05汽轮机抽汽系统详解.docx

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05汽轮机抽汽系统详解

汽机培训教材

第1章汽轮机抽汽回热系统

1.1.概述

在蒸汽热力循环中，通常要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）以及用于各种厂用汽如给水泵汽轮机用汽等。

抽汽回热系统是原则性热力系统最基本的组成部分，采用抽汽加热锅炉给水的目的在于减少冷源损失，即避免了蒸汽的热量被循环冷却水带走，使蒸汽热量得到充分利用，热耗率下降；同时提高了给水温度，减少了锅炉受热面的传热温差，从而减少了给水加热过程的不可逆损失。

综合以上原因，抽汽回热系统提高了循环热效率，因此抽汽回热系统的正常投运对提高机组的热经济性具有决定性的影响。

理论上抽汽回热的级数越多，汽轮机的热循环过程就越接近卡诺循环，汽热循环效率就越高。

但回热抽汽的级数受投资和场地的制约，不可能设置的很多，而随着级数的增加，热效率的相对增长随之减少，相对得益不多，因此，600MW机组的加热级数一般为7～8级。

给水回热总加热量在各级中的分配是在一定的给水温度和一定级数的条件下，使循环热效率最高为原则，由此对应的各级抽汽回热参数，即为最有利分配的参数，抽汽参数的安排应当是：

高品味（高焓、低熵）处的蒸汽少抽，而低品味（低焓、高熵）处的蒸汽则尽可能多抽。

确定了分配方式，也就确定了汽轮机的抽汽点，通常，用于高压加热器和除氧器的抽汽由高、中压缸或它们的排汽管引出，而用于低压加热器的抽汽由低压缸引出。

对于加热器的性能要求，可归结为尽可能地缩小进入加热器的蒸汽饱和温度与加热器出口给水（凝结水）温度之间的差值，我们称之为给水（凝结水）端差，为实现这一目的，目前主要通过两种途径。

一种途径是采用混合式加热器，从汽轮机抽来的蒸汽在加热器内和进入加热器的给水（凝结水）直接混合，蒸汽凝结成水，其汽化潜热释放到水中，压力温度相同，端差为0，但这种方式需设置水泵为给水（凝结水）提供压力，使其与相应段的抽汽压力一致，这就会消耗一定的能源，除氧器即是一种混合式加热器。

另一种途径是采用表面式加热器，在结构上采取必要措施，尽量提高加热器的效果。

抽汽回热系统是原则性热力系统最基本的组成部分，我公司的原则性热力系统主要由下列各局部热力系统组成：

连接锅炉、汽轮机的主、再热蒸汽管道；抽汽回热系统；主凝结水系统；除氧器和给水泵的连接系统；补充水系统等。

对抽汽回热系统而言，习惯上，以除氧器为分界，把除氧器范围内的输入输出系统称为除氧器系统；除氧器以后，至进入锅炉省煤器的给水加热系统称为高压回热加热系统；凝汽器输出至除氧器的凝结水系统，称为低压回热加热系统。

我公司原则性热力系统图见图5－1

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1.2.抽汽系统组成

汽轮机共设八段非调整抽汽，第一段抽汽引自高压缸，在全机第6级后，供#1高加；第二段抽汽引自高压缸排汽，即全机第8级后，供给#2高加、给水泵汽轮机及辅汽系统的备用汽源，第三段抽汽引自中压缸，在全机第11级后，供给#3高加；第四段抽汽引自中压

缸排汽，在全机第14级后，供给除氧器、给水泵汽轮机、辅汽系统；第五至第八段抽汽均引自低压缸A和低压缸B，第五段抽汽引自全机第16级后，供给#5号低加；第六段抽汽引自全机第17级后，供给#6低加；第七段抽汽引自全机第18级后，引自低压缸A的抽汽供给#7A低加，引自低压缸B的抽汽供给#7B低加；第八段抽汽引自全机第19级后，引自低压缸A的抽汽供给供给#8A，引自低压缸B的抽汽供给#8B低加。

