单元二 发电厂主要热力辅助设备

1.疏水逐级自流的疏水连接方式 2.采用疏水泵的疏水连接方式
1.疏水逐级自流的疏水连接方式
• 这种系统，利用各回热加热器间的压力差，让 疏水逐级自流入压力较低的相邻加热器蒸汽空 间，最后一台加热器的疏水自流入凝汽器。
这种疏水系统最为简单、可靠，但是热经济性 差。 原因：由于压力较高加热器的疏水流入压力较 低加热器的蒸汽空间时要放出热量，从而“排 挤”了一部分较低压力的回热抽汽量，在保持 汽轮机输出功率一定的条件下，势必造成抽汽 作功减少，凝汽循环的发电量增加，这样就增 加了冷源热损失。尤其是疏水排入凝汽器时， 将直接导致冷源热损失的增加。
外置式疏水冷却器的连接方式
• 在疏水逐级自的连接方式
• 疏水冷却器也可放在加热器内部称为疏水冷却 段。
2.采用疏水泵的疏水连接方式
• 系统中各加热器的疏水用专用的水泵——疏水 泵送入本级加热器出口的主凝结水管道。
•这种系统热经济性较高，这是由于疏水进 入加热器出口的主凝结水管道，提高了加 热器出水的温度，热经济性较好。 •在这种系统中与混合式加热器一样，每一 台加热器必须装设两台疏水泵(其中一台备 用)，其投资、厂用电耗、检修费用增加， 并且系统复杂，运行可靠性下降。
(三)按水侧压力分 • 回热加热器按水侧压力的高低分为高压加热器和低 压加热器。
• 按凝结水的流动方向，在除氧器之前的加热器，由 于其水侧承受的压力比较低，故称为低压加热器； • 除氧器之后，由于给水被给水泵进一步升压，加热 器水侧所承受的压力很高，故称为高压加热器。
二、表面式加热器的疏水连接方式
2.气动疏水调节阀 • 当压力信号输入薄膜 气室后，对膜片产生 推力，克服弹簧的反 作用力，带动推杆上 下移动，推杆带动阀 杆和阀瓣运动，并通 过阀瓣在套筒内的移 动来改变套筒窗口流 通面积，从而调节疏 水量。
• 加热器内疏水水位的变化，气源来的压力为 0.2～1.0MPa的压缩空气经BUZ型气动基地式液 位仪表控制转化，输出一个压力控制信号至气 动疏水调节阀执行机构的薄膜气室中，操纵疏 水调节阀，控制疏水量的大小。
③ 必须在加热器各种保护装置及水位计完好的情况下 ，方可投入加热器运行。 ④ 加热器投入时，要先投水侧，再投汽侧。加热器停 止时，要先停汽侧，后停水侧。这是因为汽侧加热 蒸汽的温度要比U形管中水(水侧)的温度高，否则将 会对加热器产生很大的热冲击。 ⑤ 加热器投运过程中，应严格控制加热器出水温度变 化率在规定的范围内，以防热冲击而损坏设备。 ⑥ 运行中每停止一台高压加热器，应根据机组参数的 控制情况，适当降低机组负荷。
在平衡状态时：
p1 p2 gh
式中：
p1—压力较高容器的内压力，Pa； p2—压力较低容器的内压力，Pa；
ρ —凝结水的密度，kg/m3； g—重力加速度，g=9.8m/s2； h—U形管右侧管中凝结水水柱高度，m。
多级水封原理图
适用于两容器间压差较大的情况。
• 当每级水封管的高度为H、级数为n时，则两容 器之间的平衡压差为：
六、高压加热器自动旁路保护装置 • 高压加热器水侧的给水压力很高，制造工艺、 检修质量、操作不当等原因而引起给水泄漏事 故。 • 高压加热器故障，进入锅炉的给水不中断，高 压加热器给水管道上设置自动旁路保护装置。 • 作用：高压加热器发生故障或管束泄漏，迅速 自动切断高压加热器的进水，给水经旁路直接 向锅炉供水。 • 高压加热器上采用的给水自动旁路保护装置主 要有：水压液动控制式和电气控制式。
