汽轮发电机的热力系统Word下载.docx
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水在电厂中是超级宝贵的，热力系统中的蒸汽不能排放，要将蒸汽冷却成水
进行回收。
蒸汽变水进程要释放出汽化热，那个热量专门大，但不能利用。
那个损失使热力系统的热效率仅能达到30～40％。
为了提高热力系统的热效率，除一样采纳保温减少锅炉、管道、机械的散热损失外，还将做过功的蒸汽加热给水使给水接近饱和温度，减少在锅炉内将水加热到饱和温度的热量。
那个方式叫回热循环。
60万汽轮发电机的回热循环，采纳中间再热，八段回热抽汽的方法，提高热效率。
锅炉送出的主蒸汽：
压力＝大气压、（为了好记下面按1:
10计算）温度538℃、流量1742t/h、热焓大卡/Kg。
因为受钢材热状态强度的限制，主汽温度不能高，因此热焓不能多。
主汽通太高压缸做功后：
压力45大气压、温度296.2℃、流量t/h、热焓大卡/Kg。
压力45大气压时的饱和温度为257.6℃、热焓668大卡/Kg。
因此高压缸排气已接近饱和温度，不能再继续做功。
需要到锅炉再进行加热，提高温度和热焓，称为再热循环。
去锅炉的叫再热冷段，锅炉出来叫再热热段。
再热热段蒸汽：
压力大气压、温度566℃、流量t/h、热焓859大卡/Kg。
温度升高270℃、热焓升高159大卡/Kg。
提高了可用热焓量。
汽轮机的八段抽汽：
一段抽汽：
压力大气压、温度347.7℃、流量t/h、热焓721大卡/Kg。
由汽轮机高压缸6级叶轮后抽出。
二段抽汽：
即再热冷段，由汽轮机高压缸最后的第8级叶轮排出。
三段抽汽：
压力大气压、温度458.7℃、流量t/h、热焓812大卡/Kg。
由汽轮机第11级（中压缸第三级）抽出。
四段抽汽：
压力大气压、温度367.3℃、流量182t/h、热焓763大卡/Kg。
由汽轮机第14级（中压缸最后的第六级）抽出。
五段抽汽：
压力大气压、温度234.8℃、流量t/h、热焓701大卡/Kg。
由汽轮机第16级（低压缸第2级）抽出。
六段抽汽：
压力2大气压、温度169.2℃、流量t/h、热焓671大卡/Kg。
由汽轮机第17级（低压缸第3级）抽出。
七段抽汽：
压力1大气压、温度104℃、流量45t/h、热焓641大卡/Kg。
由汽轮机第18级（低压缸第4级）抽出。
饱和温度99.1℃。
八段抽汽：
压力大气压、温度79℃、流量77t/h、热焓612大卡/Kg。
由汽轮机第19级（低压缸第5级）抽出。
饱和温度78.15℃。
汽轮机最后一级（21级）排气：
压力大气压、温度32.5℃、流量994t/h、热焓610大卡/Kg。
饱和温度32.6℃。
汽轮机的排气引到凝汽器冷却成水，热量由循环水带走。
蒸汽流量为：
汽轮机排气994t/h＋小汽轮机排气94t/h=1088t/h。
凝结水量为：
凝汽器冷凝水1088t/h+加热器疏水216t/h+轴封加热器疏水2t/h=1306t/h由凝结水泵升压排出。
泵出口温度34.6℃。
凝结水通过轴封加热器将流量2t/h、温度98.2℃、热焓691大卡/Kg的轴封漏汽冷凝成水。
凝结水的温度升高为35.5℃。
凝结水通过一号低压加热器，将八段抽汽的蒸汽冷却成水，将凝结水升温为74.9℃。
凝结水取得热焓：
1306×
（－）＝千大卡。
凝结水通过二号低压加热器，将七段抽汽的蒸汽冷却成水，将凝结水升温为95.6℃。