表5－1不同工况下各级抽汽参数

抽汽级数

项目

VWO

TMCR

TRL

THA

30%THA

（定压）

50%THA

（定压）

75%THA

（定压）

第一级

流量kg/h

138380

128369

132685

116081

22710

39725

72215

（至#1高加）

压力MPa

7.473

7.129

7.090

6.689

2.158

3.290

4.926

温度℃

359.6

354.1

353.5

347.1

280.7

293.2

320.6

第二级

流量kg/h

172883

162364

167650

149044

34685

57242

98173

（至#2高加）

压力MPa

5.023

4.807

4.767

4.527

1.485

2.283

3.378

温度℃

307.0

302.5

301.6

296.6

237.9

250.3

274.0

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抽汽级数

项目

VWO

TMCR

TRL

THA

30%THA

（定压）

50%THA

（定压）

75%THA

（定压）

第三级

流量kg/h

78873

74170

77467

68235

10178

25664

45438

（至#3高加）

压力MPa

2.422

2.312

2.289

2.186

0.717

1.112

1.639

温度℃

468.6

469.1

468.3

469.4

438.0

471.8

470.6

第四级

流量kg/h

99324

93844

96377

86791

20835

35866

59442

（至除氧器）

压力MPa

1.219

1.168

1.138

1.102

0.330

0.559

0.928

温度℃

367.6

368.1

365.8

368.7

330.0

371.3

370.5

第四级

流量kg/h

104307

99773

114454

93694

83254

57240

71781

（至给水泵汽轮机）

压力MPa

1.219

1.168

1.138

1.102

0.330

0.559

0.928

温度℃

367.6

368.1

365.8

368.7

330.0

371.3

370.5

第四级

流量kg/h

50000

（至厂用汽）

压力MPa

温度℃

第五级

流量kg/h

53449

50587

51903

46919

12549

20206

32629

（至#5低加）

压力MPa

0.424

0.406

0.395

0.384

0.115

0.196

0.289

温度℃

236.3

236.8

234.6

237.4

206.2

240.5

239.4

第六级

流量kg/h

52690

49973

51118

46548

12860

21033

33028

（至#6低加）

压力MPa

0.230

0.220

0.214

0.208

0.063

0.107

0.157

温度℃

170.8

171.2

169.1

171.7

144.1

174.5

173.5

第七级

流量kg/h

59082

5596.3

55413

51959

13906

22374

36223

（至#7低加）

压力MPa

0.114

0.109

0.106

0.103

0.031

0.052

0.077

温度℃

105.2

105.4

103.7

105.8

81.7

106.4

106.6

第八级

流量kg/h

83184

77701

44590

70775

6563

22034

44342

（至#8低加）

压力MPa

0.045

0.043

0.043

0.040

0.013

0.021

0.031

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抽汽级数

项目

VWO

TMCR

TRL

THA

30%THA

（定压）

50%THA

（定压）

75%THA

（定压）

温度℃

78.5

77.5

77.6

76.2

51.1

61.4

69.8

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C

版

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，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。

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。

抽汽在表面式加热器中放热后的疏水，采用逐级自流方式。

#1高加疏水借压力差自流入#2高加，#2高加的疏水自流入#3高加，#3高加的疏水流向除氧器。

低压加热器逐级自流后，最后由#8低加流向凝汽器。

由于各级加热器均设有疏水冷却段，可将抽汽的凝结水在疏水冷却段内进一步冷却，使疏水的温度低于其饱和温度，防止疏水的汽化对下级加热器抽汽的排挤。

为防止因加热器故障或失效引起事故扩大，每一加热器均设有保护系统，其基本任务是防止因加热器原因引起的汽轮机进水、加热器爆破和锅炉断水事故。

具有异常水位保护、超压保护和给水旁路联动操作的功能。

加热器的保护装置一般有如下几个：

水位计，事故疏水门，给水自动旁路，抽汽电动截止门、抽汽逆止门联动关闭装置，汽侧及水侧安全门等。

对于#7、#8低加，蒸汽入口处设置防闪蒸的挡板。

此外，轴封漏汽、门杆漏汽进入轴封冷却器，其疏水排入凝汽器。

1.2.1.高压加热器

为了减小端差，提高表面式加热器的热经济性，现代大型机组的高压加热器和少量低压加热器采用了联合式表面加热器。

该加热器由三部分组成：

（1）过热蒸汽冷却段只利用加热蒸汽的过热度，在该加热器中，不允许加热蒸汽

被冷却到饱和温度，因为达到该温度时，管外壁回形成水膜，使加热器的过热度被水膜吸附而消失，能位得不到利用，在此段的蒸汽都保留有剩余的过热度，被加热水的出口温度接近或略低于加热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器的作用，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，由于流入下一级得疏水温度降低，从而降低本级疏水对下降抽汽的排挤，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受热面中，是一种水－水热交换器，该段加热器出口的疏水温度，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，只有后两段的加热器，其端差则较大。

我公司选用上海动力设备有限公司提供的JG-2490-1-3、JG-2460-1-2和JG-1520-1-1型

高压加热器。

为卧式表面凝结、U型换热器，采用三台高压加热器大旁路配置。

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高压