热力发电厂第八章全面性热力系统汇编

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1、热力发电厂 第八章 发电厂全面性热力系统 热力发电厂 内容提要 第一节 主蒸汽管道系统 第二节 再热式机组的旁路系统 第三节 回热抽汽及其疏水管道系统 第四节 主凝结水管道系统和设备 第五节 除氧器的全面性热力系统 第六节 给水管道系统 第七节 发电厂的疏放水系统 第八节 发电厂的其它辅助热力系统 热力发电厂 发电厂全面性热力系统 一、发电厂全面性热力系统及组成 描述：发电厂的全面性热力系统是以规定的符号表明全厂 主辅热力设备，包括运行的和备用的，以及按照电能生产过 程连接这些热力设备的汽水管道和附件整体系统图。 特点：为适应启动、低负荷运行、变工况、正常运行、事 故或停止运行时各种运行方式变

2、化的需要，装置了各种不同 作用的备用设备、备用管路、操作部件和安全保护部件。全 面性热力系统图是按发电厂设备的实际数量绘制的。 要求：全面性热力系统要符合安全可靠、简单明显、便 于运行操作、维护方便、留有扩建余地、投资运行费用低、 技术经济上合理的原则。 热力发电厂 1、全面性热力系统标明一切必需的连接管路和管路上的 一切附件，因而反映了全厂热力设备的配置情况和各种运行 工况的切换方式，是发电厂运行操作的依据。 2、发电厂全面性热力系统简单或复杂，对设计而言， 直接影响到投资的多少和钢材的耗用量；对施工而言，直接 影响到施工工作量的大小和施工期限的长短；对运行而言， 直接影响到运行调度的灵活性

3、、可靠性和经济性，工质损失 的多少和散热损失的大小；对检修而言，直接影响到各种切 换的可能性及备用设备投入的可能性。 3、在发电厂设计时，可以根据拟定的全面性热力系统 图,编制全厂汽水设备总表，计算管子的直径和壁厚，提出 管制件的定货清单。 二、全面性热力系统的用途 热力发电厂 一、范围 锅炉供给汽轮机蒸汽的管道，蒸汽管间的连通母管，通往 用新汽设备的蒸汽支管等称为主蒸汽管道系统。如果是再热 式机组，还有汽轮机高压缸排汽口至再热器入口的再热冷段 管道，再热器出口至汽轮机中压缸入口的再热热段管道。 二、特点 输送工质流量大，参数高，用的金属材料质量高，对发电 厂运行的安全性、可靠性、经济性影响大

4、。 第一节 主蒸汽管道系统 三、基本要求 系统简单，工作安全可靠；运行调度灵活，能进行各种切 换，便于维修、安装和扩建；投资费用少，运行费用低。 热力发电厂 主蒸汽系统统的型式 n单单母管制系统统（集中母管制系统统） n切换换母管制系统统 n单单元制系统统 热力发电厂 单元制主蒸汽管道系统是指一台锅炉配一台 汽轮机的管道系统(包括再热蒸汽管道)，组成 独立单元，各单元间无横向联系，用汽设备的 蒸汽支管由各单元主蒸汽管引出。 1、单元制 热力发电厂 （1）优点：该系统具有简单，管道短，阀门及附件少，相 应的管内工质压力损失小，运行操作少，检修工作量少，投 资省，散热损失小，便于实现集中控制，再加

5、上采用优质合 金钢材，系统本身的事故可能性小，安全可靠性相对较高， 如果发生事故只限于一个单元范围内等优点。 （2）缺点：不具备调度灵活条件，负荷变动时对锅炉燃烧 调整要求高，单元系统内任何一个主要设备或附件发生事故, 都会导致整个单元系统停止运行，机炉必须同时进行检修等 。 （3）使用范围：根据DL 5000-94火力发电厂设计技术规 程中规定，对装有高压凝汽式机组的发电厂，可采用单元 制系统。对装有中间再热凝汽式机组或中间再热供热式机组 的发电厂，也应采用单元制系统。 热力发电厂 每台锅炉与它对应的汽轮机 组成一个单元，正常时机炉组 成单元运行，各单元间还装有 切换母管，每个单元与母管连

6、接处，另装一段联络管和三个 切换阀，当需要时切换运行， 这样的主蒸汽管道系统称为切 换母管制系统。 2、切换母管制主蒸汽管道系统 热力发电厂 （1）优点：可切换运行，电厂机炉台数较多时可充分利 用锅炉的富裕容量，具有较高的运行灵活性，有足够的运 行可靠性，各锅炉间的负荷可进行最佳负荷分配。 （2）缺点：阀门多、管道长、系统复杂，管道本身事故 可能性大。 （3）使用范围：根据DI5000-94中规定，对装有高压供 热式机组的发电厂和中、小型发电厂，因参数不高、阀门 管道投资相对较少，采用切换母管制系统。 热力发电厂 发电厂所有锅炉生产的蒸 汽都送到集中母管中，再由 集中母管把蒸汽引到各汽轮 机和