凝结水通过三号低压加热器，将六段抽汽的蒸汽冷却成水，将凝结水升温为115.9℃。
凝结水通过四号低压加热器，将五段抽汽的蒸汽冷却成水，将凝结水升温为136.2℃。
凝结水通过除氧器，将四段抽汽的蒸汽与凝结水混合加热，将凝结水升温为181.3℃。
除氧器内由凝结水注入1306t/h＋高压加热器疏水337t/h＋轴封高压漏汽11t/h＋除氧器加热蒸汽88t/=1742t/h。
经给水泵升压后：
压力300大气压、温度187.3℃、热焓大卡/Kg。
给水经三号高压加热器，将三段抽汽的蒸汽凝结成水，给水升温为215℃。
给水取得热焓：
1742×
（215－）＝千大卡。
给水经二号高压加热器，将二段抽汽的蒸汽凝结成水，给水升温为255.8℃。
（－215）＝千大卡。
给水经一号高压加热器，将一段抽汽的蒸汽凝结成水，给水升温为282.8℃。
（－）＝47034千大卡。
进入锅炉的给水：
压力300大气压、温度282.8℃、流量1742t/h、热焓297大卡/Kg。
进入锅炉的给水温度282.8℃，与锅炉内水的饱和温度374.2℃相差仅12.6℃差值很小。
热力系统的估算：
锅炉输出的热量1742×
＋再热热量×
159＝1603991千大卡。
带入锅炉的热量：
给水1742×
（－22）＝454313千大卡。
小汽轮机耗用蒸汽94×
763＝71722千大卡。
汽轮机每KW耗热量：
（1603991－454313－71722）×
1000/600000＝1797大卡。
以上是简单估算，厂家计算为1800大卡/KW。
热力系统的效率：
（1603991－454313－71722）/1603991＝％
锅炉内水汽受热情形
给水进入锅炉省煤器的190排Φ51×
6的管路。
设计进入温度371℃，出口温度400℃。
省煤器受热面积19178平米、压力降大气压、水容积174立米。
给水进锅炉的实际温度282℃，经省煤器后升温到318℃（省煤器出口烟温340～390℃），给水经省煤器再到锅炉下部螺旋水冷壁，进入436根Φ38×
的管路在炉膛内螺旋上升到标高43.6米，由中间联箱变成1312根Φ×
的垂直水冷壁管到顶部联箱，再经联络管到折焰角384根Φ×
6管，和侧墙78根Φ×
管进入汽水分离器。
水冷壁受热面积4260平米，水容积67立米。
水温度417.5℃。
锅炉在超临界状态运行时，由于水、汽比容相同，没有汽水分离现象，现在水温417.5℃（炉膛烟温1400℃），水温超过临界温度即为蒸汽。
蒸汽由汽水分离器出来进入顶棚过热器192根Φ×
管，到烟道前包墙位置时分为两路。
一路下行进烟道前包墙Φ57×
管，另一路至烟道后包墙Φ×
6管。
两路管全聚集到下部环形联箱至烟道双侧包墙Φ×
6管上升到上联箱。
双侧包墙的蒸汽由连接管接至中距离墙Φ×
管，至下联箱由连接管到一级过热器。
顶棚和包墙过热器受热面积2213平米。
一级过热器的一、二段由190片每片4根Φ57×
8管绕成，三段为95片，每片8根Φ51×
管绕成。
一级过热器受热面积15095平米。
蒸汽流速555Kg/㎡s。
一级过热器出口温度447℃（一级过热器出口烟温482℃），蒸汽经一级减温器为442.5℃。
进入屏式过热器。
屏式过热器为30片组成，每片由28根Φ38×
7管弯成。
屏式过热器受热面积2317平米，蒸汽流速1910Kg/㎡s。
