汽轮机热力系统及辅助设备(PPT40页)
汽轮机热力系统及辅助设备概述
汽轮机热力系统及辅助设备概述引言汽轮机是一种常见的能源转换设备，广泛应用于发电厂、工业生产和航空航天等领域。
汽轮机的热力系统及辅助设备是确保汽轮机正常运行的重要组成部分。
本文将对汽轮机热力系统及其辅助设备进行概述，介绍其主要组成和功能。
汽轮机热力系统汽轮机热力系统是指汽轮机中与热力流动相关的系统，包括供热系统、供汽系统、冷却系统和循环水系统等。
这些系统的主要功能是在汽轮机运行过程中提供热力流动和散热，确保汽轮机的高效运行和安全稳定。
供热系统供热系统是汽轮机中的重要组成部分，主要功能是提供高温高压的蒸汽给蒸汽涡轮，驱动涡轮转动产生功率。
供热系统由锅炉、热交换器、水泵等设备组成。
锅炉负责将水加热为蒸汽，热交换器用于提高蒸汽温度和压力，水泵则负责将水送入锅炉进行循环。
供热系统的性能直接影响汽轮机的发电效率和负荷能力。
供汽系统供汽系统是汽轮机中将蒸汽输送到各种设备和机械的系统。
它包括主汽系统和辅汽系统。
主汽系统将高温高压的主蒸汽引导到汽轮机高压缸驱动涡轮转动，产生功率；辅汽系统将副蒸汽供应给电力车、加热设备等辅助设备使用。
供汽系统的主要设备包括汽包、汽阀、蒸汽管道等，确保蒸汽的稳定输送和均匀供应。
冷却系统冷却系统是汽轮机中的重要组成部分，用于冷却汽轮机中产生的热量。
汽轮机工作时会产生大量的热量，如果不及时散热，可能导致设备过热甚至损坏。
冷却系统主要通过循环水冷却的方式将热量带走。
冷却系统包括冷却塔、冷却水泵、冷却管道等设备。
其主要功能是通过循环水吸收汽轮机热量，然后通过冷却塔将热量释放到大气中。
循环水系统循环水系统是汽轮机热力系统中的重要环节，主要负责循环供水和冷却。
汽轮机运行时需要大量的循环水来提供冷却和循环供水。
循环水系统包括循环水泵、冷却塔、水处理设备等。
循环水泵负责将冷却后的水送回到汽轮机，循环供水；冷却塔则通过排放废热的方式冷却循环水，确保循环水的温度和质量。
汽轮机辅助设备汽轮机辅助设备是汽轮机热力系统中起辅助作用的设备，包括给水系统、泄压系统、脱硫系统等。
火电厂辅助设备及热力系统(PPT83页)
③除氧效果好；
④可防止除氧器内发生“自生沸腾”现
象。
电厂热力设备及运行——热力系统部分
8-3 除氧设备及系统
二、除氧器的类型和结构：
典型的除氧器结构：
淋水盘式除氧器 喷雾填料式除氧器 喷雾淋水盘式除氧器
除氧效果较差，目 前电厂较少采用。
300MW及以上容 量机组广泛采用
除氧器给水箱：——是凝结水泵与给水泵之间的缓冲容器。
二、除氧器的类
真空式除氧器 大气式除氧器
高压除氧器
可作为高参数大容量机组 中一种辅助除氧的手段
适用于中、低参数的发电厂
工作压力约为0.3～0.8MPa，
广泛用于高参数大容量机组
►采用高压除氧器的优点：
①减少高加台数，节省投资；
②提高锅炉运行的安全可靠性；
电厂，作为一种辅助除氧手段。
热力除氧：——火电厂广泛采用
除氧原理
:
亨利定律 道尔顿分压定律
热力除氧方法：在定压下将水加热至沸腾，使水面上 的水蒸汽分压力几乎等于全压力，其它气体的分压力 →0，这样溶于水中的气体就能从水面逸出而被除去。
电厂热力设备及运行——热力系统部分
8-3 除氧设备及系统
疏水逐级自流 采用疏水泵
三、蒸汽冷却器**：
为减少疏水逐级自流所造成的对 低压抽汽的“排挤”，可装设疏 水冷却装置，分外置式和内置式。
可与疏水逐级自流综合应用
设置目的：——利用抽汽的显热，提高对应加热器的出
口水温，传热温差↓，经济性↑
类型：
外置式蒸汽冷却器 内置式蒸汽冷却段
►国内机组常将高加的 传热面设置为三部分： ①蒸汽冷却段； ②蒸汽凝结段； ③疏水冷却段。
