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1、课题一：回热加热器 课题二：除氧器 课题三：凝汽设备,热力发电厂,单元三 发电厂的主要热力设备,热力发电厂,工作原理：通过蒸汽和被加热的水直接接触混合进行传热。因此混合式加热器可以将水加热到该加热器蒸汽压力下的饱和水温度。,一、回热加热器的型式与应用,按传热方式，可分为混合式和表面式两种。 一）混合式加热器,课题一：回热加热器,热力发电厂, 传热效果好。能充分利用抽汽的热能，从而使发电厂节省更多的燃料。 这种加热器结构简单，价格较低。 便于汇集不同温度的工质和除去水中的气体。 热力系统复杂，使给水系统和设备的可靠性降低，投资增加，而且水泵还要输送高温水，这就使水泵的工作条件恶化。为了泵工作安全
2、，每台水泵都必须装设有一定高度的较大容积的给水箱，以避免水泵汽蚀，不但使热力系统布置复杂，主厂房的造价也增加了。,混合式加热器的特点：,热力发电厂, 为了保证给水系统的运行可靠，每台给水泵还必须有备用水泵，使系统复杂，造价提高，运行费用也增加。 利用汽轮机的不调节抽汽，加热给水时，水泵的出水温度将随负荷和抽汽压力的变化而变化，这就使水泵的工作可靠性降低。 因此，混合式加热器在常规发电厂中并没有被普遍采用，只用一台作为系统的除氧设备。,混合式加热器的特点：,全混合式加热器回热系统,二、表面式加热器,1、工作原理： 表面式加热器是通过金属受热面将蒸汽的凝结放热量传给管束内的被加热水，因此存在热阻，
3、一般不能将水加热到该加热蒸汽压力下的饱和温度。,加热器汽侧压力下的饱和水温tsj与加热器出口水温twj之差，称为端差，记为。 愈小，热交换的作功能力损失愈小，热经济性愈高，但同时为了达到增强传热效果的目的，加热器的换热面积A也将随着增加。 经济上合理的端差值应由技术经济计算比较来决定，即比较当端差值降低时得到的燃料节省和加热器换热面金属消耗的增加费用。燃料越贵，金属越便宜，则降低端差越有利。一般表面式回热加热器的出口端差约为36。,二）表面式加热器,缺点：金属消耗量多，造价高；高压加热器承受较高的压力和较高的温度，工作可靠性较低；当加热器管束破裂或管束接口渗漏，而同时抽汽管上逆止阀又不严密时，
4、给水可能进入汽轮机，造成汽轮机事故；每台表面式加热器要增设输送加热蒸汽凝结水（称为疏水）的疏水器及疏水管道。 优点：对回热系统而言，泵的数量少，系统较简单，投资少，系统安全性提高，运行、管理维护方便。表面式加热器在电厂中得到普遍采用。,表面式加热器的特点：,2、表面式加热器的分类：,（1）按布置方式分类： 可分为立式和卧式两种。,卧式加热器传热系数高，由于凝结放热形成的水膜较立式的薄些，在凝结工况相同时，其放热系数比立式的高1.7倍。卧式加热器布置疏水冷却段较立式的方便，而且汽轮机房的高度可不必考虑吊出其管束的要求。但卧式加热器在安装、检修吊装管束等部件时，不太方便，占厂房面积也大。因为其热经
5、济性高，被300MW以上大型机组采用。,立式加热器检修方便且占地面积小，但在决定汽轮机房屋架高度时要考虑吊装管束及必要时跨越运行机组的因素，且热经济性较卧式差，一般用在中、小型电厂。,2、表面式加热器的分类：,根据加热器水侧承受压力的不同，加热器又可分为低压加热器和高压加热器。 位于凝结水泵和给水泵之间的加热器，因其水侧承受的是压力较低的凝结水泵出口的压力，故称为低压加热器； 位于给水泵和锅炉省煤器之间的加热器，因其水侧承受的是比锅炉蒸汽压力还要高的给水泵出口的压力，故称为高压加热器。,（2）按水侧承压高低分类：,二、表面式加热器的连接方式,（一）疏水连接系统和疏水冷却器,1、逐级自流,依靠加
