第六章发电厂的全面性热力系统课件.ppt
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- 第六 发电厂 全面性 热力 系统 课件
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1、Qingdao University第六章 发电厂全面性热力系统n6-1 管道系统管道系统n6-2 主蒸汽系统主蒸汽系统n6-3 中间再热机组的旁路系统中间再热机组的旁路系统n6-4 给水系统给水系统n6-5 回热全面热力系统及运行回热全面热力系统及运行n6-6 发电厂疏放水系统发电厂疏放水系统n6-7 发电厂全面性热力系统发电厂全面性热力系统Qingdao University6-1 发电厂的管道阀门发电厂的管道阀门 重要性:重要性:n发电厂的主、辅热力设备是通过管道及其附件连接成整体的。发电厂的主、辅热力设备是通过管道及其附件连接成整体的。n管道工作的可靠性,尤其是在高温高压下工作的管道工
2、作的可靠性,尤其是在高温高压下工作的汽水管道汽水管道,对电厂运行对电厂运行的安全性影响很大的安全性影响很大。n随着高参数大容量再热机组的发展,现代大型火电厂管道总长可达随着高参数大容量再热机组的发展,现代大型火电厂管道总长可达数万数万米米,总重量可达几百吨甚至上千吨。而且昂贵的高级耐热合金钢占有相,总重量可达几百吨甚至上千吨。而且昂贵的高级耐热合金钢占有相当的比例,使当的比例,使管道费用在火电厂投资中的比重加大管道费用在火电厂投资中的比重加大。n管道压损、泄漏和散热等都不同程度地管道压损、泄漏和散热等都不同程度地影响电厂运行的热经济性影响电厂运行的热经济性。发电厂的管道:发电厂的管道:输送蒸汽
3、、水、燃料油和空气等工质或载热质输送蒸汽、水、燃料油和空气等工质或载热质n包括管子、管件包括管子、管件(异径管、弯管及弯头、三通、法兰、封头和堵头、(异径管、弯管及弯头、三通、法兰、封头和堵头、堵板和孔板等)堵板和孔板等)、阀件及其远距离操纵机构、测量装置、管道、阀件及其远距离操纵机构、测量装置、管道吊支架、管道热补偿器、保温材料吊支架、管道热补偿器、保温材料等。等。Qingdao University一、管道规范一、管道规范n火力发电厂管道的种类很多,管内工作介质的参数差别很大,所需的材火力发电厂管道的种类很多,管内工作介质的参数差别很大,所需的材料也不同,料也不同,进行管道设计时,要遵循和
4、符合国家及有关部门颁布的标准、进行管道设计时,要遵循和符合国家及有关部门颁布的标准、技术规范技术规范,其中用得最多的两种:,其中用得最多的两种:DL/T5366-2006火力发电厂汽水管道应力计算技术规定火力发电厂汽水管道应力计算技术规定(简称简称“应力规应力规定定”)DL/T5054-1996火力发电厂汽水管道设计技术规定火力发电厂汽水管道设计技术规定(简称简称“管道规定管道规定”)n蒸汽管道:蒸汽管道:主蒸汽管道主蒸汽管道、再热蒸汽管道、抽汽管道等。、再热蒸汽管道、抽汽管道等。n水管道:水管道:高压给水管道、低压给水管道、凝结水管道、加热器疏水管道、高压给水管道、低压给水管道、凝结水管道、
5、加热器疏水管道、锅炉排污管道、补充水管道、给水再循环管道等等。锅炉排污管道、补充水管道、给水再循环管道等等。设计压力:设计压力:管道运行中内部介质最大工作压力(表压)。管道运行中内部介质最大工作压力(表压)。设计温度:设计温度:管道运行中内部介质最高工作温度。管道运行中内部介质最高工作温度。n具体选取参见教材具体选取参见教材176-183页相关内容。页相关内容。Qingdao University二、管道附件、阀门二、管道附件、阀门1、管道附件、管道附件 安装在管道及设备上的连接、闭路和调节装置的总称,其中包括管件和安装在管道及设备上的连接、闭路和调节装置的总称,其中包括管件和阀门两大部分。阀