一、回热加热器类型： 按传热方式分——混合式、表面式
汽轮机设备及其系统
汽轮机设备及其系统1、汽轮机设备及系统的组成是怎样的?汽轮机设备及系统包括汽轮机本体、调节保安油系统、辅助设备及热力系统等。
汽轮机本体由汽轮机的转动部分和静止部分组成；调节保安油系统主要包括调节汽阀、调速器、调速传动机构、主油泵、油箱、安全保护装置等；辅助设备主要包括凝汽器、抽气器（或水环真空泵）、高低压加热器、除氧器、给水泵、凝结水泵、循环水泵等；热力系统主要指主蒸汽系统、再热蒸汽系统、凝气系统、给水回热系统、给水除氧系统等。
汽轮发电机组的供油系统是保证机组安全稳定运行的重要系统。
2、汽轮机本体由哪几部分组成?⑴静止部分。
冲动式汽轮机是同汽缸、喷嘴、隔板、隔板套及汽封等部件部分。
反动式汽轮机是由汽缸、静叶持环、平衡鼓及汽封等部件组成。
⑵转动部分。
由主轴、叶轮、安装在叶轮上的动叶片、联轴器及轴封套等部件组成。
3、汽缸的作用是什么?汽缸是汽轮机的外壳。
其作用是将汽轮机的通流部分与大气隔开，形成封闭的汽室，保证蒸汽在其中完成能量转换过程。
4、高参数大容量机组的高、中压缸为什么要采用双层缸结构?随着蒸汽初参数的提高，汽缸壁的厚度、法兰与螺栓尺寸都要增加，汽缸内外壁压差、温差相应增加。
为了简化汽缸结构，节省优质合金钢材，减少汽缸热应力和热变形，加快机组启、停速度，所以高参数大容量机组的高、中压缸都采用双层结构。
5、大功率机组的高、中压缸采用双层缸结构有哪些优点?⑴可以减轻单个汽缸的重量，加工制造方便。
⑵可以按不同温度合理选用钢材，节省优质合金钢材。
⑶每层缸壁相应减薄，内缸和外缸的内外壁之间的温度减小，有利改善机组的启、停机性能和变工况性能。
⑷运行时可以把某级抽汽引入内外缸夹层，使内外缸所承受的压差、温度大为减少，进H 一步缩短了启、停机时间。
二6、什么是排汽缸？从运行角度说出对排汽缸有何要求?将汽轮机末级动叶排出的蒸汽导入凝汽器的部分叫排汽缸。
排汽缸尺寸大，是在高度真空下工作的，故要求排汽缸应有足够的刚性，良好的流动性以回收排汽的动能。
汽轮机本体及主要辅助设备的安装
汽轮机本体及主要辅助设备的安装1. 引言汽轮机是一种利用高温高压蒸汽推动汽轮机转子旋转从而产生功的装置。
其安装过程涉及到汽轮机本体以及与之配套的主要辅助设备。
本文将详细介绍汽轮机本体和主要辅助设备的安装过程。
2. 汽轮机本体安装汽轮机本体是汽轮机的核心部分，主要由轴系装置、热力系统、控制系统等组成。
安装汽轮机本体一般需要经过以下步骤：2.1 预安装准备在安装汽轮机本体之前，需要进行预安装准备工作。
首先，要进行场地勘察，确认安装区域的基础条件和空间是否满足要求。
同时，需要准备好所需的安装设备和工具。
2.2 场地准备在确认安装区域符合要求后，需要进行场地准备工作。
首先，要清理安装区域，并保持其干净整洁。
然后，根据汽轮机本体的尺寸和要求，进行测量和标志，以确定汽轮机本体的安装位置。
2.3 安装基础安装汽轮机本体需要有坚固的基础支撑。
根据设计要求，在安装区域上进行基础施工，包括地基开挖、基础混凝土浇筑、加固等工作。
确保基础的垂直度、平整度和强度满足要求。
2.4 安装轴系装置安装轴系装置是安装汽轮机本体中的重要一步。
根据设计要求和标志，将轴系装置放置到预定位置，并进行对中和检查。
然后，按照要求进行轴系装置的钢结构固定和焊接。
2.5 安装热力系统安装热力系统是安装汽轮机本体的关键环节。
根据设计要求和标志，安装热力系统的主要组件，如汽缸、高压管道、低压管道等。
在安装过程中，要确保管路的连接紧密、无泄漏，并进行必要的固定和绝缘。
