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1、第一节系统概述弟二章回热抽汽系统1 . 1概述在蒸汽热力循环中，通常要从汽轮机数个中间级抽出一部分蒸汽,。我公司原则性热力系统图见图送到给水加热器中用3 1 o于锅炉给水的加热（即抽汽回热系统）中压缸低压缸11 .低压缸排汽装置凝结水泵6号低加7号低加5号低加轴封加热器给水泵号高加1r除L氧器图31原则性热力系统抽汽回热系统作用抽汽回热系统是原则性热力系统最基本的组成部分，采用抽汽加热锅炉给水的目的在于减少冷源损失，一定抽汽量的蒸汽作了部分功后不再至凝汽器中向冷却水放热，既避免了蒸汽的热量被循环冷却水带走，使蒸汽热量得到充分利用，热耗率下降。同时由于利用了在汽轮机作过部分功的蒸汽来加热给水，提
2、高了给水温度，减少了锅炉受热面的传热温差，从而减少了给水加热过程的不可逆损失，在锅炉中的吸热量也相应减少。综合以上原因说明抽汽回热系统提高了机组循环热效率，因此抽汽回热系统的正常投运对提高机组的热经济性具有 决定性的影响。影响抽汽回热系统经济性的主要参数影响给水回热加热热经济性的主要参数为回热加热分配、相应的最佳给水温度和回热级数，三者紧密联系，互有影响。在求解最佳回热分配的计算分析中，以Z级理想回热循环的循环效率最大值求其最佳回热分配，（所谓理想回热循环，即假定为混合式加热器，端差为零，不计新蒸汽、抽汽压 损和泵功，忽略散热损失）求得理想回热循环的最佳回热分配通式后，根据需要忽略一些次要因素
3、，进一步简化，即可获得其它近似的最佳回热分配通式。如“始降分配法”，这种分配方法是将每一级加热器的焓升取作等于前一级至本级的蒸汽在汽轮机中的焓降； 又如 “平均分配法” ，这种回热分配方法的原则是每一级加热器的焓升相等；其它还有“等焓降分配法”等。可见给水回热总加热量在各级中的分配是在一定的给水温度和一定级数的条件下，使循环热效率最高为原则，由此对应的各级抽汽回热参数，即为最有利分配的参数。提高系统循环热效率的措施将给水加热到多少温度， 才能使循环热效率达到最高值？以单级抽汽回热为例， 回热时给水温度 t 从汽轮机排汽压力下的饱和温度开始逐渐增加，热效率也逐渐增加，热效率达最大值时的给水温度称
4、为最佳给水温度。 再提高给水加热温度时， 热效率反会减小， 热经济性就降低，这是因为给水加热温度提高后， 相应的抽汽压力也提高， 对该部分抽汽而言， 每千克蒸汽在汽轮机中热变功的量减少了，若发电量不变，则需要增加进入汽轮机的新蒸汽量，以弥补因抽汽而减少的发电量。 抽汽压力愈高， 增加的新蒸汽量就愈多， 因而汽耗率也愈大，相应地排向排向低温热源的热量也就越大。 锅炉加热量的数值虽不断降低， 但汽耗率增加较快，以致使热耗率相应增大，从而使循环热效率降低。理论上，加热级数愈多，最佳给水温度愈高。在实际应用中， 给水温度并非加热到最佳给水温度， 这是因为还必须要全盘考虑技术经济性，一方面，给水温度的提
5、高，使排烟温度增高、锅炉效率降低，或需增大锅炉尾部受热面， 使锅炉投资增加； 另一方面， 由于回热使得锅炉的蒸发量和汽轮机高压端的通流量都要相应增加， 而汽轮机低压端的通流量和凝汽流量相应减少， 因而不同程度地影响锅炉、 汽轮机以及各相关辅助系统的投资、折旧费和厂用电。通过技术经济比较确定的最佳给水温度，称为经济最佳给水温度。理论上， 给水回热的级数越多， 汽轮机的热循环过程就越接近卡诺循环， 汽热循环效率就越高，但加热级数增加时，热效率的增长逐渐放慢，相对得益不多，运行也更加复杂，同时回热抽汽的级数受投资和场地的制约，因此不可能设置的很多。在实用中， 600MW 机组 的加热级数一般为78级
