ECT饱和蒸汽汽轮机优点
《汽轮机原理》总复习题概要
第一章汽轮机级的工作原理
三、简答题
1.速度比和最佳速比
答:将(级动叶的)圆周速度u与喷嘴出口(蒸汽的)速度c1的比值定义为速度比,轮周效率最大时的速度比称为最佳速度比。
2.假想速比
答:圆周速度u与假想全级滞止理想比焓降都在喷嘴中等比熵膨胀的假想出口速度的比值。
3.汽轮机的级
答:汽轮机的级是汽轮机中由一列静叶栅和一列动叶栅组成的将蒸汽热能转换成机械能的基本工作单元。
4.级的轮周效率
答:1kg蒸汽在轮周上所作的轮周功与整个级所消耗的蒸汽理想能量之比。
5.滞止参数
答:具有一定流动速度的蒸汽,如果假想蒸汽等熵地滞止到速度为零时的状态,该状态为滞止状态,其对应的参数称为滞止参数。
6.临界压比
答:汽流达到音速时的压力与滞止压力之比。
7.级的相对内效率
答:级的相对内效率是指级的有效焓降和级的理想能量之比。
8.喷嘴的极限膨胀压力
答:随着背压降低,参加膨胀的斜切部分扩大,斜切部分达到极限膨胀时喷嘴出口所对应的
压力。
9.级的反动度
答:动叶的理想比焓降与级的理想比焓降的比值。表示蒸汽在动叶通道内膨胀程度大小的指标。
10.余速损失
答:汽流离开动叶通道时具有一定的速度,且这个速度对应的动能在该级内不能转换为机械功,这种损失为余速损失。
11.临界流量
答:喷嘴通过的最大流量。
12.漏气损失
答:汽轮机在工作中由于漏气而产生的损失。
13.部分进汽损失
答:由于部分进汽而带来的能量损失。
14.湿气损失
答:饱和蒸汽汽轮机的各级和普通凝汽式汽轮机的最后几级都工作与湿蒸汽区,从而对干蒸汽的工作造成一种能量损失称为湿气损失。
15.盖度
核电汽轮机的特点分析
核电汽轮机的特点分析
【摘要】随着我国核电事业的迅猛发展,人们对核电关注的越来越多。核电与火电一样都是以汽发电,但在设计、制造、安装、运行等方面,与常规火电汽轮机还是有一些区别的。通过调研与课题题目相关的文献、成果,完成核电汽轮机的特点分析的综述。
【关键词】核电汽轮机;特点;比较研究
引言
世界核电发展已经走过半个世纪的历程,其作为一种清洁能源,技术已经成熟,安全可靠性得到了实践验证,供应能力较强,已成为国家能源电力战略的重要组成部分。本文通过对核电汽轮机和常规火电汽轮机的比较,了解了核电汽轮机独有的设计特点以及与火电机组的差异。
1 核电厂汽轮机概述
汽轮机是将蒸汽的热能转换成机械能的蜗轮式机械。它的主要用途是在热力发电厂中做带动发电机的原动机。在采用化石燃料(煤、石油和天然气)和核燃料的发电厂中,基本上都采用汽轮机作原动机。有时,汽轮机还直接用来驱动泵,以提高电厂的经济性或安全性。
来自蒸汽发生器的高温高压蒸汽经主汽阀、调节阀进入汽轮机。由于汽轮机排气口的压力大大低于进汽压力,蒸汽在这个压差作用下向排气口流动,其压力和温度逐渐降低,部分热能转换为汽轮机转子旋转的机械能。做完功的蒸汽称为乏汽,从排气口排入凝汽器,在较低的温度下凝结成水。此凝结水由凝结水泵抽出送往蒸汽发生器构成封闭的热力循环。为了吸收
乏汽在凝汽器放出的凝结热,并保持较低的凝结温度,必须用循环水泵不断地向凝汽器供应冷却水。由于汽轮机的尾部和凝汽器不能绝对密封,其内部压力又低于外界大气压,因而会有空气漏入,最终进入凝汽器的壳侧。若任空气在凝汽器内积累,必使凝汽器内压力升高,导致乏汽压力升高,减少蒸汽对汽轮机做的有用功;同时积累的空气还会带来乏汽凝结放热的恶化。这两者都会导致热循环效率的下降,因而必须将凝汽器壳侧的空气抽出。
科普 汽轮机的性能
汽轮机,到底能达到什么效率呢?
