发电厂热力系统
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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
发电厂的热力系统
运行优化与控制优化
运行优化：提高 热效率降低能耗
控制优化：采用 先进的控制技术 提高系统稳定性 和可靠性
优化策略：根据 系统运行情况调 整参数和策略
优化效果：提高 发电效率降低运 行成本提高系统 安全性
安全措施与环保措施
安全措施：定期 进行设备检查和 维护确保设备运 行安全
环保措施：采用 清洁能源减少污 染物排放
单击添加标题
发电厂热力系统 的流程
发电厂热力系统 的运行与控制
发电厂热力系统 概述
发电厂热力系统 的设备
发电厂热力系统 的安全与环保
热力系统定义
发电厂热力系统是发电厂中用于 将燃料转化为电能的关键部分。
热力系统的工作原理是通过燃烧 燃料产生热能将热能转化为机械 能再将机械能转化为电能。
添加标题
脱硝设备：用于去除烟 气中的氮氧化物减少环 境污染
烟囱：用于排放烟气减 少环境污染
水泵：用于输送冷却水 提高热效率
设备的维护与保养
定期检查：定期对设备进行检查 及时发现问题
润滑保养：定期对设备进行润滑 保持设备润滑
添加标题
添加标题
添加标题
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清洁保养：定期对设备进行清洁 保持设备清洁
更换配件：定期对设备进行更换 配件保持设备性能
安全与环保的未来发展
提高能源效率：通 过技术创新提高能 源利用效率降低能 源消耗和污染排放
清洁能源：推广使 用清洁能源如太阳 能、风能等减少对 传统能源的依赖
环保技术：研发和 应用环保技术如废 水处理、废气处理 等降低对环境的影 响
智能化管理：利用 大数据、人工智能 等技术实现发电厂 热力系统的智能化 管理提高安全与环 保水平
安全措施：建立 完善的安全管理 体系提高员工安 全意识
发电厂热力系统
课题三 回热抽汽及其疏水管道系统
一、回热抽汽管道系统
热力发电厂
国产N200MW机组的回热抽汽管道系统
热力发电厂
液动逆止阀 切换阀
不设置逆 止阀和截
止阀
电动截 止阀
上海改进型N300MW机组的抽汽管道系统
气动逆止阀
电动隔 离阀
热力发电厂
不设逆 止阀
Hale Waihona Puke 二、回热加热抽汽的疏水管道系统
热力发电厂
1、组成：由疏水调节阀、截止阀、疏水冷却器、疏水泵、 真空阀及其管道等组成。
2、降低压损和汽温偏差措施
热力发电厂
（5）采用最少的管制件
在保证运行安全可靠、经济的条件下，尽量减少管制件， 以降低局部阻力损失。如主蒸汽管道上的流量测量孔板改用 喷嘴或文丘里管。主蒸汽管上也可不装关断阀。
课题二 再热式机组的旁路系统
热力发电厂
旁路系统是再热机组启、停、事故情况下的一种调节和保 护系统。
3、在发电厂设计时，可以根据拟定的全面性热力系统图，编 制全厂汽水设备总表，计算管子的直径和壁厚，提出管制件的定 货清单。
课题一 主蒸汽与再热蒸汽系统
热力发电厂
1、范围
锅炉供给汽轮机蒸汽的管道，蒸汽管间的连通母管，通往用 新汽设备的蒸汽支管等称为主蒸汽管道系统。如果是再热式 机组，还有汽轮机高压缸排汽口至再热器入口的再热冷段管 道，再热器出口至汽轮机中压缸入口的再热热段管道。
（4）减少自动主汽门作关闭试验时的压损
当机组带负荷运行时，一个自动主汽门作全关试验，此时通 过正在工作的自动主汽门和管道的流量是正常的两倍，压损不 大于8％，在此流量下从锅炉至自动主汽门管道压损不大于6％， 这样在带负荷运行条件下，作其中一个自动主汽门全关试验， 两侧的总压损在14％左右，仍小于设计为15％额定压力值，自 动主汽门可以重新迅速开启。
发电厂全面性热力系统
二、常见的旁路系统形式 1．三级旁路系统 2．两级旁路串联系统 3．两级旁路并联系统 4．单级（整机）旁路系统 5．三用阀两级旁路系统 具有启动阀、锅炉安全（溢流）阀和减温减压阀三种功能
图8—13 常见的旁路系统型式
（a）三级旁路系统；(b)两级旁路串联系统；(c)两级旁路并联系统； (d)单级整机旁路系统；(e)装有三用阀的两级旁路串联系统
1．高、中压主汽门和高压缸排汽逆止门 2. 主蒸汽和再热蒸汽（一、二次汽）的混温措施 3. 一、二次汽系统的压损及其管径优化
三、主蒸汽、再热蒸汽系统的全面性热力系统及其运行
图8－8 国产200MW机组的主蒸汽、再热蒸汽系ห้องสมุดไป่ตู้的全面性热力系统
（一）用新汽支管的引出
（二）汽轮机本体的疏水系统
（三）防止汽轮机进水
1. 附件 2．阀门类型及型号 3．阀门的选择与使用
第三节 主蒸汽系统
一、主蒸汽系统的型式及其应用 （一）主蒸汽系统的型式
（二）主蒸汽系统型式的比较和应用
1．可靠性 单母管制最差 2．灵活性 切换母管制最好 3．经济性 单元母管制 4．方便性 单元母管制
二、主蒸汽、再热蒸汽（一、二次汽）系统的温度偏差、 压损及其管径的优化
5．公称通径DN
在允许的介质流速下，管道的通流能力取决于管道内径的大 小.公称直径只是名义上的计算内径，不是实际内径，同一管材， 随公称压力的提高，其壁厚加大，而实际内径却相应减小
二、管径和壁厚的计算 1．管径计算
Di＝594．7 ／(Gυ／ω)1/2rnm（8－2
2．管子壁厚的计算
三、管道附件与阀门
（2）汽动给水泵的热经济性
（3）小汽轮机的热力系统 连接方式分三类：
①背压式小汽轮机 ，汽源引自冷再热蒸汽 ； ②仍为背压式小汽轮机，汽源引自中压缸抽汽 ； ③凝汽式小汽轮机是应用最广泛的，其排汽可直接到主凝汽器； （4）小汽轮机的备用汽源。
热力发电厂全面性热力系统课件
章发电厂全面性热力系统
目的要求 :
①明确全面性热力系统的概念、特点、组成；
②
②重点掌握回热系统全面性热力系统及其运行；
