热力发电厂发电厂的回热加热系统

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1、第二章 回热加热系统1回热加热器的型式回热加热器的型式2表面式加热器及系统的热经济性表面式加热器及系统的热经济性3给水除氧及除氧器给水除氧及除氧器4除氧器的运行及其热经济性分析除氧器的运行及其热经济性分析5汽轮机组原则性热力系统计算汽轮机组原则性热力系统计算1第第1节、回热加热器的形式节、回热加热器的形式一、加热器一、加热器回热循环回热循环回回热热加加热热器器、回回热热抽抽汽汽管管道道、水水管管道道、疏疏水水管管道道组组成成的的一一个个加加热热系统系统S124567Ba aA A a aB B 回热循环回热循环2 混合式加热器混合式加热器 表面式加热器表面式加热器 立式加热器立式加热器卧式加热

2、器卧式加热器汽、水接触方式汽、水接触方式受热面布置方式受热面布置方式加热器分类加热器分类3立立式式加加热热器器4卧卧式加热器式加热器51、热经济性、热经济性: 混合式高混合式高2、加热器结构、加热器结构:混合式简单混合式简单3、回热系统复杂性及可靠度、回热系统复杂性及可靠度: 混合式复杂混合式复杂4、除氧、除氧:表面式不可以除氧表面式不可以除氧二、混合式与表面式加热器比较二、混合式与表面式加热器比较三、加热器类型选择三、加热器类型选择角度：经济性、实用性角度：经济性、实用性6四、典型回热系统示例四、典型回热系统示例1、 高、低加热器为表面式的系统高、低加热器为表面式的系统72 2、全混合式加热

3、器回热系统全混合式加热器回热系统P1P2P383 3、重力方式布置的混合式低压加热器、重力方式布置的混合式低压加热器 p5 p4 p1 p2 p3 p7 p6 pc94 4、带有部分混合式低压加热器的热力系统、带有部分混合式低压加热器的热力系统15H1至至CH2H3H4H6H5678H7SG2H8234CSG110五、加热器的结构五、加热器的结构1 1表面式加热器表面式加热器 疏水疏水表面式加热器中加热蒸汽在管外冲表面式加热器中加热蒸汽在管外冲 刷放热后的凝结水刷放热后的凝结水分类：分类：卧式：大机组卧式：大机组立式：中小机组立式：中小机组11（1 1）立式表面式加热器）立式表面式加热器（U

4、U U U形管管板式加热器）形管管板式加热器）形管管板式加热器）形管管板式加热器）用途：低加、高加用途：低加、高加用途：低加、高加用途：低加、高加水室水室出水出水进水进水上级疏水上级疏水蒸汽蒸汽疏水疏水12立立式式高高压压加加热热器器管管束束13疏水疏水进口进口 防冲板防冲板 隔板隔板给水给水出口出口给水给水进口进口蒸汽进口蒸汽进口分流隔板分流隔板 疏水出口疏水出口 疏冷段隔板疏冷段隔板疏冷段进口疏冷段进口 管板管板（2 2）卧式表面式加热器）卧式表面式加热器 用途：大机组低加、高加用途：大机组低加、高加1430万机组高压加热器管束万机组高压加热器管束152 2混合式加热器的结构混合式加热器的

5、结构 （1 1）卧式混合式加热器）卧式混合式加热器用途：除氧器、大机组低加用途：除氧器、大机组低加加热蒸汽进口加热蒸汽进口凝结水进口凝结水进口凝结水出口凝结水出口16用用途途：除除氧氧器器、大大机机组组低低加加（ 2 ）立立式式混混合合式式加加热热器器加热蒸汽进口加热蒸汽进口凝结水进口凝结水进口凝结水出口凝结水出口17第第2 2节节 表面式加热器及系统的热经济性分析表面式加热器及系统的热经济性分析一、表面式加一、表面式加热器热器上上端差端差 （出口端差）（出口端差） 表面式加热器管内流动的水吸热升温后的出口表面式加热器管内流动的水吸热升温后的出口温度与该加热器内汽侧压力对应的饱和水温度之差温度

6、与该加热器内汽侧压力对应的饱和水温度之差abtwj+1twjtsj12 t, C tabA, m212 = tsj twj ，热经济性，热经济性 18表面式加热器端差的选择表面式加热器端差的选择端差与换热面积的关系：端差与换热面积的关系：换热面积换热面积， 无过热蒸汽冷却段：无过热蒸汽冷却段： = 36C有过热蒸汽冷却段：有过热蒸汽冷却段： = -12Cabtwj+1twjtsj12 t, C tabA, m21219二二 抽汽管道压降抽汽管道压降pj及热经济性及热经济性抽汽管道压降抽汽管道压降ppj j汽轮机抽汽口压力汽轮机抽汽口压力p pj j和和j j级回热级回热加热器内汽侧压力加热器内