1汽轮机常识
将蒸汽的能量转换成为机械功的旋转式动力机械。又称蒸汽透平。主要用作发电用的原动机,也可直接驱动各种泵、风机、压缩机和船舶螺旋桨等。还可以利用汽轮机的排汽或中间抽汽满足生产和生活上的供热需要。
汽轮机是将蒸汽的能量转换为机械功的旋转式动力机械,是蒸汽动力装置的主要设备之一。
汽轮机是能将蒸汽热能转化为机械功的外燃回转式机械,来自锅炉的蒸汽进入汽轮机后,依次经过一系列环形配置的喷嘴和动叶,将蒸汽的热能转化为汽轮机转子旋转的机械能。蒸汽在汽轮机中,以不同方式进行能量转换,便构成了不同工作原理的汽轮机。
按工作原理分类
有蒸汽主要在各级喷嘴(或静叶)中膨胀的冲动式汽轮机;蒸汽在静叶和动叶中都膨胀的反动式汽轮机;以及蒸汽在喷嘴中膨胀后的动能在几列动叶上加以利用的速度级汽轮机。
按热力特性分类
有凝汽式、供热式、背压式、抽汽式和饱和蒸汽汽轮机等类型。凝汽式汽轮机排出的蒸汽流入凝汽器,排汽压力低于大气压力,因此具有良好的热力性能,是最为常用的一种汽轮机;供热式汽轮机既提供动力驱动发电机或其他机械,又提供生产或生活用热,具有较高的热能利用率;背压式汽轮机的排汽压力大于大气压力的汽轮机;抽汽式汽轮机是能从中间级抽出蒸汽供热的汽轮机;饱和蒸汽轮机是以饱和状态的蒸汽作为新蒸汽的汽轮机。
按汽轮机的用途分
•电站汽轮机:用来发电或热电联产的汽轮机
•工业汽轮机:用来带动水泵、油泵、鼓风机等的汽轮机
•船用汽轮机:作为船舶的动力装置,用以推动螺旋桨
按进气压力分
•低压气轮机:新蒸汽压力 1.2—1.5MPa
饱和蒸汽余热发电介绍
3.0MPa 170度/吨蒸汽
0.5MPa 120度/吨蒸汽
170-120=50度/吨蒸汽
选用背压式饱和蒸汽发电机组C5DSII+G+G(德国 TUTHILL ENERGY SYSTEMS公司产品),蒸汽量为32.3t/h (尾气压力0.5MPa,温度152℃) ,装机容量2030KW 。 2005年4月14日并网发电试运行,现有条件下最高发电量1500 KW。
谢 谢!
139℃,17.5T 。(安装完成)
3、重钢项目:2台9000kW(未投运) 4、珠钢项目:1台9000kW(安装完成)
机内除湿再热的多极冲动式汽轮机
充分利用加热用饱和蒸汽气化潜热,提高能 源利用率;
增加蒸汽干度,提高汽轮机级效率,增加发 电量;
降低排汽压力,排汽压力与纯冷凝过热机组 相同,提高了发电量。
采用机内再热饱和蒸汽发电技术比国内任一 汽轮机制造商相同冷凝机组相比,发电量至 少提高25%。
核电汽轮机的特点及选型
核电汽轮机的特点及选型
发表时间:2017-08-08T19:28:58.050Z 来源:《电力设备》2017年第10期作者:李阳
[导读] 摘要:本文首先分析了核电汽轮机的几个特点,即蒸汽参数低、节流调节、蒸汽湿度大、以及设置有汽水分离再热器。
(山东核电有限公司山东烟台 265116)
摘要:本文首先分析了核电汽轮机的几个特点,即蒸汽参数低、节流调节、蒸汽湿度大、以及设置有汽水分离再热器。文章结合这几个特点来分析核电汽轮机应如何选型,以促进核电设备有效运行,降低投资资金,将核电特长充分发挥出来。
关键词:核电;汽轮机;特点;选型
前言
随着我国核电事业不断发展,规模不断壮大,汽轮机的使用量也随之增加。在核电运行系统中,汽轮机属于重要组成部分,常分作两种机型,即全速汽轮机和半速汽轮机。我国在运核电厂中,秦山三期为半速汽轮机,除此之外的其他核电厂,均采用全速汽轮机。通常情况下,半速汽轮机主要应用于一些百万千瓦级以上的项目中,而目前我国这类项目较少。随着核电事业的不断发展,建设规模不断扩增,核电项目百万千瓦级的越来越多,汽轮机的合理选择成为了核电企业首要考虑的问题之一。文章首先分析了核电机组汽轮机的特点,然后根据这些特点分析汽轮机正确选型的方法。
一、分析核电运行系统中汽轮机的几个特点
(一)参数低
