第二章 发电厂的回热加热系统.
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第二章
发电厂的回热加热系统
第一节 回热加热器的类型 第二节 表面式加热器系统的热经济性 第三节 给水除氧及除氧器 第四节 除氧器的运行及其热经济性分析 第五节 汽轮机组原则性热力系统计算
第一节 回热加热器的类型
回热系统既是汽轮机热力系统的基础．也是全厂热力系统的核心、它 对机组和电厂的热经济性起着决定性的作用。
混合式加热器结构简单，金属耗量少，造价低，便于汇集各种不同参数 的汽、水流量。 混合式加热器可以兼作除氧设备使用，避免高温金属受热面氧腐蚀。
混合式比表面式系统复杂，导致运行安全性、可靠性低，系统投资大。
一方面凝结水需依靠水泵提高压力后才能进入比凝汽器压力高的 混合式加热器内；另一方面为防止输送饱和水的水泵发生汽烛，水 泵应有正的吸入水头，需设置一水箱安装在适当高度。 根据技术经济全面综合比较，绝大多数电厂都选用了热经济性较差 的面式加热器组成回热系统，只有除氧器采用混合式，以满足给水除氧 的要求。
2.端差对机组热经济性的影响
端差的存在，使加热器出水温度降低，从而使高压抽汽量加大，低压 抽汽量减少，使回热抽汽做功比Xr↓→ηi↓
3.影响端差的因素
e
t
KA Gc p1来自分析：●其它条件不变，传热系数K↓→θ ↑；换热面积A↑→θ ↓ ●θ 的选定主要取决于钢煤的比价。
●一般无过热蒸汽冷却段时， θ＝3～6℃；有过热蒸汽冷却段 时，θ＝－1～2℃。
二、 抽汽管道压降Δ Pj及热经济性
1. 抽汽管道压降的计算
抽汽管道压降指汽轮机抽汽口压力Pj 和j级回热加热器内汽侧压力Pj'之差，即
p j p j p'j
2. 抽汽管道压降对机组热经济性的影响 抽汽压降ΔPj加大，则Pj'、tsj随之减小， 引起加热器出口水温twj降低，使整机回热 抽汽做功比Xr↓→ηi↓。
4.国外混合式加热器系统
三、表面式加热器
1.表面式加热器的结构
电厂最常用的是U形管管板式加热器。
2.表面式加热器的特点及系统连接 （1）特点 ●有端差存在，热经济性较混合式加热器差。 ●金属消耗量大，结构复杂，造价高。 ●不能除去水中的氧气和其它气体。 ●表面式加热器组成的系统简单，运行安全可靠，布置方便，系统投资 和土建费用少。 （2）系统连接
（3）外置式蒸汽冷却器两种连接方式的比较
串联方式 优点：蒸汽冷却器的进水温度高，与蒸汽换热平均温差小，冷却器内火用 损少，效益较显著； 缺点：主水流全部通过冷却器，给水系统的阻力增大，泵功消耗多。 并联方式 优点：主水流中分了一部分到冷却器，给水系统的阻力小，泵功可减小。 缺点： 进入较高压力加热器的水量减少，相应的回热抽汽量减小，回热抽汽做 功减少，热经济性稍逊于串联式; 进入冷却器的水温较低，换热温差较大，冷却器内火用损稍大。 蒸汽冷却器是提高大容量、高参数机组热经济性的有效措施。
第二节 表面式加热器及系统的热经济性
一、表面式加热器的端差
1.端差的定义
（1）上端差（出口端差） 加热器汽侧压力下的饱和温度与加热器水侧出口水温之差，即
tdj twj
（2）下端差（入口端差） 加热器汽侧压力下的饱和温度与加热器水侧进口水温之差，即
tdj twj 1
注：●若无特殊说明，端差是指 上端差。 ●加热器若有疏水冷却器， 对下端差而言，tsj 指疏水 冷却器出水温度。
3. 影响抽汽管道压降的因素及选择 抽汽压降ΔPj与蒸汽在管内的流速、局部 阻力(阀门、管道附件的数量、类型、开度)及管 道的长短有关。 ΔPj选取要通过技术经济比较而定。一般表 面加热器的抽汽管道压降ΔPj≤10％Pj，对大型 机组，可取（4％～6％） Pj。
三、 蒸汽冷却器及热经济性分析