单元二
课题一
发电厂主要热力辅助设备
回热加热器
课题二
课题三
除氧器
凝汽设备
课题一
回热加热器
一、回热加热器的类型 二、表面式加热器的疏水连接方式 三、回热加热器结构 四、轴封加热器 五、回热加热器的疏水装置 六、高压加热器自动旁路保护装置 七、回热加热器的运行
一、回热加热器的类型 (一)按传热方式分
(二)按布置的方式分
• 利用加热蒸汽的过热度及降低疏水的出水温度， 提高热经济性，通常把高压加热器的传热面设置 为三部分：过热蒸汽冷却段、凝结段和疏水冷却 段。 • 过热蒸汽冷却段布置在给水出口流程侧。 • 凝结段利用蒸汽凝结时放出的潜热加热给水的。 • 疏水冷却段位于给水进口流程侧。
• 具有过热蒸汽冷却 段、蒸汽凝结段和 疏水冷却段的加热 器蒸汽的定压放热 过程和给水温升过 程如图
p1 p2 ngH
水封筒的工作原理图
• 水封筒用于平衡低压加热器H7与凝汽器、轴封 加热器与凝汽器之间的压力差。
• 平衡状态时：
pc ghc p7 gh7 ps ghs
式中
pc、p7、ps—凝汽器、低压加热器H7、
轴封加热器内的压力，Pa； hc、h7、hs—相应凝结水的水柱高度，m。
实际应用：设有疏水泵的疏水连接系统
• 一般是高压加热器的疏水逐级自流入除氧器， 低压加热器的疏水逐级自流到H7或H8低压加热 器后，用疏水泵送入该加热器出口的主凝结水 管道，以避免或减少疏水流入凝汽器的冷源热 损失。
逐级自流的疏水连接系统
• 整个回热加热系统中不设疏水泵，全部采用疏水 逐级自流方式。 • 简化系统、节省投资、减少厂用电消耗和运行维 护工作量，保证机组的安全可靠性和经济性，现 代大型机组回热加热器疏水连接系统的发展方向
• 内置式低压加热器：卧式、管板—U形管束、 四流程。
四、轴封加热器 • 轴封加热器又称为轴封冷却器，其作用是防止 轴封及阀杆漏汽(汽—气混合物)从汽轮机轴端 逸至机房或漏入油系统中，同时利用漏汽的热 量加热主凝结水，其疏水疏至凝汽器，从而减 少热损失并回收工质。
• 轴封加热器：卧式、U 形管结构。圆筒形壳体 、U形管管束及水室等 部件组成。水室上有主 凝结水进、出管，可以 互换使用。管束由隔板 和焊接并胀接在管板上 的U形不锈钢管组成， 下部装有滚轮，管束在 壳体内可以自由膨胀， 便于检修时管束的抽出 和装入。
七、回热加热器的运行
(一)回热加热器运行特性 (二)回热加热器运行
(一)回热加热器运行特性
• 加热器出口水温随机 组负荷的增加而升高 ；抽汽温度则先升高 较快，后有所下降， 继而呈增加趋势；其 他各参数随着机组负 荷的增加而升高。
(二)回热加热器运行 • 回热加热器是否正常运行影响机组回热的热经 济性和机组的安全性。 • 给水加热每减少10℃，机组的热耗率约增加 0.4％。加热器停运后给水温度明显下降，威 胁着机、炉的安全。 • 机组运行中，提高回热加热器的投入率。
(二)疏水调节阀 • 高参数大容量机组广泛采用这种疏水装置，它 分为电动式和气动式两种。 • 气动式疏水调节阀，快速关断性、保护性能好 、运行灵活、安全可靠的优点，集控室自动控 制，300MW、600MW机组上被普遍采用。