6、热器间的压差逐级自流。 优点：系统安全可靠，简单。 缺点：热经济性差（排挤低压抽汽，产生不可逆损失，当疏水排入凝汽器时，还将引起直接冷源损失）。,2、采用疏水泵,将疏水打入该加热器出口水流中。 优点：热经济性高。 缺点：转动部件多，运行不安全，维护管理麻烦，操作不方便。,热力发电厂,疏水冷却器的作用:降低加热器的进口端差，即使离开该加热器的疏水由饱和水变为过冷水，一方面由于疏水温度的降低，减少了对下一级加热器抽汽量的“排挤”，减少了传热不可逆损失，因而提高了系统的经济性；另一方面疏水温度的降低可以避免或减轻疏水管道的汽蚀，故对运行的安全性也有好处。 疏水冷却器可以设置在加热器内部，称内置式，也
7、可以单独设置，称外置式疏水冷却器。,3 疏水冷却器作用,作用：在加热器运行时及时地排出蒸汽的凝结水（即疏水），而不致使蒸汽排出，以保持加热器有一定的疏水水位，从而维持加热器蒸汽空间的工作压力。 发电厂中常用的疏水设备有浮子式疏水器、疏水调节阀和U形水封（包括多级水封）三种。 1、浮子式疏水器 浮子式疏水器分为内置式和外置式两种。因检修维护困难，现内置式已很少采用，外置式应用于125MW以下的中、小型机组的低压加热器中。,（二）疏水设备,热力发电厂,当疏水水位升高时，浮子随之上升并通过连杆系统带动滑阀，使疏水阀开大；反之，则由于浮子的下降关小疏水阀。外置浮子式疏水器，通过汽、水平衡管和加热器汽侧
8、相连接，以间接反映加热器中的凝结水水位的变化。,工作原理：,2、疏水调节阀,图中摇杆A的位置是调节阀关闭的位置。当摇杆从A绕心轴转向B时，心轴带动杠杆向顺时针方向转动，并带动阀杆9在上、下轴套5、6内向下滑动，由此带动滑阀2向下移动，滑阀即逐渐打开。,热力发电厂,U形水封一般只用在最后几段抽汽的低压加热器中，它是应用水力学原理工作的。大机组最后一段抽汽的低压加热器，因其抽汽压力低，蒸汽比容大，加热器往往布置在凝汽器喉部，易于布置水封式疏水装置。,3、U形水封,水封式疏水装置实际上是靠压力（水柱高度）来关住容器里的蒸汽，其值为nHg，这里的n是多级水封管中的水封管数目，H为每级水封管的高度，为水
9、的密度，当两个容器内的压力分别为P1，P2时，它们之间的关系为 ： H=(P1-P2）/ng+（0510）m 式中：（0510）为富裕度。,3、U形水封,热力发电厂,表面式加热器的管束有直管、U形管、螺旋管、蛇形管等不同形式。根据管束与加热器筒体的连接方式的不同，表面式加热器又可分为有管板的水室结构和没有管板的联箱结构两种。,三、表面式加热器的结构,疏水 表面式加热器中加热蒸汽在管外冲刷放热后的凝结水 端差（上端差、出口端差） 表面式加热器管内流 动的水吸热升温后的出口温度与疏水温度之差 分类： 布置方式：卧式、立式 水的引入引出方式：水室结构、联箱结构,三、表面式加热器的结构,管板U形管（或
10、直管）式加热器,被加热的水由进口连接短管进入水室的进口部分，经管板流入管束，再经管板由水室的出口部分经出口连接短管流出。 加热蒸汽由加热器外壳的上部进汽管引入汽空间，借导向板的作用，使汽流成s形流动，反复横向冲刷管束外壁并凝结放热。,低压加热器的管板U形管,加热器的受热面是由铜管或钢管胀接在管板上的U形管束组成。管束用专门的支架加以固定，为了便于加热器换热面的清洗和检修，整个管束制成一个整体，便于从外壳中抽出。,联箱螺旋管（或蛇形管）式加热器,与管板式加蒸器相比，金属消耗量较大，体积较大，效率也较低，检修、堵管比较困难。但由于取消了管板，使制造工艺变得简单，安全性也提高了。特别是联箱壁厚要比管
11、板厚度薄得多，管系的弹性又好，故对变参数运行及调峰的适应性很强。国外机组采用数量在增加。,高压加热器的联箱螺旋管,管板U形管束卧式高压加热器结构示意,1-U形管；2-拉杆和定距管；3-疏水冷却段端板；4-疏水冷却段进口； 5-疏水冷却段隔板；6-给水进口；7-人孔密封板；8-独立的分流隔板；9-给水出口； 10-管板；11-蒸汽冷却段遮热板；12-蒸汽进口；13-防冲板；14-管束保护环； 15-蒸汽冷却段隔板；16-隔板；17-疏水进口；18-防冲板；19-疏水出口,用途：大机组高压加热器,1给水入口联箱；2正常水位；3上级疏水入口；4给水出口联箱；5凝结段；6人孔；7安全阀接口；8过热蒸汽
