凝气式发电厂的生产系统及热经济性课件

21023/12/25
回热加热器的类型
• 按介质压力：高压和低压加热器 • 按汽水介质传热方式分：混合式和表
面式 • 按布置方式分：立式和卧式
211023/12/25
1．低压加热器
• 低压加热器是汽轮机回 热加热系统中处于凝结 水泵至除氧器之间的加 热器。有表面式和混合 式两种。较常用的是表 面式管壳式结构，被加 热的水在管内流动，加 热蒸汽在管外流动。其 结构简单，部件采用普 通材料。
发电厂的供水系统是由水源、取水设备、供水设备及 管路组成。根据地形和水源水量的不同，可分为直
流供水、循环供水和混合式供水三种。
240523/12/25
图9-6 自然通风冷却塔循环供水系统 l－循环水泵；2－凝汽器；3－冷却器； 4－淋水装置；5一集水池
240623/12/25
240723/12/25
210623/12/25
210723/12/25
除氧塔纵向结构图
卧式除氧头与给水箱组合图
210823/12/25
1.3 发电厂原则性热力系统举例
210923/12/25
亚临界参数机组发电厂 原则性热力系统
2023/12/2N5 300－16.7/538/538型机组的发电厂原 则性热力系统
内容易结冰，需要作复杂的设计处理。此外，机力通风增加了厂用电，形成了噪声源。
直接空冷系统是目前中国火电机组空冷技术的发展主流。 2010年我国火电空冷机组装机可达40000MW。而且是超临界与亚 临界并存6OOMW级空冷机组。届时将成为全球的空冷王国。
25023/12/25 空冷机组运行国际形势
1.美国沃依达克330MW燃煤直接空冷电 厂节水最大化：全厂取水量由同容 量湿冷机组耗水908.5m3／h下降到 68m3／h ，实现全厂废水零排放。
2.南非国马廷巴6×665MW燃煤直接空 冷电厂节水最大化：全厂年均节水 率达到90％，实现全厂废水零排放
250123/12/25
装设空冷系统的适宜条件
• 空冷系统传热性能较差，汽轮机排汽压力要比湿 冷机组高，热经济性低。
• 空冷系统的缺点可归纳为：金属消耗量多、投资 大、真空低和煤耗高、盛夏时可能较大幅度地限 制出力等。
pl
3600Pel BQar,net, p
b pim g
250923/12/25
全厂汽耗量和汽耗率
• 汽耗量
Dm0
3600Pel h0 hc qr0 1
jYj m g
• 汽耗率
d0
Dm0 Pel
3600 h0 hc qr0 1
jYj mg
26023/12/25
美国 艾迪 斯通 电厂
20723/12/25
供热机组热电厂 原则性热力系统
20823/国12/25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
20923/12/25
超临界压力单采暖抽汽T－250/300 －23.54－2热电厂原则性热力系统
前苏联
23023/12/25
汽轮机设备
• 能量平衡 Dm0 h0 h fw Dmr qr0 3600 Pi Et
•
内功率
Pi
1 3600
Dm0
h0
hc
q r 0
1
hj Y
h j
Y ml ml jj
• 内效率
i
Dm0
h0
3600Pi h fw Dmr qr0
250623/12/25
汽轮机输出环节
N600－17.75/540/540型机 组发电厂原则性热力系统
25023/12/25
发电厂全面性热力系统
• 发电厂的全面性热力系统是在原则性热力系统 的基础上充分考虑到发电厂生产所必须的连续 性、安全性、可靠性和灵活性后所组成的实际 热力系统。
• 发电厂中所有的热力设备、管道及附件都应该 在发电厂全面性热力系统图上反映出来。这是 与原则性热力系统在画法上的根本区别。
b
Dm0
hb
h fw Dmr qrb BQar,net, p
250423/12/25
管道
• 能量平衡
Dm0 hb h fw Dmr qrb Dm0 h0 h fw Dmr qr0 E p
• 管道效率
p
h0 hb
