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1、1000MW机组的全面性热力系统内容提要电厂汽水管道基本知识主要热力系统次要热力系统全面性热力系统的基本概念原则性和全面性热力系统的拟定是电厂设计重要工作 电厂设计程序：初步可研，可研，初步设计，施工设 计 电厂设计内容：系统拟定，技术经济比较和分析，设 备选型，管道计算全面性热力系统的原则：所有部件，所有工况，经济 性，安全性，灵活性，安装，检修，运行，扩建 全面性热力系统的细分：主蒸汽系统，旁路系统，给 水系统，凝结水系统，真空系统，除氧系统，抽汽系 统，疏水系统发电厂的汽水管道阀门及附件电厂汽水管道基本知识火电厂汽水管道管道的类别与材料管道的技术规范材 料 壁厚管径温度压力流速管道的类别
2、按介质工作压力22.1MPa 超临界13.822.1MPa 亚临界9.913.7MPa 超高压6.09.8MPa 高压2.55.9MPa 中压2.5MPa 低压按制造方法 无缝钢管有缝钢管管道的材料各种管道的适应范围无缝钢管，材料：10号、20号优质碳素钢和合 金钢，适用的压力和温度范围较广。高压管道：主蒸汽管道、中间再热蒸汽管道和 给水管道。重要的低压管道和腐蚀性介质、易发生火灾介 质的管道：主凝结水、低压给水、燃油管、酸 碱管等。 直缝管，材料：Q235-A.F、16Mn。适用于压力 PN16，温度不超过300的低压管道中，如循 环水管、补给水、锅炉的烟、风道、工业水管 道。通常管径大于3
3、00mm的管道上。主要汽水管道管道规格管道材质1主蒸汽管道主蒸汽支管ID34938A335P91主蒸汽总管ID49553A335P912再热蒸汽热段再热热段总管ID95350A335P22再热热段支管ID67935A335P223再热蒸汽冷段再热冷段总管OD1067x28.58A672B70CL32再热冷段支管OD762x20.62A672B70CL32 4给水管道OD355.6X25WB36亚临界主汽管 道亚临界再热热 段管道亚临界及超临 界再热热 段管道美国钢材牌号亚临界及超临界 高压给水管道德国钢材牌号美国管材 主汽和再热热段：A335P91，A335P22，A691Gr.2 1 /4
4、CrCL22，A691Gr.91CL42 再热冷段： A672B70CL32, A106B, A335P11 给水： A106B, A106C 德国管材 主汽和热段：F12，10CrMo910 给水： st45.8/III, WB36四大汽水管道的国外管材管道的流速 流速内径管道 阻 力造价矛盾!不能太高或太低阀门及附件关断用：用于切断 或接通管道与设 备之间的介质通 路。调节用:用于调节 工作介质的流量 和压力保护用：用于保护设备或 管道安全运行按用途分类一、阀门截止阀闸阀球阀蝶阀结构简单，流动阻力大流动阻力小，结构复杂不易磨损用于大直径循环水管道调节阀减压阀减温减压阀减温水来源阀门及附件保
5、护用：用 于保护设 备或管道 安全运行一、阀门逆止阀（止回阀）：防止管道内介质倒流水泵出口，汽轮机的抽汽管道，进除氧器的水管安全阀：防止设备或管道超压爆破，保证 设备、管道的安全。当介质超过规定值 ，自动开启排放介质，待压力降低至规 定值后自动关闭。压力容器：汽包、过热器、再热器、高压加热器、除 氧器弹簧式阀门及附件执行机构一、阀门手动三通阀角阀阀门及附件流量测量装置二、附件孔板疏水器喷嘴疏水装置低压加热器U型水封单级多级低压加热器 、轴封加 热器节流孔板单级多级排大气排地沟至排水管室内排气高压加 热器 用调 节阀（一） 主蒸汽及再热蒸汽系统 内容提要 基本型式 单元制系统的连接方式 蒸汽管道