7、辅助用汽设备去的蒸汽 管道系统，称为集中母管制 主蒸汽管道系统。 3、集中母管制主蒸汽管道系统 热力发电厂 （1）分段阀的作用：单母管上装有分段阀，一般分为两 个以上区段。分段阀采用两个串联的关断阀，其作用是当系 统局部发生故障或局部检修时，用分段阀隔开，同时也便于 分段阀本身检修，其它部分仍可正常运行。正常运行时分段 阀是打开的，单母管处于运行状态。 （2）特点：系统比较简单，布置方便。但是与切换母管 制相比，其运行调度不灵活，缺乏机动性。当母管分段检修 或与母管相连的任意一阀门发生事故时，与该段母管相连的 锅炉和汽轮机都要停止运行。 （3）使用范围：这种系统只有在锅炉和汽轮机的单位容 量和

8、台数不配合或装有备用锅炉已建成的热电厂中采用，以 后建电厂不再采用。 热力发电厂 根据DL 5000-94中规定，对第一台新设计的汽轮机组 ，其主蒸汽、再热蒸汽等管道的管径及管路根数，应经 优化计算确定。但因生产大口径无缝钢管困难，又要节 约进口钢管资金，国产机组发电厂中主蒸汽管道多采用 双管系统，于是在两管中出现汽温偏差和压损问题，为 提高热经济性，保证安全性，必须将汽温偏差和压损控 制在允许范围内。 四、主蒸汽管道系统设计中的问题 热力发电厂 主蒸汽和再热蒸汽管道压损过大，会降低汽轮机的出力， 降低机组的热经济性。作自动主汽门全关试验时，阀座前后 压差过大，使自动主汽门不能重新迅速开启，导

9、致再热器安 全门动作，降低机组出力，造成工质和热量损失。所以主蒸 汽和再热蒸汽管道压损要在规定的范围内。 进入汽轮机左右两侧高、中压主汽门蒸汽温度偏差超出允 许值，汽缸等高温部件出现受热不均，引起汽缸扭曲变形， 甚至摩擦轴封，造成高温部分产生较大的热应力，威胁汽轮 机安全运行。国际电工协会规定的最大允许温度偏差：持久 性的为15，瞬时性的为42。 1、压损和汽温偏差的限定 热力发电厂 （1）采用双管(再热机组双管制主蒸汽管道系统) 随着机组容量不断增大，蒸汽参数也越来越高，为了避 免采用厚管壁大直径的主蒸汽管和再热蒸汽管，减少对价 格昂贵进口耐热合金钢的要求，还要降低管道压损，我国 目前主蒸汽

10、管多采用双管系统(如125MW、200MW机组)，再 热蒸汽管也采用双管系统(如200MW机组)。有的机组在靠近 主汽门两侧主蒸汽管之间加装联络管(如200MW机组)，以减 少两侧汽温偏差，并保证一个自动主汽门作全关试验时压 损在允许范围内。 2、降低压损和汽温偏差措施 热力发电厂 双管主蒸汽管道系统统示意 热力发电厂 主蒸汽和再热蒸汽管采 用单管或部分采用单管， 在这段管中混温好，保证 供给左右两侧蒸汽温度偏 差最小。到自动主蒸汽门 或中压联合汽门前又分叉 为两根，在一个自动主汽 门作全关试验时，压损小 。如国产300MW、 600MW机组，如图 (b)(c)(d)所示。 （2）采用单根蒸汽

11、管系统 热力发电厂 为使进入汽轮机左右两侧蒸汽温度偏差在规定范围内，进入 之前要充分混合，可采用两进两出蒸汽管的四通混合联箱，如 意大利进口的125MW机组。也可采用球形五通，进汽管两根 ，出汽管三根，其中一根管与旁路相连，汽温偏差可控制在 10以内，如从意大利引进的300MW机组。 （4）减少自动主汽门作关闭试验时的压损 当机组带负荷运行时，一个自动主汽门作全关试验，此时通 过正在工作的自动主汽门和管道的流量是正常的两倍，压损不 大于8，在此流量下从锅炉至自动主汽门管道压损不大于6 ，这样在带负荷运行条件下，作其中一个自动主汽门全关试验 ，两侧的总压损在14左右，仍小于设计为15额定压力值，