现如今,多数核电站都属于压水堆核电站,受于反应堆的压力容器强度限制,一回路冷却剂参数较低,导致二回路主蒸汽的参数也相对较低。现选择国内常用的1000MW级机组作为实际案例来展开分析,机组中一回路冷却剂的平均压力约为15.5MPa、平均温度约310℃,二回路中,蒸汽发生器出口压力约为6.7MPa,温度约 283℃,蒸汽湿度约0.2-0.4%。这种机组和功率相同的火电汽轮机对比,因蒸汽参数低,做功时焓降较小,所以需要的主蒸汽流量则较大[1]。
燃气蒸汽热能机
燃气蒸汽热能机
燃气蒸汽热能机是一种高效、环保、可持续的能源转换设备,广泛应用于工业、商业和家庭领域。它利用燃气和蒸汽的相互作用,将热能转化为机械能,最终驱动发电机或其他设备运转。
工作原理
燃气蒸汽热能机的主要工作原理是热力学循环。它由三个主要部分组成:燃烧室、汽轮机和冷凝器。燃气在燃烧室内燃烧产生高温高压的蒸汽,蒸汽进入汽轮机推动活塞或转子转动,产生机械能。最后,冷凝器将蒸汽冷凝成水,回收水蒸气中的热能。这个循环可以不断进行,持续产生能量。
特点和优势
1. 高效性:燃气蒸汽热能机能够高效地将热能转化为机械能,具有较高的能源转换效率。
2. 环保性:燃气蒸汽热能机使用燃气作为燃料,相较于燃煤、燃油等传统能源,具有更低的污染物排放。
3. 可持续性:燃气蒸汽热能机可以充分利用各种废弃燃气,如天然气、煤层气、工业尾气等,实现能源的可持续利用。
4. 灵活性:燃气蒸汽热能机可以根据不同的需求进行定制,具有广泛的应用范围。
5. 可靠性:燃气蒸汽热能机经过长时间运行测试,具有较高的可靠性和稳定性。
应用领域
1. 工业领域:燃气蒸汽热能机广泛应用于钢铁、化工、电力、造纸等行业的余热回收、能源转换和动力输出。
2. 商业领域:燃气蒸汽热能机可以为商业场所提供冷暖空调、热水供应、区域供暖等能源服务。
3. 家庭领域:燃气蒸汽热能机可以为家庭提供热水、供暖、制冷等家庭能源服务。
4. 发电领域:燃气蒸汽热能机可以作为发电设备,为电网提供电力。
5. 工业气体领域:燃气蒸汽热能机可以用于工业气体压缩、分离和液化等过程。
1.湘东化机.低压饱和蒸汽汽轮机的应用及其发展前景[J].节能技术,2011,(1)
recycling metllods of low—gmde heat and key technologie8 of industrial turbine technology,which has import明t ref-
ste锄special
Value for energy con∞nration of industrial enterpri眈s.
万方数据
3.1.3关键零部件材料开发与应用 因为饱和蒸汽汽轮机的进汽参数降低,同等功 率条件下,机组的进汽流量大大增加,排汽容积流量 比常规同等功率机组增加几倍,尤其是次末级叶片 往往在接近Wilson线的湿蒸汽区运行,而很多时候 造成应力腐蚀裂纹(SCC)的原因就是干湿蒸汽工况 的交替出现。因此,开发研制相应高性能叶片的材 料是低压饱和蒸汽汽轮机的关键之一。 3.2产品系列化的构思H。1
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reali北the sustainable development in chemical,
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o山er indu8trial enterpri鸵s where there ed steam,which tal
采暖供热和通过再热变成过热蒸汽再利用。 因传统利用方式的局限性,大部分企业在没有 合理用途时大多选择排空,既浪费大量的能源,又造 成对环境的热污染,是实现节能减排战略急需解决 的关键问题。
汽轮机ETS系统电源可靠性分析
汽轮机ETS系统电源可靠性分析