6、阀门及附件设置 蒸汽管道压损和汽温偏差1000MW机组主蒸汽系统实例蒸汽管道设计温度、压力及材料锅炉与汽轮机之间的蒸汽管道与通往各 用汽点的支管及其附件称为发电厂主 蒸汽系统，对于再热式机组还包括再 热蒸汽管道。再热蒸汽系统分为冷再 热蒸汽及热再热蒸汽系统。 主蒸汽系统特点：工质流量大、参数高，对金属材料 要求也高，对发电厂运行的安全性、可 靠性和经济性的影响很大 基本型式1.单母管制全厂锅炉生产的蒸 汽集中引至一根 母管，再由母管 分别送至各机组 。要求各炉参数 一致。机炉数目可不同。 一台机、炉故障 不影响整个电厂 运行。基本型式2.切换母管制机炉一一对应。各 单元之间有切换 阀与母管连通
7、。以上两种系统多用于 中、小容量电厂。 特点是运行灵活， 但管道较长，阀门 附件多基本型式 3.单元制 一机配一炉，组成独立单 元。优点：系统简单、压损和 散热小，便于集中控制 。缺点：各单元不能切换， 停机必停炉、停炉必停 机。 大容量再热机组普 遍采用！主蒸汽管道再热热段管道再热冷段管道单元制系统的连接方式1.双管国产200MW机组特点：管径 小，但温 度偏差大 ，需要采 取混温措 施中间联络管单元制系统的连接方式2.单管双管国产引进型300MW机组特点：管径大 ，有利于汽 轮机两侧进 汽温度一致单元制系统的连接方式3.双管单管双管国产引进型600MW机组特点：有利于 汽轮机两侧 进汽温度
8、一 致阀门及附件设置自动主汽门的作用：1。正常 停机时切断主蒸汽；2。甩 负荷时或汽轮机故障时迅 速（0.10.3s）切断进汽 （联锁信号同时送至各抽 汽管道的逆止阀）流量测量装置电动隔离门的作用：在锅炉水压 实验和汽轮机临时检修时严 密隔离锅炉和汽轮机，防止 压力水进入汽轮机使主蒸汽管道压力损失增大，做功能 力降低！蒸汽管道压损和汽温偏差措施1：采用大直径单管 减少沿程阻力，降低管道压力损失减少管道温度偏差，消除 汽缸的温差应力单管长度为管道直径的13 20倍，以便充分混温蒸汽管道压损和汽温偏差措施2：减少管道阀门及附件 取消流量测量装置取消电动隔离门水压实验时的隔离 防进水作用：专 用堵板
9、甩负荷时的严密隔离进汽作 用：自动主汽门的可靠的 严密性减少局部阻力，降低管道压力损失1000MW机组的主蒸汽系统双管高压缸排汽逆止阀1.管路布置：双管，设中间联络管2.阀门附件设置：不设流量测量装置和电动隔离门 ，锅炉受热面侧设水压实验堵板阀，试验后可拆 除3. 保护装置：锅炉侧设弹簧安全阀（消音器）进 行超压保护；设电磁泄压阀，是超压保护的辅助 措施，以避免安全阀频繁动作。4.疏水管道：启、停时的疏水，排至凝汽器 四个主汽门前各设一个疏水点 设置一个截止阀和一个气动薄膜调节阀 主蒸汽系统1.管路布置：双管单管双管 2. 保护装置：高压缸排汽逆止阀：防止旁路蒸汽倒流入汽轮机引起 超速；防止再
10、热器喷水减温器失灵时汽轮机进水，导 致水击事故设弹簧安全阀（消音器）设水压实验堵板阀再热器喷水减温器（减温水来自给水泵中间抽头，供 事故时用）冷再热蒸汽系统3.疏水管道：危险性大 原因：启停，2高加，高压旁路，减温水 高压缸排汽逆止阀前、后各设一个疏水点 疏水先收集至疏水罐，再排至凝汽器 4.蒸汽的其它用途： 2高加再热冷段蒸汽作为辅助蒸汽系统在启动及低负荷时的汽 源，作为给水泵驱动小汽轮机的备用高压汽源。 （正常运行时，它们的汽源都是四段抽汽）冷再热蒸汽系统1.管路布置：双管，设中间联络管中压联合汽门中压主汽门中压调节汽门2.保护装置：设弹簧安全阀（消音器）设水压实验堵板阀3.疏水管道：蒸汽
11、比容大，管道较粗，疏水量大 两个中压联合汽门前各设一个疏水点 疏水先收集至疏水罐，再排至凝汽器排至凝汽器热再热蒸汽系统（二） 旁路系统内容提要旁路系统的类型旁路系统的作用旁路系统的容量选择旁路系统的执行机构1000MW机组旁路系统实例旁路系统：某些特定情况下，高参数蒸 汽不进入汽轮机，而是经过与汽轮机 并联的减温减压装置后，进入再热器 或直排入凝汽器的连接系统。 旁路系统锅炉和汽轮机的启动过程锅炉和汽轮机的停用过程汽轮机故障时锅炉工况的调整过程协调+保护旁路系统的类型高压旁路：新蒸汽减温减压再热器低压旁路：再热热段蒸汽减温减压凝汽器凝汽器 喉部 减温 器大旁路：新蒸 汽减温减 压凝汽器实际工程
