发电厂的回热加热系统
发电厂的热力系统
N600-17.75/540/540型机组发电厂原则性热力系统
引进的超临界K-500-240-4型机组发电厂原则性热力系统
引进的N600-25.4/541/569超临界机组发电厂原则性热力系统
超超临界325MW两次中间再热凝汽机组的发电厂原则性热力系统
国产CC200–12.75/535/535型双抽汽凝汽式机组热电厂原则性热力系统
3
利用外部热源可以节约燃料，如发电机冷却水热源；
4
实际工质回收和废热利用系统，应考虑投资、运行费用和热经济性，通过技术经济性比较来确定
结论：
主汽门和调节汽门的阀杆漏汽
01
再热式机组中压联合汽门的阀杆漏汽
02
高、中、低压缸的前后轴封漏汽和轴封用汽 轴封利用系统中各级轴封蒸汽，工质基本可全部回收
扩容器压力下饱和蒸汽比焓
1
2
3
4
锅炉连续排污利用系统的热经济性分析：
01
无排污利用系统时，排污水热损失：
02
有排污利用系统时，排污水热损失为：
03
可利用的排污热量：
04
凝汽器增加的附加冷源损失：
05
发电厂净获得的热量：
06
1
回收热量大于附加冷源损失，回收废热节约燃料；
2
尽量选取最佳扩容器压力；
汽轮机在通过铭牌出力所保证的进汽量、额定主蒸汽和再热蒸汽工况下，在正常的排汽压力（4.9kpa）下，补水率为0%时，机组能保证达到的出力
汽轮发电机组保证最大连续出力（TMCR）
其他： 汽轮发电机组在调节汽门全开和所有给水加热器全部投运之下，超压5%连续运行的能力，以适应调峰的需要
汽轮机调节汽门全开时通过计算最大进汽量和额定的主蒸汽、再热蒸汽参数工况下，并在正常排汽压力（4.9kpa）和补水率0%条件下计算所能达到的出力
热力发电厂课后习题答案
热力发电厂课后习题答案第一章热力发电厂动力循环及其热经济性1、发电厂在完成能量的转换过程中，存在哪些热损失？其中哪一项损失最大？为什么？各项热损失和效率之间有什么关系？能量转换:化学能—热能—机械能—电能（煤）锅炉汽轮机发电机热损失：1）锅炉热损失,包括排烟损失、排污热损失、散热损失、未完全燃烧热损失等。
2）管道热损失。
3）汽轮机冷源损失：凝汽器中汽轮机排汽的气化潜热损失；膨胀过程中的进气节流、排气和内部损失。
4）汽轮机机械损失。
5)发电机能量损失。
最大:汽轮机冷源热损失中的凝汽器中的热损失最大.原因:各项热损失和效率之间的关系：效率=（1-损失能量/输入总能量）×100%。
2、发电厂的总效率有哪两种计算方法？各在什么情况下应用？1）热量法和熵方法（或火用方法或做功能力法）2）热量法以热力学第一定律为基础,从燃料化学能在数量上被利用的程度来评价电厂的热经济性，一般用于电厂热经济性的定量分析。
熵方法以热力学第二定律为基础,从燃料化学能的做工能力被利用的程度来评价电厂的热经济性，一般用于电厂热经济性的定性分析。
3、热力发电厂中，主要有哪些不可逆损失？怎样才能减少这些过程中的不可逆损失性以提高发电厂热经济性?存在温差的换热过程，工质节流过程，工质膨胀或压缩过程三种典型的不可逆过程。
主要不可逆损失有1）锅炉内有温差换热引起的不可逆损失；可通过炉内打礁、吹灰等措施减少热阻减少不可逆性。
2）锅炉散热引起的不可逆损失；可通过保温等措施减少不可逆性。
3) 主蒸汽管道中的散热和节流引起的不可逆性；可通过保温、减少节流部件等方式来减少不可逆性。
4)汽轮机中不可逆膨胀引起的不可逆损失；可通过优化汽轮机结构来减少不可逆性。
5）凝汽器有温差的换热引起的不可逆损失；可通过清洗凝汽器减少热阻以减少不可逆性.4、发电厂有哪些主要的热经济性指标？它们的关系是什么?主要热经济性指标有：能耗量（汽耗量，热耗量，煤耗量）和能耗率（汽耗率，热耗率，煤耗率）以及效率.能耗率是汽轮发电机生产1kW。
电厂回热系统的工作流程
电厂回热系统的工作流程
电厂回热系统主要用于提高热效率，其工作流程简述如下：
1. 发电机组运行时，汽轮机做功后的蒸汽（低温低压排汽）经管道进入回热加热器；
2. 在回热加热器中，此低温排汽将热量传递给锅炉产生的水蒸气之前各阶段的过热蒸汽或饱和蒸汽，使得这些蒸汽进一步加热升温；
3. 经过多次回热加热后的蒸汽温度和压力得到提升，再送回锅炉的过热器继续加热，最终产生高温高压蒸汽供给汽轮机做功；
4. 回热系统的应用显著减少了冷凝过程中蒸汽的热量损失，从而提高了整个热力循环的效率。
总的来说，电厂回热系统就是通过回收汽轮机排汽余热，重复利用于加热锅炉产生的工作介质，以提高能源利用率。
发电厂的回热加热系统
缺点：造价高
3、蒸汽冷却器的连接方式
水侧连接方式： （1）内置式蒸汽冷却器：
串联连接（顺序连接）
（2）外置式蒸汽冷却器： 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
图2-13 内置蒸汽冷却器单级串联
疏水逐级自流方式
（2）疏水泵方式
——由于表面式加热器汽侧压力远小于水 侧压力（特别是高压加热器），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