③
③掌握常用的主蒸汽、再热蒸汽系统、给水管道
系统，以及旁路系统的型式及其应用； ④
主要内容 :
§1 发电厂全面性热力系统的概念 §2 主蒸汽系统 §3 旁路系统 §4 给水系统及给水泵的配置
至汽轮机中压缸入口的再热热段管道。
主蒸汽管道 +再热蒸汽管道
特点： 输送工质流量大，参数高，用的金属材
料质量高，对发电厂运行的安全性、可靠性、
经济性影响大。
基本要求： 可靠性、灵活性、经济性、方便性
① 系统简单，工作安全可靠；
② 运行调度灵活，能进行各种切换，便于维修、
安装和扩建；
③ 投资费用少，运行费用低。
减少压损——减少管件（阀门、流量计等），增大
管径。
双管系统： 主蒸汽管分左右两侧进入高压缸的自动
主汽门，高压缸排汽分两侧进入再热器，再热后蒸 汽分两侧进入中压缸的中压联合汽门。
单管—双管系统： 主蒸汽和再热蒸汽管采用单管或
部分采用单管，到自动主蒸汽门或中压联合汽门前 又分叉为两根。
三、主蒸汽系统的全面性热力系统及其运行
一、主蒸汽系统的型式及其应用
（一）主蒸汽系统的型式
① 单母管制系统 ； ② 切换母管制系统 ； ③ 单元制系统。
单母管制：
定义： 全厂的锅炉蒸汽全都先引至一根母管上，再由 该母管引至汽轮机和各用汽处。
优点：运行较灵活，供汽可以相互支援，布置方便。
缺点： 阀门多，可靠性差，压损和热损失大，经济性 差，母管投资高。
应用： 锅炉与汽轮机台数不匹配时、小机组。
目的要求 :
①明确全面性热力系统的概念、特点、组成；
②
②重点掌握回热系统全面性热力系统及其运行；
③
③掌握常用的主蒸汽、再热蒸汽系统、给水管道
系统，以及旁路系统的型式及其应用； ④
主要内容 :
§1 发电厂全面性热力系统的概念 §2 主蒸汽系统 §3 旁路系统 §4 给水系统及给水泵的配置
至汽轮机中压缸入口的再热热段管道。
主蒸汽管道 +再热蒸汽管道
特点： 输送工质流量大，参数高，用的金属材
料质量高，对发电厂运行的安全性、可靠性、
经济性影响大。
基本要求： 可靠性、灵活性、经济性、方便性
① 系统简单，工作安全可靠；
② 运行调度灵活，能进行各种切换，便于维修、
安装和扩建；
③ 投资费用少，运行费用低。
减少压损——减少管件（阀门、流量计等），增大
管径。
双管系统： 主蒸汽管分左右两侧进入高压缸的自动
主汽门，高压缸排汽分两侧进入再热器，再热后蒸 汽分两侧进入中压缸的中压联合汽门。
单管—双管系统： 主蒸汽和再热蒸汽管采用单管或
部分采用单管，到自动主蒸汽门或中压联合汽门前 又分叉为两根。
三、主蒸汽系统的全面性热力系统及其运行
一、主蒸汽系统的型式及其应用
（一）主蒸汽系统的型式
① 单母管制系统 ； ② 切换母管制系统 ； ③ 单元制系统。
单母管制：
定义： 全厂的锅炉蒸汽全都先引至一根母管上，再由 该母管引至汽轮机和各用汽处。
优点：运行较灵活，供汽可以相互支援，布置方便。
缺点： 阀门多，可靠性差，压损和热损失大，经济性 差，母管投资高。
应用： 锅炉与汽轮机台数不匹配时、小机组。
《发电厂热力设备及系统》第一章 热力学基本概念
W δW
1
2
pAdx pdV
1 1
2
2
▲功是过程量 ▲功可以用p-v图上过程线 与v轴包围的面积表示
功的符号约定： 系统对外作功为“+” 外界对系统作功为“-” 功和功率的单位：
J
或Hale Waihona Puke kJJ/s W kJ/s kW
附： 1kWh 3600kJ
讨论
有用功概念
Wu W Wl W p
讨论：
1）系统平衡与均匀 2）平衡与稳定
— 平衡可不均匀
— 稳定未必平衡
四、纯物质的状态方程
状态方程——对简单可压缩热力系统，参数服从一定的关系； 状态方程
f p, v, T 0
1．理想气体状态方程
pv RgT
pV mRgT
pV nRT
T K
摩尔质量
2 3 p Pa N/m v m /kg
流进系统：
流出系统：
u1 p1v1 h1
u2 p2 v2 h2 , ws
内部储能增量： 0
h1 h2 ws wt
(2)压气机，水泵类
流入
c h1 , gz1 , ws 2
2 f1
流出
cf22 h2 , gz2 , q 2
• 汽缸-活塞装置（闭口系例）
3
２、系统及边界示例
• 移动和虚构边界
注意：
1）系统与外界的人为性 2）边界可以是： a）刚性的或可变形的或有弹性的 b）固定的或可移动的 c）实际的或虚拟的
３、 系统分类：按系统与外界质量交换
闭口系 （控制质量CM） —没有质量越过边界
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。
发电厂的热力系统名词解释
发电厂的热力系统名词解释发电厂是一个复杂的系统，其中的热力系统起着至关重要的作用。
热力系统涉及多个领域和专业知识，对于理解和运行发电厂非常重要。
本文将对发电厂热力系统中的一些关键名词进行解释，以帮助读者更好地理解这个系统的运作。
1. 锅炉（Boiler）锅炉是发电厂热力系统的核心设备之一，用于将水加热至高温高压蒸汽。
其工作原理是通过燃烧燃料产生高温烟气，将烟气传热给水，使水蒸发成蒸汽。
锅炉有很多种不同类型，如火-tube锅炉和water-tube锅炉，每种类型都有其特定的设计和运行条件。
2. 蒸汽轮机（Steam Turbine）蒸汽轮机是将锅炉中产生的高温高压蒸汽能量转化为机械能的设备。
蒸汽经过高压进入蒸汽轮机，然后通过蒸汽轮机转动轴上的叶片，产生旋转动力。
蒸汽轮机常用于大型发电厂，通过与发电机耦合，将机械能转化为电能。
3. 发电机（Generator）发电机是将机械能转化为电能的设备，常见的方式是将旋转的轴通过电磁感应原理产生电流，从而生成电能。
在发电厂中，蒸汽轮机产生的旋转动力将通过发电机转化为电能，供给电网或其他用电设备。
4. 冷凝器（Condenser）冷凝器是一个重要的热力设备，用于将发电过程中产生的废热转化为冷凉的液体。
