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一、课程设计的目的与要求
本课程设计为自动化专业《过程参数检测及仪表》专业课的综合实践环节,研究如何提高学生对先进主流大机组热力系统的认识，主要从以下几方面展开：
1.加深学生对机组主辅机热力系统结构及其工作原理的认识;
2.培养学生对热力系统工程图纸的识图及绘制能力;
3.提高学生对热工测点位置选择及仪表选型的能力;
4.培养学生对火电厂热工检测系统整体设计的综合能力.
二、设计正文
抽汽回热系统的一二段抽汽回热
●1.抽汽回热系统的现代背景
●2.简述系统的工作原理
●3.介绍设备及参数
●4.画出热工检测图
●5.列出仪表设备清册
1.抽汽回热系统的背景
抽汽回热系统指与汽轮机回热抽汽有关的管道及设备，在蒸汽热力循环中，通常是从汽轮机数个中间级抽出一部分蒸汽，送到给水加热器中用于锅炉给水的加热（即抽汽回热系统）及各种厂用汽等。
抽汽回热系统是原则性热力系统最基本的组成部分，采用蒸汽加热锅炉给水的目的在于减少冷源损失，一定量的蒸汽作了部分功后不再至凝汽器中向空气放热，即避免了蒸汽的热量被空气带走，使蒸汽热量得到充分利用，热好率下降，同时由于利用了在汽轮机作过部分功的蒸汽加热给水，提高了给水温度，减少了锅炉受热面的传热温差，从而减少了给水加热工程中不可逆损失，在锅炉中的吸热量也相应减少提高工质在锅炉内吸热过程的平均温度。
综合以上原因说明，抽汽回热系的正常投运对提高机组的热经济性具有决定性的影响。
如今大多数机组汽轮机共设八段非调整抽汽。
第一段抽汽引自高压缸，供1号高加；
第二段抽汽引自高压缸排汽，供给2号高加、引风机汽轮机及辅汽系统的备用汽源；
第三段抽汽引自中压缸，供给3号高加；
第四段抽汽引自中压缸排汽，供给除氧器、给水泵汽轮机、引风机汽轮机、辅汽系统、工业抽汽；
第五至第八段抽汽均引自低压缸A和低压缸B，第五段抽汽供给5号低加；
第六段抽汽供6号低加；
第七段抽汽引自低压缸A的抽汽供给7A号低加，引自低压缸B的抽汽供给7B号低加；
第八段抽汽引自低压缸A的抽汽供给供给8A号，引自低压缸B的抽汽供给8B号低加。
#1、#2、#3高加水侧采用大旁路系统，#7A、#7B及#8A、#8B加热器公用一个水侧旁路。
除氧器为无头内置卧式除氧器。
各加热器汽、水侧均设有长期停机期间充氮保养装置。
除第七、八段抽汽外，各抽汽管道均装设有气动逆止阀和电动截止阀，抽汽逆止阀尽可能靠近汽轮机的抽汽口安装，以便当汽轮机跳闸时，可以降低抽汽系统能量的贮存，为防汽机超速保护。
同时抽汽逆止阀亦作为防止汽轮机进水的二级保护。
具有快关功能的电动隔离阀的安装位置靠近加热器，作为防止汽轮机进水的一级保护，另一个作用是在加热器切除时，切断加热器的汽源。
由于四抽连接到辅汽联箱、除氧器和给水泵汽轮机等，用户多且管道容积大，管道上设置两道逆止阀。
四段抽汽各用汽点的管道上亦设置了一个气动逆止阀和电动截止阀。
在#7、#8段抽汽管道上，不设逆止阀和隔离阀。
因为这两段抽汽压力较低，汽水倒流的危害性较小，且这时蒸汽已接近膨胀终了，容积流量很大，抽汽管道直径较大，阀门的尺寸大，不易制造。
而且在加热器的进汽口装有挡板，可以减少返回汽轮机的汽流带水量。
系统设置了完善的疏水系统，在抽汽系统的各级抽汽管道的逆止阀前后和电动隔离阀后，以及管道的最低点，分别设置疏水点，疏水管以保证在机组启动，停机和加热器发生故障时，系统中不积水。
各加热器正常疏水，采用逐级自流方式，高加疏水流入除氧器。
低压加热器逐级自流后，最后由8号低加流入凝汽器。
还设有危急疏水，直接流入凝汽器。
各加热器均设有运行排气和启动排气。
启动排气排向大气。
各高加运行排气以并联方式排入除氧器，除氧器及各低加运行排气以并联方式排入凝汽器。