6、。加热器的性能要求对于加热器的性能要求， 可归结为尽可能地缩小进入加热器的蒸汽饱和温度与加热器出口给水温度之间的差值， 我们称之为加热器端差。 为实现这一目的， 目前主要通过两种途径。一种途径是采用混合式加热器， 从汽轮机抽来的蒸汽在加热器内和进入加热器的给水直接混合，蒸汽凝结成水，其汽化潜热释放到水中，压力温度相同，端差为0，但这种方式需设置水泵为给水提供压力， 使其与相应段的抽汽压力一致， 这就会消耗一定的能源， 除氧器即是一种混合式加热器。 另一种途径是采用表面式加热器， 在结构上采取必要措施， 尽量提高加热器的效果。原则性热力系统组成我公司的原则性热力系统主要由下列各局部热力系统组成：
7、 连接锅炉、 汽轮机的主、 再热蒸汽管道；抽汽回热系统；主凝结水系统；除氧器和给水泵的连接系统；补充水系统等。对抽汽回热系统而言， 习惯上， 以除氧器为分界， 把除氧器范围内的输入输出系统称为除氧器系统； 除氧器以后， 至进入锅炉省煤器的给水加热系统称为高压回热加热系统； 凝汽器输出至除氧器的凝结水系统，称为低压回热加热系统。1 . 2抽汽系统组成由于我厂采用的是空冷凝汽器， 因此本机组汽轮机共设七段非调整抽汽。 第一段抽汽引 自高压缸第6级后，供1号高加；第二段抽汽引自高压缸排汽，供给 2号高加；第三段抽汽 引自中压缸第3级后，供给3号高加；第四段抽汽引自中压缸排汽， 供给除氧器、辅汽系统;
8、 第五段抽汽引自两个低压缸的反 2级后；第六段抽汽引自两个低压缸的正 3级后；第七段抽 汽引自两个低压缸的正反 4级后。各级抽汽参数见表 32。抽汽系统流程图见图 33。表3 2各级抽汽参数抽汽级数t/h压力MPa(a)温度C允许的最大抽汽量t/hA级（至1号高加）99.635.679348.7123.14第二级（至2号高加）140.194.050304.7169.85第三级（至3号高加）68.842.072478.682.86第四级（至除氧器）90.871.092381.6109.26第五级（至5号低加）57.380.391255.268.37第六级（至6号低加）44.930.193185.
9、453.52第七级（至7号低加）109.230.102120.7133.74除第七段抽汽外，各抽汽管道均装设有气动逆止阀和电动截止阀，前者作为防止汽轮机超速的一级保护，同时也作为防止汽轮机进水的辅助保护措施；后者是作为防止汽轮机进水的隔离措施。由于四抽连接到辅汽联箱、除氧器等，用户多且管道容积大，管道上设置两道逆止阀。四段抽汽各用汽点的管道上亦设置了一个气动逆止阀和电动截止阀。抽汽在表面式加热器中放热后的疏水，采用逐级自流方式。1号高加疏水借压力差自流入2号高加，2号高加的疏水自流入 3号高加，3号高加的疏水流向除氧器。低压加热器逐 级自流后，最后由7号低加流向排汽装置。由于各级加热器均设有疏
10、水冷却段，可将抽汽的凝结水在疏水冷却段内进一步冷却，使疏水的温度低于其饱和温度，故可以防止疏水的汽化对下级加热器抽汽的排挤。为防止因加热器故障引起事故扩大，每一加热器均设有保护系统，其基本功能是防止因加热器原因引起的汽轮机进水、加热器爆破和锅炉断水事故，具有异常水位保护、超压保护和给水旁路联动操作的功能。加热器的保护装置一般有如下几个：水位计，事故疏水门，给水自动旁路，抽汽电动截止门、抽汽逆止门联动关闭装置，汽侧及水侧安全门等。对于7号低加，蒸汽入口处设置防闪蒸的挡板。各段抽汽管道具有完善的疏水措施，防止在机组启动、停机及加热器故障时有水积聚。 回热抽汽系统中的每个电动隔离阀和气动止回阀的前后