2．两种疏水方式的热经济性分析 热量法： 考虑对高一级与低一级抽汽量的影响； 做功能力法：考虑换热温差和相应的火用损变化
（1）疏水泵方式 疏水与主水流混合后，↓端差，↑热经济性
2、计算的基本公式 回热（机组）原则性热力系统计算的主要内容为：
①通过加热器热平衡式来求各抽汽量（∑Dj 或 ∑αj）； ②通过物质平衡式求凝汽量（Dc 或αc）； ③通过汽轮机功率方程式求Pe（定流量计算时）或 D0（定功率计算时）。
为此，热平衡式、物质平衡式和汽轮机的功率方 程式就称为回热（机组）原则性热力系统计算的三 个基本公式。
h
w(
j1)(hwj
hw(
j1) )
hwj
wj
hj
j
hw(j+1)
w( j1)
（2）表面式加热器
(h h' ) (h h )
jj j
wj wj w( j1)
或 (h h' ) (h h ) wj j j j h wj wj w( j1)
或 (h' h' ) (h h ) hwj
回热循环提高热效率的原理
回热循环提高热效率的原理全文共四篇示例，供您参考第一篇示例：回热循环是一种重要的热力循环方式，它能够提高热能转化的效率，减少能源的浪费。
回热循环的原理可以应用于热电厂、核电站以及其他热能利用系统中。
下面将从原理、应用和优势等方面对回热循环进行详细介绍。
回热循环是基于热力学第一定律和第二定律的原理，其基本原理是通过回收余热来提高热能转化的效率。
在传统的热力循环中，燃烧或其他方式产生的热能只能被部分利用，而大部分热能会以废热的形式散失。
回热循环则通过在热力流体之间进行热交换来充分利用余热，提高热效率。
这种循环方式的核心在于将废热再次利用，从而实现能源的有效利用。
回热循环的应用范围非常广泛，其中最典型的应用是在燃气轮机联合循环和汽轮机回热等领域。
在燃气轮机联合循环中，燃气轮机首先使用燃气燃烧产生高温高压蒸汽，然后通过汽轮机提取功率。
随后，余热再次回收被用于产生更多的高温高压蒸汽，以提高能量利用率。
在汽轮机回热中，汽轮机在利用高压蒸汽产生功率后，再次利用余热对水进行回热，提高蒸汽参数，从而提高汽轮机的性能。
回热循环的优势主要体现在提高能源利用率以及减少环境污染方面。
通过回收废热，回热循环可显著提高热能的利用率，减少能源的浪费。
减少了对自然资源的消耗，有利于可持续发展。
通过减少燃烧产生的废热的排放，回热循环也降低了对环境的影响，减少了温室气体的排放，有利于环境保护。
回热循环是一种非常重要的热力学循环方式，它通过回收废热，提高了热能的利用效率，减少了能源的浪费，对于推动绿色低碳发展具有重要意义。
在未来的工业生产和能源利用中，回热循环将发挥日益重要的作用。
第二篇示例：回热循环是一种用于提高热能系统效率的重要工程技术，其原理基于在能量转化过程中充分利用废热，达到提高系统工作效率的目的。
回热循环一般应用于蒸汽动力系统、燃气轮机系统等领域，通过回收燃气排放热量，将其重新利用，实现能源的高效利用。
回热循环提高热效率的原理主要涉及燃烧过程、热力循环、热交换等多方面因素，下文将对回热循环的原理进行详细阐述。
发电厂的全面性热力系统
二、事故工况
1 泵的备用
——为保证事故时向除氧器和锅炉供水的绝对可靠，凝结 水泵和给水泵必须设置备用泵。 ——凝结水泵、给水泵、疏水泵都是输送饱和水的泵，易 汽蚀，设置备用泵更为重要。有些机组疏水泵不设备用， 而设疏水启动和备用管路。
不足之处：系统较复杂，阀门多，
发生事故的可能性较大；管道长，金 属耗量大，投资高。
应用：适宜于装有高压供热式机组的发电厂和中、小型发电厂采用。
Qingdao Unive每台锅炉与相对应的汽轮机
组成一个独立单元；各单元之间无母 管横向联系；单元内各用汽设备的新 蒸汽支管均引自机炉之间的主汽管。
一、管道规范
火力发电厂管道的种类很多，管内工作介质的参数差别很大，所需的材 料也不同，进行管道设计时，要遵循和符合国家及有关部门颁布的标准、 技术规范，其中用得最多的两种：
DL/T5366-2006《火力发电厂汽水管道应力计算技术规定》(简称“应力规 定”) DL/T5054-1996《火力发电厂汽水管道设计技术规定》(简称“管道规定”)
三、两级旁路串联系统设计及运行
参见教材194-197页内容。
四、不设旁路系统的措施
参见教材197-198页内容。
五、直流锅炉的启动旁路系统
参见教材198-199页内容。
Qingdao University
Qingdao University
6- 4 给水系统
一、给水系统型式及选择
给水系统：
五、主蒸汽系统的型式
火电厂常用的主蒸汽系统有三种型式：
1.单母管制系统
（又称集中母管制系统）
特点：发电厂所有锅炉的蒸 汽先引至一根蒸汽母管集中 后，再由该母管引至汽轮机 和各处用汽。
热力发电厂ppt课件
3
全 厂 性
主
要
热
力
设
备
系
统
锅 汽
炉 轮
本 机
体 本
体
主 蒸 汽 系 统
热
力
系
统
按
范