6、门两大部分。管道附件的直径、压力和几何尺寸都已标准化,采用公称直径和公称压管道附件的直径、压力和几何尺寸都已标准化,采用公称直径和公称压力表示。力表示。管子和附件的连接除需拆卸的以外,应采用焊接方法。管子和附件的连接除需拆卸的以外,应采用焊接方法。2、阀门、阀门管道上最重要的附件之一管道上最重要的附件之一,阀门的种类较多,其选择、使用是否合理,阀门的种类较多,其选择、使用是否合理,直接影响到运行的安全性和经济性。直接影响到运行的安全性和经济性。类型类型 起关断作用起关断作用:如闸阀、截止阀、旋塞和球阀等。:如闸阀、截止阀、旋塞和球阀等。起调节作用起调节作用:如调节阀、节流阀、减压阀和疏水阀等。
7、:如调节阀、节流阀、减压阀和疏水阀等。起保护作用起保护作用:如安全阀、逆止阀和快速关断阀等。:如安全阀、逆止阀和快速关断阀等。各种阀门的选择和使用参见教材各种阀门的选择和使用参见教材183-185页内容。页内容。Qingdao University6-2 主蒸汽系统主蒸汽系统一、组成一、组成n主蒸汽系统包括主蒸汽系统包括从锅炉过热器出口联箱从锅炉过热器出口联箱至至汽轮机进口主汽轮机进口主汽阀的汽阀的主蒸汽管道、阀门、疏水装置主蒸汽管道、阀门、疏水装置以及以及通往各用新汽通往各用新汽设备的设备的蒸汽支管蒸汽支管所组成的系统。所组成的系统。n对装有中间再热式机组的发电厂,还包括对装有中间再热式机组
8、的发电厂,还包括再热蒸汽管道再热蒸汽管道:n再热冷段管道再热冷段管道:从汽轮机高压缸排汽至锅炉再热器进口联箱;:从汽轮机高压缸排汽至锅炉再热器进口联箱;n再热热段管道再热热段管道:从再热器出口联箱至汽轮机中压缸进口阀门。:从再热器出口联箱至汽轮机中压缸进口阀门。二、特点二、特点n主蒸汽系统具有主蒸汽系统具有输送工质流量大、参数高、管道长且要输送工质流量大、参数高、管道长且要求金属材料质量高求金属材料质量高的特点。的特点。n对发电厂运行的安全、可靠、经济性影响很大。对发电厂运行的安全、可靠、经济性影响很大。Qingdao University三、对主蒸汽系统的基本要求三、对主蒸汽系统的基本要求n
9、系统力求简单,安全、可靠性好,运行调度灵活,系统力求简单,安全、可靠性好,运行调度灵活,n运行费用低,便于维修、安装和扩建。运行费用低,便于维修、安装和扩建。四、主蒸汽系统的选择四、主蒸汽系统的选择n应根据发电厂的类型、机组的型式和参数,经过综合应根据发电厂的类型、机组的型式和参数,经过综合技术经济比较后确定;技术经济比较后确定;n且应符合且应符合火力发电厂设计技术规程火力发电厂设计技术规程(DL5000-2000)的规定。的规定。Qingdao University五、主蒸汽系统的型式五、主蒸汽系统的型式 1.1.单母管制系统单母管制系统 (又称集中母管制系统)(又称集中母管制系统)n特点:
10、特点:发电厂所有锅炉的蒸发电厂所有锅炉的蒸汽先引至一根蒸汽母管集中汽先引至一根蒸汽母管集中后,再由该母管引至汽轮机后,再由该母管引至汽轮机和各处用汽。和各处用汽。n单母管上用两个串联的分段阀,单母管上用两个串联的分段阀,将母管分成两个以上区段。将母管分成两个以上区段。n优点:优点:n系统比较简单,布置方便。系统比较简单,布置方便。n不足:不足:n运行调度不够灵活,运行调度不够灵活,n缺乏机动性。缺乏机动性。火电厂常用的主蒸汽系统有三种型式:火电厂常用的主蒸汽系统有三种型式:通常用于通常用于锅炉与汽轮机台数不匹配、锅炉与汽轮机台数不匹配、而热负荷又须确保可靠供应的而热负荷又须确保可靠供应的热电厂
11、热电厂以及以及单机容量为单机容量为6MW以下的电厂以下的电厂。Qingdao University 2.切换母管制系统切换母管制系统n特点特点:每台锅炉与其对应的汽轮机组每台锅炉与其对应的汽轮机组成一个单元,正常时成一个单元,正常时机、炉机、炉成单元运成单元运行,各单元之间装有母管,每一单元行,各单元之间装有母管,每一单元与母管相连处装有三个切换阀门。与母管相连处装有三个切换阀门。n母管管径一般按通过一台锅炉的蒸发母管管径一般按通过一台锅炉的蒸发量来确定,通常处于热备用状态。量来确定,通常处于热备用状态。n优点优点:可充分利用锅炉富裕容量,切可充分利用锅炉富裕容量,切换运行,既有较高的运行灵活