12、 自动主汽门可以重新迅速开启。 （3）采用混温装置 热力发电厂 （5）采用最少的管制件 在保证运行安全可靠、经济的条件下，尽量减少管制件 ，以降低局部阻力损失。如主蒸汽管道上的流量测量孔板 改用喷嘴或文丘里管。主蒸汽管上也可不装关断阀。 热力发电厂 一、旁路 系统的组 成 第二节 再热式机组的旁路系统 旁路系统是再热机组启、停、事故情况下的一种调节和 保护系统。 热力发电厂 1、保护再热器 旁路作用动画演示1 旁路作用动画演示2 机组正常运行时，高压缸的排汽通过再热器将蒸汽再热 的同时冷却了再热器。但在锅炉点火、汽轮机冲转前、停 机不停炉、电网事故、甩负荷时自动主汽门或调节汽门处 于关闭状态，

13、这时汽轮机高压缸没有排汽，再热器也就得 不到冷却，处于干烧状态，一般的耐热合金钢是不允许的 。有了高压旁路新蒸汽就可经减温减压装置后通过再热蒸 汽冷段管道进入再热器，冷却保护了再热器，然后由低压 旁路经减温减压装置后排入凝汽器或由对空排汽阀排掉。 二、旁路系统的作用 热力发电厂 汽轮机启动过程就是蒸汽向金属传递热量的复杂的热交 换过程。为保证安全可靠的启动要求，必须严密监视各部 金属温度，做到高、中压缸金属温度能均衡上升，严格控 制转子和汽缸的相对膨胀(胀差)及轴承振动。 采用旁路系统后，通过改变新蒸汽流量，可以迅速地调 整新汽温度和再热蒸汽温度以满足汽缸温度的要求，改善 启动条件，缩短启动时

14、间，节省运行费用。 采用旁路系统，在启动过程中，通过调节作用，可使金 属温度变化幅度小，减小了启动过程对寿命的影响，寿命 损耗小了，就延长了汽轮机寿命。 2、协调启动参数和流量，缩短启动时间，延长汽轮机寿命 热力发电厂 当汽轮发电机组或电网事故甩负荷，锅炉从满负荷一下子 降到最低稳定负荷需要一定时间。这时如果将多余的蒸汽排 入大气，不仅造成了工质损失，还会产生很大的噪声。装设 了整机旁路或高、低压旁路系统，就可将多余的蒸汽回收到 凝汽器，同时避免了噪声。还可做到停机不停炉，或带厂用 电运行、汽轮机维持空转，一旦事故消除，锅炉可迅速重新 投入运行，缩短了重新启动时间。 3、回收工质和热量，降低噪

15、声 4、减少安全门动作次数，延长使用寿命 因故障汽轮发电机组甩负荷时，通过旁路系统的瞬间将多 余的蒸汽回收到凝汽器，这样就减少安全门起跳次数。减少 安全门起跳次数就可延长其使用寿命。 热力发电厂 1、两级串联旁路系统 （1）组成：两级串联 旁路系统是由高压旁路和 低压旁路组成，这种系统 应用广泛。 （2）特点：高压旁路 容量为锅炉额定蒸发量的 3040，通汽量相对 加大，对机组快速启动特 别是热态启动更为有利。 三、旁路系统的型式 热力发电厂 （3）三用阀旁路系统也属于两级串联旁路系统。 高压旁路阀具有启动调节阀、减温减压旁路阀和安全阀的三 种功能，故称三用阀。 三用阀以较小的结 构尺寸取代了

16、电厂庞 大的减温减压系统及 其设备，便于布置和 检修。三用阀功能多 ，热控和调节系统要 求高。液压控制耗功 较大。由于是全容量 旁路系统，管道尺寸 大，设备费用高，维 修工作量大。 热力发电厂 2、两级并联旁路系统 两级并联旁路系统是由高压旁路和整机旁路组成。 高压旁路设计容量为锅 炉额定蒸发量的10，其 目的是保护再热器，机组 启动时暖管，热态启动时 利用再热器热段上的向空 排汽阀对外排汽以提高二 次汽温。整机旁路设计容 量为锅炉额定蒸发量的20 ，其目的是将各种运行 工况多余蒸汽排入凝汽器 ，锅炉超压时可减少安全 阀动作或不动作。 热力发电厂 3、三级旁路系统 （1）组成：三级旁路系统是由高压旁路、低压旁路和整机 旁路(一级大旁路或称级旁路)组成。 （2）特点：该系统的 优点是能适应各种工况 的调节，运行灵活性高 ，突降负荷或甩负荷时 ，能将大量的蒸汽迅速 排往凝汽器，以免锅炉 超压，安全门动作。 缺点是设备多，系统复杂，金属耗量大，布置困难，操作 运行较复杂。此系统在引进前苏联200MW机组上采用。