给水系统

给水系统发电厂的给水系统是指从除氧器给水箱经前置泵、给水泵、高压加热器到锅炉省煤器前的全部给水管道，还包括给水泵的再循环管道、各种用途的减温水管道以及管道附件等。

给水系统的主要作用是把除氧水升压后，通过高压加热器利用汽轮机抽汽加热供给锅炉，提高循环的热效率，同时提供高压旁路减温水、过热器减温水及再热器减温水等。

一、给水系统的形式1、低压给水系统由除氧器给水箱经下水管至给水泵进口的管道、阀门和附件组成，由于承受的给水压力较低，称为低压给水系统。

为减少流动阻力，防止给水泵汽蚀，一般采用管道短、管径大、阀门少、系统简单的管道系统。

低压供水管道常分为单母管分段制和切换母管制两种。

单母管分段制是下水管接在低压给水母管上，给水再由母管分配到给水泵中。

这种系统由于系统简单，布置方便，阀门少，压力损失小，故应用比较广泛。

切换母管制是一台除氧器与一台给水泵组成单元，单元之间用母管联络，备用给水泵接在切换母管上。

这种系统调度灵活、阻力小，但管道布置复杂，投资大，多用于给水泵出力与机炉容量匹配的情况。

2、高压给水系统由给水泵出口经高压加热器到锅炉省煤器前的管道、阀门和附件组成，由于承受的给水压力很高，称为高压给水系统。

高压给水管道系统有：集中母管制、切换母管制、扩大单元制和单元制四种形式。

前三种形式的给水管道系统，由于运行调度灵活、供水可靠，并能减少备用泵的台数，在我国超高参数以下机组中普遍采用，如图3-51所示。

它们的共同特点是：①在给水泵出口的高压给水管道上按水流方向装设一个止回阀和一个截止阀。

止回阀用于防止高压水倒流，截止阀用于切断高压给水与事故泵和备用泵的关系。

②为防止低负荷时给水泵汽蚀，在各给水泵的出口截止阀前接出至除氧器给水箱的再循环管，保证在低负荷工况下有足够的水量通过给水泵。

③高压加热器均设有给水自动旁路，当高压加热器故障解列时，可通过旁路向锅炉供水。

④在冷、热高压给水母管之间，设置直通的“冷供管”，作为高压加热器事故停用或锅炉启动时间向锅炉直接供水，机组正常运行时，处于热备用状态。

⑤备用泵设在合适的位置，以便投运时阻力最小，操作方便。

二、单元制给水系统单元制给水系统由于最具有管道最短，阀门最少，阻力小，可靠性高，，又非常便于集中控制等优点，因此是现代发电厂中最为理想的给水系统，在300MW及其以上容量机组得到广泛应用。

如图3-52所示300MW机组给水系统为例来说明单元制给水系统的组成。

1、给水泵及其前置泵管道给水从除氧器给水箱下水口分三路进入三台前置泵。

电动给水泵的前置泵与电动给水泵通过液力联轴器同轴连接，汽动给水泵的前置泵单独由电动机驱动。

每台前置泵吸水管上各装设一个手动闸阀和一个粗滤网，滤网可分离在安装检修期间可能积聚在给水箱和给水管内的焊渣、铁屑，从而保护水泵。

在前置泵吸水管上还装有泄压阀，防止给水泵备用期间，给水前置泵进口阀门关闭时，进水管可能由于备用给水泵止回阀的泄漏而超压。

泄压阀出口接管进入一个敞开的漏斗，以便于运行人员监视，若有泄漏，运行人员将泄压阀出口发现。

系统中设有两台50%容量的汽动给水泵，由两台容量为6000kw的汽轮机变速驱动，汽动泵单独运行时，能供给锅炉60%的额定给水量。

电动给水泵的容量也为50%，主要供机组启、停期间使用。

在机组正常运行时，电动泵处于热备用状态，当汽动给水泵故障或汽轮机甩负荷时，电动泵可立即投入运行。

每台给水泵进口安装一个细过滤网，保护水泵的安全运行。

其出口管各装设一只止回阀、一套流量测量装置和一只电动闸阀。

给水泵的平衡水管接至细滤网之前的给水泵入口管道上。

2、暖泵管路为防止启动时温度较高的除氧器对给水泵产生热冲击，使壳泵体上下出现温差，造成热变形，引起动静摩擦，给水泵启动前要进行充分暖泵，所以大型机组的给水泵均设置了正、反暖泵管路。