12、性,又换运行,既有较高的运行灵活性,又有足够的运行可靠性,同时可实现较有足够的运行可靠性,同时可实现较优的经济运行。优的经济运行。n不足之处:不足之处:系统较复杂,阀门多,系统较复杂,阀门多,发生事故的可能性较大;管道长,金发生事故的可能性较大;管道长,金属耗量大,投资高。属耗量大,投资高。应用:应用:适宜于适宜于装有高压供热式机组的发电厂装有高压供热式机组的发电厂和中、小型发电厂和中、小型发电厂采用。采用。Qingdao University 3.单元制系统单元制系统n特点:特点:每台锅炉与相对应的汽轮机每台锅炉与相对应的汽轮机组成一个独立单元;各单元之间无母组成一个独立单元;各单元之间无母
13、管横向联系;单元内各用汽设备的新管横向联系;单元内各用汽设备的新蒸汽支管均引自机炉之间的主汽管。蒸汽支管均引自机炉之间的主汽管。n优点:优点:n系统简单、管道短、阀门少,系统简单、管道短、阀门少,能节省能节省大量高级耐热合金钢大量高级耐热合金钢;事故仅限于本;事故仅限于本单元内,单元内,全厂安全可靠性高全厂安全可靠性高;控制系;控制系统按单元设计制造,统按单元设计制造,运行操作少,易运行操作少,易于实现集中控制于实现集中控制;工质压力损失少,;工质压力损失少,散热小,散热小,热经济性高热经济性高;维护工作量少,维护工作量少,费用低费用低;无母管,;无母管,便于布置便于布置,主厂房,主厂房内内土
14、建费用少土建费用少。n缺点:缺点:n单元之间不能切换。单元之间不能切换。应用:应用:有高压凝汽式机组的发电厂;有高压凝汽式机组的发电厂;装有中间再热机组的发电厂;装有中间再热机组的发电厂;参数高、要求大口径高级耐热参数高、要求大口径高级耐热合金钢的机组,且主蒸汽管道合金钢的机组,且主蒸汽管道投资比例较大时。投资比例较大时。Qingdao University 管道系统应有混温措施管道系统应有混温措施 汽轮机的主蒸汽、再热蒸汽均为双侧进汽,汽轮机的主蒸汽、再热蒸汽均为双侧进汽,再热机组的主蒸汽、再热蒸汽系统以单管、双管及混再热机组的主蒸汽、再热蒸汽系统以单管、双管及混合管系统居多,少数也有四管及
15、其混合管系统的。合管系统居多,少数也有四管及其混合管系统的。n单管系统单管系统:蒸汽通过一根管道输送至设备的进口处。蒸汽通过一根管道输送至设备的进口处。蒸汽流量大、管道内径也大;很少采用纯粹单管系统的。蒸汽流量大、管道内径也大;很少采用纯粹单管系统的。n双管系统双管系统:蒸汽通过两根并列的管道输送,每根管道通过的蒸汽量仅为原来的蒸汽通过两根并列的管道输送,每根管道通过的蒸汽量仅为原来的1/2。可避免大直径的蒸汽管,投资降低;但温度偏差较大,需加中间联络管。可避免大直径的蒸汽管,投资降低;但温度偏差较大,需加中间联络管。n混合管系统混合管系统:大多数情况采用。大多数情况采用。温度偏差及其对策温度
16、偏差及其对策最大允许汽温偏差最大允许汽温偏差持久性为持久性为15,瞬时性为,瞬时性为42。Qingdao University高压主汽阀高压主汽阀逆止阀逆止阀中间联络管中间联络管导汽管导汽管中压联中压联合汽阀合汽阀电动隔离阀电动隔离阀Qingdao Universityn蒸汽压损:蒸汽压损:降低机组的热经济性,多耗燃料。降低机组的热经济性,多耗燃料。与管径及管路根数与管径及管路根数(优化)(优化)、管道附件有直接关系、管道附件有直接关系。应尽可能地减小管道局部阻力损失应尽可能地减小管道局部阻力损失(减少阀门)(减少阀门)。n管径优化计算:管径优化计算:包括管子壁厚计算、压降计算和费用计算三部分
17、。包括管子壁厚计算、压降计算和费用计算三部分。总费用等于材料投资费和运行费用之和。总费用等于材料投资费和运行费用之和。以总费用最小的管径为最经济管径以总费用最小的管径为最经济管径。n实际实际管径的确定:管径的确定:还需考虑多种影响。还需考虑多种影响。Qingdao University6-3 中间再热机组的旁路系统中间再热机组的旁路系统 一、旁路系统的类型及作用一、旁路系统的类型及作用 1.概念概念n指高参数蒸汽在某些特定情况下,指高参数蒸汽在某些特定情况下,绕过汽轮机绕过汽轮机,经过与汽,经过与汽轮机并列的轮机并列的减温减压装置减温减压装置后,进入参数较低的蒸汽管道或后,进入参数较低的蒸汽管