2.简述系统的基本工作原理
如图所示，在汽轮机高中低压气缸做完功的蒸汽凝结为水进入凝汽器，然后凝结水从凝汽器出来，经过凝结水泵进入加热器进行在加热，分别通过#8#7#6#5#4#3#2#1加热器再次进入锅炉进行循环利用，而在加热器中，抽汽道在高中低压气缸之上进行开孔取气，高温的蒸汽进入加热器中对流过的凝结水进行加热，高温蒸汽遇冷凝结形成的疏水，回流于凝汽器中变为凝结水，再次进行循环，进而达到减少工质损失，减少热损失，提高经济性的目的。
这就是抽汽回热系统的大致流程与工作原理。
在这里，主要对抽汽回热系统第一，二段抽汽进行分析。
3.介绍设备与其具体参数
◆抽汽系统是引起汽轮机超速与进水的主要原因，为防止汽轮机超速和进水，抽汽管道上均设有气动止回阀和电动隔离阀。
前者作为防止汽轮机超速的一级保护，同时也作为防止汽轮机进水的辅助保护措施；
后者是作为防止汽轮机进水的隔离措施。
总而言之，气动止回阀是为了防止气压缸来的蒸汽回流，对电动隔离阀的防止汽轮机进水采取辅助措施，并有一定的调节开度作用，而电动隔离阀是防止汽轮机进水的主要装置，是控制开通与否的主开关。
位置安排上气动止回阀在前，电动隔离阀在后。
气动止回阀原理：
根据机组不同运行工况的要求，将相应开启或关闭信号输入到本系统对应的电磁阀，并使之动作，从而使各气动止回阀及高压缸排气止回阀处于机组运行工况下所要求工作状态。
当接到止回阀开启信号时，各气路上的电磁气阀通电并接通气源，压缩空气进入相应段止回阀的操纵装置气缸腔室，使止回阀处于自由状态，在正向气流作用下，止回阀开启。
当相应段加热器内水位上升到需切除抽汽的危急水位时，电磁阀失电，断开气源，气动止回阀趋于关闭切断该段抽汽，防止进水与超速。
参数如图所示。
电动隔离阀原理：
隔离阀通过电机驱动，通过提取相关特性参数，分析判断阀门当前的状态，对维修提出指导性建议，以有效减少因不必要的维护而产生设备人因风险。
◆#1#2高压加热器原理：
1、给水入口
2、入孔
3、
给水出口
4、水室分流隔板、
5、水室、
6、管板、7、蒸汽入口
8、防冲板
9、过热蒸汽冷却段、
10、凝结段
11、
管束
12、疏水冷却段
13、
正常疏水
14、支座
15、上级疏水入口
16、疏水冷却段密封件
17、管子支撑板
18、
事故疏水
1、过热蒸汽冷却段
当抽汽过热度较高时，导致回热器的换热温差加大，不可逆换热损失也随之增大，为此在高压加热器和部分低压加热器装设了过热蒸汽冷却段，只利用抽汽蒸汽的过热度，蒸汽的过热度降低后，再引至凝结段，以减小总的不可逆换热损失。
在该冷却段中，不允许加热蒸汽被冷却到饱和温度，因为达到该温度时，管外壁会形成水膜，使该加热段蒸汽的过热度被水膜吸附而消失，没有被给水利用，因此在此段的蒸汽都保留有剩余的过热度。
在该段中，被加热水的出口温度接近或略低于抽汽蒸汽压力下的饱和温度。
2、凝结段
加热蒸汽在此段中是凝结放热，其出口的凝结水温是加热蒸汽压力下的饱和温度，因此被加热水的出口温度，低于该饱和温度。
3、疏水冷却段
设置该冷却段的作用是使凝结段来的疏水进一步冷却，使进入凝结段前的被加热水温得到提高，其结果一方面使本级抽汽量有所减少，另一方面，由于流入下一级的疏水温度降低，从而降低本级疏水对下级抽汽的排挤，提高了系统的热经济性。
实现疏水冷却的基本条件是被冷却水必须浸泡在换热面中，是一种水－水热交换器，该加热段出口的疏水温度，低于加热蒸汽压力下的饱和温度,一个加热器中含有上面三部分中的两段或全部。
一般认为蒸汽的过热度超过50℃～70℃时，采用过热蒸汽冷却段比较有利，因此低压加热器采用过热蒸汽冷却段的很少。
只采用了凝结段和疏水冷却段的加热器，其端差较大。
高压加热器的具体型号和参数如下
项目
单位
#1高加
#2高加
#3高加