围
划
分
局
(d)带有两组重力布置方式的混合式加热器回热系统
p1
p2
p5 p4 p3
pc p7
p6
9
(e)带有部分混合式低压加热器的热力系统
1
2
3
4
H4
H1
H2
H3
5
H5
6
H6
7
H7 SG
2
8C
H8 SG
1
至 C
10
（一）混合式与表面式加热器比较 • 混合式加热器因无端差，热经济性高；便于汇集汽水和除氧； • 全由混合式加热器组成的系统，每级混合式加热器的水泵应有
4
第二节 回热（机组）原则性热力系统
• 回热系统既是汽轮机热力系统的基础，也是全厂热力系统的核心， 它对机组和电厂的热经济性起着决定性的作用。
• 回热原则性热力系统的热经济性用机组的热耗率 qo 来表征。现代
大型汽轮机组的 m、g 较高，均为 99% 左右。由式（1-30a） 机组热耗率 qo＝3600/img 可知，如视m、g 为定值，则 qo= f （i）。所以本书在定性分析各局部原则性热力系统的热经济性 时，都用汽轮机绝对内效率（即实际循环热效率） I 来说明。
给水回热加热系统
技术发展
高效化
随着技术的不断进步，给水回热 加热系统将更加高效，能够更快 速地加热给水，提高系统的整体
效率。
智能化
未来给水回热加热系统将更加智能 化，能够实现自动控制和调节，提 高系统的稳定性和可靠性。
环保化
随着环保意识的提高，给水回热加 热系统将更加注重环保，采用更加 环保的材料和工艺，减少对环境的 影响。
目的
给水回热加热系统的目的是通过回收 利用锅炉给水中的热量，提高热力发 电厂的效率，降低能源消耗和减少环 境污染。
意义
给水回热加热系统对于提高热力发电 厂的能源利用效率和减少环境污染具 有重要意义，有助于推动可持续发展 和能源节约型社会的建设。
02
给水回热加热系统原理
系统构成
给水回热加热系统主要由给水泵、回 热器、凝汽器、除氧器和给水箱等组
商业洗浴热水
通过给水回热加热系统提供商业洗浴场所的热水，满足商业客户的需求。
家庭应用
家庭热水供应
给水回热加热系统可用于家庭热水供 应，提供舒适的生活热水，满足家庭 日常需求。
家庭采暖
通过给水回热加热系统实现家庭采暖， 提高居住环境的舒适度，节约能源和 费用。
05
给水回热加热系统的 引言 • 给水回热加热系统原理 • 给水回热加热系统类型 • 给水回热加热系统的应用 • 给水回热加热系统的优势与挑战 • 未来展望
01
引言
主题简介
• 给水回热加热系统是一种用于提高热力发电厂效率的技术，通 过回收利用锅炉给水中的热量，减少能源损失，提高整体热效 率。
目的和意义
应用前景
工业领域
给水回热加热系统在工业领域具有广泛的应用前景，如锅炉给水、工业冷却水、工艺用水等。随着工业的不断发 展，给水回热加热系统的需求将会不断增加。
回热加热系统
疏水调节阀 高压加热器事故疏水
高压加热器的自动保护装臵
在高压加热发生故障时，为了不致中断锅 炉给水或高压水从抽汽管倒流入汽轮机， 造成严重的水击事故，在高压加热器上设 有自动旁路保护装臵。
1、水压液动旁路保护装置 2、电气式旁路保护装置
水压液动旁路保护装置
高压加热器的自动保护装臵
水压液动旁路保护装臵 特点：动作迅速，但系统长期承受给 水压力，运行可靠性较低。
1
掌握回热加热器的结构
2
了解回热加热器工作原理
3
了解回热加热器运行知识
重点
难点
回热加热器结构 及工作原理
回热加热器工作 原理
教学内容
1 2 3
回热加热器的类型
表面式加热器的疏水连接方式
回热加热器结构 轴封加热器 回热加热器的疏水装臵 高压加热器自动旁路保护装臵 回热加热器的运行
4
5
6
7
回热加热器 是利用汽轮 机抽汽加热 进入锅炉的 给水，从而 提高热力循 环效率的换 热设备。
表面式加热器的疏水连接方式
1、逐级自流
排挤下级压力较低抽汽，热经济性低。
表面式加热器的疏水连接方式
1、采用疏水泵的疏水链接
排挤本级抽汽，热经济性高于逐级自流。
回热加热器结构
回热加热器分类
高压加热器 卧式管板-U形管式高压加热器 立式管板-U形管式高压加热器 低压加热器 卧式低压加热器 立式低压加热器 内臵式低压加热器 轴封加热器
回热加热器的类型
表面式加热器
回热加热器的类型
2、表面式加热器
特点： （1）存在热阻，一般不能将水加热到 该加热蒸汽压力下的饱和温度； （2）金属消耗量多，造价高； （3）高压加热器承受较高的压力和温度， 工 作可靠性较低； （4）组成的系统简单，泵的数量少，投 资少，运行、管理维护方便。 说明：当加热器管束破裂或管束接口渗漏，而同时 抽汽管上逆止阀又不严密时，给水可能进入汽轮机 ，造成汽轮机事故，锅炉断水。故表面式加热器需 要设臵旁路管道。
第八章-1 发电厂全面性热力系统
(3)冷态启动，机组寿命损耗率为0.15%；温、热态启动为0.01%；旁 路系统设臵，能满足机组启停时对汽温的要求，严格控制汽轮机金属 温升率，延长寿命。
46
46
4、甩负荷时锅炉能维持热备用状态
机组故障时，旁路系统可在2～3s内投入，保证停机不 停炉，最大限度减少故障损失