屏式过热器出口温度513℃（屏式过热器出口烟温1098℃）。
经二级减温水至499.6℃，进末级过热器。
末级过热器有30片组成，每片由20根Φ×
6管绕成，末级过热器受热面积2390平米，蒸汽流速1410Kg/㎡s。
出口为锅炉主蒸汽出口。
压力254大气压、温度543℃、流量1742t/h。
（末级过热器出口烟温1007℃）。
过热器设计压力293大气压，工作压力268大气压。
总面积22021平米。
过热器容量213立米。
压力降大气压。
汽轮机高压缸排出的蒸汽，经再热冷段管路进入锅炉低温再热器。
压力45大气压、温度296.2℃、流量1426t/h、热焓大卡/Kg。
低温再热器由三段水平管，一段立式管组成。
一、二段水平管为190片组成，每片由5根×
管绕成，三段每片由5根57×
立式管组共95片，每片由10根管组成。
低温再热器受热面积18783平米。
低温再热器入口烟温787℃，出口烟温361℃。
高温再热器布置在水平烟道内共95片组成，每片由10根57×
设计压力，工作压力：
入口。
出口。
高温再热器受热面积7816平米。
出口温度569℃。
高温再热器入口烟温1007℃。
蒸汽经锅炉再热后：
4、锅炉运行的一样原那么
蒸汽与给水
4.1.1给水操纵
调剂给水流量是为了知足产汽量和蒸汽温度操纵的要求。
在启动和低于本生负荷（35%BMCR）运行时，省煤器和水冷壁必需维持35%BMCR的最小流通量，以保证水冷壁管在任何时候都有足够的冷却。
为了达到这一点，由循环泵将水泵入省煤器入口、水冷壁、折焰角回路、分离器、贮水箱后返回循环泵入口。
在开始蒸发时，通过增加给水量和减少循环流量来维持水冷壁35%BMCR的流量。
水冷壁流量低于某个限定值并延迟一时刻距离将发生MFT。
4.1.2给水泵操纵
锅炉给水系统配置了一台35%容量的电动泵和两台50%容量的汽动泵。
第一用电动给水泵进行锅炉启动，用给水操纵台中的启动操纵阀调整给水流量。
一旦该阀开启约75%，给水操纵台中的主管路隔离阀缓慢开启并切换到单独由给水泵转速操纵。
当主隔离阀完全开启时，启动操纵阀缓慢关闭。
MFT时给水操纵阀和隔离阀关闭，汽动给水泵甩负荷，运行人员启动电动给水泵，必要时能够打开启动操纵阀。
两台汽动泵运行时，一台泵甩负荷，备用泵自动启动,负荷降低至80%。
4.1.3循环泵流量操纵和贮水箱水位
启动和升负荷期间
贮水箱水位与循环泵流量特性参见图4-1。
在稳固状态下，贮水箱的水位是由循环流率确信的，循环流率是锅炉负荷的函数。
在稳固状态下，循环流量是本生流量与给水泵流量之间的差值。
图4-1循环泵流量操纵
在启动燃烧器点火前，循环流率基于初始水位，随后泵的流量将遵循水位与流量的曲线。
给水流量补充本生流量的缺口。
在蒸发开始前，系统中没有水的损失，水位将升高直到循环泵的循环水量与本生流量相等。
油燃烧器点火以后，给水流量为3%BMCR的最小流量，贮水箱水位由于汽水膨胀将升高到6700mm以上，溢流阀开启并按图4-2操作，维持水位在规定的范围内。
当蒸发开始后，水冷壁中的汽水混合物在分离器中分离，饱和蒸汽进入过热器，饱和水返回到贮水箱。
由于产生蒸汽，贮水箱水位下降，循环流量减少，增加给水流量去维持进入水冷壁的本生流量。
当负荷增加到本生负荷时，贮水箱水位降到最低，循环泵操纵阀关闭，当循环流量降低到约20%泵的设计流量时，最小流量阀开启，泵在最小流量下运行。
