原則性熱力系統(tǒng)

1、原則性熱力系統(tǒng)與全面性熱力系統(tǒng),,發(fā)電廠熱力系統(tǒng)圖,發(fā)電廠熱力系統(tǒng)圖按照應(yīng)用的目的和編制方法不同，分成原則性熱力系統(tǒng)和全面性熱力系統(tǒng)。以規(guī)定的符號來表示工質(zhì)按某種熱力循環(huán)順序流經(jīng)的各種熱力設(shè)備之間聯(lián)系的線路圖，稱為發(fā)電廠的原則性熱力系統(tǒng)圖。表示工質(zhì)的能量轉(zhuǎn)換及其熱量利用的過程，反映了發(fā)電廠能量轉(zhuǎn)換過程的技術(shù)完善程度和發(fā)電廠熱經(jīng)濟性的好壞。以規(guī)定的符號表明全廠主輔熱力設(shè)備，包括運行的和備用的，以及按照電能生產(chǎn)過程連接這些熱力設(shè)備的汽

2、水管道和附件整體系統(tǒng)圖，稱為發(fā)電廠的全面性熱力系統(tǒng)圖。,原則性熱力系統(tǒng),作用：用來計算和確定各設(shè)備、管道的汽水流量，發(fā)電廠的熱經(jīng)濟指標(biāo)。又稱為計算熱力系統(tǒng)。組成：鍋爐、汽輪、主蒸汽及再熱蒸汽管道和凝汽設(shè)備的連接系統(tǒng)、給水回?zé)峒訜崞鳌⒊跗骱徒o水箱系統(tǒng)、補充水系統(tǒng)、鍋爐連續(xù)排污及熱量利用系統(tǒng)、對外供熱系統(tǒng)及各種水泵等。類型和容量相同時，原則性熱力系統(tǒng)也可能不盡相同。不同的連接方式所獲得的經(jīng)濟效果也不同。,編制發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)的

3、主要步驟,（一）確定發(fā)電廠的型式及規(guī)劃容量 根據(jù)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)及其發(fā)展規(guī)劃，燃料資源及供應(yīng)狀況，供水條件、交通運輸、地質(zhì)地形、地震及占地拆遷，水文氣象，廢渣處理、施工條件及環(huán)境保護要求和資金來源等，通過綜合分析比較確定電廠規(guī)劃容量、分期建設(shè)容量及建成期限。涉外工程要考慮供貨方或訂貨方所在國的有關(guān)情況。（二）選擇汽輪機 凝汽式發(fā)電廠選用凝汽式機組，其單位容量應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)規(guī)劃容量、負(fù)荷增長速度和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)等因素進行選擇。各汽輪機

4、制造廠生產(chǎn)的汽輪機型式、單機容量及其蒸汽參數(shù)，是通過綜合的技術(shù)經(jīng)濟比較或優(yōu)化確定的。（三）繪發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)圖 汽輪機型式和單機容量確定后，即可根據(jù)汽輪機制造廠提供的該機組本體汽水系統(tǒng)，和選定的鍋爐型式來繪制原則性熱力系統(tǒng)圖。,,（四）發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)計算 進行幾個典型工況的原則性熱力計算，及其全廠熱經(jīng)濟指標(biāo)計算，詳見本章第三、四節(jié)。（五）選擇鍋爐 選擇鍋爐應(yīng)符合現(xiàn)行的SD268-1988《燃煤電

5、站鍋爐技術(shù)條件》的規(guī)定，必須適應(yīng)燃用煤種的煤質(zhì)特性及現(xiàn)行規(guī)定中的煤質(zhì)允許變化范圍。根據(jù)汽輪機組最大工況時的進汽量，并考慮必須的富裕容量來選擇鍋爐的單位容量。 （六）選擇熱力輔助設(shè)備 根據(jù)最大工況時原則性熱力系統(tǒng)所得各項汽水流量，按照“設(shè)規(guī)”的技術(shù)要求，結(jié)合有關(guān)輔助熱力設(shè)備的產(chǎn)品規(guī)范，合理選擇，并宜優(yōu)先選用標(biāo)準(zhǔn)系列產(chǎn)品，其型式也宜一致。,發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)舉例,亞臨界參數(shù)機組發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng),N300－16.7/538/