47
47
三 旁路系统的选择和应用
旁路系统容量的概念：是指额定参数时蒸汽的通流 量 Dby ,与锅炉额定蒸发量 D r b 的比值。即：
Dby D
r b
K by
100 %
48
48
1、旁路系统容量的选择：
结合我国情况，再热式机组旁路系统容量一般为30％；经过 任务书明确，必须两班制运行、甩负荷带厂用电或停机不停炉的 再热式机组，旁路系统容量可增至40％～50％；
22
22
在汽轮机正常运转工况下，投入辅助蒸汽，多从高压缸排汽引 来冷再热蒸汽。 对于扩建电厂要老厂提供汽源；对于新建电厂需要建起动锅炉
23
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3、阀门及附件
（1） 主蒸汽管道上电动隔离门主要作用： 暖管、水压试验、汽轮机启停时严密隔绝作用。 （2） 高压缸排汽口处，装有液动和气动逆止门，在汽轮机甩 负荷时即连锁动作，以防止冷再热蒸汽倒流入汽轮机。
25
第四章回热加热系统
内置式蒸汽冷却器单级串联
外置式蒸汽冷却器连接方式
(a)单级并联；(b)单级串联；(c)与主水流分流两级并联；(d)与主水流串联 (a)单级并联；(b)单级串联；(c)与主水流分流两级并联；(d)与主水流串联 单级并联 单级串联 与主水流分流两级并联 两级并联；(e)先j+1级 级的两级串联；(f)先 j+1级的两级串联 两级并联；(e)先j+1级，后j级的两级串联；(f)先j级，后j+1级的两级串联
1—加热蒸汽进口；2—凝结水进 口；3—轴封来汽；4—除氧器余 汽；5—3号加热器和热网加热器 的余汽；6—热网加热器来疏水 ；7—3号加热器疏水；8—排往 凝汽器的事故疏水管；9—凝结 水出口；10—来自电动、启动给 水泵轴封的水；11—止回阀的排 水；12—汽、气混合物出口； 13—水联箱；14—配水管；15— 淋水盘；16—水平隔板；17—止 回阀；18—平衡管
第三节、实际回热系统的损失及回热 系统的优化
影响具有回热抽汽的汽轮发电机组热经济性的因素有： （1）蒸汽循环参数：p0、t0、prh、trh、pc； （2）回热循环主要参数：z、i、tfw； （3）回热系统：疏水收集方式、疏水冷却器、蒸汽冷却器 的应用； （4）实际回热系统的损失：抽汽管道压降损失、面式加热 器端差、加热器散热损失、实际给水焓升分配损失。
a t, ° C 2 a A, m2 1 b θ ∆t
p′ j
1 2 b θ twj twj+1 tsj
分析：θ ↓，热经济性↑
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：
θ=
火电厂汽轮机设备及运行-第五章 回热加热系统
运行特性：除氧器抽汽量、抽汽温度、
抽汽压力、主凝结水温度、出口给水温 度等参数与机组负荷之间的变化关系
除氧器的运行维护
正常运行维护和监视 （1）溶氧量 （2）压力和温度 （3）给水箱水位
水压液动控制式旁路保护装置
电气控制式旁路保护装置
回热加热器的运行特性
抽汽压力、抽汽温度、进口水温、出口 水温等参数与机组负荷之间的关系
回热加热器的运行
• 回热加热器的投停原则 原则上随机组滑启、滑停 先投水侧后投汽侧 投运过程中严格控制加热器出水温度变化率
• 加热器正常运行中的监视项目 疏水水位 传热端差 汽侧压力与出口水温 加热器负荷
基于汽液两相流动特性设计的大机组加热器水位调节的新 方法和设备，靠汽液两相流的自反馈特性改变流量达到控制水位的 目的。
疏水调节阀
• 电动疏水调节阀和汽动疏水调节阀
高加自动保护旁路
• 作用：当高加发生故障或管束泄漏时，迅 速自动切断高压加热器的进水，同时给水 经旁路直接向锅炉供水。
• 形式：水压液动控制式和电气控制式
运行过程中影响加热器端差的主要因素
• 传热面结垢 • 汽侧集聚了空气 • 疏水水位过高 • 旁路阀漏水
第二节 除氧器
• 给水中溶解气体的危害：腐蚀热力设备及管道， 阻碍传热，降低热力设备的经济性
• 给水中不凝结气体的来源：补充水带入，真空下 工作的设备及管道漏入
• 给水除氧的任务：出去水中的氧气和其它不凝结 气体，防止热力设备腐蚀和传热恶化，保证热力 设备的安全经济运行。
• 物理除氧（热力除氧） 原理：亨利溶解定律和道尔顿分压定律
亨利溶解定律
在一定温度下，当溶于水中的气体与自水中离析 的气体处于动态平衡时，单位体积水中溶解的 气体量和水面上该气体的分压力成正比。
第二章 发电厂的回热加热系统
（3）外置式蒸汽冷却器两种连接方式的比较
串联方式 优点：蒸汽冷却器的进水温度高，与蒸汽换热平均温差小，冷却器内火用 损少，效益较显著； 缺点：主水流全部通过冷却器，给水系统的阻力增大，泵功消耗多。 并联方式 优点：主水流中分了一部分到冷却器，给水系统的阻力小，泵功可减小。 缺点： 进入较高压力加热器的水量减少，相应的回热抽汽量减小，回热抽汽做 功减少，热经济性稍逊于串联式; 进入冷却器的水温较低，换热温差较大，冷却器内火用损稍大。 蒸汽冷却器是提高大容量、高参数机组热经济性的有效措施。