7、汽侧压力 之差之差影响因素：蒸汽流速、局部阻力影响因素：蒸汽流速、局部阻力 p pj j 10% 10% p pj j ( (大机组取大机组取4%4%6%)6%)分析：分析： p pj j ，热经济性，热经济性twj+1twjtsj j j+12021三三 蒸汽冷却器及其热经济性分析蒸汽冷却器及其热经济性分析1 1、蒸汽冷却器、蒸汽冷却器 2 2、类型、类型内置式：与加热器本体合成一体内置式：与加热器本体合成一体外置式：具有独立的加热器外壳，布置灵活外置式：具有独立的加热器外壳，布置灵活tw2tw1t122内内置置式式蒸蒸汽汽冷冷却却器器作用：作用：1 1）回热加热器内汽水换热的不可逆损失回热

8、加热器内汽水换热的不可逆损失 2 2）出口水温，出口水温，端差端差，回热抽汽做功比，回热抽汽做功比，经济性经济性0.15-0.20%0.15-0.20%t, CA, m2 1tw1 过热蒸过热蒸汽冷却段汽冷却段蒸汽凝结段蒸汽凝结段tw2ts1tj 1tw2 hw2tw1 hw1t1 h123优点：优点： 最终给水温度，最终给水温度，本级抽汽，本级抽汽，高级抽汽，高级抽汽， 经济性经济性 0.3-0.5% 0.3-0.5%，布置方式灵活布置方式灵活缺点：缺点： 造价高造价高外置式蒸汽冷却器外置式蒸汽冷却器P1P2P3244 4、蒸汽冷却器的连接方式、蒸汽冷却器的连接方式水侧连接方式：水侧连接方式

9、：（1 1）内置式蒸汽冷却器：）内置式蒸汽冷却器：串联连接（顺序连接）串联连接（顺序连接）（2 2）外置式蒸汽冷却器：）外置式蒸汽冷却器：串联连接：全部给水流经冷却器串联连接：全部给水流经冷却器并联连接：只有一部分给水进入冷却器并联连接：只有一部分给水进入冷却器25先先j-1j-1级，后级，后j j级的两级串联级的两级串联单级并联单级并联单级串联单级串联与主水流分流两级并联与主水流分流两级并联与主水流串联两级并联与主水流串联两级并联先先j j级，后级，后j-1j-1级的两级串联级的两级串联 265 5、外置式蒸汽冷却器连接方式比较、外置式蒸汽冷却器连接方式比较（1 1）串联连接）串联连接优点：

10、进水温度高，换热温差小，做功优点：进水温度高，换热温差小，做功损失小；损失小；缺点：给水全部流经冷却器，给水系统缺点：给水全部流经冷却器，给水系统阻力大，泵功消耗多阻力大，泵功消耗多（2 2）并联连接）并联连接优点：给水系统阻力小，泵功消耗少优点：给水系统阻力小，泵功消耗少缺点：进水温度小，换热温差大，做功缺点：进水温度小，换热温差大，做功损失大；回热抽汽做功少损失大；回热抽汽做功少27（四）表面式加热器的疏水方式及热经济性分析（四）表面式加热器的疏水方式及热经济性分析1 1、疏水收集方式、疏水收集方式 疏水收集疏水收集将疏水收集并汇集于系统的主水流将疏水收集并汇集于系统的主水流 （主给水或主

11、凝结水）中（主给水或主凝结水）中（1 1）疏水逐级自流方式）疏水逐级自流方式利利用用汽汽侧侧压压差差，将将压压力力较较高高的的疏疏水水自自流流到到压力较低的加热器中，逐级自流直至与主水流汇合压力较低的加热器中，逐级自流直至与主水流汇合28疏水逐级自流方式疏水逐级自流方式 P1P2P329（2 2）疏水泵方式）疏水泵方式 由于表面式加热器汽侧压力远小于水侧压由于表面式加热器汽侧压力远小于水侧压力，借助疏水泵将疏水与水侧的主水流汇合，汇力，借助疏水泵将疏水与水侧的主水流汇合，汇入点常为该加热器的出口水流中入点常为该加热器的出口水流中302 2、两种疏水方式的热经济性分析、两种疏水方式的热经济性分析

12、（1 1）疏水逐级自流方式）疏水逐级自流方式（高、低加热器）（高、低加热器） 高一级抽汽量，高一级抽汽量，低一级抽汽量低一级抽汽量，热经济性热经济性（2 2）疏水泵方式）疏水泵方式（大中型机组末级低加热器）（大中型机组末级低加热器）疏水与主水流混合后，疏水与主水流混合后，端差端差 ，热经济性热经济性31分析两种疏水收集方式的热经济性分析两种疏水收集方式的热经济性疏水逐级自流方式疏水逐级自流方式高压抽汽，高压抽汽，低压抽汽低压抽汽，热经济性热经济性 p1D1 p2D2 p3D3 h1 h1 p1D1 p2D2 p3D31疏水泵方式疏水泵方式端端差差 ， 高高压压抽抽汽汽， 热经济性热经济性322

