 凝汽式发电厂。
（三）给水系统及给水泵的配置

p244
给水系统的几种形式：
（2）切换母管制系统。 吸水母管是单母管 分段，压力母管和锅炉 给水母管均为切换制。 其特点是有是够的可靠 性，运行灵活。
（三）给水系统及给水泵的配置

p244
给水系统的几种形式：
（3）单元制系统。 单元制给水系统可 靠性高、经济性好、方 便、但灵活性差。因其 系统简单，投资省，大 型发电机组均采用单元 制给水系统。
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汽机房工艺设计
陈党慧
5.汽机房工艺设计
5.1 掌握发电厂原则性热力系统。 5.2 熟悉发电厂全面性热力系统。 5.3 掌握管道强度计算和水力、应力 计算及管道布置。 5.4 了解热电厂主要热经济指标。 5.5 掌握热力系统中主要设备的选择 及布置。 5.6 掌握对相关各专业的技术要求。
（五）全厂公用汽水系统
3、全厂疏放水、放气系统 4、供热系统
p248
三、凝汽式发电机组的总效率
（一）锅炉中的能量损失 ηb
p252
（三）汽轮机中的能量损失 ηT
三、凝汽式发电机组的总效率
p252
三、凝汽式发电机组的总效率
（四）冷源损失

p252
汽轮机排出的乏汽在凝汽器中向冷却水放出 大量热量而凝结为水，保持了很低的背压， 有利于热力循环，同时带来了很大的冷源损 失，这是凝汽式发电机组不可避免的损失。
（4）进行发电厂原则性热力系统计算

p236
热平衡式的拟定：
吸热量＝放热量×ηh Σ流入热量＝Σ流出热量
×ηh’ : 蒸汽质量焓的利用系数
注意：物质平衡式
（5）选择锅炉

p239

凝汽式发电厂宜一机配一炉，不设备用锅炉。 锅炉的最大连续蒸发量应与汽轮机最大逆汽量 工况相匹配。一般取为汽轮机额定工况进汽量 的108％－110％ 热电厂的锅炉选择原则与凝汽式电厂有所不同， 应考虑热电厂在锅炉检修或事故时，仍能保证 工业热负荷的可靠供应。装有供热式机组的发 电厂，当一台容量最大锅炉停用时，其余锅炉 （包括可利用的其他可靠热源）的蒸发量应满 足：热力用户连续生产所需的生产用汽量，冬 季采暖、通风和生活用热量的60％－75％，此 时允许降低部分发电出力。由于有热负荷，供 热式汽轮机的进汽量远大于同容量的凝汽式机 组，可有两炉配一机、三炉配两机等不同匹配 方案，应通过技术经济比较论证确定，并满足 热化系数在合理范围。
三、凝汽式发电机组的总效率
p255
第二节 热力系统主要设备选择
一、除氧器

p255
除氧器的总出力，应接该系统全部锅炉额定蒸发 量的给水量确定。当热网补给水与热力系统补水 都是软化水时，可利用热力系统的大气式除氧器， 作为热网补水除氧的设备。这时除氧器的出力， 应另加热网补水量。对于凝汽式电厂，一般是1 机配1炉，每台机组按照锅炉额定蒸发量的给水 量配置1台除氧器。对供热式电厂不一定是1机配 1炉。目前，国产除氧器的容量一般与锅炉容量 相匹配，可按锅炉额定蒸发量每台锅炉选择1台 除氧器。按除氧器和相应的锅炉配置除氧水箱。 除氧水箱总容量，对35t／h及以下锅炉宜为20～ 30min全部锅炉额定蒸发量时的给水消耗量，对 65t／h及以上的锅炉，宜为10～15min。

供热机组的选型：



（3）绘制原则性热力系统图

p236

根据汽轮机制造厂提供的该机组本体汽水系 统和初步选定的锅炉形式，来绘制原则性热 力系统图。 此时循环参数、回热参数已确定。在这种情 况下绘制原则性热力系统主要是确定：