混合式加热器结构简单，金属耗量少，造价低，便于汇集各种不同参数 的汽、水流量。 混合式加热器可以兼作除氧设备使用，避免高温金属受热面氧腐蚀。
混合式比表面式系统复杂，导致运行安全性、可靠性低，系统投资大。
一方面凝结水需依靠水泵提高压力后才能进入比凝汽器压力高的 混合式加热器内；另一方面为防止输送饱和水的水泵发生汽烛，水 泵应有正的吸入水头，需设置一水箱安装在适当高度。 根据技术经济全面综合比较，绝大多数电厂都选用了热经济性较差 的面式加热器组成回热系统，只有除氧器采用混合式，以满足给水除氧 的要求。
三、热力除氧原理
热力除氧原理是建立在亨利定律和道尔顿定律基础上。 1.亨利定律 一定温度条件下，单位体积水中溶解的气体量b与水面上该气体的分压 力pb成正比。其关系式为：
bK pb p0
K为溶解度系数，如图2－22所示。
p体的全压力等于各组成气(汽)体分压力之和。
p p j ps
二、 抽汽管道压降Δ Pj及热经济性
1. 抽汽管道压降的计算
抽汽管道压降指汽轮机抽汽口压力Pj 和j级回热加热器内汽侧压力Pj'之差，即
p j p j p 'j
热力发电厂知识点全总结
第二章发电厂的回热加热系统第一节回热加热器的型式按内部汽、水接触方式:分为混合式加热器与表面式加热器；按受热面的布置方式:分为立式和卧式两种。
一、混合式加热器1、特点：①加热器本体简单，没有端差，热经济性好；②系统复杂，回热系统运行安全性、可靠性低、系统投资大。
③设备多、造价高、主厂房布置复杂、土建投资大、安全可靠性低，使混合式低压加热器回热系统应用受到限制。
2、混合式加热器的结构.演示文稿3.ppt3、重力混合式低压加热器回热系统.演示文稿4.ppt特点：①降低了亚临界和超临界汽轮机叶片结铜垢及真空下的低压加热器氧腐蚀的现象；②提高了热经济性。
二、表面式加热器加热蒸汽与水在加热器内通过金属管壁进行传热，通常水在管内流动，加热蒸汽在管外冲刷放热后凝结下来成为加热器的疏水(为区别主凝结水而称之为疏水)；演示文稿6.ppt对于无疏水冷却器的疏水温度为加热器筒体内蒸汽压力下的饱和温度；管内流动的水在吸热升温后的出口温度比疏水温度要低，它们的差值称之为端差. 演示文稿7.ppt1．表面式加热器的特点①有端差，热经济性较混合式差。
②金属耗量大，内部结构复杂，制造较困难，造价高。
③不能除去水中的氧和其它气体，未能有效地保护高温金属部件的安全。
④全部由表面式加热器组成的回热系统简单，运行安全可靠，布置方便，系统投资和土建费用少。
⑤表面式加热器系统分成高压加热器和低压加热器两组；水侧部分承受给水泵压力的表面式加热器称为高压加热器，承受凝结水泵压力的表面式加热器称为低压加热器。
2．表面式加热器结构表面式加热器也有卧式和立式两种。
现代大容量机组采用卧式的较多。
第二节表面式加热器及系统的热经济性一、加热器的端差1、加热器的端差（上端差、出口端差）：加热器出口疏水温度tsj（饱和温度）与出水温度twj之差。
2、加热器端差对热经济性的影响加热器端差越小经济性越好。
可以从两方面解释：一方面，如果出水温度不变，端差减少意味着tsj可以低一些，即回热抽汽压力可以低一些，回热抽汽做功比增加，热经济性变好。
热力发电厂的回热加热与除氧系统
2. 喷雾、淋水盘填料式卧式高压降氧器 主要特点： ①除氧头上部为喷雾除氧段，迅速将水加热 至工作压力下的饱和温度，完成初期除氧。 ②除氧头下部为深度除氧段，完成深度除氧。
③热传、除氧效果好，可使溶氧量为 1~2μg/l ， 并能适应负荷变化。卧式除氧器可纵向布 置多个排汽口，利于气体及时逸出，以免 “返氧”，恶化除氧效果。
3. 蒸汽喷射式、卧式高压除氧器 主凝结水、加热蒸汽 ( 正常工况是第四段 回热抽汽 ) 从除氧头的同一侧引入，主凝水 经上部的双层淋水盘底部小孔落下，在下 部蒸汽喷射管水平中心线处沿管长设有左 右对称的两组喷汽孔，主凝结水经淋水盘 从蒸汽管的两边流下，与蒸汽管上喷汽孔 喷出的蒸汽相接触，水被蒸汽雾化，除去 大量气体。蒸汽管两侧设有多层不锈钢丝 网，以增大水的比面积。
4.应及时将离析的气体排除，以减少水面上该气 体分压力，否则，要发生“返氧”现象，故应 设有排气口并有足够余气量。可通过除氧器的 化学试验来确定排气口开度。
5. 贮水箱设再沸腾管，以免水箱的水温因散热降 温低于除氧器压力下的饱和温度，产生返氧。 • 另外，除氧器、贮水箱还要满足强度、刚度、 防腐等要求，并在除氧器和贮水箱上部装有弹 簧安全门，水箱上装有水封等，是保护除氧器 不会超压损坏的措施，再配以相应管道及附件 和测试表计等。
70%)时就必须切换到压力更高的某级回热抽汽压力 时尤甚，如下图所示。 • 所以定压除氧器难以适应调峰，现在的电网情况是 大机组也要承担调峰。
i ,%
P/pr,% 定压低负荷切换 定压 滑压
• 根据传质方程，要有足够的不平衡压差 p ， 这是热除氧的充分条件。