正暖是在所有泵都停止运转后，若准备启动一台给水泵（可以是电动泵也可以是汽动泵）时，除氧器水箱内的热水在除氧器压力和水箱静压的作用下，经前置泵、给水泵入口，通过泵体，从泵出口端排至凝结水回收水箱。

在每台泵的暖泵排水管上装设有两个截止阀，三台给水泵公用一根排水母管接至凝结水回收水箱。

反暖是当一台或两台给水泵处于热备用状态时，利用运行前置泵出口的热水从备用给水泵出口端两侧底部接入，流过泵体，经给水泵入口、前置泵返回给水箱。

每台前置泵出口供暖管上装设截止阀、止回阀各一个，止回阀后分成两路：一路至匹配的给水泵暖泵系统；另一路设一个截止阀切换至暖泵水母管向邻泵供水。

在两端的反向暖泵供水管上均装一个不同直径的节流孔板，以控制不同的暖泵水流量。

在出口端的反向暖泵供水管上各装一只截止阀和一只止回阀。

在给水泵正常运行中，截止阀、止回阀应关闭，以免高压给水倒流入暖泵水系统。

为防止误操作引起暖泵水系统超压，还在联通母管上装设一个弹簧安全阀。

3、给水泵最小流量再循环每台给水泵出口止回阀前引出最小流量再循环管，其上装有一套最小流量调节装置，它由多级节流孔板、电动角式调节器和隔离阀组成。

其调节信号取自给水泵出口流量计，保证给水泵出力不小于额定流量的30%，以防止泵汽蚀。

为防止最小流量调节装置再运行中发生故障。

另设置旁路作为备用，旁路管上装有一只多级节流板和两个串联的常闭隔离阀。

正常情况下，最小流量调节阀后的隔离阀锁定再开启位置，以免误操作使再循环不畅。

最小流量调节装置靠近除氧器水箱布置，防止当给水通过调节阀后，，可能产生汽化出现的两相流动。

4、高压加热器水管路三台给水泵出水管道合并成一根给水总管到高压加热器。

总管与高压加热器H3之间设置注水管道，其上有注水阀，用于高压加热器启动时预热。

三台高压加热器共用一套带三通快速关断阀的给水自动旁路保护系统，三通阀始终保证一路是畅通的。

有的机组上，为防止自动旁路三通阀在旁路保护动作时关不严，在高压加热器H3给水进口管道上增设了电动闸阀，以加强保护。

高压加热器H1出口管道上装设一个电动闸阀，闸阀后管道与三通阀旁路管汇合后接至锅炉的给水操作台。

为防止高压加热器停运后，由于抽气管道上的隔离阀泄漏，使存在加热器管束内的水被继续加热膨胀而引起水侧超压，每台高压加热器端部水室上安装一个弹簧安全阀。

5、锅炉给水量控制正常运行中锅炉给水流量控制主要通过调节汽轮机转速实现。

给水操作台只在作为给水流量的辅助调节手段，它是由两只并联的电动给水调节阀和电动闸阀组成。

引进型机组不设给水操作台，只在省煤器入口联箱前设置一个电动截止阀和止回阀，锅炉给水量的变化全部依靠调节给水泵转速实现，这不仅避免了节流损失，而且使给水泵在很大负荷范围内处于高效区。

在锅炉启动初期，通过控制电动泵出口电动电动阀的旁路阀对汽包水位进行单冲量调节，当锅炉负荷增加到25%MCR时，电动泵出口阀全开，用三冲量调节系统通过液力联轴器调节电动泵转速，以满足锅炉的给水要求。

