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1、300MW汽轮机组锅炉汽水检测系统设计摘 要随着生产过程自动化技术的发展，热工测量的要求和热力系统自动控制水平的提高，电厂对热工的职能素质提出了更高的要求。本文主要阐述300MW汽轮机组锅炉汽水检测系统的构成及设计原则。本文的图纸设计参照了西北电力集团公司渭河发电厂300MW机组锅炉系统。仪表的选型原则根据热工自动化设计手册设计。本文内容共分三篇。第一篇包括热工检测系统的构成及各部分的作用。第二篇包括热工仪表的概述、测点的布置和仪表的选型。第三篇包括AUTO CAD的基础知识及在热工测量系统图中的应用。最后对整个设计工作进行归纳和综合而的出结论，包括对所得结果与已有结果的比较和课题尚存在的问题
2、。本文难免存在错误和不妥之处，望各位老师批评指正！ 车建龙 2012年6月关键字：300MW汽轮机组 汽水检测 测点布置 仪表选型目录绪论0.1热工检测的意义10.2 测量技术的发展概括10.3 热工检测技术的发展趋势1第1章 电厂锅炉的工作过程1.1 电厂锅炉的作用及组成21.2 电厂锅炉的工作过程3第2章 锅炉总体介绍2.1 锅炉本体介绍32.2 锅炉设备简介42.2.1 汽包42.2.2 过热器42.2.3 再热器42.2.4 省煤器42.3 设计规范及参数52.3.1 主要参数52.3.2 主要承压部件及受热面5第3章 热工检测3.1 热工检测系统的设计63.1.1 检测项目的确定73
3、.1.2 仪表功能的确定73.1.3 仪表装设位置的确定83.1.4 变送器的确定93.1.5仪表的精简及措施93.2 设备本体仪表或测点的装设103.2.1 设备本体仪表或测点的装设原则103.2.2 设备本体仪表或测点103.3 机炉及辅助系统的热工监测点103.3.1机炉及辅助系统103.3.2若干测点位置或数量选择的说明113.4 热工检测仪表的选择113.4.1 热工检测仪表选型的一般原则113.4.2温度检测仪表113.4.3压力检测仪表133.4.4 流量、液位检验仪表133.4.5 显示仪表143.4.6 下列设备单中应注意的问题16第4章 计算机绘图技术概述第5章 AutoC
4、AD 2010的绘图环境5.1 界面介绍175.1.1 标题栏175.1.2 菜单栏175.1.3 快捷菜单175.1.4 工具栏175.1.5 绘图窗口185.1.6 命令行与文本窗口185.1.7 状态栏185.2 文件操作185.2.1 创建新图形文件185.2.2 打开文件185.2.3 保存文件19第6章 AutoCAD 2010的简单图形绘制6.1 直线的绘制196.1.1 绘制直线段196.1.2 设置线型样式196.2 多边形的绘制206.2.1 绘制矩形206.2.2 绘制正多边形206.3 圆及圆弧的绘制216.3.1 绘制圆216.3.2 绘制圆弧21结论参考文献绪论0.