• 除氧初期靠不平衡压差 p，除氧后期须靠加 大汽水接触面（形成水膜，水膜的表面张力小） 或水紊流的扩散作用，使气体从水中离析出来。
回热器的工作原理
回热器的工作原理回热器是一种能够将热量从一个流体传递到另一个流体的设备。
它广泛应用于许多工业领域，包括发电厂、化工厂和制造业等。
回热器的工作原理是通过两个流体之间的热传导来实现热量的交换。
回热器通常由两个主要部分组成：热源侧和冷源侧。
热源侧是热量的提供方，通常是高温的流体或气体。
冷源侧是热量的接收方，通常是低温的流体或气体。
这两个侧面通过一个热传导界面连接在一起，以实现热量的传递。
在回热器中，热源侧的流体通过一个管道系统流过，而冷源侧的流体也通过另一个管道系统流过。
这两个管道系统的设计使得两个流体能够接触到最大的表面积，以便更好地进行热传导。
在接触过程中，热源侧的流体会将部分热量传递给冷源侧的流体。
这样，热源侧的流体会冷却下来，而冷源侧的流体则会加热。
回热器的工作原理可以通过一个简单的例子来解释。
假设我们有一个发电厂，其中的蒸汽发生器产生了高温的蒸汽。
这个蒸汽被送入回热器的热源侧，而冷源侧则是从冷却塔中提取的冷却水。
在回热器中，高温的蒸汽通过管道与冷却水接触，热量从蒸汽传递给了冷却水。
这样，蒸汽冷却成为水，而冷却水则变热。
热源侧的蒸汽经过回热器后，可以被再次利用，例如用于发电或其他用途。
回热器的工作原理可以归结为热传导的过程。
热传导是通过分子之间的碰撞和能量转移来实现的。
当两个流体接触时，其中的分子会相互碰撞并交换能量。
高温的分子会将部分能量传递给低温的分子，使得低温流体的温度升高，而高温流体的温度降低。
为了提高回热器的效率，可以采取一些措施。
首先，增加热传导界面的面积，可以增加热量的传递速率。
这可以通过增加管道的数量或增加管道的长度来实现。
其次，优化流体的流动方式，可以提高热传导的效率。
例如，可以采用交叉流或逆流的方式，使得热源侧和冷源侧的流体能够充分接触。
此外，还可以使用高导热材料来构建回热器，以增加热量的传导效率。
回热器是一种能够实现热量传递的设备，通过热传导的方式将热量从热源侧传递给冷源侧。
火力发电厂的设备作用和各系统流程
火力发电厂的设备作用和各系统流程一、燃烧系统生产流程来自煤场的原煤经皮带机输送到位置较高的原煤仓中，原煤从原煤仓底部流出经给煤机均匀地送入磨煤机研磨成煤粉。
自然界的大气经吸风口由送风机送到布置于锅炉垂直烟道中的空气预热器内，接受烟气的加热，回收烟气余热。
从空气预热器出来约250左右的热风分成两路：一路直接引入锅炉的燃烧器，作为二次风进入炉膛助燃；另一路则引入磨煤机入口，用来干燥、输送煤粉，这部分热风称一次风。
流动性极好的干燥煤粉与一次风组成的气粉混合物，经管路输送到粗粉分离器进行粗粉分离，分离出的粗粉再送回到磨煤机入口重新研磨，而合格的细粉和一次风混合物送入细粉分离器进行粉、气分离，分离出来的细粉送入煤粉仓储存起来，由给粉机根据锅炉热负荷的大小，控制煤粉仓底部放出的煤粉流量，同时从细粉分离器分离出来的一次风作为输送煤粉的动力，经过排粉机加压后与给粉机送出的细粉再次混合成气粉混合物，由燃烧器喷入炉膛燃烧。
二、汽水系统生产流程储存在给水箱中的锅炉给水由给水泵强行打入锅炉的高压管路，并导入省煤器。
锅炉给水在省煤器管内吸收管外烟气和飞灰的热量，水温上升到300左右，但从省煤器出来的水温仍低于该压力下的饱和温度（约330），属高压未饱和水。
水从省煤器出来后沿管路进入布置在锅炉外面顶部的汽泡。
汽包下半部是水，上半部是蒸汽，下半部是水。
高压未饱和水沿汽泡底部的下降管到达锅炉外面底部的下联箱，锅炉底部四周的下联箱上并联安装上了许多水管，这些水管内由下向上流动吸收炉膛中心火焰的辐射传热和高温烟气的对流传热，由于蒸汽的吸热能力远远小于水，所以规定水冷壁内的气化率不得大于40％，否则很容易因为工质来不及吸热发生水冷壁水管熔化爆管事故。
锅炉设备的流程一、锅炉燃烧系统1、作用：使燃料在炉内充分燃烧放热，并将热量尽可能多的传递给工质，并完成对省煤器和水冷壁水管内的水加热，对过热器和再热器管内的干蒸汽加热，对空气预热器管内的空气加热。
《热力发电厂》热力发电厂全面性热力系统
4.3 中间再热机组的旁路系统
2 旁路系统的类型
高压旁路（Ⅰ级旁路） 将新蒸汽绕过汽轮机高压缸经过减温减压装置进
入再热冷段管道 低压旁路（Ⅱ级旁路）
将再热后的蒸汽绕过汽轮机中、低压缸经过减温 减压装置进入凝汽器 大旁路 （ Ⅲ级旁路）
将新蒸汽绕过整个汽轮机，直接排入凝汽器
4.3 中间再热机组的旁路系统
旁路系统举例
4.4 机组回热全面性热力系统
1 对机组回热全面性热力系统 的要求
回热系统正常运行工况要求 ① 满足原则性回热系统的运行流程 ② 加热器抽空气系统的设置 ③ 维持面式加热器汽侧具有一定的疏水水位的要求
♧ 水封管 ♧ 浮子式疏水器 ♧ 疏水调节阀 ④ 凝结水泵、疏水泵入口设置抽空气管路，不断抽 出漏入泵内的空气以保证泵的正常工作。