1.蒸汽冷却器的作用 降低抽汽的过热度，减小加热器因温差换热在所引起的不可逆损失， 同时可提高加热器的出水温度，以改善回热系统的热经济性。 2. 蒸汽冷却器的类型 内置式（也称为过热蒸汽冷却段）：它实际上是在加热器内 隔离出一部分加热面积，使加热蒸汽先流经该段加热面。它 蒸汽冷却器 只提高的是本级加热器出口水温。 外置式：是一个独立的换热器，既可减小本级加热器的端差， 又可提高最终给水温度，降低机组热耗，提高热经济性。 3. 蒸汽冷却器提高热经济性原因分析 （1）火用方法（做功能力损失法） 内置式：同上面所讲的作用。 外置式：除上面作用外，还可提高锅炉给水温度，减小锅炉换热温差不 可逆损失。 另一方面，不论是哪种类型，都使蒸汽温度降低，减小了加热器内的 换热温差所造成的不可逆损失。
四、表面式加热器的疏水方式及热经济性分析
疏水：加热蒸汽进入表面式加热器放热后，冷凝而成的凝结水。 1.疏水方式
疏水收集方 式有两种
疏水逐级自流方式：利用相邻表面式加热器汽侧压差，将压 力较高的疏水自流到压力较低的加热器中，如图2-15所示。
带疏水泵的疏水系统，如图2-16所示。
一、回热加热器的分类
按照内部汽、水接触方式的不同分为：混合加热器、表面式加热器。 立式：占地面积小，便于安装和检修，为中、小机组和部分 按受热面 大机组采用
布置方式
卧式：换热效果好，热经济性高于立式。一般大容量机组采用。
二、混合式加热器
1.混合式加热器的结构
2.系统连接
3.特点
混合式可以将水加热到该级加热器蒸汽压力下所对应的饱和水温度， 充分利用了加热蒸汽的能位，热经济性较表面式加热器高。
（2）热量法 内置式：提高了该加热器的出口水温，使得该加热器的抽汽量加大， 高一级回热抽汽量减小→ Xr↑→ηi↑。 外置式：除上面作用外，还提高给水温度，使Xr进一步提高， ηi增加更
多。
4. 蒸汽冷却器的连接方式
（1）内置式蒸汽冷却器 通常水侧连接为顺序连接，如图2－12所示。 （2）并联蒸汽冷却器 蒸汽侧连接较简单，水侧的连接方式不同，主要有串联和并联。 串联指全部给水流经冷却器，如图2-14中(b)、(d)、(e)、(f)所示； 并联连接只有部分给水进入冷却器，离开冷却器的给水再与主水流混合后送往 锅炉，如图2-14中(a)和(c)所示。
发电厂的回热加热系统
第一节 回热加热器的类型 第二节 表面式加热器系统的热经济性 第三节 给水除氧及除氧器 第四节 除氧器的运行及其热经济性分析 第五节 汽轮机组原则性热力系统计算
第一节 回热加热器的类型
回热系统既是汽轮机热力系统的基础．也是全厂热力系统的核心、它 对机组和电厂的热经济性起着决定性的作用。
混合式加热器结构简单，金属耗量少，造价低，便于汇集各种不同参数 的汽、水流量。 混合式加热器可以兼作除氧设备使用，避免高温金属受热面氧腐蚀。
混合式比表面式系统复杂，导致运行安全性、可靠性低，系统投资大。
一方面凝结水需依靠水泵提高压力后才能进入比凝汽器压力高的 混合式加热器内；另一方面为防止输送饱和水的水泵发生汽烛，水 泵应有正的吸入水头，需设置一水箱安装在适当高度。 根据技术经济全面综合比较，绝大多数电厂都选用了热经济性较差 的面式加热器组成回热系统，只有除氧器采用混合式，以满足给水除氧 的要求。
2.端差对机组热经济性的影响
端差的存在，使加热器出水温度降低，从而使高压抽汽量加大，低压 抽汽量减少，使回热抽汽做功比Xr↓→ηi↓
3.影响端差的因素
e
t
KA Gc p1来自分析：●其它条件不变，传热系数K↓→θ ↑；换热面积A↑→θ ↓ ●θ 的选定主要取决于钢煤的比价。
●一般无过热蒸汽冷却段时， θ＝3～6℃；有过热蒸汽冷却段 时，θ＝－1～2℃。
二、 抽汽管道压降Δ Pj及热经济性
1. 抽汽管道压降的计算
抽汽管道压降指汽轮机抽汽口压力Pj 和j级回热加热器内汽侧压力Pj'之差，即
p j p j p'j
2. 抽汽管道压降对机组热经济性的影响 抽汽压降ΔPj加大，则Pj'、tsj随之减小， 引起加热器出口水温twj降低，使整机回热 抽汽做功比Xr↓→ηi↓。
4.国外混合式加热器系统
三、表面式加热器
1.表面式加热器的结构
电厂最常用的是U形管管板式加热器。
