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1、第三部分1第六章余御锅炉汽轮机的原理和结构余御锅炉汽轮机的原理和结构1.概述2.余热锅炉的型式3.联合循环中的蒸汽循环方案24.余热锅炉一汽轮机的热力参数5.余热锅炉的结构特点6.联合循环汽轮机的结构特点8.1 概述?在联合循环中，余热锅炉回收燃气轮 机排气余热，产生蒸汽推动汽轮机发 电。38.1 概述?与常规电站锅炉相比较，余热锅炉没有燃 料输送、煤粉制备和燃烧设备，仅有汽水 系统。?余热锅炉的汽水系统与电站锅炉基本相似， 通常是由汽包、省煤器、蒸发器、过热器 以及集箱等换热管簇和容器等组成的，构4以及集箱等换热管簇和容器等组成的，构 成了由水变过热蒸汽的三个阶段，即水的 加热、饱和水的蒸发
2、、饱和汽的过热。?在有再热的蒸汽循环中则可以加设再热器。8.1 概述?中温、大流量工质是余热锅炉一个显著的 热力特点。（500-610 ，120-600kg/s）?燃气轮机排气是完全发展的紊流，流速和 温度都很不均匀（烟气流速变化可达 400%，温度不均匀度55）5400%，温度不均匀度55）?当燃气轮机轴向排气时，情况就有利得多。?余热锅炉内的换热过程属于低温换热范畴， 辐射换热效应可以忽略。它几乎全部依靠 对流换热的作用。8.1 概述?联合循环中的汽轮机也不同于常规的 汽轮机:?在联合循环的蒸汽轮机系统中一般均取 消了回热抽汽。6消了回热抽汽。?在联合循环中由汽轮机的低压缸排向凝 汽器的蒸
3、汽流量要比常规的汽轮机多。?因而相同容量的机组在相同背压下，末 级叶片的长度和凝汽器面积都比常规机 组高一个等级。8.1 概述?余热锅炉一汽轮机的设计要求：?整个系统具有较低的热惯性。由于多数联合循 环电站担负调峰任务，启、停频繁。燃气轮机 启动很快，从点火到满负荷最快只需要几分钟， 在汽轮机启动及带满负荷前，余热锅炉产生的7在汽轮机启动及带满负荷前，余热锅炉产生的 蒸汽通过旁路排到凝汽器或燃气轮机的排气直 接通旁通大气，影响电厂的经济性。因此，要 求余热锅炉和汽轮机必须具备快速启动的特性， 在结构设计方面必须采取相应措施，适应快速 启停要求。为适应调峰的需要，机组应具有相 当高的抗高周、抗低
4、周疲劳性能。8.1 概述?余热锅炉一汽轮机的设计要求：?联合循环中变工况特性是很重要的，在系统控 制、热力和结构设计以及联合循环系统构成设 计等过程中都要很好考虑。要求由余热锅炉提 供的蒸汽热力参数不会因燃气轮机负荷的变化 而较大幅度地偏离各负荷工况下的设定值，以8而较大幅度地偏离各负荷工况下的设定值，以 防影响汽轮机的安全性和经济性。?余热锅炉一汽轮机一般采用滑压运行，这不但 对变工况运行有利，且可同时提高联合循环设 计工况和部分负荷时的效率。近来，许多联合 循环装置考虑上述特点，其燃气轮机压气机采 用进口可调导叶，以尽量减小余热锅炉的进口 烟气温度变化幅度。定压、滑压运行定压运行定压运行定
5、压运行定压运行指汽轮机在不同工况运行时指汽轮机在不同工况运行时指汽轮机在不同工况运行时指汽轮机在不同工况运行时，依靠改变调节汽门的开度依靠改变调节汽门的开度依靠改变调节汽门的开度依靠改变调节汽门的开度 来改变机组的功率来改变机组的功率来改变机组的功率来改变机组的功率，而汽轮机前的新汽压力则是维持不变的而汽轮机前的新汽压力则是维持不变的而汽轮机前的新汽压力则是维持不变的而汽轮机前的新汽压力则是维持不变的， 新汽温度也是维持不变的新汽温度也是维持不变的新汽温度也是维持不变的新汽温度也是维持不变的。滑压运行滑压运行滑压运行滑压运行9滑压运行滑压运行滑压运行滑压运行指汽轮机在不同工况运行时指汽轮机在不