6、减温水支管给水泵中间抽头水供再热器减温用，抽头引出管上各装一只止回阀和二只截止阀，以防止抽头水倒流，有利于给水泵检修。

三台泵的抽头管道合并成一根总管至锅炉再热器。

在给水泵与高压加热器之间的给水管道上，接有去高压旁路减温水管道。

在省煤器环形进水箱上，引出一根至过热器减温水管。

在引进型300MW机组的过热器减温水管有给水泵出水母管接出。

600MW机组的给水想系统中，两台汽动泵的前置泵也设置了再循环管道，并且每台高压加热器都设置一套小旁路。

其余与以上所述给水系统相似。

三、驱动锅炉给水泵小汽轮机的热力系统(一)小汽轮机的汽源及其切换小汽轮机和主汽轮机一样，是将蒸汽的热能转变为机械能的原动机，其工作原理与主汽轮机相同。

但是，主汽轮机是在定速下，通过改变调节汽阀的开度来改变进汽量以适应外界负荷的变化。

在正常运行时，主汽轮机的调节们开度与进汽量基本成正比关系，而小汽轮机却是一个变参数、变转速、变功率和多汽源的原动机。

在正常运行时，一般由主汽轮机的抽汽作为汽源，尽管主汽轮机的抽汽压力正比与负荷，而小汽轮机的转速又正比与给水需要量，在小汽轮机的驱动下给水泵耗功理应处于自调平衡状态，无需调节汽阀加以控制，但实际上也只有在额定工况附近，才能保持这种自调能力的平衡关系。

这是因为小汽轮机和给水泵的效率随着负荷的下降而降低，当负荷下降至一定程度（小于70%MCR）时，小汽轮机产生的动力将不能满足给水泵耗功，致使汽动泵转速下降，不能满足锅炉给水的需要量。

要满足给水量的要求，则必须开大小汽轮机进汽阀的富余开度，或者全开超负荷进汽阀。

如果小汽轮机的进汽量受主汽轮机最大允许的抽汽量的制约，或者没有过负荷的通流面积，则就必须另设高压汽源，通过控制高压调节汽阀的开度，保持小汽轮机动力与给水泵耗功相平衡，以维持必需的转速。

为适应低负荷的要求，小汽轮机除了具有正常运行的低压抽汽汽源外，还设有低负荷时使用的引自高压新汽母管或高压缸排汽来的高压蒸汽汽源，因此存在着两种汽源的进汽切换高压蒸汽外切换和新蒸汽内切换。

高压蒸汽外切换系统如图所示3-53，小汽轮机只设一个蒸汽室。

正常工况时，小汽轮机由主汽轮机中压缸抽汽供汽，当主汽轮机负荷降到低压汽源不能满足小汽轮机的需要时，打开小汽机高压蒸汽（即高压缸排汽）管道上的减压阀A，即高压蒸汽经阀A节流后进入汽轮机，与此同时，低压管道的止回阀B动作，小汽轮机自动地由低压气流切换到高压气源。

切换后，低压蒸汽停止进入汽轮机，小汽轮机完全由高压缸排汽供汽时，随主汽轮机负荷的减小，蒸汽参数下降，减压阀A不断开大，阀门的蒸汽损失不断减小。

当主汽轮机负荷降至额定负荷的10%左右时，主汽轮机高压缸排气压力进一步下降，致使小汽轮机所产生的功率不能继续驱动给水泵，机组不能继续运行。

这是用高压缸排汽供汽不可避免的缺点。

另外，采用外切换方式，在切换点工况小汽轮机工质突然由低压蒸汽变为高压蒸汽，故对小汽轮机会产生较大的热冲击，同时阀门A产生节流损失。

所以，尽管这种切换方式只需设一个蒸汽室，仍因经济性不高而应用得不多。

所谓新蒸汽内切换就是用主蒸汽管道上的新蒸汽作为小汽轮机的高压内切换汽源，正常汽源为中压缸抽汽或排汽，当主汽轮机负荷低于切换点时，小汽轮机的供汽汽源切换到新汽——高压汽源，取消了外切换系统中高压汽源管道上的减压阀A，在小汽轮机设置了两个独立的蒸汽室，并各自配置有相应的主汽阀和调节汽阀，它们分别与高压汽源和低压汽源相连，如图3-54所示。

其切换过程是:机组正常运行时，小汽轮机由低压汽源供汽。

当主汽轮机负荷降低到低压汽源不能满足小汽轮机需要时，高压调节汽阀开启，将一部分高压蒸汽送入小汽轮机。

此时，低压汽阀保持全开状态，高压和低压两种蒸汽分别进入各自的喷管组膨胀，在调节级作功后混合。

随着主汽轮机负荷继续下降，高压蒸汽量不断加大，由于低压蒸汽压力随主汽轮机负荷的减小不断下降，而调节级后蒸汽压力随新蒸汽流量的增加而提高，使低压喷管组前后压差减小，低压蒸汽的进汽量逐渐减小。