随后锅炉完全在纯直流状态下运行，给水流量与蒸汽流量相匹配，见表4-1。
表4-1循环流量与给水流量关系
分离器的蒸发量％
循环流量％
给水流量％
省煤器流量
循环流量＋给水流量
35
3
38
10
25
20
15
30
5
40
60
80
100
循环泵在45%BMCR负荷下自动停运或在贮水箱低水位下跳闸，贮水箱水位由水位操纵切换到限制流量模式下运行。
图4-2溢流操纵阀运行操纵
降负荷期间
在超临界压力范围内运行期间（负荷约在75％THA以上）贮水箱中没有可见水位。
当压力降至临界压力以下时，贮水箱中将有一个清楚的水位。
由于从泵和溢流阀暖管管路流入的水可能使水位很高，现在在限制流量操纵下,正常水位操纵被闭锁，因为不闭锁可能致使突然的或没必要要的排水。
在降负荷的时候，循环泵在约40%BMCR负荷下自动启动。
现在水位可能是高的，或在最低水位以上泵的操纵范围内，现在要求循环泵的流量与水位相关，而锅炉仍以直流方式运行时不要求泵有流量。
因此，在这种情形下循环阀维持关闭，泵仅仅在最小流量下运行。
当负荷降低到38％BMCR负荷以下，循环阀开启。
适量的循环流量引发给水流量下降。
当分离器仍在过热蒸汽参数下运行时将致使贮水箱内水位下降。
在负荷降低到本生负荷以下时，水冷壁出口将是湿蒸汽状态。
分离下来的水返回贮水箱，流量等于本生流量与锅炉蒸汽量之差。
但是，贮水箱仍有纯水损失，因为限制流量老是要求循环流量超过进入贮水箱的水流量3％。
当水位降到某一点时，限制流量将等于依照图4-1水位产生的流量。
在这点上，一个信号选择器将水位操纵切换到正常运行，亦即循环流量仅基于贮水箱水位。
4.1.4贮水箱溢流阀
在启动升压和低负荷运行期间，由于水的膨胀水位会升高到超出泵操纵范围之外，开启小溢流阀及其隔离阀以降低水位。
如水位继续升高，还将开启大溢流阀及其隔离阀。
大小溢流阀操纵范围之间有一个重叠。
大小溢流阀的运行条件和操纵范围见图4-3。
启动期间，膨胀将使水位升高到6400mm以上，在现在期循环流量将是最大（35％BMCR）。
在水位达到6700mm之前，除泵维持循环之外没有其它方法去避免水位升高。
在6700mm和7650mm之间，小溢流阀慢慢开启，在7450mm和8160mm之间大溢流阀开启。
8900水位测量-蒸汽侧（8900mm）
剩余（740mm）
8160
大溢流阀操纵范围（7450～8160mm）
7650
7450重叠（7450～7650mm）
小溢流阀操纵范围（6700～7650mm）
6700
6400自由段（300mm）
泵操纵范围（2350～6400mm）
2350最低水位（2350mm）
水位测量（0mm）
图4-3贮水箱水位操纵范围
溢流阀的特性在整个开度范围内是非线性的，在阀门中间开度下，流量成比例增加。
随着开度的增大，流量的增加相对较小，相类似的，在小的开度下流量的增加相应也是小的。
两个阀开度的重叠致使流量相关于水位的转变更线性化，见图4-4。
图4-4冷态启动通过小溢流阀和大溢流阀的流量曲线
曲线的斜率取决于实际阀的特性。
上述曲线仅对冷态启动是正确的。
关于温态、热态和极热态启动，膨胀引发的水损失减少。
关于热态启动，由于启动压力增高，相应付于给定的阀开度通流量也相应增加，结果关于热态启动仅需利用小溢流阀。
关于极热态启动，主汽压力大约在14MPa。
假设大、小溢流阀一路打开，总的通流量专门大，以致使贮水箱排空，疏水箱超负荷。