型式
卧式、U形管式
有效表面积
m2
2100
2300
1700
加热器
壳侧
设计压力
MPa
9.2
6
2.8
工作压力
7.935
5.25
2.509
设计温度
℃
445/310
380/280
520/235
工作温度
417.5/292.3
357.9/265.2
498.1/222.5
安全阀开启压力
8.9
5.8
2.7
管侧
38
330
300
255
294
265.2
222.5
36.8
给水端差
-1.7
疏水端差
5.6
注：
传热端差，上端差：
是指加热器抽汽压力下的饱和温度与加热器出水温度之差疏水端差下：
指加热器的疏水温度与加热器进水温度之差
4.画出热工检测图
5.设备清单
编号
用途
名称
型号
型式规范
安装地点
备注
10LBQ10CP201
一段抽汽压力
智能压力变送器
0-10MPa,4-20ma两线制,带液晶显示屏,精度小于或等于0.075%
就地
10LBQ10CP101
弹簧管压力表
Y-150
0-16MPa,1.6级
10LBQ10CT201
一段抽汽温度
双支热电偶
WRN2-630
∮6,L=10000mm,K分度,铠装热电偶
汽轮机厂供
10LBQ11CT201
一段抽汽管上汽温度
热电偶
K分度,L*l=300mm*50mm,抽芯式,管座高度50mm
续表10LBQ11CT202
一段抽汽管下汽温度
10LBQ12CT201
一段抽汽止回阀前疏水管壁温度
表面式热电偶
K分度,∮6,L=500mm,带接触块
10LBQ13CT201
一段抽汽止回阀后疏水管壁温度
10LBQ14CT201
一段抽汽电动门后疏水管壁温度
10LBQ15CP101
1号高加入口蒸汽压力
0-16MPa,D150-1.0
高压加热器厂供
10LBQ15CT101
1号高加入口蒸汽温度
双金属温度计
0-600度,L=200mm,150-1.0
10LBQ20CP201
二段抽汽压力
10LBQ20CP101
10LBQ20CT201
二段抽汽温度
K分度,L*l=400mm*150mm,抽芯式,管座高度50mm
10LBQ21CT201
二段抽汽管上汽温度
10LBQ21CT202
二段抽汽管下汽温度
10LBQ22CT201
二段抽汽止回阀前疏水管壁温度
10LBQ23CT201
二段抽汽止回阀后疏水管壁温度
10LBQ24CT201
二段抽汽电动门后疏水管壁温度
10LBQ25CP101
2号高加入口蒸汽压力
0-10MPa,D150-1.0
10LBQ25CT101
2号高加入口蒸汽温度
0-600度,L=250mm,150-1.0
三、课程设计总结或结论：
一周的课程设计结束了，我和同学们一起度过了这段忙碌而充实的时光。
这次的课程设计深刻的反映出实践是检验真理的唯一标准这句话的真谛。
课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程。
“千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义。
我今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础。
在这次设计过程中，体现出了自己设计开发系统的能力以及综合运用知识的能力，体会了学以致用、突出自己劳动成果的喜悦心情，从中发现自己平时学习的不足和薄弱环节，从而加以弥补。
在今后的学习中，我们应该发现自己的不足然后虚心学习，更加完善自己，为今后步入社会参加工作打下足够的基础。
四、参考文献
（1）苏杰,杨婷婷,常太华----《热工检测系统设计》----中国电力出版社
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