5、1 热工检测的意义热工检测是工业生产中不可缺少的一环，通过检测可以了解生产过程是否符合工艺规程规定，是否达到预定的质量、安全及经济指标，热工检测时监视生产过程的重要手段。火力发电厂是实现能量转换的工厂，它通过锅炉、汽轮机、发电机及一系列辅助设备，把燃料的化学能顺序转变为热能、机械能，最后转变为电能，通过电网供给用户。发电厂的连续、安全、经济生产和产品质量，都是靠自动控制来保证的。热工检测是控制系统的重要组成部分。生产中需要检测和控制的参数很多，当某些参数偏离正常值时，热工检测系统提醒运行人员注意，避免发生事故。0.2 测量技术的发展概括早期的机械式仪表包括机械式检测元件和机械式记录部分，两者结
6、合在一起。20世纪50年代以后，由于电子技术的发展，检测传感部分大都采用机电结构。到20世纪70年代，随着微电子技术的发展，采用集成电路与放大处理电路结合形成新的传感器。20世纪80年代时，传感器开始向集成化、智能化方向发展。随着发电厂单元机组容量及参数的提高，对热工检测技术的要求也日益提高，但是热工检测技术依旧赶不上自动化发展的要求，因此摆在自动化技术人员面前的任务时如何进行现有热工检测技术的方法改进和仪表稳定性的提高，以适应自动化技术的需要。0.3 热工检测技术的发展趋势检测技术的发展趋势表现在采用有关学科的新技术、新材料以及组合化和智能化4方面。【1】(1)在研究各种物理化学效应的应用技
7、术以及信号处理技术的基础上研制新型传感器。(2)在采用新材料、新工艺的基础上开发新型传感器。(3)研究传感器组合技术，提高传感器的测量精度。(4)敏感元件的小型化、集成化、固体化、多功能化。第一篇 锅炉部分第1章 电厂锅炉的工作过程1.1 电厂锅炉的作用及组成电厂锅炉是火力发电厂三大主要设备中重要的能力转换设备。它的作用是将燃料的化学能转变成为热能，并利用热能加热炉水使之成为具有足够数量和一定质量（汽温、汽压）的过热蒸汽，供汽轮机使用。现代火力发电厂的锅炉容量大，参数高、技术复杂、机械化和自动化水平高，所以燃料主要是煤，并且煤在燃烧之前先制成煤粉，然后送入锅炉在炉膛中燃烧放热，概括地说，锅炉的
8、主要工作过程就是燃料的燃烧、热量的传递、水的加热与汽化和蒸汽的过热等。整个锅炉设备由锅炉本体和辅助设备两部分组成。（1）锅炉本体【2】锅炉本体是锅炉设备的主要部分，是由“锅”和“炉”两大部分组成的。“锅”即汽水系统，它的主要任务是吸收燃料放出的热量，使水加热，蒸发并最后变成具有一定参数的过热蒸汽。它由省煤器、汽包、下降管、联箱、水冷壁、过热器和再热器等设备及其连接管道和阀门组成。1）省煤器。位于锅炉尾部垂直烟道，利用烟气余热加热锅炉给水，降低排烟温度，提高锅炉效率，节约燃料。2）汽包。位于锅炉顶部，是一个圆筒形的承压容器，其下部是水，上部是汽，它接受省煤器来到水，同时又与下降管、联箱、水冷壁共
9、同组成水循环回路。水在水冷壁中吸热面生成的汽水混合物也汇集于汽包，经汽水分离后向过热器输送饱和蒸汽。3）下降管。是水冷壁的供水管道，其作用是把汽包中的水引入下联箱再分配到各个水冷壁管道中。4)水冷壁下联箱。是一根直径较粗的两端封闭的管子，其作用是把下降管与水冷壁连接在一起，以便起到汇集、混合、再分配工质的作用。5）水冷壁。位于锅炉四周，其主要任务是吸收炉内的辐射热，使水蒸发，它是现代锅炉的主要蒸发受热面，同时还可以保护炉墙。6）过热器。其作用是将汽包来的饱和蒸汽再次加热成具有一定温度的过热蒸汽。7）再热器。其作用将汽轮机中做过功的再热蒸汽再次进行加热升温，然后再送入汽轮机中继续做功。“炉”即燃
10、烧系统，它的任务是使燃料在炉内良好的燃烧，放出热量。它由炉膛、燃烧器、点火装置、空气预热器、烟风道及炉墙、构架等组成。（2）辅助设备辅助设备包括通风设备（送、引风机）、燃料运输设备、制粉系统、除灰设备、脱硫设备等。1.2 电厂锅炉的工作过程由原煤仓落下来的原煤经过给煤机送入磨煤机制成煤粉。在原煤磨制的过程中需要热空气对煤进行加热和干燥，因此外界冷空气通过送风机送入锅炉尾部烟道的空气预热器中，被烟气加热成热空气进入热风管道。其中一部分热空气经排粉风机送入磨煤机中，对煤进行加热和干燥，同时这部分热空气也是输送煤粉的介质；另一部分热空气直接经燃烧器进入炉膛参与煤粉的燃烧。煤粉在炉膛内迅速燃烧后放出大