汽轮机是一种以蒸汽为动力,并将蒸气的热能转化为机械功的旋转机械,是现代火力发电厂中应用最广泛的原动机。因其制造工艺复杂、精度高,对金属材料又有特殊的要求,一台汽轮机的造价可以达到几亿甚至十几亿元,成就了其在发电厂的高尚地位。汽轮机是非常精密的设备,运行中如果受到干扰或参数超限极易受到损坏,给发电厂造成非常大的损失。因此保护汽轮机已经成为电厂安全运行的重中之重,汽轮机的保护神危急跳闸系统(ETS)在发电厂设备中起着至关重要的作用,无论运行人员还是检修的相关专业人员都要对其有一定的了解。
标签:ETS;介绍;电源;分析
1 ETS系统介绍
1.1 系统概述
ETS(EmergencyTripSystem),是汽轮机危急跳闸系统的简称。它接收来自机组TSI、FSSS、DEH、DCS系统或其它设备的报警和停机信号,进行逻辑处理后,输出停机、停炉、快关调门、关闭抽汽逆止门、启动交直流油泵等指令及各种报警信号。ETS是发电厂热控设备中最重要的保护系统之一,无论其拒动或误动都将造成非常严重的后果,提高汽轮机ETS的准确性、快速性和可靠性是非常必要的。
ETS包括以下参数:
(1)TSI超速跳闸;(2)轴向位移大跳闸;(3)低EH油压跳闸;(4)低润滑油压跳闸;(5)低真空跳闸;(6)轴振动大跳闸;(7)胀差大跳闸;(8)发电机保护动作停机;(9)DEH超速;(10)DEH失电;(11)轴瓦温度高;(12)高压缸排汽温度高;(13)锅炉MFT跳闸;(14)手动停机;(15)远控跳闸。
饱和蒸汽余热发电介绍
饱和蒸汽发电案例分析
济钢转炉基本数据
序 号
项目
1 转炉
2 数量
3 年钢产量
4 平均冶炼周期
5 饱和蒸汽量
单位
吨 台 万吨 min 吨/时
数据及内容
45 4 ~370 ~ 30 32
转炉余热锅炉
蒸汽蓄能器
蒸汽再热装置
冷却塔
汽轮机
发电机
冷却水泵
凝结水泵
凝结水泵
冷凝水箱
饱和蒸汽流量:
32 t/h
蒸汽压力:
139℃,17.5T 。(安装完成)
3、重源自文库项目:2台9000kW(未投运) 4、珠钢项目:1台9000kW(安装完成)
机内除湿再热的多极冲动式汽轮机
充分利用加热用饱和蒸汽气化潜热,提高能 源利用率;
增加蒸汽干度,提高汽轮机级效率,增加发 电量;
降低排汽压力,排汽压力与纯冷凝过热机组 相同,提高了发电量。
运行中最高发电功率1200kW,瞬时功率1680KW(持续时间3分钟)。 蒸汽量T/h 5 6 8 10.4 13.2 15.7 18.1 20.8 22.4 23.6 24.4 发电量 kW 40 90 240 351 525 701 843 987 1084 1146 1188
每吨4.0MPa饱和蒸汽发电量为48.7度,不能回收冷凝水
青岛捷能汽轮机集团股份有限公司
过热蒸汽及饱和蒸汽还有减温减压系统介绍
过热蒸汽及饱和蒸汽还有减温减压系统介绍【1】
一、什么是过热
过热蒸汽是指温度高于饱和温度的蒸汽。例如:表压为3Bar g 的饱和蒸汽的温度为143.762℃,如果对其继续加热并维持压力不变,它将变成过热蒸汽,这额外的热量使蒸汽:
1. 温度高于饱和温度;
2. 比饱和蒸汽具有更多的热量;
3. 比饱和蒸汽具有更大的比容;
过热蒸汽主要用于电厂以驱动汽轮机来发电。根据朗肯循环的原理,用过热蒸汽驱动汽轮机的热效率要远高于用饱和蒸汽。
二、过热蒸汽的优点:
1. 湿蒸汽在汽轮机内会形成水滴,导致汽轮机叶轮冲蚀,同时增加了摩擦阻力,故只能使用过热蒸汽;
2. 可以使用更高的的管道流速(最高至100m/s),这样可以减小蒸汽管网的尺寸;
3. 对于连续运行的工厂,过热蒸汽意味着管道中没有冷凝水的形成,因此只需要在系统启动时进行疏水。
三、使用过热蒸汽的缺点:
1. 虽然过热蒸汽包含了更多的热量,这种热量以三种形式存在:水的焓、蒸发焓(潜热)、过热焓,但大部分热量是蒸发焓,过热部分的热量仅占很小的一部分。例如:在10Barg压力下温度为300℃的过热蒸汽,水的焓为=763KJ/Kg;蒸发焓为=2015KJ/Kg;过热焓
为=274KJ/Kg。