11、均设有疏水阀，疏水排至疏水扩容 器。各疏水支管上沿疏水流向设置截止阀和气动关断阀。机6LJ U U ULi-| ri ri器氧除I加国不图3 3抽汽系统流程图第二节高压加热器2.1高加结构及性能高压加热器是一种表面式加热器，用来加热给水泵出口的给水，因为水侧管道压力和汽侧壳体压力都很高，因此称为“高加”加热器。对于超临界机组，高压给水压力可达2730Mpa, 由于这样的工作条件，高压加热器在结构、系统、保护装置等方面比低压加热器有更高的要 求。我公司选用上海动力设备有限公司提供的JG-2600-1、JG-2300-2和JG-1550-3型高压加热器。为卧式、表面凝结、U型换热器，采用三台高压加
12、热器大旁路配置。高压加热器的基本结构如图3 4所示，它由壳体、管板、管束和隔板等到主要部件组成。由钢管组成的U型管束放在圆筒形加热器壳体内，并以专门的骨架固定。管子胀接在 管板上。被加热的水经连接管进入水室一侧，经 U形管束之后，从水室另一侧的管口流出。 加热蒸汽从外壳上部管口进入加热器的汽侧。借导流板的作用，汽流曲折流动，与管子的外壁接触，经凝结放热加热管内的给水。为防止蒸汽进入加热器时冲刷损坏管束，在其进口处设置有防冲板。加热蒸汽的凝结水（疏水）汇集于加热器的底部，通过疏水管道上的疏水阀门及时排走。16151413 12 1110LI.11、U形管 2、拉杆和定距管3、疏水冷却段端板4、疏
13、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、 疏水口 20、 支撑座图34高压加热器的结构为了减小端差,提高表面式加热器的热经济性，现代大型机组的高压加热器和少量低压 加热器采用了联合式表面加热器，且高加均配有疏水冷却段、 凝结段、蒸汽冷却段。一个加 热器中含有上面三部分中的两段或全部。一般认为蒸汽的过热度超过 50c70 c时，采用 过热蒸汽冷却段比较有利， 因此低压加热器采用过热蒸汽冷却段的很少。 只采用了凝结段
14、和 疏水冷却段的加热器，其端差较大。我公司三台高加均配有疏水冷却段、凝结段、蒸汽冷却段。1) 过热蒸汽冷却段当抽汽过热度较高时，导致回热器的换热温差加大，不可逆换热损失也随之增大，为此在高压加热器和部分低压加热器装设了过热蒸汽冷却段，只利用抽汽蒸汽的过热度，蒸汽的过热度降低后，再引至凝结段，以减小总的不可逆换热损失。 在该冷却段中，不允许加热蒸 汽被冷却到饱和温度， 因为达到该温度时， 管外壁会形成水膜， 使该加热段蒸汽的过热度被 水膜吸附而消失，没有被给水利用，因此在此段的蒸汽都保留有剩余的过热度一般为30 Co在该段中，被加热水的出口温度接近或略低于抽汽蒸汽压力下的饱和温度。2) 凝结段从过热段流出的蒸汽进入冷凝段。主要利用蒸汽凝结时放出汽化潜热来加热给水。蒸汽在此段中是凝结放热， 其出口的凝结水温是加热蒸汽压力下的饱和温度，因此被加热水的出口温度，低于该饱和温度。3) 疏水冷却段设置该冷却段的作用是使凝结段来的疏水进一步冷却，使进入凝结段前的被加热水温得到提高，其结果一方面使本级抽汽量有所减少，另一方面，由于流入下一级的疏水温度降低，从而