13、 2、疏水冷却器的设置、疏水冷却器的设置作用：作用：（1）疏水逐级自流排挤低压抽汽所引起的附加冷源热疏水逐级自流排挤低压抽汽所引起的附加冷源热损失或疏水压降产生热能贬值带来的做功损失；损失或疏水压降产生热能贬值带来的做功损失；（2）疏水经节流后产生蒸汽形成两相流的可能性；疏水经节流后产生蒸汽形成两相流的可能性；（3） 热经济性热经济性布置方式：内置式、外置式布置方式：内置式、外置式ts1tw2tw1t1ts133t, CA, m2 1tw1 tw2 t1 ts1 疏水疏水冷却段冷却段内内置置式式疏疏水水冷冷却却器器过热蒸过热蒸汽冷却段汽冷却段蒸汽蒸汽凝结段凝结段 1tw2 hw2tw1 hw1

14、t1 h134外置式疏水冷却器外置式疏水冷却器pjhjhwjpj+1hj+1hjhj+1hwj+1hwj+235下端差（入口端差）下端差（入口端差）加装疏水冷却器（段）加装疏水冷却器（段）后，疏水温度与本级加热后，疏水温度与本级加热器进口水温之差器进口水温之差 一般推荐一般推荐 =5 =510 10 hwj+1 回热加热器下端差回热加热器下端差36 3 3实际系统疏水方式的选择实际系统疏水方式的选择 技术经济比较：对热经济性影响约为技术经济比较：对热经济性影响约为0.5%0.5%0.15%0.15%（1 1）疏水逐级自流方式疏水逐级自流方式简单、可靠、费用少简单、可靠、费用少 应用：高压加热器

15、、低压加热器应用：高压加热器、低压加热器 （2 2）疏水泵方式疏水泵方式 系统复杂，投资大系统复杂，投资大 应用：大、中型机组的最后一、二级低压加热器应用：大、中型机组的最后一、二级低压加热器 N600MWN600MW机组：全疏水逐级自流机组：全疏水逐级自流N300MWN300MW机组：全疏水逐级自流或第机组：全疏水逐级自流或第3 3台低加用疏水泵台低加用疏水泵374 4实际机组回热原则性热力系统实际机组回热原则性热力系统回热系统基本连接方式：回热系统基本连接方式：（1 1）除氧器除氧器混合式加热器；混合式加热器；（2 2）高压加热器疏水高压加热器疏水逐级自流进入除氧器；逐级自流进入除氧器；（

16、3 3）低低压压加加热热器器疏疏水水逐逐级级自自流流进进入入凝凝汽汽器器热热井井或或末末级级或次末级加热器采用疏水泵打入加热器出口水管道中；或次末级加热器采用疏水泵打入加热器出口水管道中；（4 4）回热抽汽过热度较小时不宜采用蒸汽冷却器；）回热抽汽过热度较小时不宜采用蒸汽冷却器；（5 5）小机组不宜采用蒸汽冷却器和疏水冷却器。）小机组不宜采用蒸汽冷却器和疏水冷却器。 38N300-16.7/538/538N300-16.7/538/538型机组的发电厂原则性热力系统型机组的发电厂原则性热力系统 P4=0.803P6=0.13439N600-17.75/540/540N600-17.75/540

17、/540型机组发电厂型机组发电厂原则性热力系统图原则性热力系统图 40第第3 3节节给水除氧及除氧器给水除氧及除氧器一、给水除氧的必要性一、给水除氧的必要性l腐蚀金属（腐蚀金属（O2 、CO2）l恶化传热效果（不凝结性气体恶化传热效果（不凝结性气体）二、给水除氧的方法二、给水除氧的方法l化学除氧：除氧彻底，但不能除去其它气体化学除氧：除氧彻底，但不能除去其它气体l物理除氧：既能除氧又能除去其它气体物理除氧：既能除氧又能除去其它气体 热力除氧热力除氧41三热力除氧原理三热力除氧原理（1）亨利定律）亨利定律 动态平衡时，单位体积水中溶解的气体量动态平衡时，单位体积水中溶解的气体量b和水面和水面上该

18、气体的分压力（称为平衡压力）成正比上该气体的分压力（称为平衡压力）成正比 pbb（2 2）道尔顿定律）道尔顿定律 混合气体全压力等于各组成气（汽）体的分压力之和混合气体全压力等于各组成气（汽）体的分压力之和 42水中氧量与温度的关系水中氧量与温度的关系43热力除氧方法热力除氧方法 将将给给水水加加热热至至除除氧氧器器工工作作压压力力下下的的饱饱和和温温度度，即可达到除氧目的即可达到除氧目的保证热力除氧效果的基本条件：保证热力除氧效果的基本条件：（1 1）水被加热到除氧器工作压力下的饱和水温度；）水被加热到除氧器工作压力下的饱和水温度；（2 2）及及时时排排走走水水中中逸逸出出的的气气体体，以以