h fw h fw
qr0 qrb
250523/12/25
热力系统 管线、阀 门的图形
符号
24023/12/25
发电厂全面性热力系统
240123/12/25
240223/12/25
240323/12/25
2 供水系统
• 发电厂在电力生产过程中需要大量的水，主要有如下 用水项目：
⑴ 凝汽器中凝结汽轮机排汽用的冷却水，每凝结1吨排汽 约需50～80吨冷却水，因此这项用水量很大，占全厂 总用水量的95％。
全厂热耗量和热耗率
• 热耗量
1
Q pl
BQar,net, p
b
Dm0 hb h fw
Dmr qrb
• 热耗率
q pl
Q pl Pel
260123/12/25
全厂热效率
• 厂用电率
K Pod Pel
• 供电效率
n pl
3600 Pel Pod BQar,net, p
3600Pel 1 K BQar,net, p
• 装设空冷系统的适宜条件可概括为：建厂地区缺 水，燃用当地劣质低价煤，海拔高度、环境温度 、风向、风速和大气逆温层适当等。
250223/12/25
3 发电厂热经济性评价
250323/12/25
锅炉设备
• 能量平衡式
BQar,net, p Dm0 hb hfw Dmrqrb Eb
• 锅炉效率
优化引进型
20123/12/25 N600-16.47/537/537型机组的发 电厂原则性热力系统
20223/12/25 N600－17.75/540/540型机组发 电厂原则性热力系统
法国阿尔斯通－大西洋公司 （ALSTHOMATLANTIQUE）制造的600 MW汽轮发电机组
20323/12/25
• 能量平衡 Pi ＝ Pe ＋ △Em
• 机械效率
m
Pe Pi
250723/12/25
发电机
• 能量平衡
Pe Pel Eg
• 发电机效率
g
Pel Pe
250823/12/25
整个流程
• 能量平衡
BQar,net, p 3600 Pel Eb E p Et Em Eg
• 全厂热效率
210523/12/25
除氧塔纵向结构图
3、除氧器
• 除氧器作用：除去锅炉给水中的 氧气和其他不凝结气体，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。是给水 回热系统中的一个混合式加热器 ，高压加热器的疏水、化学部水 剂全厂各处水质合格的高压疏水 、排汽等均可汇入除氧器加以利 用，减少发电厂的汽水损失。
⑵ 发电机的冷却水。发电机因损耗产生的热量通过空气 或氢气来冷却，而空气或氢气在气体冷却器中又需冷 却水来冷却。
240423/12/25
⑶ 冷油器中用来冷却汽轮发电机组轴承润滑油的冷却水 。
⑷ 辅助机械轴承的冷却水。辅助机械主要是各种水泵、 风机、磨煤机等转动设备。
⑸ 因汽水损失所需的补充水。 ⑹ 水力除灰用水。 ⑺ 其它生产及生活用水。 • 供水系统分类
29023/12/25
1.2 发电厂的回热加热系统
• 1.作用：利用从汽轮机某些中间级后抽出的蒸汽来 加热凝汽器的凝结水和锅炉给水，其目的是提高 锅炉的给水温度，从而提高机组的热经济性。
• 2.组成：高压加热器、除氧器、低压加热器、汽封 加热器、汽封抽汽器、疏水调整门、疏水器、高 加入口联成门和出口逆止门及有关设/12/25
全厂煤耗率和标准煤耗率
• 煤耗
b B 3600
P Q el
ar,net, p pl
• 标准煤耗
•
bs
b Qar,net, p 29308
293360k0g8标0 p准l 煤/(0kW.1pּ2lh3)
123
•
g标准煤/(kWplּh ）
260323/12/25
210223/12/25
210323/12/25
2、高压加热器
• 高压加热器是位于给水 泵至锅炉之间承受高的 给水压力和温度的加热 器。高压加热器是热力 系统中的主要辅机，因 其承受的压力高，如发 生泄露而不能正常运行 时，不仅影响全厂热效 率，还要降低整套机组 的输出功率。
210423/12/25
火电厂单机容量最大机组的 发电厂原则性热力系统