当蒸汽通过蒸汽轮机推动叶片旋转后，会失去能量变为湿蒸汽，此时需要通过冷凝器将其冷却成液体水。
冷凝器的主要工作原理是利用海水或循环水循环传热，从而将蒸汽冷凝成水。
5. 冷却塔（Cooling Tower）冷却塔是一种用于降低冷却水温度的设备，主要用于冷却冷凝器中的循环水。
冷却塔利用冷却水的蒸发和风的作用，将热量带走，从而使冷却水的温度得以降低。
冷却塔可分为湿式冷却塔和干式冷却塔两种类型，每种类型具有不同的特点和适用场景。
6. 循环水系统（Cooling Water System）循环水系统是发电厂热力系统的重要组成部分，主要用于冷却冷凝器和其他热交换设备。
该系统通过循环泵将冷却水循环贯穿整个发电厂，吸收热量，然后通过冷却塔或其他冷却设备将热量排出。
发电厂的热力系统参考文档
（2）锅炉型式 ? 采用煤粉炉； ? 水循环方式：自然循环、强制循环、直流
（3）锅炉容量与台数 ? 凝汽式发电厂一般一机配一炉； ? 联产发电厂，保证锅炉最小稳定燃烧的负荷
二、发电厂的辅助热力系统
1、工质损失及补充水系统 （1）工质损失
? ↑热损失， ↓热经济性 ； ? ↑水处理设备的投资和运行费用； ? ↓水品质下降， ↑汽包锅炉排污量，造成过热器结
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
1、汽轮机组
（1）汽轮机容量 ? 最大机组容量不宜超过系统总容量的 10%； ? 大容量电力系统，选用高效率的 300MW、600MW机组
（2）汽轮机参数 ? 采用高效率大容量中间再热式汽轮机组； ? 大型凝汽式火电厂汽轮机组采用亚临界和超临界：
? 除氧：一级除氧、二级除氧
? 补充水引入回热系统的地点及水量调节：
汇入点选择混合温差小的地方 水量调节： 凝汽器（大、中型凝汽机组）
给水除氧器（小型机组）
化学补充水引入回热系统 （a）高参数热电厂补充水引入系统；（ b）中、低参数热电厂补充水的引入；
（c）高参数凝汽式电厂补充水的引入
2、工质回收及废热利用系统
用和热经济性，通过技术经济性比较来确定
（2）轴封蒸汽回收及利用系统
汽轮机轴封蒸汽系统包括： ? 主汽门和调节汽门的阀杆漏汽 ? 再热式机组中压联合汽门的阀杆漏汽 ? 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
? 只有电负荷：建凝汽式电厂
? 有供热需要：建热电联产；
? 燃煤：
建在燃料产地附近或矿口发电厂；
? 有天然气： 燃气——蒸汽联合循环电厂
（3）锅炉容量与台数 ? 凝汽式发电厂一般一机配一炉； ? 联产发电厂，保证锅炉最小稳定燃烧的负荷
二、发电厂的辅助热力系统
1、工质损失及补充水系统 （1）工质损失
? ↑热损失， ↓热经济性 ； ? ↑水处理设备的投资和运行费用； ? ↓水品质下降， ↑汽包锅炉排污量，造成过热器结
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
1、汽轮机组
（1）汽轮机容量 ? 最大机组容量不宜超过系统总容量的 10%； ? 大容量电力系统，选用高效率的 300MW、600MW机组
（2）汽轮机参数 ? 采用高效率大容量中间再热式汽轮机组； ? 大型凝汽式火电厂汽轮机组采用亚临界和超临界：
? 除氧：一级除氧、二级除氧
? 补充水引入回热系统的地点及水量调节：
汇入点选择混合温差小的地方 水量调节： 凝汽器（大、中型凝汽机组）
给水除氧器（小型机组）
化学补充水引入回热系统 （a）高参数热电厂补充水引入系统；（ b）中、低参数热电厂补充水的引入；
（c）高参数凝汽式电厂补充水的引入
2、工质回收及废热利用系统
用和热经济性，通过技术经济性比较来确定
（2）轴封蒸汽回收及利用系统
汽轮机轴封蒸汽系统包括： ? 主汽门和调节汽门的阀杆漏汽 ? 再热式机组中压联合汽门的阀杆漏汽 ? 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
? 只有电负荷：建凝汽式电厂
? 有供热需要：建热电联产；
? 燃煤：
建在燃料产地附近或矿口发电厂；
? 有天然气： 燃气——蒸汽联合循环电厂
第八章-1 发电厂全面性热力系统
首先了解几个概念: (1)胀差:汽轮机转子膨胀值与汽缸膨胀值之差; (2)冷态启动:以高压缸第一级金属温度为依据,200℃以下时启动为冷 态启动; 温态启动:以高压缸第一级金属温度为依据,200~370℃时启动为温 态启动; 热态启动:以高压缸第一级金属温度为依据, 370℃以上时启动为热 态启动; (3)寿命损耗率:汽轮机每启动一次,或升降负荷一次所消耗寿命的百分 数;
(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
23
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
(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
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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
23
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
热力发电厂第5章：发电厂的热力系统讲解
可利用的排污热量：
Qbl Qbl Qbl
凝汽器增加的附加冷源损失：
hd
Qc Dc (hc hc )
发电厂净获得的热量：
Qn Qbl Qc
0
Qbl (1
hc hc hd hw.d
h0 h0
hd hc
N300-16.7/538/538型机组的发电厂原则性热力系统