1.电动疏水调节阀 • 这种调节阀常用于高 压加热器中，调节阀 通过摇杆的转动，带 动杠杆及与之相铰链 的阀杆在上、下轴套 之间滑动，使滑阀开 大或关小，从而调节 疏水量的大小。 • 图中A、B示意摇杆处 于不同的位置。
(三)U形水封管 • U形水封管是由疏水管自身弯制而成的，结构 简单，安全可靠，仅适用于两容器间压差小于 0.1MPa的情况下，当压差大于0.1MPa时，将使 U形管太长，布置困难。 • 主要应用于低压加热器、轴封加热器、疏水扩 容器等低压设备疏水通往凝汽器的管道上。
• 用U形管内一侧高度 为h的水柱静压力来 平衡两容器间的压力 差。
(三)按水侧压力分
(一)按传热方式分 • 回热加热器按其传热方式分为混合式加热器和 表面式加热器，如图：
1.混合式加热器 • 混合式加热器中，加热蒸汽与给水直接接触， 将热量传给给水，提高给水温度。 • 加热器中加热蒸汽和给水没有传热端差，将给 水加热到加热蒸汽压力下的饱和温度，因此热 经济性好，结构简单，造价低，汇集不同温度 的疏水。 • 混合式加热器组成的回热系统复杂，要设置给 水泵，将给水送入下一级压力更高的加热器中 ，保证系统的安全性，设置备用水泵和容积大 有足够高度的给水箱。给水泵台数增加后，厂 用电消耗也增加。
3.传热面
• 加热器受热面胀接或焊接在管板上U形管束组成。 • 现代大容量机组采用的高压加热器的管板厚(为 300～655mm)，管壁薄，加强它们的严密性，采用 先进的氩弧焊爆胀管工艺。 • 管束用专门的骨架固定形成整体，从壳体里抽出 。 • 给水由进口连接管进入水室，流过U形管束吸热后 进入水室出口侧，出水管流出。 • 加热蒸汽在管束外凝结放热后，疏水经疏水装置 进入下一级加热器。
2.表面式加热器 • 表面式加热器中，加热蒸汽是通过金属壁面加 热给水的。 • 金属壁面存在传热热阻，给水不能被加热到加 热蒸汽压力下的饱和温度。 • 表面式加热器的传热端差：加热蒸汽的饱和温 度与给水的出口温度之差。 • 传热端差的存在，表面式加热器的热经济性较 混合式加热器差。 • 表面式加热器所组成的回热系统简单，所需设 置的水泵少，节省厂用电，安全可靠。
• 卧式低压加热器：壳体、水室、U形管束、隔 板、防冲板等组成，设计可拆卸壳体结构，便 于检修时抽出管束。
• 立式低压加热器的结 构如图，应用于被加 热水的压力约在 7.0MPa以下，因此 200MW以下容量机组 的低压加热器和中压 电厂的高压加热器均 采用这种结构，原理 类同于卧式低压加热 器。
1.回热加热器的投、停原则 ① 高、低压加热器原则上应随机组滑启、滑停。若 因某种原因不能随机滑启、滑停时，应按抽汽压 力由低到高的顺序依次投入各加热器，按抽汽压 力由高到低的顺序依次停止各加热器。这样一方 面可尽可能多地利用较低压力的抽汽，减小传热 温差，提高热经济性；另一方面可减小高温加热 蒸汽对加热器的热冲击。 ② 严禁泄漏的加热器投入运行。因为加热器U形管中 水的流速很高，一旦某一处泄漏将严重冲刷其他 管子，致使事故扩大。
1.水压液动式旁路保护装置
• 运行时，联成阀的阀瓣处于最高位置，进口阀 全开，旁路阀全关，给水由进口阀进入加热器 管束，在加热器中经蒸汽加热，顶开出口止回 阀流出。