2.6 安装控制系统安装控制系统是确保汽轮机正常运行的重要一环。
根据设计要求和标志，安装控制系统的主要设备，如仪表、调节阀、传感器等。
在安装过程中，要进行布线、接线，并进行必要的调试和校验。
3. 主要辅助设备的安装除了汽轮机本体，还有许多辅助设备需要安装，以保证汽轮机的正常运行。
主要辅助设备包括给水系统、除尘系统、燃气系统等。
3.1 给水系统安装给水系统主要包括给水泵、给水加热器、水处理设备等。
火力发电厂锅炉、汽轮机、电气设备系统图讲解
火力发电厂的基本构成
燃料系统：提供燃烧所需的燃料如煤、油或天然气。 燃烧系统：将燃料与空气混合并燃烧产生高温高压的烟气。 热力系统：利用燃烧产生的热量加热给水使其变成蒸汽。 汽轮机系统：利用蒸汽驱动汽轮机转动从而发电。 控制系统：监控和调节整个火力发电厂的运行。
火力发电厂的工作原理
火力发电厂利用化石燃料（如煤、石油、天然气等）燃烧产生的热量将水加热成蒸汽 蒸汽压力推动汽轮机旋转进而驱动发电机发电 发电机发出的电能通过变压器升压后输送到电网供用户使用 火力发电厂需要定期维护和检修以确保安全和稳定运行
脱硫脱硝技术：采用先进的脱硫脱硝技术减少烟气中的硫氧化物和氮氧化物排放。
除尘技术：采用高效除尘技术确保烟尘排放符合标准。
废水处理：对产生的废水进行深度处理和回用减少对环境的影响。
火力发电厂的未来发展方向
高效低耗：提高发电效率降低能耗减少对化石燃料的依赖 清洁环保：采用先进的烟气处理技术和清洁燃料减少污染物排放 智能化发展：利用数字化和自动化技术提高发电厂的运营效率和安全性 多能互补：结合其他可再生能源实现多种能源的互补和优化配置
汽轮机的作用和工作原理
汽轮机的作用：将蒸汽的热能转换为机械能驱动发电机或其他机械运转。
工作原理：高温高压的蒸汽通过汽轮机的叶片时使叶片旋转从而将热能转换为机 械能。蒸汽在汽轮机中膨胀压力降低速度增加进一步推动叶片旋转。
汽轮机的构成和系统图解析
汽轮机的主要构成：进汽机构、叶轮、导流环、调节保安系统等 系统图的作用：直观展示汽轮机各部件的连接关系和工作原理 系统图的解析：重点解析进汽机构、叶轮、导流环和调节保安系统的工作原理和作用 汽轮机的工作流程：从进汽到排汽的整个工作过程以及各部件的作用和措施：包括过载保护、短路保护、欠压保护等保护装置的 设置和维护以及防止电气火灾和人身触电的措施。
图解汽轮发电机组工作原理及结构
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火力发电厂的几个基本概念
1.饱和水：指在一定条件时，水不能再溶解某种物 质而达到此物质的饱和状态，但此饱和水还可以溶 解其他物质，里面物质的溶解度并不会互相影响。 2.饱和蒸汽：当液体在有限的密闭空间中蒸发时 单 位时间内进入空间的分子数目与返回液体中的分子 数目相等时，则蒸发与凝结处于动平衡状态。 3.过热蒸汽：就是在一定压力下，蒸汽达到饱和温 度，继续吸热，温度超过饱和温度。
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喷嘴
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隔板
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汽轮机喷嘴和喷嘴室
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隔板和下汽缸组装
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轴承（轴瓦）