19、保保证证液液面面上上氧氧气气及其他气体分压力维持为零或最小；及其他气体分压力维持为零或最小；（3 3）水水与与加加热热蒸蒸汽汽有有足足够够的的接接触触面面积积，蒸蒸汽汽与与水水应应逆向流动，确保有较大的不平衡压差。逆向流动，确保有较大的不平衡压差。 44水中残余含氧量与加热温度不足的关系水中残余含氧量与加热温度不足的关系45除氧两个阶段：除氧两个阶段：（1 1）初期除氧阶段）初期除氧阶段不平衡压差不平衡压差pp大大除去给水中除去给水中80%80%90%90%的气体的气体 （2 2）深度除氧阶段）深度除氧阶段不平衡压差不平衡压差pp小小化学除氧化学除氧46四四 热力除氧器类型及结构热力除氧器类型

20、及结构 除氧器构成除氧器构成：除氧塔（除氧头）、给水箱除氧塔（除氧头）、给水箱 1 1、对除氧器的基本要求、对除氧器的基本要求 l混合式加热器混合式加热器l汽水接触面积汽水接触面积尽可能大尽可能大l及时将水中析出的气体携带出除氧器及时将水中析出的气体携带出除氧器l强化深度除氧措施强化深度除氧措施l耐腐蚀耐腐蚀水箱水箱除氧头除氧头47立式除氧器外观立式除氧器外观48600MW卧式除氧器外观卧式除氧器外观492 2、除氧器的类型及选择、除氧器的类型及选择压力压力结构结构淋水盘（细流）式淋水盘（细流）式喷雾填料（喷雾膜式）式喷雾填料（喷雾膜式）式真空式真空式大气式大气式高压高压布置方式布置方式立式立

21、式卧式卧式501补充水管；补充水管；2凝结水管；凝结水管；3疏水箱来疏水管；疏水箱来疏水管；4高压加热器来疏水管高压加热器来疏水管5进汽管；进汽管；6汽室；汽室；7排汽管排汽管淋水盘式除氧器淋水盘式除氧器缺点：缺点： 安装要求高；安装要求高； 对负荷适应能力差对负荷适应能力差应用：中、低参数机组应用：中、低参数机组51喷雾式除氧器喷雾式除氧器优点：优点： 深度除氧深度除氧 适应负荷变化适应负荷变化应用：高参数电厂应用：高参数电厂52喷雾式除氧器喷雾式除氧器53真空式除氧器真空式除氧器（凝汽器内凝汽器内） 除氧过程：除氧过程：汽轮机排汽加热凝结水汽轮机排汽加热凝结水应用：初步除氧应用：初步除氧凝

22、汽器的真空除氧装置凝汽器的真空除氧装置1-集水板；集水板；2-淋水盘；淋水盘；3-溅水板；溅水板；4-排汽至凝汽器抽气口；排汽至凝汽器抽气口；5-热水井热水井54大气压式除氧器大气压式除氧器工作压力工作压力约约0.118MPa 除氧过程：除氧过程：汽轮机抽汽加热凝结水汽轮机抽汽加热凝结水优点：压力低、造价低优点：压力低、造价低应用：中、低参数发电厂应用：中、低参数发电厂 热电厂热电厂55（3）高压式除氧器）高压式除氧器 工作压力大于工作压力大于0.343 0.784MPa 除氧过程：除氧过程：汽轮机抽汽加热凝结水汽轮机抽汽加热凝结水优点：优点：高压加热器台数；高压加热器台数；避免除氧器自沸腾避

23、免除氧器自沸腾缺点：造价高缺点：造价高应用：高参数发电厂应用：高参数发电厂56五五 除氧器的热平衡及自生沸腾除氧器的热平衡及自生沸腾1、除氧器的、除氧器的热平衡热平衡 物质平衡物质平衡 热量平衡热量平衡 572、除氧器的、除氧器的自生沸腾及防止方法自生沸腾及防止方法自自生生沸沸腾腾不不需需要要回回热热抽抽汽汽加加热热，仅仅凭凭其其他他进进入入除除氧氧器器的的蒸蒸汽汽和和疏疏水水就就可可将将水水加加热热到到除除氧氧器器工工作作压压力力下下饱和温度饱和温度 影响：影响：（1 1）回热抽汽管的逆止阀关闭，破坏汽水逆向流动；）回热抽汽管的逆止阀关闭，破坏汽水逆向流动；（2 2）排气工质损失）排气工质损