为了避免发生这种情形，大溢流阀将在约5MPa时联锁强迫关闭。
相类似，小溢流阀约在20MPa下，联锁强迫关闭。
这些压力值需要在实际调试时确认。
4.1.5省煤器汽化操纵
为了避免在冷态启动或炉膛吹扫期间省煤器汽化，始终应维持有3%BMCR的最小给水流量供给锅炉，直到蒸发量超过该值，水经溢流阀排出。
4.1.6省煤器排气
省煤器电动排气阀用于从省煤器悬挂出口集箱向一台分离器的排气，以保证在锅炉点火前排出省煤器产生的蒸汽，使进入炉膛水冷壁回路的水中不带汽。
因此任意一台燃烧器点火时，不论选择自动/手动，排气阀应维持关闭，无燃烧器点火时自动开启。
4.1.7贮水箱过冷管道
为保证循环泵在所有运行条件下老是有足够的净正吸入压头（NPSH）裕量，设置了一条从省煤器入口到贮水箱泵吸入口的过冷管路。
过冷管的隔离阀只能开/关，管路的容量为3%BMCR。
在管道上有一块流量孔板，在调试期间测量流量。
在泵的吸入口管路上有温度测点，若是贮水箱在运行压力下的饱和温度与泵吸入管中的水温相差小于20℃，过冷管隔离阀打开，温差大于30℃时该阀关闭。
4.1.8贮水箱溢流阀和循环泵暖管管路
一根小口径连接管从省煤器公共下降管接到贮水箱大小溢流阀入口处以维持疏水管路（和管路上的疏水阀）在任何时候都温热，以幸免热冲击。
水返回贮水箱，随后蒸发。
一根小口径连接管从省煤器公共下降管出来接到循环泵至省煤器入口的排水管上，以使循环泵停运期间进行暖泵。
当泵停运时，一股水流逆向流入泵的排水管，并通过泵的叶轮排入贮水箱，随后蒸发。
4.1.9循环泵最小流量
有一根通往贮水箱的最小流量管以爱惜循环泵，当泵的流量低于37.7Kg/s且泵仍在运行时最小流量阀开启。
当泵的流量超过57kg/s时关闭。
泵停运时也关闭。
4.1.10循环水隔离阀
循环泵在隔离阀和调剂阀关闭状态下启动，隔离阀至少在泵启动5秒钟后开启，然后调剂阀开始开启，并按要求进行操纵。
循环泵调剂阀和隔离阀在泵停运后自动关闭。
过热汽温操纵
过热蒸汽温度是由煤/水比和两级喷水减温来操纵。
喷水取自高加出口，每级减温器喷水量为该负荷下的3%主蒸汽流量。
系统在35%～100%BMCR负荷范围内维持出口汽温在
℃。
在20%BMCR负荷以下不许诺投一级喷水。
在10%BMCR负荷以下不投二级喷水。
操纵系统应能保证在这些负荷之下或MFT以后闭锁喷水。
若是喷水调剂阀关闭超过10秒以后且过热汽温低于操纵的目标值，那么每一个隔离阀自动关闭。
假设隔离阀关闭那么减温水操纵阀自动关闭。
推荐在失去操纵信号和电源时喷水阀固定不动。
再热汽温操纵
滑压运行时，在50％～100％BMCR负荷之间，再热器出口蒸汽温度操纵在
正常运行期间，再热蒸汽温度由布置在尾部烟道中的烟气挡板操纵。
两个烟道的挡板以相反的方向动作。
烟气挡板的连杆有一个执行器，可调剂满行程限制值，使之在关闭位置下至少有10％的烟气量通过。
再热汽温偏低时，再热器烟道挡板向全开位置调整，以减小再热器烟道阻力，增加通过再热器烟道烟气量，提高再热汽温。
在负荷低于约85%时再热器挡板全开。
过热器烟道挡板向关闭位置调整可增大过热器烟道阻力，如此将增加通过再热器对流受热面的烟气量以提高再热器出口汽温。
当再热汽温升高时过热器烟道挡板将开启。
在过热器烟道挡板开度低于72％时，再热器烟道挡板维持在原先位置。