汽轮机的轴承有径向支持轴承和轴向推 力轴承两种。
1.径向支持承轴：支持转子重量 和离心力。 ( 固定式、自立式 、三油楔式、可倾瓦。） 2.推力承轴： 承担汽轮机转子轴向推力， 保证轴向间隙。
热核反应，相当地球燃烧19000T的标煤，太阳中可燃烧的氢为10分之1，能燃 烧100多亿年。电磁波-粒子流。地球接收的能量只占总能量的20亿分之1。
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4.核能发电：利用铀235的核裂变，产生的 能量，进行发电。
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中国核电站分布图
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原理：1个中子进入铀235原子核以后，原子就变的不稳 定，分裂成2个较小质量的原子核，这就是核裂反应， 产生很大的能量的同时，还会放出2-3个中子和其他射 线，这些中子再次进入铀235原子核，不断重复上述核 裂变反应。
CC50-8.82/0.98/0.118
汽轮机原则性热力系统资料
汽轮机原则性热力系统根据热力循环的特征，以安全和经济为原则，将汽轮机与锅炉本体由管道、阀门及其辅助设备连接起来，组成发电厂的热力系统。
汽轮机热力系统是指主蒸汽、再热蒸汽系统，旁路系统，轴封系统，辅助蒸汽系统和回热抽汽系统等。
下面着重介绍主蒸汽系统及旁路系统。
第一节主蒸汽及再热蒸汽系统锅炉与汽轮机之间的蒸汽管道与通往各用汽点的支管及其附件称为主、再热蒸汽系统。
本机组的主蒸汽及再热蒸汽采用单元制连接方式，即一机一炉相配合的连接系统，如图3-1所示。
该连接方式结构简单、阀门少、管道短而阻力小，便于自动化的集中控制。
一、主蒸汽系统主、再热蒸汽管道均为单元双—单—双管制系统，主蒸汽管道上不装设隔断阀，主蒸汽可作为汽动给水泵及轴封在机组启动或低负荷时备用汽源。
主蒸汽从锅炉过热器的两个出口由两根蒸汽管道引出后汇合成一根主蒸汽管道送至汽轮机，再分成两根蒸汽管道进入2只高压自动主汽阀、4只调节阀，然后借助4根导汽管进入高压缸，在高压缸内做功后的蒸汽经过2只高压排汽逆止阀，再经过蒸汽管道（冷段管）回到锅炉的再热器重新加热。
经过再热后的蒸汽温度由335℃升高到538℃，压力由3.483MPa 降至3.135MPa，由于主、再热蒸汽流量变化不多蒸汽比容增加将近一倍。
再热后蒸汽由两根蒸汽管道引出后汇合成一根再蒸汽管道送至汽轮机，再分成两根蒸汽管道经过2只再热联合汽阀（中压自动主汽阀及中压调节阀的组合）进入中压缸。
它设有两级旁路，I级旁路从高压自动主汽阀前引出，蒸汽经减压减温后排至再热器冷段管，采用给水作为减温水。
II级旁路从中压缸自动主汽阀前引出，蒸汽经减压减温后送至凝汽器，用凝结水泵出口的凝结水作为减温水。
带动给水泵的小汽轮机是利用中压缸排汽作为工作汽源（第4段抽汽，下称低压蒸汽）。
由于低压蒸汽的参数随主机的负荷降低而降低，当负荷下降至额定负荷的40％时，该汽源已不能满足要求，所以需采用新蒸汽（下称高压蒸汽）作为低负荷的补充汽源或独立汽源。
汽轮机工作原理及结构ppt
反动作用原理
蒸汽得热能转变为动能得过 程,不仅在喷嘴中发生,而且在动 叶片中也同样发生得汽轮机,叫 做反动式汽轮机。
在反动式汽轮机中,蒸汽不 但在喷嘴(静叶栅)中产生膨胀, 压力由p0降至p1,速度由c0增至 c1,高速汽流对动叶产生一个冲 动力;而且在动叶栅中也膨胀,压 力由p1降至p2,速度由动叶进口 相对速度w1增至动叶出口相对速 度w2,汽流必然对动叶产生一个 由于加速而引起得反动力,使转 子在蒸汽冲动力与反动力得共同 作用下旋转作功。