2. 但使用过热蒸汽作为传热介质时,其传热系数是变化的,比较低且难于精确量化。这样很难进行换热器的精确选型和控制。同时与使用饱和蒸汽的设备相比其换热器更大、更昂贵。
3. 过热蒸汽一旦冷却到饱和蒸汽,其传热系数将会大幅度提高,并且蒸汽冷凝成水的过程中温度保持恒定不变,这样有助于换热设备的正确选型和控制。由于使用饱和蒸汽的换热系数高,与过热蒸汽相比其换热设备会减小、便宜。
核动力汽轮机的特点h资料
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2018年9月15日星期六
4 饱和蒸汽对汽轮机设计的影响
四、增大单机功率 ① 增大排汽口的通流能力,主要受最末级的排汽面积影响。 ② 相同末级叶片高度时,提高排汽压力或增大排汽损失都能明显增 大单机功率,但将损失汽轮机的经济性。 ③ 采用半转速汽轮机,但在实际应用中受到汽轮机结构尺寸和制造 工艺上的限制,所以在低速汽轮机中叶片高度和平均直径只增大 50%左右。
(1)在分离再热器后,蒸汽进入低压缸前的蒸汽管道上加装速关阀门,但这种大尺 寸、要求关闭动作迅速的阀门,制造起来难度较大。 (2)减少高、低压缸之间的管道尺寸,提高分缸压力,把分离再热器设计在一个壳 体内。 (3)减少汽缸内的凹坑,加强汽缸和管道内的疏水工作。
2 核动力汽轮机膨胀过程线
① 过程线 1 :不采取任何措施,低压缸出口
湿度24%; ② 过程线 2 :高、低压间设置外置汽水分离
再热
常规电厂
器,将高压汽轮机出口湿度为 8%~13%的
蒸汽去湿,湿度降低到1%~0.5%,低压缸 采取内除湿,出口湿度13%~14%;
外置式汽 水分离器
4 3 2
分 缸
③ 过程线 3 :采用分离再热器,低压缸进汽
第6章 核动力汽轮机的特点
哈尔滨工程大学核能科学与工程教研室
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2018年9月15日星期六
0 概述
汽机各系统简单介绍
汽机各系统简要介绍
一、汽轮机分类
汽轮机种类很多,并有不同的分类方法。
按用途分:有电站、工业、船用汽轮机。
按结构分:有单级汽轮机和多级汽轮机,各级装在一个汽缸内的单缸汽轮机,和各级分装在几个汽缸内的多缸汽轮机;各级装在一根轴上的单轴汽轮机,和各级装在两根平行轴上的双轴汽轮机等。
按工作原理分:有蒸汽主要在各级喷嘴(或静叶)中膨胀的冲动式汽轮机;蒸汽在静叶和动叶中都膨胀的反动式汽轮机;以及以及由按冲动原理工作的级和按反动原理工作的级组合而成的混合式汽轮机。
按热力特性分:有凝汽式、供热式、背压式、抽汽式、中间再热式和饱和蒸汽汽轮机等类型。凝汽式汽轮机排出的蒸汽流入凝汽器,排汽压力低于大气压力,因此具有良好的热力性能,是最为常用的一种汽轮机;供热式汽轮机既提供动力驱动发电机或其他机械,又提供生产或生活用热,具有较高的热能利用率;背压式汽轮机的排汽压力大于大气压力的汽轮机;抽汽式汽轮机是能从中间级抽出蒸汽供热的汽轮机;中间再热式汽轮机是新蒸汽经汽轮机前几级作功后,全部引至加热装置再次加热到某一温度,然后再回到汽轮机继续作功;饱和蒸汽轮机是以饱和状态的蒸汽作为新蒸汽的汽轮机。
二、凝结水系统
凝结水系统的主要功能是为除氧器及给水系统提供凝结水,并完成凝结水的低压段回热,同时为低压缸排汽、三级减温减压器、辅汽、低旁等提供减温水以及为给水泵提供密封水。为了保证系统安全可靠运行、提高循环热效率和保证水质,在输送过程中,对凝结水系统进行流量控制及除盐、加热、加药等一系列处理。
三、真空系统
对于凝汽式汽轮机组,需要在汽轮机的汽缸内和凝汽器中建立一定的真空,正常运行时也需要不断地将由不同途径漏入的不凝结气体从汽轮机及凝汽器内抽出。凝汽器抽真空系统的作用就是用来建立和维持汽轮机机组的低背压和凝汽器的真空;正常运行时不断地抽出由不同途径漏入汽轮机及凝汽器的不凝结气体。低压部分的轴封和低压加热器也依靠真空抽气系统的正常工作才能建立相应的负压或真空。
汽轮机原理核电汽轮机
重量与尺寸
核电站汽轮机