– 主汽轮机主蒸汽流量相同； – 给水泵本身消耗的轴功率相等; – 在不考虑给水泵耗功的条件下，
主汽轮机产生的总电功率为Pe。
➢比较的方法
✓小汽轮机的内效率大于主机内效率与发电机效率和电能传
递效率的乘积，即 ip igd ，就可以获得小汽轮机驱
动的增益，且随 ip 的增大或 d 的减小而增益愈多。
目的
减少冷源损失，以提高机组的热经济性。
4.4 机组回热全面性热力系统
回热抽汽系统的保护
机组甩负荷时，汽轮机内压力突然降低，回热抽汽管道和各 加热器内的蒸汽倒流入汽轮机，引起汽轮机超速。 加热器泄漏使水从回热抽汽管道进入汽轮机而引起水击事故。 在回热抽汽管道上设置了一定的保护设备，主要包括装设止 回阀和电动隔离阀。
锅炉再热器出口联箱到汽轮机中压联合汽阀的管 道和分支管道称为再热热段蒸汽系统。
3 单元制主蒸汽-再热蒸汽系统的种类
回热循环过程
回热循环过程
回热循环过程，也称为再热循环，是一种常见的热力学循环过程，用于提高热能转化系统（如蒸汽发电厂）的热效率。
在回热循环中，蒸汽在高压段进行了一次膨胀后，部分再热，然后再次膨胀至较低的压力级。
下面是回热循环的基本步骤和原理：
1.压缩：水从锅炉中加热并蒸发，形成高压蒸汽。
高压蒸汽被压
缩至更高的温度和压力，通常在蒸汽涡轮机的第一级中进行。
2.膨胀：压缩后的蒸汽通过蒸汽涡轮机进行膨胀，用于驱动发电
机产生电能。
在第一级膨胀后，蒸汽温度和压力会降低，但仍
在高温高压状态下。
3.再热：部分膨胀后的蒸汽经过再热器，在再热器中再次加热。
再热使蒸汽温度升高，增加了进入下一级膨胀的热能。
4.再次膨胀：再热的蒸汽进入蒸汽涡轮机的下一级，再次膨胀。
在这一级中，蒸汽继续释放热能，转动涡轮并驱动发电机。
通过这种回热循环的过程，系统可以更充分地利用热能，提高热效率。
再热过程使蒸汽温度增加，减少了热损失，并且增加了蒸汽在涡轮机中的能量输出。
这样，系统能够在一定程度上提高热能的利用效率，从而获得更多的电力输出。
回热循环被广泛应用于蒸汽发电厂等能源转换系统中。
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2
（一）混合式与表面式加热器比较
（1）热经济性
混合式高
（2）结构
混合式简单
（3）除氧
表面式不可以除氧
（4）回热系统复杂性及可靠度
混合式复杂：水泵、水箱
3
（二）回热系统
1、全表面式加热器回热系统
4
2、全混合式加热器回ห้องสมุดไป่ตู้系统
5
3、带有两组重力布置方式的混合式加热器回热系统
布置方式：外置式、内置式
pj hj pj+1 hj+1
hwj
hwj+1 hwj+2
hj
hj+1
29
疏水冷却段的加热器示意图
30
下端差（入口端差） ——加装疏水冷却器（段）后， 疏水温度与本级加热器进口水 温之差
tsj twj 1
一般推荐 =5～10℃
31
4．实际系统疏水方式的选择
34
（六）实际机组回热原则性热力系统
回热系统基本连接方式：
（1）一台混合式加热器作为除氧器，将回热加热器 分为高压加热器组和低压加热器组； （2）高压加热器疏水逐级自流进入除氧器 （3）低压加热器疏水逐级自流方式进入凝汽器热井 或在末级或次末级加热器采用疏水泵将疏水打入加热 器出口水管道中。 • 回热抽汽过热度较小时不宜采用蒸汽冷却器；
39
3）化学除氧优点：能彻底除氧 缺点：不能除去其他气体，价格较 贵，还会生成盐类 故在电厂中较少单独采用化学除氧的方法 2、物理除氧 ——借物理手段将水中溶解氧和其他气体除掉， 且在水中无任何残留物质 在热力发电厂，热力除氧法是主要的除氧方法
21
图2-13 内置蒸汽冷却器单级串联
内置式蒸汽冷却器单级串联
22
外置式蒸汽冷却器连接方式
(a)单级并联；(b)单级串联；(c)与主水流分流两级并联；(d)与主水流串联 23 两级并联；(e)先j+1级，后j级的两级串联；(f)先j级，后j+1级的两级串联
4、外置式蒸汽冷却器连接方式比较
（1）串联连接
a
A, m2
pj
a 1 b
twj+1
2
twj
tsj 1）twj不变，tsj ↓ ，回热抽气压力↓ ，Xr ↑，热经济性变好 2）tsj不变，twj ↑，其结果是减小了压力较高的回热抽气做功比而 15 增加了压力较低的回热抽汽做功比，热经济性改善。
表面式加热器端差的选择
端差与换热面积的关系：
缺点：造价高 分析：锅炉：tfw ↑ ， Δ Tb和Δ er ↓ 换热器：hj ↓， Δ Tr 和Δ er ↓ ， Δ Qc ↓,η
i
20
↑
3、蒸汽冷却器的连接方式
水侧连接方式：
（1）内置式蒸汽冷却器：
串联连接（顺序连接） （2）外置式蒸汽冷却器： 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
• 小机组不宜采用蒸汽冷却器和疏水冷却器
35
§2－3、给水除氧及除氧器
一、给水除氧的必要性
1、给水：补充水和主凝结水
补充水：本身含有大量溶解的气体，如O2，CO2等.