（1）发电厂原则性热力系统
——以规定的符号表示工质按某种热力循环顺序流经的 各种热力设备及连接关系的线路图
概念：原理性系统，表明能量转换与利用的基本过程，反映发 电厂工质基本流程、能量转换过程的技术完善程度和热 经济性
特点：简捷、清晰，相同或备用设备不画出，只画与经济性有 关的阀门
应用：汇总主辅热力设备、管道及附件，施工设计，运行，检 修，影响到投资、施工、运行可靠性和经济性
组成：主蒸汽和再热蒸汽系统、旁路系统、给水系统、 回热加热（回热抽汽及疏水）系统、除氧系统、 主凝结水系统、补充水系统、锅炉排污系统、 供热系统、厂内循环水系统、锅炉启动系统等
5.1.2 发电厂类型和容量确定
（1）汽包锅炉连续排污利用系统
——控制汽包内炉水水质在允许范围内
工作原理：
• 高压的排污水通过连续排污扩容器扩容蒸发，产生 品质较好的扩容蒸汽，回收部分工质和热量；
• 扩容器内尚未蒸发的、含盐浓度更高的排污水，通 过表面式排污水冷却器再回）两级扩容系统
锅炉连续排污利用系统
第5章 发电厂的热力系统
§5.1 热力系统及主设备选择原则
5.1.1 热力系统
热力系统——热力工艺系统，热力设备按照热力循环的顺序 用管道和附件连接起来的一个有机整体
热力系统图——用规定的符号表示热力系统中热力设备及它 们之间的连接关系
Qbl Qbl Qbl
凝汽器增加的附加冷源损失：
hd
Qc Dc (hc hc )
发电厂净获得的热量：
Qn Qbl Qc
0
Qbl (1
hc hc hd hw.d
h0 h0
hd hc
N300-16.7/538/538型机组的发电厂原则性热力系统
（1）发电厂原则性热力系统
——以规定的符号表示工质按某种热力循环顺序流经的 各种热力设备及连接关系的线路图
概念：原理性系统，表明能量转换与利用的基本过程，反映发 电厂工质基本流程、能量转换过程的技术完善程度和热 经济性
特点：简捷、清晰，相同或备用设备不画出，只画与经济性有 关的阀门
应用：汇总主辅热力设备、管道及附件，施工设计，运行，检 修，影响到投资、施工、运行可靠性和经济性
组成：主蒸汽和再热蒸汽系统、旁路系统、给水系统、 回热加热（回热抽汽及疏水）系统、除氧系统、 主凝结水系统、补充水系统、锅炉排污系统、 供热系统、厂内循环水系统、锅炉启动系统等
5.1.2 发电厂类型和容量确定
（1）汽包锅炉连续排污利用系统
——控制汽包内炉水水质在允许范围内
工作原理：
• 高压的排污水通过连续排污扩容器扩容蒸发，产生 品质较好的扩容蒸汽，回收部分工质和热量；
• 扩容器内尚未蒸发的、含盐浓度更高的排污水，通 过表面式排污水冷却器再回）两级扩容系统
锅炉连续排污利用系统
第5章 发电厂的热力系统
§5.1 热力系统及主设备选择原则
5.1.1 热力系统
热力系统——热力工艺系统，热力设备按照热力循环的顺序 用管道和附件连接起来的一个有机整体
热力系统图——用规定的符号表示热力系统中热力设备及它 们之间的连接关系
发电厂热力系统
• 经低压旁路减压减温后的蒸汽， 在进入凝汽器之前，压力和温 度仍较高，为保证凝汽器的安 全经济运行，在凝汽器的喉部 装有膨胀扩容式减压。两级串 联旁路系统，由于阀门少，系 统简单，又具有保护再热器的 功能，被广泛地应用于再热机 组上。
（2）一级大旁路系统
• 现代大容量电厂，机、炉容量相匹配，为 节省投资，便于机、电、炉的高度自动化 集中控制，几乎都采用单元制系统。由于 再热式机组之间的再热蒸汽很难实现切换 运行，所以再热机组的主蒸汽系统必须采 用单元制。
• 单元制主蒸汽系统又分为：双管式系统、 单管——双管式系统和双管——单管—— 双管式系统三种形式。
坏的危险。设置旁路系统，使蒸汽流过再热器，便达到冷却再热器
的目的。
（2）协调启动参数和流量，缩短启动时间，延长汽轮机寿命
单元机组普遍采用了滑参数启动方式，是适应汽轮机启动过程中，
在不同阶段（暖管、冲转、暖机、升速、带负荷）对蒸汽参数的要
求，锅炉要不断地调整汽压、汽温和蒸汽流量。单纯调整锅炉燃烧
或运行压力，很难达到上述要求。采用旁路系统就可改善
启动条件，尤其在机组热态启动时，利用旁路系统能很
快地提高新蒸汽和再热蒸汽的温度，缩短启动时间，延
长汽轮机寿命。
（3）回收工质和热量、降低噪声。
机组在启、停过程中，锅炉的蒸发量大于汽轮机的汽 耗量，在负荷突降或甩负荷时，有大量的蒸汽需要排出。 多余的蒸汽若直接排入大气，不仅损失了工质，而且对 环境产生很大的噪声污染。设置旁路系统就可以达到回 收工质和消除噪声的目的。
原则性热力系统的作用：用来计算和确定各设备、管 道的汽水流量，发电厂的热经济指标。
原则性热力系统的组成：锅炉、汽轮机、主蒸汽及再 热蒸汽管道和凝汽设备的连接系统；给水回热加热系统； 除氧器和给水箱系统；补充水系统；连续排污及热量利 用系统；轴封漏汽的回收利用系统。
（2）一级大旁路系统
• 现代大容量电厂，机、炉容量相匹配，为 节省投资，便于机、电、炉的高度自动化 集中控制，几乎都采用单元制系统。由于 再热式机组之间的再热蒸汽很难实现切换 运行，所以再热机组的主蒸汽系统必须采 用单元制。
• 单元制主蒸汽系统又分为：双管式系统、 单管——双管式系统和双管——单管—— 双管式系统三种形式。
坏的危险。设置旁路系统，使蒸汽流过再热器，便达到冷却再热器
的目的。
（2）协调启动参数和流量，缩短启动时间，延长汽轮机寿命
单元机组普遍采用了滑参数启动方式，是适应汽轮机启动过程中，
在不同阶段（暖管、冲转、暖机、升速、带负荷）对蒸汽参数的要
求，锅炉要不断地调整汽压、汽温和蒸汽流量。单纯调整锅炉燃烧
或运行压力，很难达到上述要求。采用旁路系统就可改善
启动条件，尤其在机组热态启动时，利用旁路系统能很
快地提高新蒸汽和再热蒸汽的温度，缩短启动时间，延
长汽轮机寿命。
（3）回收工质和热量、降低噪声。