6、同工况运行时指汽轮机在不同工况运行时指汽轮机在不同工况运行时，不仅主汽门是全开的不仅主汽门是全开的不仅主汽门是全开的不仅主汽门是全开的，而而而而 且调节汽门也是全开的且调节汽门也是全开的且调节汽门也是全开的且调节汽门也是全开的，这时机组功率的变动是靠汽轮机前这时机组功率的变动是靠汽轮机前这时机组功率的变动是靠汽轮机前这时机组功率的变动是靠汽轮机前 主蒸汽压力的改变来实现的主蒸汽压力的改变来实现的主蒸汽压力的改变来实现的主蒸汽压力的改变来实现的。也就是说也就是说也就是说也就是说，主蒸汽压力应随机主蒸汽压力应随机主蒸汽压力应随机主蒸汽压力应随机 组工况的变动而变动组工况的变动而变动组工况的变动而变
7、动组工况的变动而变动，但此时主蒸汽温度仍保持不变但此时主蒸汽温度仍保持不变但此时主蒸汽温度仍保持不变但此时主蒸汽温度仍保持不变。更具更具更具更具 体的说体的说体的说体的说，机组在额定功率时按额定压力运行机组在额定功率时按额定压力运行机组在额定功率时按额定压力运行机组在额定功率时按额定压力运行；在低负荷时则在低负荷时则在低负荷时则在低负荷时则 以某一低于额定数值的压力运行以某一低于额定数值的压力运行以某一低于额定数值的压力运行以某一低于额定数值的压力运行，而在工况变动范围内而在工况变动范围内而在工况变动范围内而在工况变动范围内，汽汽汽汽 温并不变化温并不变化温并不变化温并不变化，仍保持额定值仍保
8、持额定值仍保持额定值仍保持额定值。滑压运行滑压运行滑压运行滑压运行：（：（：（：（炉跟机炉跟机炉跟机炉跟机） 锅炉主调汽机跟随锅炉主调汽机跟随锅炉主调汽机跟随锅炉主调汽机跟随，锅炉通过改变主蒸汽压力改变电负荷锅炉通过改变主蒸汽压力改变电负荷锅炉通过改变主蒸汽压力改变电负荷锅炉通过改变主蒸汽压力改变电负荷， 汽轮机维持调门位置汽轮机维持调门位置汽轮机维持调门位置汽轮机维持调门位置。 低负荷时效率高低负荷时效率高低负荷时效率高低负荷时效率高。10定压运行定压运行定压运行定压运行：（：（：（：（机跟炉机跟炉机跟炉机跟炉） 汽机主调锅炉跟随汽机主调锅炉跟随汽机主调锅炉跟随汽机主调锅炉跟随，汽轮机通过改
9、变调门位置改变电负荷汽轮机通过改变调门位置改变电负荷汽轮机通过改变调门位置改变电负荷汽轮机通过改变调门位置改变电负荷， 锅炉维持主蒸汽压力锅炉维持主蒸汽压力锅炉维持主蒸汽压力锅炉维持主蒸汽压力。 高负荷时效率高高负荷时效率高高负荷时效率高高负荷时效率高。8.1 概述?余热锅炉一汽轮机的设计要求：?余热锅炉应具有一定的在无水情况下 “干烧”的能力，以避免当烟道旁通阀 等元件故障时烧毁余热锅炉，一般“干11等元件故障时烧毁余热锅炉，一般“干 烧”时的烟气温度应不高于475。?控制最大许用的热流量，保证余热锅炉 中水循环的安全性8.1 概述?余热锅炉一汽轮机的设计要求：?当配置选择性催化反应器（SC
10、R）来 控制NOx排放时，必须精心地确定 SCR的布置位置，以确保SCR能在一12的布置位置，以确保能在一 定温度范围内工作，否则无法控制 NOx的排放量。余御锅炉汽轮机的原理和结构1.概述2.余热锅炉的型式3.联合循环中的蒸汽循环方案4.余热锅炉一汽轮机的热力参数134.余热锅炉一汽轮机的热力参数5.余热锅炉的结构特点6.联合循环汽轮机的结构特点8.1 余御锅炉的型式 一、按余热锅炉烟气侧热源分类余御锅炉余御锅炉余御锅炉余御锅炉无补徕的余御锅炉无补徕的余御锅炉无补徕的余御锅炉无补徕的余御锅炉：这种余御锅炉单这种余御锅炉单这种余御锅炉单这种余御锅炉单 纯回收徕气轮机排气的御量纯回收徕气轮机排气
11、的御量纯回收徕气轮机排气的御量纯回收徕气轮机排气的御量， 产生一定压力和温度的蒸汽产生一定压力和温度的蒸汽产生一定压力和温度的蒸汽产生一定压力和温度的蒸汽。有补徕的余御锅炉有补徕的余御锅炉有补徕的余御锅炉有补徕的余御锅炉：由于徕气轮机排气中由于徕气轮机排气中由于徕气轮机排气中由于徕气轮机排气中14有补徕的余御锅炉有补徕的余御锅炉有补徕的余御锅炉有补徕的余御锅炉：由于徕气轮机排气中由于徕气轮机排气中由于徕气轮机排气中由于徕气轮机排气中 含有含有含有含有1418的氧的氧的氧的氧，可在余御可在余御可在余御可在余御 锅炉的恰当位置安装补徕徕烧器锅炉的恰当位置安装补徕徕烧器锅炉的恰当位置安装补徕徕烧器锅