24、失，热量损失，热量损失，除氧效果，除氧效果；（3 3）威胁除氧器的安全威胁除氧器的安全58自生沸腾的防止自生沸腾的防止（1）对对进进入入除除氧氧器器的的高高压压加加热热器疏水设置疏水冷却器；器疏水设置疏水冷却器；（2）将将轴轴封封汽汽、锅锅炉炉连连续续排排污污扩扩容容蒸蒸汽汽、阀阀杆杆漏漏汽汽或或高高压加热器疏水引至他处；压加热器疏水引至他处；（3）提提高高除除氧氧器器压压力力，既既可可降降低低高高加加数数量量，又又可可减减少少其其疏水量；疏水量；（4）将将低低温温的的化化学学补补充充水水引引入入除氧器以增加吸热量除氧器以增加吸热量59第第4 4节节 除氧器的运行及其热经济性除氧器的运行及其热

25、经济性一、除氧器的运行方式：一、除氧器的运行方式：1 1、定压运行定压运行 除氧器工作压力为定值除氧器工作压力为定值缺点缺点：（1 1）压力调节阀造成抽汽节流损失，压力调节阀造成抽汽节流损失，热经济性差；热经济性差；（2 2）低负荷时，高加疏水切换到低）低负荷时，高加疏水切换到低加，排挤低加抽汽，且系统复杂加，排挤低加抽汽，且系统复杂优点：安全优点：安全应用：中小型机组应用：中小型机组602 2、滑压运行滑压运行 在滑压范围内运行时，除氧在滑压范围内运行时，除氧器压力随主机负荷与抽汽压器压力随主机负荷与抽汽压力的变动而变化力的变动而变化优点优点：（1 1）没有压力调节阀及其引起没有压力调节阀及

26、其引起的节流损失；的节流损失；（2 2）可使回热加热分配更接近）可使回热加热分配更接近最佳值，适应调峰要求；最佳值，适应调峰要求；缺点：安全隐患缺点：安全隐患应用：中间再热机组、调峰机组应用：中间再热机组、调峰机组61两种运行方式的热经济性比较两种运行方式的热经济性比较P 负荷负荷Pr 额定负荷额定负荷 除氧器滑压运行时除氧器滑压运行时 机组绝对内效率机组绝对内效率 除氧器定压运行时除氧器定压运行时机组绝对内效率机组绝对内效率62二、除氧器汽源的连接方式二、除氧器汽源的连接方式1 1、单独连接定压除氧器方式、单独连接定压除氧器方式高中压电厂带基本负荷机组高中压电厂带基本负荷机组 特点：特点：（

27、1 1）设计工况时该级回热抽汽压）设计工况时该级回热抽汽压力应高于除氧器运行压力；力应高于除氧器运行压力；（2 2）抽汽管道上设压力调节阀，）抽汽管道上设压力调节阀，低负荷时能切换至高一级抽低负荷时能切换至高一级抽汽，并关闭原级抽汽汽，并关闭原级抽汽63单独连接定压除氧器方式的分析单独连接定压除氧器方式的分析（1 1）压力调节阀导致节流损失）压力调节阀导致节流损失，除氧器出口水温，除氧器出口水温 抽汽抽汽压力相对应的饱和温度，高压力相对应的饱和温度，高压抽汽量压抽汽量，回热抽汽做功，回热抽汽做功比比X Xr r ，使机组，使机组 （2 2）低负荷时原级抽汽关闭，）低负荷时原级抽汽关闭，回热级数

28、回热级数，回热换热过程，回热换热过程不可逆损失不可逆损失，X Xr r ， H2642 2、前置连接定压除氧器方式、前置连接定压除氧器方式 供热机组供热机组供热机组供热机组 特点：特点：在除氧器出口水前方设置一高在除氧器出口水前方设置一高压加热器与除氧器共用同一级压加热器与除氧器共用同一级回热抽汽，组成一级加热回热抽汽，组成一级加热 分析：分析：（1 1）该级出口水温只与供热机）该级出口水温只与供热机组调整抽汽的压力有关，热经组调整抽汽的压力有关，热经济性比单独连接方式高；济性比单独连接方式高；（2 2）投资大，系统复杂）投资大，系统复杂H3H265特点特点：（1 1）本级回热抽汽管道上不设）

29、本级回热抽汽管道上不设压力调节阀；压力调节阀；（2 2）装有至高一级回热抽汽管）装有至高一级回热抽汽管道上的切换阀和压力调节阀，道上的切换阀和压力调节阀，低负荷时仍能自动向大气排气低负荷时仍能自动向大气排气 3 3、滑压除氧器方式、滑压除氧器方式 再热机组和调峰机组再热机组和调峰机组 分析：分析：（1 1）避免了节流损失；）避免了节流损失；（2 2）出口水温无端差，热经济性最高）出口水温无端差，热经济性最高66三、除氧器的滑压运行三、除氧器的滑压运行 1 1、负荷骤升、负荷骤升 （1 1）水温滞后于压力的变化出现）水温滞后于压力的变化出现“返氧返氧”现象，现象，使除氧器出口的含氧量使除氧器出口