230123/12/25世界上最大单轴1200兆瓦凝汽式 机组发电厂原则性热力系统
装在俄罗斯科 斯特罗马电厂
23022世3/12/2界5 上最大双轴凝汽式机组(1300兆瓦) 发电厂原则性热力系统
数台该型机组分 别装在美国坎伯 兰、加绞和阿莫 斯等电厂
本章结束！
• 对电厂设计而言，会影响到投资和各种钢材的耗量； • 对施工而言，会影响施工工作量和施工周期；
• 对运行而言，会影响到热力系统运行调度的灵活性、可靠 性和经济性；
• 对检修而言，会影响到各种切换的可能性及备用设备投入 的可能性。
28023/12/25 N600－16.67/537/537－1型机组的发电厂全面性热力系统
21023/12/25
1 发电厂的热力系统
1.1 热力系统及主要设备选择原则
• 热力系统定义：将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。
• 组成：由锅炉本体汽水系统、汽轮机本体热力 系统、机炉间的连接管道系统和全厂公用汽水 系统四部分组成。
2023/12/25
1） 发电厂热力系统
230823/12/25
1.4 发电厂全面性热力系统
• 理解发电厂全面性热力系统时，应注意以下几点
(1) 熟悉图例 ( 国家标准GB/T 4270－1999《技术文件用热 工图形符号与文字代号》)
(2) 以设备为中心，以局部系统为线索逐步拓展 (3) 区别不同的管线、阀门及其作用
230923/12/25
海勒式间接空冷系统的发电厂示意图
• 混合式凝汽器间接空冷系统由匈牙利人海勒（Hailer）提出 在。喷射式凝汽器中，循环冷却水与锅炉给水是连通的，系统中要求设凝结水
精处理装置；对高参数大容量机组的给水水质控制和处理尤为困难，
240823/12/25
哈蒙式间接空冷系统的发电厂示意图
• 哈蒙式（Harmon）空冷系统是在海勒式间接空冷 系统运行实践的基础上发展起来的。
26023/12/25
• 发电厂全面性热力系统一般由下列局部系统组 成：主蒸汽和再热蒸汽系统、旁路系统、回热 加热(回热抽汽及疏水)系统、给水系统、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、厂内循环水系统和锅炉启动 系统等。
27023/12/25
发电厂的全面性热力系统的作 用
超临界参数机组发电厂 原则性热力系统
20423/12/25俄罗斯超临界K－500－240－4型 机组发电厂原则性热力系统
205引23/1进2/25 的N600－25.4/541/566超临界压力机 组发电厂原则性热力系统
206美23/12国/25 超超临界压力325兆瓦两次中间再热 凝汽机组的发电厂原则性热力系统
优点：节约厂用电，设备少，冷却水质要求比海勒式低，冷却水量可根据季节调节。 缺点：空冷塔占地大，基建投资多；系统中需要进行两次表面式换热，使全厂效率有所降低。
240923/12/25
直接空气冷却系统（GEA系统）
优点：设备少，系统简单，基建投资少，占地少，空气量调节灵活。 缺点：粗大的排汽管道密封困难，维持排汽管内的真空困难，启动时抽真空需要的时间长。冬季运行时，管
230323/12/25
空冷型火电厂机组的 原则性热力系统
230423/12N/25 K200－12.7/535/535型空冷机组原 则性热力系统
230523/12/25
核电站原则性热力系统
230623/12/25 从法国进口的900 MW核电厂的 二回路原则性热力系统
230723/12/25 俄罗斯K-1000-60/1500核电厂 二回路原则性热力系统
• 可分为原则性热力系统和全面性热 力系统
23023/12/25
发电厂原则性热力系统
• 表明能量转换与利用的基本过程，反映发电厂 动力循环中工质的基本流程、能量转换与利用 过程的完善程度。
• 可以通过发电厂原则性热力系统计算出发电厂 热经济指标。有时又将发电厂原则性热力系统 称为计算热力系统。
24023/12/25