机组在启、停过程中，锅炉的蒸发量大于汽轮机的汽 耗量，在负荷突降或甩负荷时，有大量的蒸汽需要排出。 多余的蒸汽若直接排入大气，不仅损失了工质，而且对 环境产生很大的噪声污染。设置旁路系统就可以达到回 收工质和消除噪声的目的。
原则性热力系统的作用：用来计算和确定各设备、管 道的汽水流量，发电厂的热经济指标。
原则性热力系统的组成：锅炉、汽轮机、主蒸汽及再 热蒸汽管道和凝汽设备的连接系统；给水回热加热系统； 除氧器和给水箱系统；补充水系统；连续排污及热量利 用系统；轴封漏汽的回收利用系统。
发电厂热力系统介绍
第二部分发电厂热力系统介绍仪控技术员，一般从事锅炉、汽机、DCS外围这几个专业的仪控技术工作。
作为技术员，首先得清楚这台机组的工作流程，也就是热力系统。
我们热工的系统图，也就是在机务的流程图基础上，标注上热工仪表及控制设备。
这一讲我们简单介绍火力发电厂的热力系统及热工设备。
1 、系统流程火力发电厂是将燃料（煤、油、天然气）的化学能转变为热能和电能的工厂。
基本的热力系统图见下图：储存在储煤场中的原煤由输煤设备从储煤场送到锅炉的原煤斗中，再由给煤机送到磨煤机中磨成煤粉。
合格的煤粉由热二次风送到锅炉本体的喷燃器，由喷燃器喷到炉膛内燃烧。
燃烧的煤粉放出大量的热能将炉膛四周水冷壁管内的水加热成汽水混合物。
混合物被锅炉汽包内的汽水分离器进行分离（目前一般用汽水分离器、储水箱替代汽包及下降管），分离出的水经下降管送到水冷壁管继续加热，分离出的蒸汽送到过热器，加热成符合规定温度和压力的过热蒸汽，经管道送到汽轮机作功。
过热蒸汽在汽轮机内作功推动汽轮机旋转，汽轮机带动发电机发电，发电机发出的三相交流电通过发电机端部的引线经变压器什压后引出送到电网。
在汽轮机内作完功的过热蒸汽被凝汽器冷却成凝结水，凝结水经凝结泵送到低压加热器加热，然后送到除氧器除氧，再经给水泵送到高压加热器加热后送到锅炉继续进行热力循环。
再热式机组采用中间再热过程，即把在汽轮机高压缸做功之后的蒸汽，送到锅炉的再热器重新加热，使汽温提高到一定温度后，送到汽轮机中压缸继续做功。
2、锅炉主要系统1）汽水系统：锅炉的汽水系统的主要功用是接受燃料的热能，提升介质的热势能，增压增温，完成介质的状态转换。
2）烟风系统：提供锅炉燃烧的氧气，带动干燥的燃料进入炉膛，维持炉膛风压以稳定燃烧。
3）制粉系统：完成燃料的磨碎、干燥。
使之形成具有一定细度和干燥度的燃料，并送入炉膛。
4）其它辅助系统：包括燃油系统、吹灰系统、火检系统、除灰除渣系统等。
3、锅炉主要设备1）锅炉本体：锅炉设备是火力发电厂中的主要热力设备之一。
热力发电厂第9讲 第四章发电厂原则性热力系统-1
欧洲：600MW及以上的超(超)临界机组多配置单台容量100%
的单列高加
2021年11月7日星期日
18
采用双列高压加热器的优点
① 采用单列高加，当一台发生事故，所有高加被解列，
锅炉进水温度显著降低，对锅炉效率影响很大
② 采用双列高加，某台高加发生事故，该列高加解列，
另一列高加继续运行，锅炉进水温度只降低一半左右
承受的是比锅炉压力还要高的给水泵出口压力
2021年11月7日星期日
16
火电机组典型回热系统示意图
2021/11/7
17
双列布置的高压加热器系统示意
常识：
国内：600MW及以下亚临界和超临界机组高加均采用单列布
置，1000级机组多采用双列高加
日本：600MW及以上机组多配置单台容量为50%的双列高加
为什么？
2021/11/7
11
2.表面式加热器
(1) 面式加热器的类型及其结构特点
卧式：换热效果好，热经济性高
类型
立式：占地面积小，便于安装和检修
水室结构：管板+U形管束
结构
联箱结构：联箱+蛇形或螺旋形管束
2021/11/7
12
管板—U型管束卧式
高压加热器结构(图4-7)
2021年11月7日星期日
③ 高加出口水温每降低1℃，汽机热耗率上升约
2kJ/(kW∙h)，单列高加要比双列高加大110kJ/(kW∙h)
左右
2021年11月7日星期日
19
(3)表面式加热器及系统特点
优点：与混合式加热器相比
A. 系统连接简单，投资少
B. 系统运行的安全可靠性高等
缺点
A. 存在端差，热经济性低于混合式加热器
的单列高加
2021年11月7日星期日
18
采用双列高压加热器的优点
① 采用单列高加，当一台发生事故，所有高加被解列，
锅炉进水温度显著降低，对锅炉效率影响很大
② 采用双列高加，某台高加发生事故，该列高加解列，
另一列高加继续运行，锅炉进水温度只降低一半左右
承受的是比锅炉压力还要高的给水泵出口压力
2021年11月7日星期日
16
火电机组典型回热系统示意图
2021/11/7
17
双列布置的高压加热器系统示意
常识：
国内：600MW及以下亚临界和超临界机组高加均采用单列布
置，1000级机组多采用双列高加
日本：600MW及以上机组多配置单台容量为50%的双列高加
为什么？
2021/11/7
11
2.表面式加热器
(1) 面式加热器的类型及其结构特点
卧式：换热效果好，热经济性高
类型
立式：占地面积小，便于安装和检修
水室结构：管板+U形管束
结构
联箱结构：联箱+蛇形或螺旋形管束
2021/11/7
12
管板—U型管束卧式
高压加热器结构(图4-7)
2021年11月7日星期日
③ 高加出口水温每降低1℃，汽机热耗率上升约
2kJ/(kW∙h)，单列高加要比双列高加大110kJ/(kW∙h)
左右
2021年11月7日星期日
19
(3)表面式加热器及系统特点
优点：与混合式加热器相比
A. 系统连接简单，投资少
B. 系统运行的安全可靠性高等
缺点
A. 存在端差，热经济性低于混合式加热器
第八章发电厂全面性热力系统课件
在额定转速下特性曲线最高点对应的压力与进水侧压力之和；b.泵出口 关闭阀至省煤器进口——泵在额定转速及设计流量下泵出口压力的1.1 倍与泵进水侧压力之和。