30、的含氧量，除氧效果除氧效果（2 2）除氧器压力）除氧器压力，给水泵入口水温滞后，运行，给水泵入口水温滞后，运行安全性安全性（1 1）控制负荷升速度在每分钟）控制负荷升速度在每分钟5%5%负荷内负荷内（2 2）在给水箱内加装再沸腾管）在给水箱内加装再沸腾管（3 3）适当压缩滑压范围）适当压缩滑压范围 影响影响措施措施672 2、负荷骤降、负荷骤降 （1 1）除氧器压力下降发生除氧器压力下降发生“闪蒸闪蒸”现象，水温现象，水温， 除氧效除氧效果果（2 2）除氧器压力）除氧器压力，给水泵入口给水泵入口水温滞后，易发生汽蚀，水温滞后，易发生汽蚀，给水泵运行安全性给水泵运行安全性Hd影影响响68汽蚀现象

31、汽蚀现象 当液体在流道内流至某处，其当液体在流道内流至某处，其压力等于或压力等于或小于液体温度对应的汽化压力小于液体温度对应的汽化压力时，该处会产生汽化，时，该处会产生汽化，即有大量的蒸汽和溶解在液体中的气体逸出，形成即有大量的蒸汽和溶解在液体中的气体逸出，形成许多蒸汽与气体混合的小汽泡许多蒸汽与气体混合的小汽泡危害：危害： 气泡随液体流至高压区时，在高压作用下，迅气泡随液体流至高压区时，在高压作用下，迅速凝结而破裂。汽泡破裂瞬间，高压液体高速占有速凝结而破裂。汽泡破裂瞬间，高压液体高速占有原汽泡所居空间，形成冲击力，并周而复始，使流原汽泡所居空间，形成冲击力，并周而复始，使流道材料因道材料因

32、机械剥蚀机械剥蚀和和化学腐蚀化学腐蚀而遭到破坏，并产生而遭到破坏，并产生振动振动和和噪音噪音 693 3、给水、给水泵不汽蚀的条件泵不汽蚀的条件有效汽蚀余量有效汽蚀余量NPSHNPSHa a 在在泵吸入口处泵吸入口处，单位重量液体所具有的超过汽化压力的富余，单位重量液体所具有的超过汽化压力的富余能量。与吸入系统的情况有关能量。与吸入系统的情况有关 p pd d、p pv v除氧器工作压力和泵入口水温对应的汽化压力，除氧器工作压力和泵入口水温对应的汽化压力，MpaMpa； 给水的平均密度，给水的平均密度，kg/mkg/m3 3； H Hd d泵入口承受的静水头，泵入口承受的静水头，m m； p

33、p泵吸入管损失的压力，泵吸入管损失的压力，MpaMpa 70除氧器与给水泵安装示意图除氧器与给水泵安装示意图P Pd d 除氧器工作压力除氧器工作压力P Pv v 泵入口水温对应的汽化压力泵入口水温对应的汽化压力给水的平均密度给水的平均密度H Hd d泵入口承受的静水头泵入口承受的静水头p p泵吸入管损失的压力泵吸入管损失的压力Hd稳态运行时：稳态运行时：71必需汽蚀余量必需汽蚀余量NPSHNPSHr r泵内不发生汽蚀所必需的最小有效汽蚀余量泵内不发生汽蚀所必需的最小有效汽蚀余量NPSHNPSHr r的影响因素：的影响因素：转速转速，流量，流量， NPSHr NPSHr 给水泵正常运行不发生汽

34、蚀条件：给水泵正常运行不发生汽蚀条件： 有效富裕压头：有效富裕压头：NPSH=NPSHa-NPSHr0 泵内最低压头泵内最低压头汽化压头汽化压头72HdK泵泵吸吸入入口口压压力力最最低低叶叶轮轮出出口口吸吸入入系系统统及及离离心心泵泵内内的的压压力力变变化化叶叶轮轮入入口口73除氧器与给水泵安装示意图除氧器与给水泵安装示意图Hd74NPSHrNPSHa临界点临界点：NPSHa=NPSHr .稳定工作区稳定工作区A汽蚀区汽蚀区N NP PS SH Ha a和和N NP PS SH Hr r随随流流量量Q Q的的变变化化关关系系H，mQ，m3/h流量流量，NPSHrNPSHr Qmin Q QA7

35、5负负荷荷骤骤降降过过程程给给水水泵泵运运行行的的安安全全性性 泵内最低压头泵内最低压头 汽化压头汽化压头 除氧器压头除氧器压头 764 4、滑压运行除氧器防止给水泵汽蚀的措施、滑压运行除氧器防止给水泵汽蚀的措施 1）提高除氧器安装高度）提高除氧器安装高度Hd 2）采用低转速前置泵）采用低转速前置泵 3）降低泵吸入管道的压降）降低泵吸入管道的压降p 4 4）提高水泵吸入管内流速）提高水泵吸入管内流速W5）加大给水泵流量加大给水泵流量Q6）降低进入给水泵水温降低进入给水泵水温 7）增加除氧器给水箱储水量增加除氧器给水箱储水量 8）装备用汽源装备用汽源 提高泵内最低压头提高泵内最低压头曲线曲线缩短