汽轮机剖面图
汽轮机转子
汽轮机转子在高温蒸汽中高速旋转,不 仅要承受汽流得作用力与由叶片、叶轮本 身离心力所引起得应力,而且还承受着由温 度差所引起得热应力。此外,当转子不平衡 质量过大时,将引起汽轮机得振动。因此, 转子得工作状况对汽轮机得安全、经济运 行有着很大得影响。
给水泵汽轮机转子
330MW机组低压转子
目前单台机组容量已突破1300MW
➢ 运转平稳、事故率较低、充分提高了设备利 用率
一般可保持3～4年大修一次
汽轮机得应用领域
发电拖动
火力发电厂、核电厂
工业拖动
钢铁厂、造纸厂、化工厂
舰船拖动
大型远洋船舶、军事大型舰艇、核动力航空母舰
汽轮机得基本概念
汽轮机就是用具有一定温度与压 力得蒸汽来做功得回转式原动机 。 按其做功原理得不同,可分为冲动式 汽轮机与反动式汽轮机两种类型。
超超临界汽轮机 新蒸汽压力为25、0MPa以上。
汽轮机得结构
汽轮机由转动部分与静止部分所组成。 汽轮机转动部件得组合体称为转子,它包括 主轴、叶轮(或转鼓)、动叶栅、联轴器及 装在轴上得其她零件。蒸汽作用在动叶栅 上得力矩,通过叶轮、主轴与联轴器传递给 发电机或其她设备,并使它们旋转而作功。 汽轮机得静止部分包括基础、台板(机座)、 汽缸、喷嘴、隔板、汽封、轴承等部件,但 主要就是汽缸与隔板。
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2．原则性热力系统的特点：
同类型、同参数的设备在图上只表示一个。
仅表示没备间的主要联系，主设备内部联系、 备用的设备及其管路附件均不表示。
除额定工况运行时所必须的附件（如在定压 运行除氧器进汽管路上的调节阀）外，一般 附件不表示。
原则性热力系统图的作用在于表明工质的能 量转换及能量利用过程。它反映了能量转换 过程的技术完善程度和经济性，是对机组的 设计、运行管理利经济性水平进行定量分析 的依据。
向凝汽器供应冷却水的冷却水系统（又称循 环水系统）；
向润滑油冷却器及其他冷却设备供应冷却水 的工业水系统。
对于供热汽轮机，还有热力网加热器、热力 网水泵和向热用户供热水或蒸汽的热力网系 统。对中间再热机组，还有再热蒸汽系统和 适应机组启动、停机要求的旁路系统。
（三）汽轮机原则性热力系统
1．原则性热力系统的概念 原则性热力系统就是把主要热力设备和辅助
二．汽轮机辅助设备
（一）汽轮机凝汽设备 1．汽轮机凝汽设备的组成和任务 降低汽轮机的背压可以提高蒸汽动力装置循
环的热效率，降低背压的有效方法是使汽轮 机的排汽凝结成水。凝汽设备的任务是：在 汽轮机的排汽口建立并保持高度的真空；回 收汽轮机排汽凝结的水，作为锅炉的给水。 凝汽设备主要包括：凝汽器、循环水泵、凝 结水泵和抽气器等。
2．凝汽器的类型和特点
凝汽器按照排汽凝结方式不同可分为混合式 凝汽器和表面式凝汽器两大类。混合式凝汽 器采用排汽与冷却水直接混合接触的方法来 使蒸汽凝结，具有结构简单、制造成本低的 优点，但对冷却水质要求甚高，否则凝结水 不能回收作为锅炉给水，故一般都不采用这 种凝汽器。
3．凝汽器抽汽设备作用、类型
4．射水抽气器
射水抽气器的作用原理与射汽抽气器类似。 由射水泵来的工作水，经喷嘴将压力能转变 为速度能，以一定速度喷出，使混合室中形 成高度真空， 将凝汽器中的蒸汽、空气混合 物吸入，混合后进入扩压管，经扩压后在略 高于大气压力的情况排出。当水泵发生故障 时，逆止门自动关闭，防止水和空气倒流入 凝汽器。
2．全面性热力系统图的作用