12、炉的恰当位置安装补徕徕烧器， 补充天徔气和徕油等徕料进行徕补充天徔气和徕油等徕料进行徕补充天徔气和徕油等徕料进行徕补充天徔气和徕油等徕料进行徕 烧烧烧烧，提高烟气温度提高烟气温度提高烟气温度提高烟气温度，还可保持蒸还可保持蒸还可保持蒸还可保持蒸 汽参数和负荷稳定汽参数和负荷稳定汽参数和负荷稳定汽参数和负荷稳定，以相应提高以相应提高以相应提高以相应提高 蒸汽参数和产量蒸汽参数和产量蒸汽参数和产量蒸汽参数和产量，改善联合循环改善联合循环改善联合循环改善联合循环 的变工况特性的变工况特性的变工况特性的变工况特性。8.1 余御锅炉的型式二二二二、按余热锅炉产生的蒸汽的压力等级分类按余热锅炉产生的蒸汽的
13、压力等级分类按余热锅炉产生的蒸汽的压力等级分类按余热锅炉产生的蒸汽的压力等级分类?目前余热锅炉采用有单压、双压、双压再 热、三压、三压再热等五大类的汽水系统。?单压级余热锅炉只生产一种压力的蒸汽供 给汽轮机。15给汽轮机。?双压或多压级余热锅炉能生产两种不同压 力或多种不同压力的蒸汽供给汽轮机。三、按受御面布置方式分类 1卧式布置余热锅炉各级受热面部件的管子是垂直的，烟气横向流 过各级受热面。16三、按受御面布置方式分类2立式布置余热锅炉 各级受热面部件的管子是水平的， 各级受热面部件是沿高度方向布置，烟17各级受热面部件是沿高度方向布置，烟 气自下而上流过各级受热面。2立式布置余御锅炉1卧式
14、布置余热锅炉18四、按工质工作原理分类1自然循环余热锅炉19四、按工质工作原理分类1自然循环余热锅炉 管簇中的水汽混合物与下降管中冷 水的密度差，是维持蒸发器中汽水混合20水的密度差，是维持蒸发器中汽水混合 物自然循环的动力。1自徔循环余御锅炉自然循环余热锅炉具有如下优点： 锅炉重心低，稳定性好，抗风抗震性强； 垂直管束结垢情况比水平管束均匀，不易 造成塑性形变和故障，同时也减缓了结垢 量而使锅炉性能下降的问题等；21量而使锅炉性能下降的问题等； 锅炉水容量大，有较大的蓄热能力，适应 负荷变化能力强，热流量不易超过临界值， 对燃气轮机排气热力波动的适应性和自平 衡能力都强； 自动控制要求相对不
15、高。1自徔循环余御锅炉自然循环余热锅炉的缺点如下： 蒸发受热面为立式水管，常布置于卧式 烟道，因此占地面积大； 锅炉水容量大，启停及变负荷速度慢；22自然循环有时不能采用直通烟道，而需 要加一些挡板，因而会增加燃气的流动 阻力，对燃气轮机的工作不利。2强制循环余御锅炉强制循环余热锅炉中的烟气通 常总是垂直地流过水平方向布置的 管簇的。从汽包下部引出的水借助 于强制循环泵压入蒸发器的管簇，23水在蒸发器内吸收烟气热量，部分 水变成蒸汽，然后蒸发器内的汽水 混合物经导管流入汽包。2强制循环余御锅炉1卧式布置余热锅炉242强制循环余御锅炉强制循环余热锅炉具有如下优点： 采用小管径，重量轻，尺寸小，结
16、构紧凑。 常布置于立式烟道，烟囱与锅炉合二为一省空间，占 地面积小。 蒸发受热面中循环倍率A35，工质靠强制循环进行 流动，可以采用较小的汽包直径，以及上升和下降管 管径。 因为在启动或低负荷时可用强制循环的工质来使各承25因为在启动或低负荷时可用强制循环的工质来使各承 压部件得到均匀加热，锅炉水容量小，升温、升压速 率高，启动快，机动性好，负荷调节范围大，适应调 峰运行。它比自然循环余热锅炉略短些。 燃气的阻力容易控制。 利用炉水循环泵能快速和彻底地进行水冷壁酸洗，周 期短、费用低。 结构上便于采用标准化元件和大型模块组件，制造成 本和安装费用都较低。2强制循环余御锅炉强制循环余热锅炉的缺点如下： 必