② 低压给水管道 对于定压除氧系统，取除氧器额定压力与最高水位时水柱静压之和 对于滑压除氧系统，取汽轮机最大计算出力工况下除氧器加热抽汽 压力的1.1倍与除氧器最高水位时水柱静压之和
适用于高压凝汽式机组的发电厂、中间再热凝汽式或供热式机组的 发电厂。
22
二、一、二次蒸汽系统的阀门
（1）一次蒸汽系统
流量测量喷嘴
电动隔离门（电动主汽门）：严密隔绝蒸汽
高压主汽门（自动主汽门）：一般为2个或4个
高压调速汽门：一般为4个
（2）二次蒸汽系统
止回阀：防止机组甩负荷时，再热管道内蒸汽倒流入汽轮机
系。单元内所有新蒸汽的支管均与机炉之间的主汽管相连。 该系统的优点是系统简单，管道短、阀门少，投资省；事故仅限于
本单元内，全厂安全可靠性较高；控制系统按单元设计制造，运行操作 少，易于实现集中控制；工质压力损失小，散热小，热经济性较高；维 护工作量少，费用低；无母管，便于布置，主厂房土建费用少。
该系统缺点是单元之间不能切换，单元内任一与主汽管相连的主要 设备或附件发生事故时，将导致整个单元停止运行，缺乏灵活调度和负 荷经济分配的条件；负荷变动时对锅炉燃烧的调整要求高；机炉必须同 时检修，相互制约。
该系统优点是可充分利用锅炉的富余容量，切换运行，既有较高 的灵活性，又有足够的可靠性，可实现较优的经济运行。该系统不足 之处在于系统较复杂，阀门多，发生事故的可能性大；管道长，金属 耗量大，投资高。适宜装有高压供热机组的发电厂和中小型发电厂
21
一、一次蒸汽系统
（3）单元制系统 每1~2台锅炉与对应的汽轮机组成一个独立单元，各单元间无母管联
② 低压给水管道 对于定压除氧系统，取除氧器额定压力与最高水位时水柱静压之和 对于滑压除氧系统，取汽轮机最大计算出力工况下除氧器加热抽汽 压力的1.1倍与除氧器最高水位时水柱静压之和
适用于高压凝汽式机组的发电厂、中间再热凝汽式或供热式机组的 发电厂。
22
二、一、二次蒸汽系统的阀门
（1）一次蒸汽系统
流量测量喷嘴
电动隔离门（电动主汽门）：严密隔绝蒸汽
高压主汽门（自动主汽门）：一般为2个或4个
高压调速汽门：一般为4个
（2）二次蒸汽系统
止回阀：防止机组甩负荷时，再热管道内蒸汽倒流入汽轮机
系。单元内所有新蒸汽的支管均与机炉之间的主汽管相连。 该系统的优点是系统简单，管道短、阀门少，投资省；事故仅限于
本单元内，全厂安全可靠性较高；控制系统按单元设计制造，运行操作 少，易于实现集中控制；工质压力损失小，散热小，热经济性较高；维 护工作量少，费用低；无母管，便于布置，主厂房土建费用少。
该系统缺点是单元之间不能切换，单元内任一与主汽管相连的主要 设备或附件发生事故时，将导致整个单元停止运行，缺乏灵活调度和负 荷经济分配的条件；负荷变动时对锅炉燃烧的调整要求高；机炉必须同 时检修，相互制约。
该系统优点是可充分利用锅炉的富余容量，切换运行，既有较高 的灵活性，又有足够的可靠性，可实现较优的经济运行。该系统不足 之处在于系统较复杂，阀门多，发生事故的可能性大；管道长，金属 耗量大，投资高。适宜装有高压供热机组的发电厂和中小型发电厂
21
一、一次蒸汽系统
（3）单元制系统 每1~2台锅炉与对应的汽轮机组成一个独立单元，各单元间无母管联
《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
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发电厂热力系统
火力发电厂热经济性评价
热经济性评价的热量法
本质：热力学第一定率 指标：热效率（有效输出与输入热量间的关系） 模型：正、反平衡的热效率计算
热经济性评价的可用能法
本质：热力学第二定率 指标：佣效率（有效输出与输入可用能间的的关系） 模型：正、反平衡的佣效率计算
火力发电厂热经济性评价-热量法
表面式加热器的应用
热力系统中大量使用表面式加热器(原因：混合式加热器构 成的系统不安全、耗电量大等)
火力发电厂热力系统-给水除氧器
水中容氧的来源 补水带来的空气
系统中处于真空中的设备、管道附件的不严密处漏入空气 给水容氧的危害性 水中溶氧是造成热力设备腐蚀的主要原因 高参数蒸汽溶解氧化产物的能力强并在汽机通流部分沉积 换热设备中的不凝结气体使传热恶化，影响机组经济性 给水除氧的作用 控制给水含氧量在允许范围内（有的要求彻底除氧） 给水除氧的方法 化学除氧 热除氧
火力发电厂热力系统-回热加热器
表面式加热器的结构特点
表面式加热器(F型)：冷热工质经受热面传递热量 管内流动着冷工质，管外是抽汽其凝水(称为疏水) 依管内工质承受压力的高低分为高压、低压加热器 高压加热器(给泵至省煤器之间)管内工质称为给水 低压加热器(凝泵至除氧器之间)管内工质称为凝水 表面式加热器结构复杂、造价高、系统复杂、不稳定 表面式加热器存在端差和疏水排放，热量利用不充分
火力发电厂热力系统-回热加热器
混合式加热器的结构特点
混合式加热器(C型)：冷热工质混合传热，无受热面 混合式加热器本身结构简单，造价低 冷热工质以相同的参数离开，无端差 混合式加热器本身传热效果好，热量利用充分
混合式加热器的应用
混合式加热器在实际应用中只有除氧器 部分表面式(F型)加热器的热平衡效果等价于混合式加热器( 进口水流量不等于出口水流量) 如带疏水泵的F 型或末级疏水排向热井的F 型
定义 以热效率或热损失率来衡量能量转换过程的热经济性 数值表现 通常为绝对数量：如热耗量kJ/h和汽机内功量kJ/h 凝汽式发电厂的热效率和热损失率凝汽式电厂（机组）依能 量转换作用分解为五个环节 热效率是有效输出与输入能量之比 机组热效率是五个串联环节热效率的连乘积 热损失率是损失能量与总输入量之比 机组热损失率是五个串联环节热损失率之和
凝汽式电厂发供电热效率
全厂发电热效率：ηcp＝3600Pe/(BQar)=∏ηk 全厂供电热效率：ηcp’＝ηcp (1－ρ) 式中：厂用电率: ρ＝P /Pe
厂用