全面性热力系统图的作用在于表明全厂热力 设备的配置情况以及各种运行工况的切换方 式，是厂制订规程、组织运行的重要依据。 全面性热力系统有全厂的、机组的和局部的 之分。全厂的机组的全面性热力系统应包括 锅炉、汽轮发电机组、各种热交换器、减温 减压器、各种泵类和箱类等全部汽水热力主、 辅设备。局部的全面性热力系统是运行、检 修相关人员所使用的技术图册，通常分锅炉 和汽轮机两本。它应包括小至水龙头的所有 现场能找到的设备和管道。
根据加热器在系统中的位置和压力不同， 加热器又可分为高压加热器和低压加热 器两类。在承受给水泵出口压力下工作， 置于给水泵与锅炉之间的加热器称为高 压加热器。在凝结水泵出口压力下工作， 置于凝结水泵与除氧器之间的加热器称 为低压加热器。
2．混合式加热器的特点
混合式加热器是利用蒸汽与给水直接混合来 加热给水的。在加热器内蒸汽和温度较低的 给水接触，蒸汽放热凝结，将热量传给给水， 使给水温度提高。因此混合式加热器的给水 温度可以达到加热蒸汽压力下的饱和温度， 没有传热端差，热经济性较高。
国产N100-8.826/535型汽轮机原则性热力系统 1—凝结水泵 2—轴封加热器 3—低压加热器 4—疏水泵 5—除氧器 6—给水泵 7—高压加热器 8—排污扩容器 9—疏水冷却器 10—地沟
（四）汽轮机全面性热力系统
1．全面性热力系统的概念 用规定的符号表明全厂性所有热力设备及其
汽、水联系的热力系统图称为全面性热力系 统图。其特点是：按设备的实际数量（包括 运行和备用的全部主、辅热力设备及系统） 来绘制；标明一切必须的连接管道及其一切 附件。
（二）汽轮机的主要热力系统
连接锅炉和汽轮机的主蒸汽系统； 供给各回热加热器和除氧器用汽的抽汽系统； 抽出凝汽器中的凝结水并送往各低压回热加
热器和除氧器去的主凝结水系统； 把除氧器中的给水升压送至各高压加热器和
锅炉的给水系统； 补充汽水循环中工质损失的补充水系统；
汽轮机本体疏水和其他热力设备疏水、放水 的疏、放水系统；
加热器按汽、水传热方式的不同，可分 为表面式和混合式两种型式。蒸汽与水 直接接触混合，汽、水在直接接触混合 过程中交换热量的加热器为混合式加热 器。蒸汽和水分别在固体壁面的两侧流 动，蒸汽与水间的热量交换通过固体壁 面进行的加热器为表面式加热器。蒸汽 动力装置热力系统中除了除氧器采用混 合式加热器外，其他均为表面式加热器。
抽气器的作用是把由蒸汽带入的空气或由于 处在真空系统下工作的没备、管道等结合不 严密处漏入的空气从凝汽器中抽出，以保持 凝汽器的高真空。抽气器的工作正常与否对 凝汽器压力的影响很大。抽气设备很多，应 用较多的有射汽抽气器、射水抽气器和水环 式真空泵等。水环式真空泵属于机械式抽气 器，具有性能稳定效率高等优点，广泛用于 大型汽轮机的凝汽设备上，但它的结构复杂， 维护费用较高。
射水抽气器同样具有结构简单，运行可靠的 优点，而且不消耗新蒸汽，运行费用低。但 需装设专用水泵，投资较大。
射水抽气器 1—扩压管 2—混合室 3—喷嘴 4—逆止门
（二）汽轮机回热加热设备
1．回热加热器的作用、类型 加热器的作用就是利用汽轮机做了一部
分功的蒸汽来加热凝结水和给水，减少 锅炉的燃料消耗量，以提高机组的热经 济性。
汽轮机热力系统及辅助设备
一．汽轮机的热力系统 二．汽轮机辅助设备
一．汽轮机的热力系统
（一）汽轮机热力系统的概念
在汽轮机装置的生产过程中，锅炉和汽轮机 是主要的热力设备，除此之外，还必须有各 种辅助设备及把主、辅设备连接起来的各种 热力系统。这些辅助设备及热力系统对装置 运行的安全性和经济性有一定程度的影响。 根据厂体的线路图称为 热力系统图。热力系统图根据作用的不同又 可分为原则性热力系统图和全面性热力系统 图。