18、道或设备的连接系统,以完成特定的任务。设备的连接系统,以完成特定的任务。2.类型类型n高压旁路,又称高压旁路,又称级旁路级旁路新蒸汽绕过汽轮机高压缸直接进入新蒸汽绕过汽轮机高压缸直接进入再热冷段管道;再热冷段管道;n低压旁路,又称低压旁路,又称级旁路级旁路再过热后的蒸汽绕过汽轮机中、低再过热后的蒸汽绕过汽轮机中、低压缸直接进入凝汽器;压缸直接进入凝汽器;n整机旁路,或整机旁路,或级旁路、大旁路级旁路、大旁路新蒸汽绕过整个汽轮机而直新蒸汽绕过整个汽轮机而直接进入凝汽器。接进入凝汽器。Qingdao University3.旁路系统的作用旁路系统的作用n(1)协调启动参数和流量,缩短启动时间,延长
19、汽轮)协调启动参数和流量,缩短启动时间,延长汽轮机寿命机寿命n(2)保护再热器)保护再热器n(3)回收工质,降低噪音)回收工质,降低噪音n(4)防止锅炉超压)防止锅炉超压 4.旁路系统的组成旁路系统的组成 减压阀、减温水调节阀和凝汽器颈部减温减压装置减压阀、减温水调节阀和凝汽器颈部减温减压装置Qingdao University二、常见的旁路系统二、常见的旁路系统1.三级旁路系统三级旁路系统 高压旁路高压旁路 低压旁路低压旁路 整机旁路整机旁路2.两级旁路串联系统两级旁路串联系统3.两级旁路并联系统两级旁路并联系统4.整机旁路系统整机旁路系统Qingdao UniversityQingdao
20、University三、两级旁路串联系统设计及运行三、两级旁路串联系统设计及运行n 参见教材参见教材194-197页内容。页内容。四、不设旁路系统的措施四、不设旁路系统的措施n 参见教材参见教材197-198页内容。页内容。五、直流锅炉的启动旁路系统五、直流锅炉的启动旁路系统n 参见教材参见教材198-199页内容。页内容。Qingdao UniversityQingdao University6-4 给水系统给水系统一、给水系统型式及选择一、给水系统型式及选择n给水系统:给水系统:n从除氧器给水箱下降管入口到锅炉省煤器进口之间的管道、从除氧器给水箱下降管入口到锅炉省煤器进口之间的管道、阀门和
21、附件的总称。阀门和附件的总称。n特点特点n输送的工质流量大、压力高,对发电厂的安全、经济、灵活运行输送的工质流量大、压力高,对发电厂的安全、经济、灵活运行至关重要。至关重要。n要求要求n在发电厂任何运行方式和发生任何事故的情况下,都能保证不间在发电厂任何运行方式和发生任何事故的情况下,都能保证不间断地向锅炉供水。断地向锅炉供水。Qingdao Universityn型式主要有三种:型式主要有三种:n 单母管制系统单母管制系统n 切换母管制系统切换母管制系统n 单元制系统(扩大单元制)单元制系统(扩大单元制)n型式的选择型式的选择n与机组的形式、容量和主蒸汽系统的型式有关。与机组的形式、容量和主
22、蒸汽系统的型式有关。Qingdao University切换切换母管母管特点:特点:安全可靠性高,具有安全可靠性高,具有一定的灵活性;但系一定的灵活性;但系统复杂、耗钢材、阀统复杂、耗钢材、阀门较多、投资大。门较多、投资大。应用:应用:高压供热式机组的发高压供热式机组的发电厂采用。电厂采用。单母管分段单母管分段备用备用给水泵给水泵切换阀门切换阀门分段阀门分段阀门Qingdao University单母管单母管分段分段特点:特点:有足够的可靠性高和有足够的可靠性高和运行的灵活性;运行的灵活性;投资大,钢材、阀门投资大,钢材、阀门耗量也相当大。耗量也相当大。切换阀门切换阀门切换阀门切换阀门Qing
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