核电站汽轮机
侵蚀与腐蚀
核电站汽轮机
核电汽轮机大约2/3的作功在低压缸内完 成,核电汽轮机低压缸的排汽湿度较大,一 般高达12% 一14% 。 在给定的排汽湿度下, 叶顶速度的高低是 影响叶片侵蚀程度的主要因素,半速汽轮机 叶顶速度低, 叶片侵蚀小, 可靠性高。
汽缸稳定性
核电站汽轮机
核电热力系统的独特性
核电站汽轮机
与火电区别:汽水分离再热循环(汽水分离在 热器) 作用一: 起到汽水分离的作用,经过汽水分 离器可以除去高压缸排出蒸汽中98% 的水份 作用二:为了提高蒸汽的循环经济性,避免多 级去湿,需要对蒸汽进行中间再热
去湿措施
核电站汽轮机
图7-8 级内去湿沟槽结构
核电汽轮机
过热蒸汽和饱和蒸汽核电站汽 轮机
核电站汽轮机
过热蒸汽核电站汽轮机: 高温气冷堆和改进型石墨气冷堆的核电站汽轮机,它的进 汽参数已完全达到常规火电厂的标准,也可采用中间再热, 容量也已达到甚至超过常规火电厂。
饱和蒸汽核电站汽轮机: 饱和蒸汽汽轮机又称湿蒸汽汽轮机(包括微过热蒸汽汽轮 机)。目前饱和蒸汽汽轮机约占总核电站装机容量89%, 其中绝大部分机组是利用轻水堆(包括压水堆和沸水堆) 产生的蒸汽。
饱和蒸汽核电站汽轮机特点
汽轮机TSI、DEH、ETS系统介绍
5.隔膜阀 隔膜阀连接着润滑油(低压安全油)系统和 EH油(高压安全油)系统,其作用是当润滑油 压降到较低时,可通过EH油系统遮断汽轮机。 隔膜阀装于前轴承座的侧面,当汽轮机正常运 行时,润滑油通入隔膜阀内隔膜上面的腔室中, 克服了弹簧力使阀保持在关闭位置。堵住EH危急 遮断油母管通向回油的通道,使EH系统投入工作。 机械超速遮断机构或手动超速实验杠杆的单独 动作或同时动作,均能使隔膜阀上部的润滑油压 消失,因而使压缩弹簧打开隔膜阀阀门把EH危 急遮断油排到回油管,AST安全油迅速失压将关 闭所有进汽阀。
ETS即汽轮机危急遮断系统(属于保护系统),它接受来自 TSI系统或汽轮发电机组其它系统来的报警或停机信号,进行
逻辑处理,输出指示灯报警信号或汽轮机遮断信号。 因此,在大型机组中,监测和保护系统(TSI和ETS)是非常 重要的。它不仅可以提高劳动生产率和电能质量,还能降低发 电成本,改善劳动条件,并为大型机组的安全、经济运行提供
第十二页,共42页。
二、危急遮断系统
危急遮断系统ETS(Emergency Trip System)是汽轮机紧急跳闸系统,是汽轮机 在紧急情况下的保护系统。当汽轮机运行时, 被监测的各项参数有任意一项或多项达到跳闸 条件时,将使危急遮断电磁阀动作,迫使汽轮 机安全油(AST油压)泄压,从而在最短的时间 内关闭各个进汽阀门,使汽轮机紧急停机,保 护汽轮机的安全。
饱和蒸汽发电的技术介绍和应用
科技论坛
2015.11︱415︱
饱和蒸汽发电的技术介绍和应用饱和蒸汽发电的技术介绍和应用
朱 恒
(杭州中能汽轮动力有限公司,浙江 杭州 310018)
【摘 要】随着城市工业化程度的提高,饱和蒸汽发电技术已成为低温余热发电的重要趋势。本文结合饱和蒸汽发电技术的介绍,分析了其在钢铁厂余热发电方面的应用。
【关键词】饱和蒸汽发电;余热利用;应用探讨
现代工业不断发展,人们的生活水平不断提高,电能的消耗量日益加剧。据统计,我国的装机容量在2010年底已达到9.5亿kW,根据“十二五”的规划目标,在2015年底将完成14.96亿kW 的装机容量。为了降低工业发展对环境造成的影响,确立了节能减排目标,余热发电技术也逐渐被应用于钢铁、水泥、玻璃等行业。工业生产中产生的大量饱和蒸汽,将这些蒸汽用于发电,节约了成本,降低了大气污染,且发电技术工艺简单、安全性高。 1 饱和蒸汽发电技术介绍
密闭条件下,液体达到一定温度后达到相平衡的蒸汽所具有的压强称为蒸汽压。蒸汽压与温度有直接的关系,不同物质在不同的温度条件下具有不同的蒸汽压,并且不同物质的饱和蒸汽压也不同。