6、538型機組的發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng),優(yōu)化引進型,發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)舉例,,江西豐城發(fā)電廠 300MW機組型號為SQ-N300-16.7/538/538，配HG-1025/18.2-YM6型強制循環(huán)汽包鍋爐。 汽輪機為單軸雙缸雙排汽，高中壓缸采用合缸反流結(jié)構(gòu)，低壓缸為三層缸結(jié)構(gòu)。高中壓部分為沖動、反動混合式，低壓部分為雙流、反動式。有八級不調(diào)整抽汽，回?zé)嵯到y(tǒng)為“三高四低一除氧”，除氧器為滑壓運行。

7、采取疏水逐級自流方式。 該機組額定功率300MW，最大功率327MW，可超壓5%發(fā)出額定功率并可連續(xù)運行。,基本符號示例,B（boiler）：鍋爐HP（High pressure）、IP（intermediate pressure）、LP（low pressure）：高壓、中壓、低壓汽輪機G（generator）：發(fā)電機C（condenser） ：凝汽器CP（Condensate pump） ：凝結(jié)水泵DE（

8、deionization） ：除鹽裝置BP（Boost pump） ：升壓泵SG（Gland steam condenser）：軸封冷卻器H1（heater）……：給水回?zé)崞鱐P（fore pump）：前置泵FP（feed water pump）：給水泵TD（Boiler Feedwater Pump Turbine，Turbine Driver ）：驅(qū)動汽輪機HD（Deaerator） ：除氧器BD（blow down

9、）：排污系統(tǒng),N600-16.47/537/537型機組的發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng),N600－17.75/540/540型機組發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng),法國阿爾斯通－大西洋公司（ALSTHOM-ATLANTIQUE）制造的600 MW汽輪發(fā)電機組 元寶山電廠,超臨界參數(shù)機組發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng),俄羅斯超臨界K－500－240－4型機組發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)（盤山電廠）,引進的N600－25.4/541/566超臨界壓力機組發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)（

10、石洞口二廠）,美國超超臨界壓力325兆瓦兩次中間再熱凝汽機組的發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng),美國艾迪斯通電廠,供熱機組熱電廠原則性熱力系統(tǒng),國產(chǎn)CC200－12.75／535／535型雙抽汽凝汽式機組熱電廠原則性熱力系統(tǒng),超臨界壓力單采暖抽汽T－250/300－23.54－2熱電廠原則性熱力系統(tǒng),前蘇聯(lián),火電廠單機容量最大機組的發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng),世界上最大單軸1200兆瓦凝汽式機組發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng),裝在俄羅斯科斯特羅馬電廠,數(shù)臺該型機組

11、分別裝在美國坎伯蘭、加絞和阿莫斯等電廠FF—送風(fēng)機；E—蒸發(fā)器；ES—蒸發(fā)器冷卻器；EJ—抽氣器冷卻器,世界上最大雙軸凝汽式機組(1300兆瓦)發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng),空冷型火電廠機組的原則性熱力系統(tǒng),NK200－12.7/535/535型空冷機組原則性熱力系統(tǒng),核電站原則性熱力系統(tǒng),,從法國進口的900 MW核電廠的二回路原則性熱力系統(tǒng),俄羅斯K-1000-60/1500核電廠二回路原則性熱力系統(tǒng),發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)計算的主要目的

12、：,確定電廠某一運行方式時的各項汽水流量及其參數(shù)，該工況下的發(fā)電量、供熱量及其全廠熱經(jīng)濟指標(biāo)，以分析其安全性和經(jīng)濟性。根據(jù)最大負(fù)荷工況計算的結(jié)果，作為選擇鍋爐、熱力輔助設(shè)備和管道及其附件的依據(jù)。,計算舉例,,發(fā)電廠全面性熱力系統(tǒng),發(fā)電廠的全面性熱力系統(tǒng)是在原則性熱力系統(tǒng)的基礎(chǔ)上充分考慮到發(fā)電廠生產(chǎn)所必須的連續(xù)性、安全性、可靠性和靈活性后所組成的實際熱力系統(tǒng)。發(fā)電廠中所有的熱力設(shè)備、管道及附件都應(yīng)該在發(fā)電廠全面性熱力系統(tǒng)圖上反映出來。

13、這是與原則性熱力系統(tǒng)在畫法上的根本區(qū)別。,發(fā)電廠全面性熱力系統(tǒng)一般由下列局部系統(tǒng)組成：主蒸汽和再熱蒸汽系統(tǒng)、旁路系統(tǒng)、回?zé)峒訜?回?zé)岢槠笆杷?系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、除氧系統(tǒng)、主凝結(jié)水系統(tǒng)、補充水系統(tǒng)、鍋爐排污系統(tǒng)、供熱系統(tǒng)、廠內(nèi)循環(huán)水系統(tǒng)和鍋爐啟動系統(tǒng)等。,發(fā)電廠的全面性熱力系統(tǒng)的作用,對電廠設(shè)計而言，會影響到投資和各種鋼材的耗量；對施工而言，會影響施工工作量和施工周期；對運行而言，會影響到熱力系統(tǒng)運行調(diào)度的靈活性、可靠性和經(jīng)濟性；對