凝汽式发电厂热经济性指标2
各能量转换环节的热效率
锅炉效率：ηb＝Qb/(BQar)
管道效率：ηp＝Q0/Qb 汽机效率：ηi＝Wi/Q0 机械效率：ηm＝Wm/ Wi 电机效率：ηg＝3600Pe/ Wm ηcp＝ ηb ηp ηel ηel＝ ηi ηmηg
火力功转换热力部分的工艺系统
热力系统图：使用规定符号表示的热力设备连接关系
原则性热力系统图 实质：反映热功转换本质联系的原理性系统图 作用：反映某一工况下热力系统的安全经济性 特征：只有主要单一的主辅机设备和正常工况下汽水联 系 应用：热力系统设计和运行系统技术改造的依据
轴系：支撑并连接汽机与发电机转子传递轴功 电机：转子转动切割磁力线将轴功转化为电功 设备：锅炉－管道－汽机－轴系－电机 能量：化学能－烟气热－汽热能－机械能－电能
能量传递环节
凝汽式发电厂热经济性指标1
各能量转换环节的热效率
锅炉效率：ηb＝Qb/(BQar) Qb是炉侧蒸汽吸热量 管道效率：ηp＝Q0/Qb Q0是机侧蒸汽获热量 汽机效率：ηi＝Wi/Q0 Wi蒸汽机内作功量 机械效率：ηm＝Wm/ Wi Wm 汽机轴端功量 电机效率：ηg＝3600Pe/ Wm Pe发电机电功率
火力发电厂热力系统-除氧器原理
分压定律（道尔顿定律）
混合气体的全压力等于其组成气体分压力之和 pd＝pN2＋pO2＋pCO2＋……＋pH2O 除氧器定压加热至沸腾并使水蒸汽分压趋近于全压力 则水面上所有其他气体的分压即趋于零
亨利定律
气体在水中的溶解度与该气体在水面上的分压成正比 b＝Kd*pb/pd Kd为溶解度系数。其取值与气体种类、水的温度有关 若水面上某种气体的分压力趋于零，则该气体会从水中逸出
提高火力发电厂热经济性的途径
提高初温（ 535－600℃ ）
提高平均吸热温度，改善循环效率 提高汽轮机进口蒸汽容积流量，改善通流效率 提高排汽干度，有利于低压缸的安全和经济性 提高初压力（ 17.5 － 24.5MPa ） • 提高平均吸热温度，改善循环效率 • 减小汽轮机进口蒸汽容积流量，降低通流效率 • 降低排汽干度，有害于低压缸的安全和经济性 降低终参数（排气压力、实质是降低排气温度）？ 回热（实质是提高初温） 再热（实质是提高初温，同时提高汽轮机排气干度） 热电联产（能量综合利用）
火力发电厂热经济性评价-五个环节
凝汽式电厂的组成（郎肯循环）
锅炉：
炉内：燃料通过燃烧使其化学能转化为烟气热能 锅内：通过换热器将烟气的热能转换为蒸汽热能
管道：将来自锅炉的蒸汽热能传递至汽轮机侧 汽机：
级内作功：蒸汽在汽机级内降压膨胀转为轴功 冷源放热：排汽经凝汽器以及热力系统回热升压完成动力循环
能耗率与能耗量指标
全厂发电热耗率 单位电功耗热量：HRcp＝(BQar)/Pe 转换：HRcp＝3600/ηcp 全厂发电标准煤耗率 单位电功耗标煤量：bs＝Bs/Pe 转换：∵ηcp=3600Pe/(Bs*29270) ∴bs＝0.123/ηcp 全厂供电热耗率 HRcp’=HRcp/ (1-ρ) 供电热耗率高于发电热耗率 全厂供电标煤耗率 bs’=bs / (1-ρ) 供电标煤耗率高于发电标煤耗率
火力发电厂热力系统-回热加热器
回热（机组）原则性热力系统 定义：实现给水回热加热的热力系统 作用： 实现给水回热，提高给水温度，减少锅炉不可逆损失 减少循环吸热量，相对增加了循环作功量提高循环效率 回热可以在单位作功条件下增加进汽流量，提高相对内 效率 其他优缺点(锅炉、汽轮机、凝汽器；汽耗量增加、加热 器温差、系统复杂投资增加等) 组成：彼此连接的回热加热器组 加热器的种类 混合式加热器 表面式加热器
N300-16.7/538/538型机组的发电厂原则性热力系统
N600-16.67/537/537型机组的发电厂原则性热力系统
N600-16.67/537/537型机组的发电厂原则性热力系统
单轴1200MW凝汽式机组发电厂原则性热力系统
小 结
蒸汽动力循环（郎肯循环） 纯凝气式电厂的热经济性指标 提高火电厂热经济性的途径 回热加热器（作用、表面式、混合式）
除氧器（作用、特点、原理）
火力发电厂热力系统
火力发电厂热力系统
火力发电厂热力系统
火力发电厂热力系统
火力发电厂热力系统-回热加热器
回热（机组）原则性热力系统 定义：实现给水回热加热的热力系统 作用： 实现给水回热，提高给水温度，减少锅炉不可逆损失 减少循环吸热量，相对增加了循环作功量提高循环效率 回热可以在单位作功条件下增加进汽流量，提高相对内 效率 其他优缺点(锅炉、汽轮机、凝汽器；汽耗量增加、加热 器温差、系统复杂投资增加等) 组成：彼此连接的回热加热器组 加热器的种类 混合式加热器 表面式加热器
火力发电厂热经济性评价
热经济性评价的热量法
本质：热力学第一定率 指标：热效率（有效输出与输入热量间的关系） 模型：正、反平衡的热效率计算
热经济性评价的可用能法
本质：热力学第二定率 指标：佣效率（有效输出与输入可用能间的的关系） 模型：正、反平衡的佣效率计算
火力发电厂热经济性评价-热量法
表面式加热器的应用
热力系统中大量使用表面式加热器(原因：混合式加热器构 成的系统不安全、耗电量大等)
火力发电厂热力系统-给水除氧器
水中容氧的来源 补水带来的空气
系统中处于真空中的设备、管道附件的不严密处漏入空气 给水容氧的危害性 水中溶氧是造成热力设备腐蚀的主要原因 高参数蒸汽溶解氧化产物的能力强并在汽机通流部分沉积 换热设备中的不凝结气体使传热恶化，影响机组经济性 给水除氧的作用 控制给水含氧量在允许范围内（有的要求彻底除氧） 给水除氧的方法 化学除氧 热除氧
火力发电厂热力系统-回热加热器
表面式加热器的结构特点
表面式加热器(F型)：冷热工质经受热面传递热量 管内流动着冷工质，管外是抽汽其凝水(称为疏水) 依管内工质承受压力的高低分为高压、低压加热器 高压加热器(给泵至省煤器之间)管内工质称为给水 低压加热器(凝泵至除氧器之间)管内工质称为凝水 表面式加热器结构复杂、造价高、系统复杂、不稳定 表面式加热器存在端差和疏水排放，热量利用不充分