锅炉连续排污扩容系统，除氧器的形式和工作压 力，除氧器定压或滑压运行方式，给水泵的形式 及其连接方式，补充水汇入热力系统方式（引至 除氧器或凝汽器），辅助换热设备（如轴封冷却 器、暖风器）及其连接方式的选择等。对于热电 厂还要进行载热质的选择，供汽方式的确定，供 热设备及其连接方式的确定等。
第二节 热力系统主要设备选择
一、除氧器

p255

除氧器的总出力，应接该系统全部锅炉额定蒸发 量的给水量确定。当热网补给水与热力系统补水 都是软化水时，可利用热力系统的大气式除氧器， 作为热网补水除氧的设备。这时除氧器的出力， 应另加热网补水量。对于凝汽式电厂，一般是1 机配1炉，每台机组按照锅炉额定蒸发量的给水 量配置1台除氧器。对供热式电厂不一定是1机配 1炉。 除氧水箱总容量，对35t／h及以下锅炉宜为20～ 30min全部锅炉额定蒸发量时的给水消耗量，对 65t／h及以上的锅炉，宜为10～15min。
（四）除氧器

p246
以回热抽汽来加热除去锅炉给水中溶解 气体的混合式加热器，称为热力除氧器， 它既是回热系统的一级，又用以汇集主 凝结水、补充水、疏水、生产返回水、 锅炉连排扩容蒸汽、汽轮机门杆漏汽等 各项汽水流量成为锅炉给水，并要保证 给水品质和给水泵的安全运行虫是影响 火电厂安全经济运行的一个重要热力辅 助设备。
冷源损失的大小用汽轮机的绝对内效率ηi来衡量
理想循环热效率ηt与汽轮 机相对内效率ηoi之乘积
三、凝汽式发电机组的总效率
p255
（五）发电机中的能量损失 包括两方面的损失：一是轴承 摩擦、转子鼓风的机械损失；二是 电气方面的励磁损失、励磁铁心及 绕组发热损失。用发电机效率ηg来 表示，现代大型空冷交流发电机的 效率可达97％－98％。
二、发电厂全面性热力系统

p240
一般发电厂全面性热力系统由下列各局 部系统组成：


主蒸汽系统、 回热加热（即回热抽汽及其疏水、空气管路） 系统、 除氧给水系统（包括减温水系统）、 主凝结水系统、 补充水系统、 供热系统、 厂内循环冷却水系统和锅炉起动系统等。
（二）主蒸汽系统
（三）给水系统及给水泵的配置

p244
对于小型发电机组，给水管道采用母管制 系统，并应符合下列要求：



给水泵吸入侧的低压给水母管，宜采用分段 单母管制系统。 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；当给水泵出力与锅炉容量匹配时，宜采 用切换母管制系统。 高压加热器后的锅炉给水母管，当高压加热 器出力与锅炉容量不匹配时，宜采用分段单 母管制系统；当高压加热器出力与锅炉容量 匹配时，宜采用切换母管制系统。
5.汽机房工艺设计
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 发电厂热力系统 热力系统主要设备选择 供热机组的热经济性指标 发电厂汽水管道设计 发电厂主厂房布置
第一节 发电厂热力系统
一、发电厂原则性热力系统 二、发电厂全面性热力系统 三、凝汽式发电机组的总效率
一、发电厂原则性热力系统

p235
发电厂原则性热力系统主要表明热 力循环的特征，主要体现了机炉之 间的关系及向外供热的情况。
1、发电厂原则性热力系统组成

p235
发电厂原则性热力系统主要由锅炉、 汽轮机和以下各部分热力系统组成： 蒸汽系统、给水回热加热和除氧器 系统、补充水引入系统、轴封汽及 其他废热回收（锅炉连排扩容回收、 冷却发电机的热量回收）系统，热 电厂还有对外供热系统。
供热电厂与凝汽式电厂原 则性热力系统的主要差别
（2）选择汽轮机

p236
汽机数量：

小型凝汽式发电厂一般台数不宜超过4台。 小型热电厂台数不宜超过6台。 对具有常年持续稳定热负荷的热电厂，应按全年 基本热负荷选用背压式汽轮机。 无持续稳定热负荷的热电厂，宜选用抽凝式汽轮 机 对具有部分持续稳定热负荷的热电厂，可选用背 压式汽轮机或抽背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。
（6）选择热力辅助设备

p240
除随锅炉、汽轮机配套供应的设备 外，还有除氧器及其水箱、凝结水 泵、给水泵、锅炉定期排污扩容器、 锅炉连续排污扩容器等。
（7）热经济指标计算
（二）发电厂原则性热力系统举例
p240
（二）发电厂原则性热力系统举例
p240
二、发电厂全面性热力系统

p240


发电厂原则性热力系统只涉及电厂的能量转 换及热量利用的过程。 实际上电厂能量转换要考虑任一设备或管道 事故、检修时，不影响主机乃至整个电厂的 工作，必须装设相应的备用设备或管路， 还要考虑启动、低负荷运行、正常工况或变 工况运行、事故以及停止等各种操作方式。 根据这些运行方式变化的需要，应设置作用 各不相同的管道及其附件。 这就构成了发电厂全面性热力系统，它是用 规定的符号表明全厂性的所有热力设备及其 汽水管道的总系统图。