12、冷却段；9蒸汽入口；10疏水出口；11疏水冷却段；12放水口,联箱结构加热器,轴封蒸汽回收及利用系统,汽轮机轴封蒸汽系统包括： 主汽门和调节汽门的阀杆漏汽 再热式机组中压联合汽门的阀杆漏汽 高、中、低压缸的前后轴封漏汽和轴封用汽 轴封利用系统中各级轴封蒸汽，工质基本可全部回收,在高压加热发生故障时，为了不致中断锅炉给水或高压水从抽汽管倒流入汽轮机，造成严重的水击事故，在高压加热器上设有自动旁路保护装置。 作用：当高压加热器发生故障或管子破裂时，能迅速切断进入加热器管束的给水，同时又能保证向锅炉供水。 目前电厂高压加热器上采用的保护主要有水压液动控制和电动控制两种。,四、高压加热器的自动保护装置
13、,旁路保护装置由入口阀门、旁通阀门和出口逆止阀门，以及控制这些阀门动作的高压水管路系统组成。入口阀门与旁通阀门公用一个门盘（阀瓣），称之为联成阀；逆止阀位于力磁器出水管口，联成阀与逆止阀通过加热器外面的一根旁路管相连。,1、水压液动旁路保护装置,加热器故障时，保护装置动作，联成阀被水动活塞自动的推到下部阀座，隔断了给水进入加热器内的通路，同时打开旁通阀，此时出口逆止阀由于下部失去水压并在旁路管给水压力作用下而落下，给水经旁路供给。这一动作过程也可以用操作手动进出口阀门来完成。,工作原理：,正常运行时，联成阀在最高极限位置，此时旁通阀全关，入口阀全开，给水由入口连接管进入加热器内的管束中，经加热
14、后由出口管流出时顶开逆止阀流出去。,热力发电厂,（1） 打开总水门和注水阀，使加热器内管子系统和脉冲保护系统处于给水压力之下。 （2） 开启启动阀，活塞上部空间水压降低，活塞下部空间依然保持给水压力，从而使联成阀一直被顶到上部阀座，使旁通阀关闭。此时给水开始进入加热器管子系统中去。 （3） 加热器管子系统启动后应立即把启动阀关闭，水动活塞上下水室的压力将趋于平衡，由于给水在流过加热器管子系统时要引起一个压力降（即压力损失），这个压力差克服联成阀的自重并作用在活塞的下部使阀门盘被压紧在上部阀座上。,启动加热器的步骤是：,当加热器因内部管子破裂而水位太高时，疏水器的浮筒上升，达到极限位置时与浮筒杆
15、上相连接的电气接点接通，此时电磁铁带电，使自动阀迅速打开，将活塞下面的水放入地沟，这时由于在一2mm的节流孔板上发生相当大的压力降，使活塞下部空间水压降低。活塞上部仍保护给水压力，于是活塞下移，联成阀门盘压向下部阀座，关紧给水进入管子系统的通路。给水由旁路管流过，出口逆止门也随之关闭。 保护装置发生动作后，为了安全起见还需要用手轮把联成阀和逆止阀强制压在全关位置上。 这种保护装置的缺点是控制水管路和元件（阀门、节流孔板、滤网等）要长期承受给水压力，使运行可靠性降低。,启动加热器的步骤是：,在高压加热器电动旁路装置中，其给水入口阀、给水出口阀和旁通阀都是电动的，它们分别受每台高压加热器的任意一个
16、继电器控制。 国产200MW机组高压加热器电动旁路装置的工作原理：当加热器发生故障时，疏水水位升高，水位信号器的水位信号发生变化，由调节器发出电信号，执行机构操纵回转调节阀使水位保持正常；当水位升高至极限位置时，继电器动作发出电信号，这时高压加热器的出口、入口阀关闭，旁通阀打开，给水由旁通管道直供锅炉，同时信号灯发出闪光信号，表示电动旁路装置已动作。,2、电气式旁路保护系统,热力发电厂,综上所述，水位信号器可发出两个信号，一是在正常范围内调节，保持加热器的水位；二是在加热器发生水管爆破、漏泄等故障时，加热器水位升至极限值，继电器动作，切除整个高压加热器组。 高压加热器可以设置大旁路系统，也可以设置小旁路系统。有资料表明高压加热器小旁路系统可减轻对机组安全的影响，延长高压加热器本体寿命，运行热经济性比大旁路高，虽然初投资大些，但经济上是可取的。,四、高压加热器的自动保护装置,加热器是发电厂的重要辅机，加热器的正常投运与否对电厂的安全经济运行及满发影响很大。 一、加热器停运的影响: 一般高压加热器发生事故较