36、泵内汽化压头缩短泵内汽化压头曲线的滞后时间曲线的滞后时间减缓暂态过程除氧减缓暂态过程除氧器压头曲线下降器压头曲线下降77加速给水泵进口水温下降的措施加速给水泵进口水温下降的措施(a)(b) (a) 主凝结水旁路主凝结水旁路 (b) 设置给水冷却器系设置给水冷却器系统统在泵入口注入冷水的系统在泵入口注入冷水的系统78第第5 5节节 汽轮机组原则性热力系统及其计算汽轮机组原则性热力系统及其计算一、计算目的一、计算目的（1）确确定定汽汽轮轮机机组组在在某某一一工工况况（设设计计、最最大大、典典型型工况）下的热经济指标和各部分汽水流量工况）下的热经济指标和各部分汽水流量;（2）选择有关的辅助设备及汽水

37、管道；）选择有关的辅助设备及汽水管道；（3）确定某工况下汽轮机的功率或新汽耗量；）确定某工况下汽轮机的功率或新汽耗量；（4）新机组本体热力系统定型设计）新机组本体热力系统定型设计 1、应用：、应用：（1）新机组方案比较；）新机组方案比较；（2）技术改造；）技术改造；（3）机组大修前后）机组大修前后 792、计算方法、计算方法（1）“定功率定功率”计算计算负荷给定负荷给定应用：电力设计院、电厂应用：电力设计院、电厂（2）“定流量定流量”计算计算 汽轮机进汽量给定汽轮机进汽量给定应用：汽轮机制造厂应用：汽轮机制造厂80（二）基本公式（二）基本公式1 1、加热器的热平衡式加热器的热平衡式 吸热量吸热

38、量 = = 放热量放热量 h h 或或 流入热量流入热量 = = 流出热量流出热量2 2、汽轮机物质平衡式汽轮机物质平衡式 3 3、汽轮机功率平衡式汽轮机功率平衡式 36003600P Pe e = = W Wi i m m g g = = D D0 0w wi i m m g g抽汽量抽汽量凝汽流量凝汽流量功率功率或汽耗量或汽耗量814 4、典型热平衡式示例、典型热平衡式示例（1 1）混合式加热器）混合式加热器hjhwjhw(j+1)()() 1() 1() 1() 1() 1() 1() 1(+=+=+=jwwjjwhwjjjwjwjjwjwhjjwjwjjwjwjjjwjwjhhhhhh

39、hhhhhh或或热平衡热平衡物质平衡物质平衡82（2 2）表面式加热器）表面式加热器)()()()()()() 1() 1() 1(+=jwwjwjjhjjjwwjwjhjjjjwwjwjjjjhhhhhhhhhhhhhh或或热平衡热平衡83（3 3）表面式加热器不同连接方式下）表面式加热器不同连接方式下热平衡方程的处理方法热平衡方程的处理方法hwz z c(a)hwchwz z c(b)hwc84三、计算方法和步骤三、计算方法和步骤常规计算法常规计算法： 通通过过建建立立各各级级加加热热器器的的热热平平衡衡式式以以及及凝凝汽汽流流的的物物质质平平衡衡式式或或功功率率方方程程式式，求求出出抽抽

40、汽汽量量和和新汽量新汽量（或凝汽量）（或凝汽量）（1 1）串联法（）串联法（手工计算手工计算） 由由高至低高至低依次计算各级加热器依次计算各级加热器 （1 1）并联法（）并联法（计算机计算计算机计算） 同时建立各级加热器热平衡式同时建立各级加热器热平衡式85常规法计算的过程及步骤：常规法计算的过程及步骤：1 1整理原始资料整理原始资料 2 2计算回热抽汽系数与凝汽系数计算回热抽汽系数与凝汽系数3新汽量新汽量D0计算及功率校核计算及功率校核 4热经济指标计算热经济指标计算 5各汽水流量绝对值计算各汽水流量绝对值计算 86引进型超临界引进型超临界600MW三缸四排汽凝汽式机组在设计工况三缸四排汽凝

41、汽式机组在设计工况下的热经济指标计算下的热经济指标计算已知：已知：汽轮机型式：汽轮机型式：N600-24.2/566/566蒸蒸汽汽初初参参数数：p0=24.2MPa，t0=566； p0=0.515MPa， t0=1.8；再再热热蒸蒸汽汽参参数数：冷冷段段压压力力p2=4.053MPa，冷冷段段温温度度=303.5，热段压力，热段压力=3.648MPa，热段温度，热段温度trh=566；排汽压力：排汽压力：p2 = 5.4kPa（0.0054MPa）；）；抽抽汽汽及及轴轴封封参参数数见见表表2-2。给给水水泵泵出出口口压压力力ppu=30.38MPa，凝凝结水泵出口压力为结水泵出口压力为1.