主凝结水：在凝汽器或真空条件下工作的低压加热器 和管道时，空气通过不严密处渗入到主凝结水。
2、危害：在高温下 O2对钢铁构成的热力设备及管道 会产生较强的腐蚀； 而CO2将加剧腐蚀；
第二章 发电厂的回热加热系统
• 回热加热器的型式
• 表面式加热器及系统的热经济性
• 给水除氧及除氧器
• 除氧器的运行及其热经济性分析
• 汽轮机组原则性热力系统计算
1
§2－1 回热加热器的型式
回热循环 —— 由回热加热器、回热抽汽管道、水管道、 疏水管道组成的一个加热系统
类型 按内部汽、水接触方式的不同 混合式加热器：汽水直接接触 表面式加热器：汽水不接触，通过金属壁面换热
2、混合式加热器结构
除氧器 分类：卧式、立式
汽水混合 物出口 凝结水 蒸汽 进口 入口
凝结水 出口
13
加热蒸汽进口
凝结水进口
1-加热蒸汽进口；2-凝结 水进口；3-轴封来汽；4除氧器余汽；5-3号加热 器和热网加热器的余汽； 6-热网加热器来疏水；73号加热器疏水；8-排往 凝汽器的事故疏水管；9凝结水出口；10-来自电 动、汽动给水泵轴封的水； 11-止回阀的排水；12-汽、 气混合物出口；13-水联 箱；14-配水管；15-淋水 盘；16-水平隔板；17-止 回阀；18-平衡管
优点：进水温度高，换热温差小，火用损小； 缺点：给水全部流经冷却器，给水系统阻力大， 泵功消耗多
（2）并联连接
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，火用损大； 回热抽汽做功少，热经济性稍差
24
• 蒸汽冷却器是提高大容量、高参数机组热经济性 的有效措施 • 进口机组多采用内置式蒸汽冷却段，设置的条件： 在机组满负荷时，蒸汽的过热度≥83℃，抽汽压 力≥1.034Mpa，流动阻力≤0.034Mpa，加热器端 差在0～-1.7℃，冷却段出口蒸汽的过热度≥30 ℃ • 大多数的高压加热器均满足这些条件，而低压加 热器采用蒸汽冷却器很少
14
凝结水出口
（一）表面式加热器的端差
1——加热蒸汽
§2－2、表面式加热器及系统的热经济性 t, °
1 C 2 b Δt
2——汽测压力 pj 下的饱和状态 tsj ——疏水温度 twj+1 ——进入加热器的凝结水温度 twj——离开加热器的凝结水温度 ——端差： = tsj – twj 分析： ↓ ，热经济性↑
(b)
19 (a) 内置式； (b) 外置式，SC2与主水流并联；(c) 外置式，SC2与主水流串联
（1）内置式蒸汽冷却器（过热蒸汽冷却段）
优点：简单，投资小
缺点：冷却段面积小，只能提高本级出口水温，热经济性 改善小，提高0.15% ~ 0.20% （2）外置式蒸汽冷却器
优点：减少本级端差，提高最终给口水温度；换热面积大， 热经济性可提高0.3% ~ 0.5%；布置方式灵活
p j p j pj
影响因素：蒸汽流速、局部阻力 一般pj不大于抽汽压力pj的10%
p j 1
pj p j pj
twj+1 j+1
twj j
大容量机组取4%~6%
分析： pj ↑ ， pj’、tsj ↓,则twj ↓， 压力较高的抽气量↑ ，本级抽气量↓， Xr ↓，则热经济性↓ tsj
17
（三）蒸汽冷却器及其热经济性分析
必要性：高参数，大容量机组的发展和再热的采用，较大提高了 中、低压缸部分回热抽汽的过热度，使再热后各级回热汽水换热 温差增大，不可逆损失加大，削弱了回热的效果
1、蒸汽冷却器作用
• ↓回热加热器内汽水换热的不可逆损失
• ↑加热器出口水温，↓端差，↑热经济性 2、蒸汽冷却器类型 内置式蒸汽冷却器：与加热器本体合成一体 （过热蒸汽冷却段） 外置式蒸汽冷却器：具有独立的加热器外壳，布置灵活 18
1、化学除氧：加入化学药剂，使水中溶解氧与它产生化 学反应生成无腐蚀的稳定化合物，达到除氧目的。 1）方法一：大机组应用较广的是在给水中加联胺N2H4
N2H4+O2→N2↑+2H2O (除氧)
3N2H4→ N2↑+4NH3 NH3+H2O→NH4OH
加热
(提高pH值）
优点：N2和H2O 对热力设备的运行无害处； N2H4可将Fe2O3还原为Fe3O4 或Fe，将CuO还原 为Cu2O或Cu，防止锅炉内结铁垢和铜垢 38
水中所有不凝结性气体使传热恶化，热阻增加。
36
3、国标GB溶解氧的指标：
过热蒸汽压力为5.8MPa及以下，给水溶解氧应 小于或等于15μg/L;
过热蒸汽压力为5.9MPa及以上，给水溶解氧应 小于或等于7μg/L； 对亚临界和超临界压力的直流锅炉，要求给水彻 底除氧
37
二、给水除氧的方法： 化学除氧和物理除氧
pj-1 Dj-1 pj Dj
pj+1 Dj+1
pj-1 Dj-1
pj Dj
b a
pj+1 Dj+1
hwj-1
hwj-1
28
hj
3、疏水冷却器的设置
目的：减少疏水逐级自流排挤低压抽汽所引起的附加冷源 热损失或因疏水压力降产生热能贬值带来的火用损； 降低疏水经节流后产生蒸汽形成两相流的可能性 对高加来说，可降低除氧器自生沸腾的可能性
6
4、高、低加热器为表面式的系统
7
5、全部低压加热器为混合式的系统
p5
pc p7
p4
p6
p1 p2 p3
8
6、带有部分混合式低压加热器的热力系统
1 2 3 4
H4 5 6
7
8 H8 SG
1
C
H1
H2
H3
H5
H6
H7
SG
2
至C 9
（四）加热器的结构
1、表面式加热器
疏水 —— 表面式加热器中加热蒸汽在管外冲刷放 热后的凝结水
27
2．两种疏水方式的热经济性分析
热量法： 考虑对高一级与低一级抽汽量的影响；
做功能力法：考虑换热温差和相应的火用损变化 （1）疏水泵方式 疏水与主水流混合后，↓端差，↑热经济性 （2）疏水逐级自流方式
j级疏水进入j＋1级，使j－1级进口水温比疏水泵方式低， 水在其中Δ hwj-1 和Dj-1 增加。而在j＋1级因疏水热量的进 入，排挤了部分低压回热抽气，使Dj＋1减少 高一级抽汽量↑，低一级抽汽量↓，↓热经济性
25
（四）表面式加热器的疏水方式及热经济性分析