火力发电厂热力系统-回热加热器
混合式加热器的结构特点
混合式加热器(C型)：冷热工质混合传热，无受热面 混合式加热器本身结构简单，造价低 冷热工质以相同的参数离开，无端差 混合式加热器本身传热效果好，热量利用充分
混合式加热器的应用
混合式加热器在实际应用中只有除氧器 部分表面式(F型)加热器的热平衡效果等价于混合式加热器( 进口水流量不等于出口水流量) 如带疏水泵的F 型或末级疏水排向热井的F 型
定义 以热效率或热损失率来衡量能量转换过程的热经济性 数值表现 通常为绝对数量：如热耗量kJ/h和汽机内功量kJ/h 凝汽式发电厂的热效率和热损失率凝汽式电厂（机组）依能 量转换作用分解为五个环节 热效率是有效输出与输入能量之比 机组热效率是五个串联环节热效率的连乘积 热损失率是损失能量与总输入量之比 机组热损失率是五个串联环节热损失率之和
凝汽式电厂发供电热效率
全厂发电热效率：ηcp＝3600Pe/(BQar)=∏ηk 全厂供电热效率：ηcp’＝ηcp (1－ρ) 式中：厂用电率: ρ＝P /Pe
厂用
凝汽式发电厂热经济性指标2
各能量转换环节的热效率
锅炉效率：ηb＝Qb/(BQar)
管道效率：ηp＝Q0/Qb 汽机效率：ηi＝Wi/Q0 机械效率：ηm＝Wm/ Wi 电机效率：ηg＝3600Pe/ Wm ηcp＝ ηb ηp ηel ηel＝ ηi ηmηg
火力功转换热力部分的工艺系统
热力系统图：使用规定符号表示的热力设备连接关系
原则性热力系统图 实质：反映热功转换本质联系的原理性系统图 作用：反映某一工况下热力系统的安全经济性 特征：只有主要单一的主辅机设备和正常工况下汽水联 系 应用：热力系统设计和运行系统技术改造的依据
轴系：支撑并连接汽机与发电机转子传递轴功 电机：转子转动切割磁力线将轴功转化为电功 设备：锅炉－管道－汽机－轴系－电机 能量：化学能－烟气热－汽热能－机械能－电能
能量传递环节
凝汽式发电厂热经济性指标1
各能量转换环节的热效率
锅炉效率：ηb＝Qb/(BQar) Qb是炉侧蒸汽吸热量 管道效率：ηp＝Q0/Qb Q0是机侧蒸汽获热量 汽机效率：ηi＝Wi/Q0 Wi蒸汽机内作功量 机械效率：ηm＝Wm/ Wi Wm 汽机轴端功量 电机效率：ηg＝3600Pe/ Wm Pe发电机电功率
火力发电厂热力系统-除氧器原理
分压定律（道尔顿定律）
混合气体的全压力等于其组成气体分压力之和 pd＝pN2＋pO2＋pCO2＋……＋pH2O 除氧器定压加热至沸腾并使水蒸汽分压趋近于全压力 则水面上所有其他气体的分压即趋于零
亨利定律
气体在水中的溶解度与该气体在水面上的分压成正比 b＝Kd*pb/pd Kd为溶解度系数。其取值与气体种类、水的温度有关 若水面上某种气体的分压力趋于零，则该气体会从水中逸出
提高火力发电厂热经济性的途径
提高初温（ 535－600℃ ）
提高平均吸热温度，改善循环效率 提高汽轮机进口蒸汽容积流量，改善通流效率 提高排汽干度，有利于低压缸的安全和经济性 提高初压力（ 17.5 － 24.5MPa ） • 提高平均吸热温度，改善循环效率 • 减小汽轮机进口蒸汽容积流量，降低通流效率 • 降低排汽干度，有害于低压缸的安全和经济性 降低终参数（排气压力、实质是降低排气温度）？ 回热（实质是提高初温） 再热（实质是提高初温，同时提高汽轮机排气干度） 热电联产（能量综合利用）
火力发电厂热经济性评价-五个环节
凝汽式电厂的组成（郎肯循环）
锅炉：
炉内：燃料通过燃烧使其化学能转化为烟气热能 锅内：通过换热器将烟气的热能转换为蒸汽热能
管道：将来自锅炉的蒸汽热能传递至汽轮机侧 汽机：
级内作功：蒸汽在汽机级内降压膨胀转为轴功 冷源放热：排汽经凝汽器以及热力系统回热升压完成动力循环
能耗率与能耗量指标
全厂发电热耗率 单位电功耗热量：HRcp＝(BQar)/Pe 转换：HRcp＝3600/ηcp 全厂发电标准煤耗率 单位电功耗标煤量：bs＝Bs/Pe 转换：∵ηcp=3600Pe/(Bs*29270) ∴bs＝0.123/ηcp 全厂供电热耗率 HRcp’=HRcp/ (1-ρ) 供电热耗率高于发电热耗率 全厂供电标煤耗率 bs’=bs / (1-ρ) 供电标煤耗率高于发电标煤耗率
火力发电厂热力系统-回热加热器
回热（机组）原则性热力系统 定义：实现给水回热加热的热力系统 作用： 实现给水回热，提高给水温度，减少锅炉不可逆损失 减少循环吸热量，相对增加了循环作功量提高循环效率 回热可以在单位作功条件下增加进汽流量，提高相对内 效率 其他优缺点(锅炉、汽轮机、凝汽器；汽耗量增加、加热 器温差、系统复杂投资增加等) 组成：彼此连接的回热加热器组 加热器的种类 混合式加热器 表面式加热器
N300-16.7/538/538型机组的发电厂原则性热力系统
N600-16.67/537/537型机组的发电厂原则性热力系统
N600-16.67/537/537型机组的发电厂原则性热力系统
单轴1200MW凝汽式机组发电厂原则性热力系统
小 结
蒸汽动力循环（郎肯循环） 纯凝气式电厂的热经济性指标 提高火电厂热经济性的途径 回热加热器（作用、表面式、混合式）
除氧器（作用、特点、原理）
火力发电厂热力系统
火力发电厂热力系统
火力发电厂热力系统
火力发电厂热力系统
火力发电厂热力系统-回热加热器
回热（机组）原则性热力系统 定义：实现给水回热加热的热力系统 作用： 实现给水回热，提高给水温度，减少锅炉不可逆损失 减少循环吸热量，相对增加了循环作功量提高循环效率 回热可以在单位作功条件下增加进汽流量，提高相对内 效率 其他优缺点(锅炉、汽轮机、凝汽器；汽耗量增加、加热 器温差、系统复杂投资增加等) 组成：彼此连接的回热加热器组 加热器的种类 混合式加热器 表面式加热器