42、84MPa。汽动给水泵用汽系数汽动给水泵用汽系数 pu为为0.052。 四、计算示例四、计算示例87N300-16.7/538/538N300-16.7/538/538型机组的发电厂原则性热力系统型机组的发电厂原则性热力系统 8800 22 345687C3390.26h3145.1h3027.9h3515.13h3333.1h3135.0h2939.7h2762.7h2664.7h2522.0h2359.8h图图4-25 亚临界亚临界300MW双缸双排汽凝汽式机组蒸汽膨胀过程线双缸双排汽凝汽式机组蒸汽膨胀过程线s, kJ/(kgK)h, kJ/kg1 1、整理原始资料、整理原始资料1 1）画

43、出蒸汽膨胀过程线）画出蒸汽膨胀过程线 新蒸汽新蒸汽 再热蒸汽焓再热蒸汽焓 各级抽汽焓各级抽汽焓加热器进出口水焓加热器进出口水焓（汽侧压力、疏水温度、上端差、（汽侧压力、疏水温度、上端差、出口水温）出口水温） 疏水焓疏水焓（下端差、疏水出口水温）（下端差、疏水出口水温）2 2）查水蒸气表）查水蒸气表892 2、计算回热抽汽系数与凝汽系数、计算回热抽汽系数与凝汽系数（1）1号高压加热器号高压加热器由由H1的热平衡式求的热平衡式求 1 1 h1hw1H1hdw1hw2= 0.074925 H1的疏水系数的疏水系数 d1d1 = = 1 1 = 0.074925 = 0.074925 n同理可求得同理

44、可求得H2，H3的抽汽系数的抽汽系数 2 ， 3 90（2 2）除氧器）除氧器HDHDhw54puHDsg14 h4hw4c4d31kg = 0.029932 c4 = 1 d3 sg1 4 = = 0.7595564 = 4+pu = 0.029932 + 0.038 = 0.06793291（3）H5H7号低加：计算号低加：计算 5 8物质平衡：物质平衡： c+ pu + d7 + sg2 + 8 = c4热平衡：热平衡：92热井物质平衡热井物质平衡: c= c4 d7 sg2 8 pu = 0.598044汽轮机通流部分物质平衡：汽轮机通流部分物质平衡：（4）凝汽系数）凝汽系数 c计算与

45、物质平衡校核计算与物质平衡校核933、新汽量新汽量D0计算及功率校核计算及功率校核 （1）计算）计算Dc094 汽轮机新汽耗量汽轮机新汽耗量D D0 0D0 = Dc0 = 712.00381.288481= 917.403368 t/h 做功不足汽耗增加系数做功不足汽耗增加系数 （2）计算汽轮机新汽耗量计算汽轮机新汽耗量D D0 0各级抽汽做功不足系数各级抽汽做功不足系数Yj95（3）功率校核）功率校核发电机的功率发电机的功率P e为为P e = D0wi m g/3600 =300.000296 计算误差：计算误差： =1207.236698 kJ/kg %100=DeeepPP= 0.0

46、00099% 964 4、热经济指标计算、热经济指标计算l1kg新汽的比热耗新汽的比热耗 l汽轮机绝对内效率汽轮机绝对内效率 l汽轮发电机组绝对电效率汽轮发电机组绝对电效率 l汽轮发电机组热耗率汽轮发电机组热耗率 l汽轮发电机组汽耗率汽轮发电机组汽耗率 975 5、各汽水流量计算、各汽水流量计算98思考题思考题1 1、试分析蒸汽冷却器、疏水冷却器对机组、试分析蒸汽冷却器、疏水冷却器对机组热经济性的影响。热经济性的影响。2 2、疏水收集方式有哪几种？试分析不同疏、疏水收集方式有哪几种？试分析不同疏水收集方式对机组热经济性的影响。水收集方式对机组热经济性的影响。993、请建立请建立图示图示除氧器的

47、物质平衡及热量平衡式除氧器的物质平衡及热量平衡式并分析如何防止发生自生沸腾。并分析如何防止发生自生沸腾。思考题思考题100思考题思考题4 4、什么是除氧器的滑压运行？滑压运行的优、什么是除氧器的滑压运行？滑压运行的优点是什么？点是什么？5 5、除氧器滑压运行时，如何防止给水泵汽蚀。、除氧器滑压运行时，如何防止给水泵汽蚀。 1016、已知某机组高压加热器的如下参数：、已知某机组高压加热器的如下参数：l加热蒸汽抽汽压力加热蒸汽抽汽压力p1、温度、温度t1；l给水泵出口压力给水泵出口压力pgl加热器进口水温加热器进口水温tw2l加热器上端差加热器上端差 1及及下端差下端差 1请根据已知参数确定各汽水焓值，写请根据已知参数确定各汽水焓值，写 1的计算式。的计算式。思考题思考题 1 h11kg hw1hw2, tw2hs1102