12、 中，一 般将这 三种旁 路组合 进行使 用！过热器再 热 器凝 汽 器高压缸中低压缸1。保护再热器 锅炉点火、汽轮机冲转前 停机不停炉工况 电网事故 甩负荷 旁路系统的作用汽轮机高压缸 无排汽再 热器无蒸汽 流过，处于 干烧状态使用高压旁路 将新蒸汽引 入再热器， 起到冷却和 保护的作用2。回收工质，降低噪音 锅炉不投油稳燃负荷约30 汽轮机空载汽耗量为510使用旁路将多 余蒸汽引入 凝汽器，起 到调节的作 用启停及甩负 荷工况下 锅炉产汽 量大于汽 轮机耗汽 量3。协调启动参数和流量，缩短启动时间， 减少汽轮机的寿命损耗旁路系统的作用使用旁路将多 余蒸汽引入 凝汽器，起 到调节的作 用滑参
13、数启动 时，锅炉 参数和流 量不断提 高，单纯 调整锅炉 燃烧难以 满足要求汽轮机启动过程中金属温度变化幅度和变化率越小，汽轮机的寿命损耗系数越小 满足汽轮机启 动时的金属 温度要求， 减少寿命损 耗4。电网故障或机组甩负荷时，锅炉能维持 热备用状态或带厂用电运行旁路系统的作用5。防止锅炉超压只有容量达100的旁路 才具有此功能汽轮机故障 紧急停炉旁路开启、排汽防止锅炉超压 ，并减少锅 炉安全阀的 起跳次数兼有锅炉过热器出口 的弹簧安全阀和 泄压阀的功能， 我国称“三用阀 ”典型设计：SULZER常用旁路系统的型式 三级旁路：高压旁路+低压旁路+大旁路 功能全、系统复杂，国产早期200MW机组
14、采用，现少用 少数原苏联引进机组（盘山一期，伊敏一期500MW） 两级串联旁路：高压旁路+低压旁路功能全、系统比三级旁 路简单，现在使用最 多，可选择不同容量两级并联旁路：高压旁 路+大旁路 国产早期300MW机组 采用，现少用常用旁路系统的型式单级整机旁路：大旁路 功能不全（不能保护再热器）、系统简单、投资较小无旁路措施：再热器布置于烟温较 低区域（800850）； 启动时监视炉膛出口温度， 防止再热器管束超温； 汽轮机故障时，宜停机停炉再热器采用耐高温的奥氏体钢； 滑参数启动，并控制启动过程中的燃烧使烟温不超过 450；引进日本、意大利300MW机组旁路系统的减温水高压旁路的减温水来 自给
15、水泵出口低压旁路的减温水来 自凝结水泵出口凝汽器喉部三级减温（减至60左右） 水来自凝结水泵出口旁路系统的容量选择原则：容量根据旁路需要达到的功能选择启动时冲转汽轮机的容量要求：30容量以上锅炉最低稳燃负荷的容量要求：30容量以上保护锅炉再热器的容量要求：1020容量具有防超压功能的容量要求：100容量设计规程规定：锅炉最大连续蒸发量的3040此外还需考虑减温水量，根据蒸汽和喷水总量设计管道喷水系数喷水量蒸汽量高压旁路：0.10.2低压旁路：0.40.7旁路系统的执行机构液动： 力矩大，动 作时间快 （35s） 控制系统复 杂，需要 液动设备 ，维护工 作量大电动：力矩小，动作时间慢（40s）
16、 控制灵活，维护简单1000MW机组典型机旁路： 浙江玉环、江苏泰州：两级串联旁路，35%容量 （哈锅三菱技术锅炉，再热器不允许干烧） 高压旁路阀：26.25MPa/6006.393MPa/377.8 低压旁路阀：5.746MPa/6000.86MPa/180 单台造价800900万元RMB 山东邹县：一级大旁路，25%容量 （东锅BHK技术锅炉，再热器允许干烧） 27.03MPa/6101.6MPa/250外高桥三期、浙江宁海：100三用阀旁路 （上锅阿尔斯通技术，没有过热器安全阀） 单台阀门投资达13001400万元RMB高压旁路系统实例蒸汽减温减压阀： 减温、减压、消音、 调节蒸汽流量喷水调节阀： 降低减温水压力、调 节减温水流量喷水隔离阀： 开、关减温水低压旁路系统实例单级整机大旁路系统实例本节思考题 1.识读1000MW机组的主蒸汽系统，说明 该系统采用了哪些保护措施，采用了 哪些消除主蒸汽压力损失
