电厂热力系统与辅助设备

三、表面式加热器的疏水装置
疏水器的作用： 将加热器中的疏水及时可靠地排出，同时又 不让蒸汽随同疏水一起流至下一级加热器，以维 护加热器内汽测压力和疏水水位。
浮子式疏水器
内置浮子式疏水器
1一浮子式疏水器外壳 2一浮子杠杆 3一连杆 4一导向套筒上排污室出口 5一导向简 6一芯轴 7一中心套管 8一限制圈； 9一活塞套简 10一两半组成的环 11一滑阀 12一阀座 13一手柄
六、加热器管道系统
1、抽汽管道系统 逆止阀 隔离阀 切换阀
N50-90型机组抽汽管道系统
液动（或气动）逆止阀： 当电网甩负荷或汽轮机发生故障自动主汽门关闭时，能 迅速切断抽汽管路，避免加热器内的湿饱和蒸汽倒流入汽 轮机内引起超速或其它事故。


隔离阀： 在加热器解列时用以切断抽汽。
切换阀：（除氧器用汽管路上） 保证机组低负荷时定压运行的除氧器仍能在额定压力 下运行。
二、表面式加热器的结构
直管束加热器
低压加热器
l一凝结水进口； 2一上水室； 3一上管板； 4一外壳 5一蒸汽进口； 6一护板 7一水位计 8一疏水出口 9一下水室 10一下管板 11一空气管
高压加热器
管板-U形管式加热器
有管板的低压加热器
具有蒸汽凝结段和疏水冷却段的加热器
过 热 蒸 汽 给水出口 蒸汽凝结段 下级加热器
1．提高蒸汽初参数p1 、t1，降低蒸汽终参
火电厂的辅助设备

回热加热器
除氧器 凝汽设备
一、加热器的类型
1、混合式加热器
蒸汽和给水在加热器内相互渗混直接传热。
疏水泵
特点：给水可达到抽汽压力下的饱和温度。传 热好，不存在传热端差；结构简单、造价低；但每 台混合式加热器后都要设置给水泵，系统复杂，厂 用电耗大。
分析:

循环热效率提高。
节省燃料和金属材料，提高经济性。 冷源损失减小。

汽耗率增大。
回热级数越多，热效率越高。但设备投资越大。 因此回热抽汽量为进汽量的15%-25%，回热级 数也有限制。
结论：
采用回热循环后，电厂的经济性提高，故发 电厂的热力循环均采用回热循环。
三、采用蒸汽中间再热
2、采用疏水泵的连接系统
各加热器的疏水由专用水泵输送至本加 热器出口（或入口）的主凝结水管中。
给水泵 凝结水泵 疏水泵
特点：采用疏水泵系统较复杂，需要装置疏水泵，增 加了建设投资和检修维护费用，运行中厂用电耗高，较逐 级自流系统安全可靠性差。但可以克服逐级自流对相邻低 压抽汽的排挤，经济性高。
3、疏水冷却器与疏水逐级自流的联合系统
疏水冷却段 给水入口
疏水
具有蒸汽冷却段、蒸汽凝结段和疏水冷却 段的加热器
疏水
过 热 蒸 汽
蒸汽凝结段
给水入口
疏水冷却段
过热蒸汽冷却段
给水出口
下级加热器
饱和蒸汽
1、2-给水进、出口；3-水室；4-管板；5-遮热板；6-蒸汽进口；7、11-防冲板； 8-过热蒸汽冷却段；9-隔板；10-上级疏水进口；12-U形管；13-拉杆和定距管； 14-疏水冷却段端板；15-疏水冷却段进口；16-疏水冷却段；17-疏水出口
蒸汽初参数与单机容量的关系：
容量越大，热效率增加的幅度大于相对内效 率降低的幅度，故发电厂总效率提高。
容量越小，热效率增加的幅度小于相对内效 率降低的幅度，故发电厂总效率降低。
总结： 高参数配大容量 低参数配小容量
提高初参数的限制：


金属耐热能力
排汽干度
2、蒸汽终参数对电厂经济性的影响
蒸汽终参数影响： 降低终参数，循环热效率提高，汽轮机相对 内效率略有降低。故电厂总效率提高。

总结
纯凝汽式发电厂热效率低的原因：
1）冷源损失太大
2）热力过程的不可逆性使损失太大
火电厂主要热经济指标
1）汽耗率 每产生1kwh的电所消耗的热量。 2）热耗率 每产生1kwh的电所消耗的热量。 3）煤耗率 每产生1kwh的电所消耗的燃料量。
提高火电厂热经济性的途径
一、提高蒸汽初参数，降低终参数

再热次数增多，设备系统复杂，投资费用增 大。目前高参数大容量机组的再热级数一般小于 两级。 在相同参数范围内，再热循环汽耗率小于朗 肯循环汽耗率。

结论
采用再热循环后，电厂的经济性提高，故大 容量发电厂的热力循环均采用再热循环。
四、采用热电联产
基本概念 热电联产：既生产电能又对外供热的过程。
提高蒸汽初压力，蒸汽比容减小， 容积流量减少，汽轮机的级间漏汽损 失相对增大。排汽终湿度增加。增大 了湿汽损失。所以，提高蒸汽初压力， 使汽轮机的相对内效率降低。
同时提高蒸汽初压力和初温度， 则使汽轮机相对内效率降低和提高的 因素同时起作用，经分析计算表明， 提高初压力对相对内效率降低的影响 大于提高初温度对相对内效率提高的 影响。也就是说，同时提高蒸汽的初 压力和初温度，汽轮机的相对内效率 是降低的。
在发电厂中，混合式加热器只作为除氧器
传热端差 抽汽压力下饱和水的温度与 加热器出口水温的差值。