2.表面式加热器的特点及系统连接 （1）特点 ●有端差存在，热经济性较混合式加热器差。 ●金属消耗量大，结构复杂，造价高。 ●不能除去水中的氧气和其它气体。 ●表面式加热器组成的系统简单，运行安全可靠，布置方便，系统投资 和土建费用少。 （2）系统连接
（3）外置式蒸汽冷却器两种连接方式的比较
串联方式 优点：蒸汽冷却器的进水温度高，与蒸汽换热平均温差小，冷却器内火用 损少，效益较显著； 缺点：主水流全部通过冷却器，给水系统的阻力增大，泵功消耗多。 并联方式 优点：主水流中分了一部分到冷却器，给水系统的阻力小，泵功可减小。 缺点： 进入较高压力加热器的水量减少，相应的回热抽汽量减小，回热抽汽做 功减少，热经济性稍逊于串联式; 进入冷却器的水温较低，换热温差较大，冷却器内火用损稍大。 蒸汽冷却器是提高大容量、高参数机组热经济性的有效措施。
第二节 表面式加热器及系统的热经济性
一、表面式加热器的端差
1.端差的定义
（1）上端差（出口端差） 加热器汽侧压力下的饱和温度与加热器水侧出口水温之差，即
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（2）下端差（入口端差） 加热器汽侧压力下的饱和温度与加热器水侧进口水温之差，即
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注：●若无特殊说明，端差是指 上端差。 ●加热器若有疏水冷却器， 对下端差而言，tsj 指疏水 冷却器出水温度。
3. 影响抽汽管道压降的因素及选择 抽汽压降ΔPj与蒸汽在管内的流速、局部 阻力(阀门、管道附件的数量、类型、开度)及管 道的长短有关。 ΔPj选取要通过技术经济比较而定。一般表 面加热器的抽汽管道压降ΔPj≤10％Pj，对大型 机组，可取（4％～6％） Pj。
三、 蒸汽冷却器及热经济性分析
1.蒸汽冷却器的作用 降低抽汽的过热度，减小加热器因温差换热在所引起的不可逆损失， 同时可提高加热器的出水温度，以改善回热系统的热经济性。 2. 蒸汽冷却器的类型 内置式（也称为过热蒸汽冷却段）：它实际上是在加热器内 隔离出一部分加热面积，使加热蒸汽先流经该段加热面。它 蒸汽冷却器 只提高的是本级加热器出口水温。 外置式：是一个独立的换热器，既可减小本级加热器的端差， 又可提高最终给水温度，降低机组热耗，提高热经济性。 3. 蒸汽冷却器提高热经济性原因分析 （1）火用方法（做功能力损失法） 内置式：同上面所讲的作用。 外置式：除上面作用外，还可提高锅炉给水温度，减小锅炉换热温差不 可逆损失。 另一方面，不论是哪种类型，都使蒸汽温度降低，减小了加热器内的 换热温差所造成的不可逆损失。
四、表面式加热器的疏水方式及热经济性分析
疏水：加热蒸汽进入表面式加热器放热后，冷凝而成的凝结水。 1.疏水方式
疏水收集方 式有两种
疏水逐级自流方式：利用相邻表面式加热器汽侧压差，将压 力较高的疏水自流到压力较低的加热器中，如图2-15所示。
带疏水泵的疏水系统，如图2-16所示。
一、回热加热器的分类
按照内部汽、水接触方式的不同分为：混合加热器、表面式加热器。 立式：占地面积小，便于安装和检修，为中、小机组和部分 按受热面 大机组采用
布置方式
卧式：换热效果好，热经济性高于立式。一般大容量机组采用。
二、混合式加热器
1.混合式加热器的结构
2.系统连接
3.特点
混合式可以将水加热到该级加热器蒸汽压力下所对应的饱和水温度， 充分利用了加热蒸汽的能位，热经济性较表面式加热器高。
（2）热量法 内置式：提高了该加热器的出口水温，使得该加热器的抽汽量加大， 高一级回热抽汽量减小→ Xr↑→ηi↑。 外置式：除上面作用外，还提高给水温度，使Xr进一步提高， ηi增加更
多。
4. 蒸汽冷却器的连接方式
（1）内置式蒸汽冷却器 通常水侧连接为顺序连接，如图2－12所示。 （2）并联蒸汽冷却器 蒸汽侧连接较简单，水侧的连接方式不同，主要有串联和并联。 串联指全部给水流经冷却器，如图2-14中(b)、(d)、(e)、(f)所示； 并联连接只有部分给水进入冷却器，离开冷却器的给水再与主水流混合后送往 锅炉，如图2-14中(a)和(c)所示。