液体在有限的密闭空间中蒸发,液体分子称为蒸汽分子,蒸汽分子的紊乱运动出现相互碰撞,有的分子被液体吸引重新返回液体中,一定时间内蒸发的蒸汽分子与返回液体中的分子数目相等时,空间中蒸汽分子的密度不在增大,此时即为饱和状态。
火力发电技术将水通过锅炉加热,将加热后的蒸汽输送到汽轮机部分,汽轮机在膨胀做功带动发电机工作。饱和蒸汽发电技术主要是将水通过余热烟气加热成饱和蒸汽,将蒸汽输送到汽轮机,利用汽轮机的膨胀做功带动发电机工作。饱和蒸汽发电系统主要由透平发电机组、控制柜、并网柜、凝汽器、冷却塔几部分组成,饱和蒸汽发电系统如图1
ECT饱和蒸汽汽轮机优点
ECT饱和蒸汽汽轮机优点:
(1)ECT饱和蒸汽汽轮机既适用于过热蒸汽,也适用于饱和蒸汽,还适用于含污热液热水,适用于工质种类多,用途广泛。工业锅炉E
CT饱和蒸汽汽轮机压差发电时,锅炉不需改造,工程实施比较简
单,不误正常生产。
(2)结构简单、紧凑,整机装配出厂,现场就位联接调试即可投入运行。ECT饱和蒸汽汽轮机维护简单,正常运行10年内无大修;机
组检修技术和设备要求低,无需专业队伍及场地设备要求,检修
工期短。
(3)可自动调节转速以适应按被驱动的工作机械转速变化,实现变频调节效能。直接驱动,不需要减速器,机组运转平稳,振动小,
噪音低。除泄漏损失外,很少其他损失,效率较高。
(4)适用于汽液两相湿蒸气,液相的存在及闪蒸效益不仅使机组运转平稳安全,还可以减少机内泄漏损失,提高效率。
(5)在负荷变化较大的情况下运行时10—120%,还可保持高效率,效率不随负荷变化显著下滑。
(6)由于有独特的结构特点,转子特性运转时具有自清洁功能。由于具有自除垢能力。所以,运行时对工质品质没有特别的要求,能
适应于低品质和不清洁的热源工质做功。
(7)能够适应进口工质参数的变化或波动,并能提供稳定出口压力、安全、高效地运行。
(8)不需要任何热力处理附属设备,热力系统非常简单,系统单位投
资少,投资回报期短。
(9)对非蒸汽热源(如炉烟、废气、热液、热水等),可以按照热力学三角形回圈工作,热损失小,回圈效率高,在同等条件下功率回
收比传统汽轮机高60%。
(10)转动惯量小,不会产生“飞车”事故;启动力矩大,可以直接带负荷启动,并能承受很大的冲击负荷(达到1/3的额定负荷以上);
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ECT饱和蒸汽汽轮机优点:
(1)ECT饱和蒸汽汽轮机既适用于过热蒸汽,也适用于饱和蒸汽,还适用于含污热液热水,适用于工质种类多,用途广泛。工业锅炉E
CT饱和蒸汽汽轮机压差发电时,锅炉不需改造,工程实施比较简
单,不误正常生产。
(2)结构简单、紧凑,整机装配出厂,现场就位联接调试即可投入运行。ECT饱和蒸汽汽轮机维护简单,正常运行10年内无大修;机
组检修技术和设备要求低,无需专业队伍及场地设备要求,检修
工期短。
(3)可自动调节转速以适应按被驱动的工作机械转速变化,实现变频调节效能。直接驱动,不需要减速器,机组运转平稳,振动小,
噪音低。除泄漏损失外,很少其他损失,效率较高。
(4)适用于汽液两相湿蒸气,液相的存在及闪蒸效益不仅使机组运转平稳安全,还可以减少机内泄漏损失,提高效率。
(5)在负荷变化较大的情况下运行时10—120%,还可保持高效率,效率不随负荷变化显著下滑。
(6)由于有独特的结构特点,转子特性运转时具有自清洁功能。由于具有自除垢能力。所以,运行时对工质品质没有特别的要求,能
适应于低品质和不清洁的热源工质做功。
(7)能够适应进口工质参数的变化或波动,并能提供稳定出口压力、安全、高效地运行。
(8)不需要任何热力处理附属设备,热力系统非常简单,系统单位投
资少,投资回报期短。
(9)对非蒸汽热源(如炉烟、废气、热液、热水等),可以按照热力学三角形回圈工作,热损失小,回圈效率高,在同等条件下功率回
收比传统汽轮机高60%。
(10)转动惯量小,不会产生“飞车”事故;启动力矩大,可以直接带负荷启动,并能承受很大的冲击负荷(达到1/3的额定负荷以上);