2、表面式加热器
汽轮机抽汽在加热器中放热，通过受热面金 属壁将热量传递给管内的凝结水或给水。
特点：由于金属壁面有热阻存在，给水不能被 加热到抽汽压力所对应的饱和温度，存在传热端 差；金属消耗量和投资较大。但系统简单，所需 给水泵数量小，可节省厂用电。 在发电厂中，加热器均采用表面式加热器。
锅炉
凝汽器
给水泵
状态变化：
锅炉——工质由未饱和水变成过热蒸汽。 汽轮机——工质由过热蒸汽变为湿蒸汽。 凝汽器——工质由湿蒸汽变为饱和水。 给水泵——压缩后压力升高，温度略有升高 工质由饱和水变为未饱和水。
热效率：
h0 hna t ' q0 h0 hn
朗肯循环热效率ηt的大小反映了冷源损失的大 小，其数值约在40％～45％。
1、提高初参数对发电厂热经济性的影响 对循环热效率的影响： 其它条件不变，提高初参数循环热效率提高。
对汽轮机相对内效率的影响： 提高蒸汽初温，汽轮机相对内效率提高。 提高蒸汽初压力，汽轮机相对内效率降低。
同时提高蒸汽的初压力和初温度，汽轮机相对 内效率降低。
提高蒸汽初温度，蒸汽比容增大， 容积流量增大，在其它条件不变的情 况下，汽轮机叶栅高度增加，漏汽损 失减少。同时初温提高，湿汽损失减 少。因此，提高蒸汽初温度，可使汽 轮机的相对内效率得到提高。
四、表面式加热器的疏水方式
1、疏水逐级自流的连接系统
利用各级回热加热器之间的压力差，让疏水 逐级自流至压力较低的相邻加热器 .
给水泵 凝结水泵
特点：这种疏水系统不用疏水泵，系统简单，运行 安全可靠，但经济性较差。因低级抽汽被排挤，排入凝 汽器内的蒸汽量增加，增大了冷源损失。另外疏水流入 凝汽器内，又额外地增大了冷源损失。
用疏水泵的系统相比，系统连接简单、运 行安全性高，且降低了投资、节约厂用电。降低进入压力 较低一级加热器的疏水温度，从而减少了对下级压力抽汽 的排挤，经济性高。
五、典型回热系统介绍
N25-35-1型机组回热系统
N50-90型机组回热系统
总结：
电厂热力系统与辅助设备

火电厂生产过程 火电厂经济性分析 火电厂的辅助设备及系统 火电厂的热力系统
杨淑红



纯凝汽式发电厂的热经济性

朗肯循环及热效率 火电厂各项损失及效率

火电厂主要热经济指标
朗肯循环及热效率
朗肯循环的组成：
汽轮机
锅炉——定压加热过程 汽轮机——绝热膨胀过程 凝汽器——定压放热过程 给水泵——绝热压缩过程
5、发电机损失及发电机效率 发电机损失：发电机轴与支持轴承的摩擦， 以及发电机机内冷却介质的摩擦和铜损（线圈发 热）、铁损（激磁铁芯涡流发热等）造成的功率 消耗。 发电机效率ηd ：发电机的输出电功率与轴端 输入功率之比。 ηd＝96％～99％

发电厂总效率
ηndc= ηt ηglηgdηrnηjηd
t
火电厂各项损失及效率
1、锅炉损失和锅炉效率
锅炉损失：包括有排烟、散热热损失，未完全 燃烧热损失，排污热损失等 锅炉效率η gl：锅炉在完成燃料化学能转变为 蒸汽热能的过程中，锅炉的有效利用热量与输入 燃料热量之比 。 大、中型锅炉η
gl=85％～94％
2、管道损失和管道效率
管道损失：工质流过蒸汽管道和给水管道时由 于泄露及散热造成的损失。 管道效率η gd ：汽轮机组的热耗量与锅炉设备 热负荷的比值。 若不计工质损失，一般 η gd =99％；若考虑 工质损失，η gd =96～ 97％。
热电厂：既生产电能又对外供热的电厂。
生产方式
1、背压式汽轮机：排汽压力高于0.1MPa的 汽轮机。
过 热 器 汽轮机 发电机
热用户 锅 炉 给水泵
2、调节抽汽式汽轮机
总结：
采用热电联产，避免或减少冷源损失，提高 燃料的利用率，可节约大量燃料（20~25%）。
提高火电厂热经济性的途径
数p2。 2．采用给水回热、蒸汽中间再热循环方式 和采用热电合供循环，提高实际蒸汽动力循环 热经济性。
多用于125MW及其以下机组
疏水调节阀
l一滑阀套 2一滑阀 3一钢球 4一杠杆 5一上轴套 6一下轴套 7一芯轴 8一摇杆 9一阀杆
常用于高压加热器上
水封管
U形管是由疏水管自身弯曲而制成的，其结构简单，运行可靠， 但仅适用于两容器间压差较小的情况下 。水封管应用在低压加热 器、轴封加热器等设备的疏水排至凝汽器的管路上。

最后一段抽汽管道上未装设逆止阀， 其原因是此段抽汽的参数低，蒸汽的比 容大，抽汽管径粗大，而我国生产大管 径逆止阀尚有一定困难。此外，最后一 段抽汽位于汽轮机最末几级，即使发生 湿蒸汽倒流，对汽轮机不会产生大的影 响。