当过热器烟道挡板开度超过72％时，两套挡板将同时操作。
若是再热器汽温继续升高，那么过热器烟道挡板完全开启，再热器挡板向关闭方向动作。
这将减少再热器烟道的烟气量，使再热器温升减小。
过热器烟道挡板在再热器烟道挡板开度超过72％之前在原位置不动。
预期的挡板位置与锅炉负荷的关系参见图4-5。
图4-5挡板位置与锅炉负荷的关系
推荐在分隔烟道挡板失去操纵信号或电源时固定不动。
烟气挡板系统的响应有必然的滞后性，在瞬变状态或需要时，能够投喷水减温。
减温器布置在冷再管道上。
若是再热器烟道挡板完全关闭而且再热出口汽温继续升高（例如在扰动运行状态下），那么在额定目标值以上5℃时减温器截止阀将自动开启，且减温器用于操纵末级再热器出口汽温。
喷水水源取自给水泵的中间抽头。
减温器的隔离阀在负荷低于50％BMCR（271kg/s）时，在任何情形下都不该利用。
锅炉排气和疏水
锅炉在启动和停炉时必需进行排气和疏水。
过热器疏水是为了：
A）保证锅炉启动前和启动进程中包墙环形集箱和一级过热器入口集箱任何时候都没有凝结水。
避免在管内形成水塞致使管子损坏。
B）在汽机冲转之前，锅炉中产生的蒸汽保证启动时充分冷却过热器。
屏过和末过共用一根总管疏水,疏水容量在额定压力和温度下为％BMCR，由总管上的节流孔板限制。
包墙环形联箱疏水阀容量经节流孔板限定,在额定蒸汽温度和压力下为％BMCR。
一级过热器入口集箱/分隔屏出口集箱疏水阀容量经节流孔板限定，在额定蒸汽温度和压力下为％BMCR。
金属温度监测
在锅炉蒸发和蒸汽系统的关键部位布置了金属温度热电偶，这是为了：
1）监测炉膛螺旋管圈和垂直管圈水冷壁管出口温度
2）监测启动和正常运行期间过热器和再热器系统的温度
3）监测贮水容器温度的转变率
在同步以后，锅炉最大升压速度由操纵系统限制在min。
升负荷应受到规定的升压率的限制，若是速度超过20%将报警。
启动期间贮水容器的温度转变率通过容器壁金属温度监测，内外壁温差限制在25℃/min，内壁温度的转变率限制在5℃/min，超过那个转变率将报警。
若是螺旋管圈水冷壁管出口管壁温度超过410℃，垂直管圈水冷壁管出口管壁温度超过430℃将报警。
在冷态启动期间，饱和温度转变率在低于100℃时不超过1.1℃/min，汽轮机冲转前（300℃）不超过1.5℃/min。
循环泵厂家应确认限制循环泵壳体温度转变率的要求。
图4-6燃烧器布置图
燃烧操纵
三井巴布科克开发的低NOX轴流式燃烧器（LNASB）作为一种经济有效的手腕来知足现有的及以后日趋严格的降低NOX排放的要求。
设计煤粉燃烧器共32只，分四层前后墙对冲布置，见图4-6。
每台磨煤机对应前后墙一层八只燃烧器。
制粉系统为四台双进双出钢球磨正压直吹系统，煤粉细度为200目筛通过量75%。
4.6.1燃烧操纵
燃烧操纵系统调剂锅炉燃料和燃烧空气的总供给，在特定的范围内维持燃料的燃烧。
4台磨煤机运行带100％BMCR负荷，3台磨煤机运行带100％BRL负荷。
4.6.2中心风的调整
中心风由二次风道提供并从每一个二次风挡板前引出。
中心风引入每台燃烧器的中心风管以避免热烟气回流，并为油燃烧器提供必然比例的燃烧空气。
为了在所有负荷状态下准确地提供中心风量，挡板位置在试运期间依照负荷和风压来设定。
4.6.3二次风和过燃风操
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