11、量的热量，使炉膛中心火焰具有1500或更高的温度。炉膛四周布满许多的水冷壁管道，炉顶布置顶棚过热器及炉膛上方布置的屏式过热器等受热面。高温烟气经炉膛上部出口离开炉膛进入水平烟道，与布置在水平烟道的过热器进行热量交换，然后进入尾部烟道，并与省煤气和空气预热器等受热面进行热量交换，使烟气不断放出热量而逐渐冷却，离开空气预热器的烟气温度通常在110160。低温烟气经除尘器送入烟囱排入大气。由给水泵送入锅炉的给水，经高压加热器加热后送入省煤器，吸收锅炉尾部烟道的热量后进入汽包，并通过下降管引入水冷壁下联箱再分配给各个水冷壁。水在水冷壁内形成汽水混合物向上流入汽包，通过汽包内汽水分离器进行汽水分离，分离
12、出来的水继续循环，而分离出来的饱和蒸汽经汽包上部的饱和蒸汽管道送入过热器进行加热，最后达到要求的过热蒸汽通过主蒸汽管道引入汽轮机做功。对于高参数、大功率机组，为了提高循环热效率和汽轮机的相对内效率，采用了蒸汽的中间再热，即在汽轮机高压缸中做完功的部分蒸汽被送回锅炉的再热器中进行加热，然后再送入汽轮机的中、低压缸做功。第2章 锅炉总体介绍2.1 锅炉总体介绍本锅炉是由上海锅炉厂制造的型号为SG1025/16.7M315的锅炉，本锅炉是与上海汽轮机厂生产的N300165/535/535型汽轮发电机配套的亚临界自然循环锅炉。锅炉为单炉膛型露天布置。燃煤、平衡通风、固态排渣、全钢架悬吊结构、四角布置燃
13、烧器。炉膛按带基本负荷定压运行方式设计，在燃用设计煤种的情况下，其负荷变化范围在60%MCR以上时可不投油助燃。锅炉炉室深12.5米、宽13.26米、炉顶管中心线标高58米、汽包布置在炉室上前方62.5米标高处。炉室四周墙由膜式水冷壁管围成。炉室冷灰斗下方装有水封式除渣装置。锅炉后烟井为并联双烟道，两烟道内分别布置低温过热器和再热器。省煤器布置在低温过热器下部，在省煤器出口烟道内布置烟气挡板，运行中通过调节烟气挡板的开度来控制蒸汽的温度。2.2 锅炉设备简介2.2.1 汽包汽包布置在锅炉上前方62.5米标高处，其内径为1743mm，壁厚203mm，汽包筒身长18m，筒身两端用球形封头相接，汽包
14、筒身与封头均采用SA299锰硅碳素钢。汽包分离装置为轴流式旋风分离器和波形板干燥器。汽包两端共布置三只弹簧安全阀。汽包正常水位在汽包中心线下50mm，正常水位为050mm。2.2.2 过热器过热器系统由炉顶过热器，低温过热器，屏式过热器及高温过热器组成。烟气离开炉室后，经布置在炉室上部的屏式过热器及折焰角上部的高温过热器，经水平烟道转向后烟井，分别进入低温过热器和再热器烟道。过热蒸汽温度由喷水减温器进行控制。过热器系统布置有二级喷水减温装置，第一级布置在屏式过热器入口，MCR工况时设计喷水量为26t/h，用以控制进入屏式过热器的蒸汽温度，保护屏式过热器并作为主汽温度的主调手段。第二级布置在高温
15、过热器前，它直接控制过热蒸汽出口温度，并可调整甲乙主汽温度的偏差。MCR工况时设计喷水量为8.6t/h。在燃烧煤变化时除了采用喷水控制汽温外，亦可借助调整喷燃器倾角控制主汽温度。2.2.3 再热器再热器布置在水平烟道的后部。再热蒸汽温度的控制主要是用布置在省煤气下方的烟道调节挡板来实现的，根据具体运行工况，调节挡板的开度，以改变进入再热器烟道的烟气量。喷燃器上下倾角的调整作为再热汽温的辅助调整手段。在事故工况下，可借助设在再热器进口集箱的事故喷水装置控制再热器的蒸汽温度。2.2.4 省煤器省煤器分两组水平蛇形管道分别布置在再热器和低温过热器下方的烟道内。在省煤器进口管道与汽包之间设置了再循环管道，管道
