汽轮发电机的热力系统

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1、1汽轮发电机的热力系统锅炉燃煤将水烧成蒸汽，蒸汽推动汽轮机旋转带动发电机发电，电由电线送到用户。发电厂的目的是烧最少的煤，发最多的电。这样效率最高，成本最低。为了达到以上目的，电厂的热力系统采取很多措施，主要一条就是回热循环。甚么叫回热循环、这要先把水弄明白。水在自然界中数量很多，水在自然界中以固体、液体、汽体三态存在。三态的关系是：0以下的水是固体存在，随着温度的下降体积在膨胀扩大，叫冰。0的冰加热后，熔解为 0 度的液体，吸收热量 80 大卡/升。（大卡：每升水升高 1所需的热量） 。一个大气压的液体水，加热升到 100后（热焓 100 大卡/升）继续加热，水温便不再升高，热量将水变为水蒸

2、汽（此时的水称为饱和温度） 。每升水变为 1.725 立米的蒸汽（饱和蒸汽） ，吸收 539 大卡的汽化热，蒸汽热焓为 639 大卡/ 公斤。水变为蒸汽的过程，随着压力的变化汽化热、蒸汽的热焓、蒸汽比容、水的饱和温度、水的热焓、水的比容全都变化，情况如下：压力 饱和温度 水比容 饱和蒸汽比容 水热焓 蒸汽热焓 蒸发热绝对大气压 立米/公斤 立米/ 公斤 大卡/公斤 大卡/公斤 大卡/公斤0.02 17.2 0.001001 68.27 17.24 604.8 587.60.5 80.9 0.001030 3.301 80.81 630.6 550.81.0 99.1 0.001043 1.72

3、5 99.1 638.5 539.425.0 151.1 0.001092 0.3816 152.1 655.8 503.7压力 饱和温度 水比容 饱和蒸汽比容 水热焓 蒸汽热焓 蒸发热绝对大气压 立米/公斤 立米/ 公斤 大卡/公斤 大卡/公斤 大卡/公斤10 179.0 0.001126 0.1981 181.2 663.0 481.820 211.4 0.001175 0.1016 215.8 668.5 452.730 232.8 0.001214 0.06802 239.5 669.7 430.240 249.2 0.001249 0.05078 258.2 669.0 410.87

4、0 284.5 0.001347 0.02795 300.9 662.1 361.2100 309.5 0.001445 0.1845 334.0 651.1 317.1150 340.6 0.001646 0.01065 381.7 624.9 243.2200 364.1 0.00201 0.00620 431.5 582.3 150.8220 372.1 0.00239 0.00449 463.4 547 84224 373.6 0.00261 0.00394 478 532 54 225.5 374.2 0.00307 0.00307 505 505 0由以上数据中可看出，蒸汽的热焓在

5、 31 大气压时最大。随着压力的升高蒸汽的热焓便逐步下降。当达到 225.5 大气压时，水和蒸汽的比容、热焓完全相同，蒸发热也变为 0，此时的压力称为临界压力。水在临界压力时的饱和温度 374.2，由于水和蒸汽的比容相同，加热过程只能以热焓来确定是蒸汽还是水。因此超临界锅炉不宜用汽包式结构。由以上数据又可看出，水随着压力的升高热焓增加，饱和温度也升高。当压力骤然降低时便形成过热的水，水中的热量将水汽化为蒸汽放出，此时水中的热量称为潜热。在热力系统中用扩容器来释放。3饱和蒸汽又称湿蒸汽，继续加热超过饱和蒸汽温度称为过热蒸汽也叫干蒸汽，超过的温度值称为过热度。 水在电厂中是非常可贵的，热力系统中的

6、蒸汽不能排放，要将蒸汽冷却成水进行回收。蒸汽变水过程要释放出汽化热，这个热量很大，但不能利用。这个损失使热力系统的热效率仅能达到 3040。为了提高热力系统的热效率，除一般采用保温减少锅炉、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。这个方法叫回热循环。60 万汽轮发电机的回热循环，采用中间再热，八段回热抽汽的办法，提高热效率。锅炉送出的主蒸汽：压力 24.2Mpa246.7 大气压、 （为了好记下面按 1:10 计算）温度 538、流量 1742 t / h、热焓 790.6 大卡/Kg。因为受钢材热状态强度的限制，主汽温度不能

7、高，所以热焓不能多。主汽经过高压缸做功后：压力 45 大气压、温度 296.2、流量 1575.7 t / h、热焓 700.7 大卡/ Kg。压力 45 大气压时的饱和温度为 257.6、热焓 668 大卡/Kg。所以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 40.6 大气压、温度 566、流量 1426.2 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：4一段抽汽：压力 67.3 大气压、温度 347.7

8、、流量 118.7 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：压力 45 大气压、温度 296.2、流量 149.5 t / h、热焓 700.7 大卡/ Kg。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 21.7 大气压、温度 458.7、流量 68.6 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 10.9 大气压、温度 367.3、流量 182 t / 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 3.7 大气压、温度 234.

9、8、流量 46.5 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 45.2 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 45 t / 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 0.45 大气压、温度 79、流量 77 t / 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

10、气：压力 0.05 大气压、温度 32.5、流量 994 t / 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 994 t / h小汽轮机排气 94 t / h =1088 t / h。凝结水量为：凝汽器冷凝水 1088 t / h +加热器疏水 216 t / h + 轴封加热器疏水 2 t / h = 1306 t / h 由凝结水泵升压排出。泵出口温度 34.6。5凝结水通过轴封加热器将流量 2 t / 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

11、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。凝结水得到热焓：1306（74.935.5）51456.4 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。凝结水得到热焓：1306（95.674.9）27034.2 千大卡。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。凝结水得到热焓：1306（115.995.6）26511.8 千大卡。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。凝结水得到热焓：1306（136.2115.9）26511.8 千大卡。凝结水通过除氧

12、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。凝结水得到热焓：1306（181.3136.2）72430.6 千大卡。除氧器内由凝结水注入 1306 t / h 高压加热器疏水 337 t / h轴封高压漏汽 11 t / h除氧器加热蒸汽 88 t / =1742 t / h。经给水泵升压后：压力 300 大气压、温度 187.3、热焓 193.8 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。给水得到热焓：1742（215187.3）48253.4 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。给水得到

13、热焓：1742（255.8215）71073.6 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。给水得到热焓：1742（282.8255.8）47034 千大卡。进入锅炉的给水：压力 300 大气压、温度 282.8、流量 1742 t / h、热焓6297 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 1742790.6再热热量1426.21591603991 千大卡。带入锅炉的热量：给水 1742（282.822）454313 千大卡。小汽轮机耗用蒸汽 94763717

14、22 千大卡。汽轮机每 KW 耗热量：（ 160399145431371722）1000/6000001797 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：（160399145431371722）/160399167.2锅炉内水汽受热情况给水进入锅炉省煤器的 190 排 516 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 1.5 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340390） ，给水经省煤器再到锅炉下部螺旋水冷壁，进入 436 根 386.5的管路在炉膛

15、内螺旋上升到标高 43.6 米，由中间联箱变为 1312 根 31.85.5的垂直水冷壁管到顶部联箱，再经联络管到折焰角 384 根 44.56 管，和侧墙 78 根 44.56.1 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，此时水温 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 63.58.6 管，到烟道前包墙位置时分为两路。一路下行进烟道前包墙 577.7 管，另一路至烟道后包7墙 44.56 管。两路管全汇集到下部环形联箱至烟道两侧包墙 44.5