启停时间短,不需要“盘车”过程和相应的设备装置
(11)由于其结构特点,其最大的单机做功功率受到限制,目前的加工技术水平只能在2500kw以下单机容量水平应用。
饱和蒸汽汽轮机
由于公司业务拓展,为ECT饱和蒸汽涡轮发电机组中国区独家代理,我即涉入了蒸汽汽轮机发电。不看不知道,一看才知道!其间的空间很大很深-------余热发电部分,在国内的
部分水泥,金属冶炼企业中已使用了余热利用项目。其间绝大部分均采用热气经过余热锅炉,产生低温饱和蒸汽,再经过热器将饱和蒸汽再加热成为高温过热蒸汽,通过蒸汽补偿器稳定蒸汽流量后,接入蒸汽汽轮发电机组<冷凝式或被压式>发电<或抽出部分蒸汽供下端设备使用>。再余热锅炉后端的工程中,为配合汽轮机的使用条件即性能,增设了过热器,蒸汽补偿器等设施。
在接触了ECT饱和蒸汽涡轮发电机后,我认为使用它有很多优势:
<1> 可以省略余热锅炉后的过热器,蒸汽补偿器等设施,工程建设,及运行管理,计算可省略相当成本费用。
<2> 可不用担心因上游主产品生产量的变化,造成蒸汽量的波动大而影响汽轮机不能工作运行,饱和蒸汽汽轮机可允许蒸汽变化量在25%--120%波动。
<3> 供电性能稳定,其蒸汽干度在92%时均可使用而不会损坏叶轮,更有效地利用了饱和蒸汽的汽化潜热,提高了发电量。
<4> 饱和蒸汽涡轮机采用前压调节控制,变荷能力强,响应速度快,结合系统原有的前调压阀门,可有效稳定余热锅炉的运行压力。
<5> 饱和蒸汽涡轮机的叶轮设计优越,不存在叶片损坏因素。冷机启动到投入使用时间短<约10分钟>,中途可随时停机,并短期停机后30秒可再启动。
<6> 机组结构,体积小,为单层厂房设计,施工安装简单。
<7> 操作简单,可无人职守。
<8> 维护保养简单,1次/年更换机油。1次/3-4年更换密封件,其费用极低。
蒸汽汽轮机为整个余热利用工程的中心。中心设备的性能决定工程总体的设计。有了优良的中心设备,便可省去很多辅助的设备和工程投资。其运行能耗及运行管理费用也便降低。
目前,世界上生产优良的饱和蒸汽汽轮机且有美国,德国,日本三家工厂。美国ECT蒸汽汽轮机发电机组为联合国环保组织投资的项目。
他们说:“好东西,大家用!为人类,为地球减排,消灾,负责!”
饱和蒸汽汽轮机设计的关键技术
成果简介:与常规电站汽轮机不同,饱和蒸汽汽轮机的进口蒸汽处于饱和状态,相对来说,压力比较高,但温度比较低。常用的压力参数在2.0~4.0MPa之间。大多数情况下,饱和蒸汽汽轮机与核电站紧密相关,在地热利用方面也广泛使用饱和蒸汽汽轮机。与常规电站汽轮机相比,在不进行中间再热或者汽水分离的情况下,机组的排汽湿度可能达到15%,这样机组低压部分叶片的水蚀非常严重,并且机组的效率很低。水蚀问题在常规电站中也是存在的,当机组进汽压力提高之后,保持排汽压力不变化,则机组末级的排汽湿度就会很大,严重影响机组运行的安全性和经济性。为此,在大功率机组中,随着新汽参数的提高,采用中间再热,以降低排汽的湿度,减少低压叶片的水蚀,同时提高机组的效率。有鉴于此,在饱和蒸汽汽轮机,特别是大功率核电汽轮机中,为了防止机组出现严重的水蚀问题,一般均采用中间再热和汽水分离,新蒸汽在高压汽轮机中膨胀到一定压力之后排除汽缸,进入汽水分离加热器,进行汽水分离,排出水份,利用新蒸汽进行加热,并使其达到过热状态,然后再引入汽轮机的低压缸做功。在一些地热电站汽轮机中也采用了中间汽水分离加热。通过汽水分离、中间再热,可以将机组的排汽湿度降低到10%以内,这样就达到减少了低压部分叶片的水蚀问题。
较复杂,另外,在将水分抽出的同时,也有一部分蒸汽同时被抽出,
要影响机组的效率。
大功率饱和蒸汽汽轮机设计的另外一个难点是低压部分长叶片技术的开发和应用。因为饱和蒸汽汽轮机的进汽参数降低,同等功率条件下,机组的进汽流量大大增加,低压部分排汽容积流量比常规同等功率机组增加几倍,使得低压部分叶片长度达到常规材料难以承受的程度。因此,开发研制低压部分产业片是大功率核电汽轮机的关键
之一。