14、檢修而言，會影響到各種切換的可能性及備用設(shè)備投入的可能性。,N600－16.67/537/537－1型機組的發(fā)電廠全面性熱力系統(tǒng),一、二次蒸汽系統(tǒng),一次蒸汽（主蒸汽）系統(tǒng)即從鍋爐過熱器出口至汽輪機進口的主蒸汽管道，閥門及疏水裝置和通往各用新蒸汽的支管。二次蒸汽（中間再熱式機組的再熱蒸汽）系統(tǒng)即從汽輪機高壓缸排汽至鍋爐再熱器入口的冷再熱管道、閥門，和從再熱器出口至汽輪機中壓缸進口的熱再熱管道、閥門。,一次蒸汽系統(tǒng)的型式,(a) 集中

15、母管制系統(tǒng)；(b)切換母管制系統(tǒng)；(c) 單元制系統(tǒng),（一）主蒸汽系統(tǒng)的型式,火電廠主蒸汽系統(tǒng)的型式,,圖（a）為集中母管制系統(tǒng)，其特點是全廠的鍋爐蒸汽全都先引至一根母管上，再從該母管引至汽輪機和各用汽處，母管上串連兩個關(guān)斷閥。圖（b）為切換母管制系統(tǒng)，也有一根主蒸汽母管，但每臺鍋爐與對應(yīng)的汽輪機組成一個單元，每個單元有過切換閥門由母管引來相鄰單元鍋爐來的新汽，使事故鍋爐所對應(yīng)的汽輪機仍可繼續(xù)運行。其他用汽仍從母管引出。集中母管制系統(tǒng)

16、的母管必須處于運行狀態(tài)；而切換母管制系統(tǒng)的母管，若分配鍋爐負(fù)荷時，則應(yīng)投入運行，一般按通過一臺鍋爐的蒸發(fā)量來確定其直徑的，通常處于熱備用狀態(tài)。圖（c）所示為單元制系統(tǒng)，每1~2臺鍋爐與對應(yīng)的汽輪機組成一個獨立單元，各單元間無母管聯(lián)系。單元內(nèi)所有新蒸汽的支管均與機爐之間的主汽管相連。,（二）主蒸汽系統(tǒng)型式的比較和應(yīng)用,,上述四個方面，互相影響。須結(jié)合具體工程通過綜合技術(shù)經(jīng)濟比較來確定。,一、二次蒸汽系統(tǒng)的溫度偏差,一、二次汽系統(tǒng)為雙側(cè)，

17、存在兩側(cè)溫度偏差。國際電工協(xié)會規(guī)定，最大允許汽溫偏差為：持久性的為15℃，瞬時性的為42℃。實際應(yīng)用多為混合系統(tǒng)，即單管、雙管兼而有之，以克服溫度偏差。常見的再熱式機組一、二次汽系統(tǒng)混溫方式，如圖8-7所示。,圖8-7 再熱式機組一、二次汽的混溫方式(a) 雙管系統(tǒng)；(b)雙管—單管—雙管系統(tǒng)；(c)主蒸汽、再熱蒸汽雙管—單管—雙管系統(tǒng)；(d)單管—雙管系統(tǒng),旁路系統(tǒng),一 旁路系統(tǒng)的類型及其作用（一）旁路系統(tǒng)的概念 旁路系統(tǒng)是

18、指高蒸汽參數(shù)不進入汽輪機，而是經(jīng)過與汽輪機并聯(lián)的減壓減溫器，將降壓減溫后的蒸汽送入再熱器或低參數(shù)的蒸汽管道或直接排至凝汽器的連接系統(tǒng)。（二） 旁路系統(tǒng)的基本形式I級旁路——新汽繞過汽輪機高壓缸逕至冷再熱蒸汽管道的稱為高壓旁路；Ⅱ級旁路——再過熱后熱再熱蒸汽繞過中、低壓缸，直接引入凝汽器的稱為低壓旁路；Ⅲ級旁路——新汽繞過整個汽輪機而直接引至凝汽器的稱為大旁。,由Ⅰ級、Ⅱ級、Ⅲ級旁路，可組合或不同的旁路系統(tǒng),(a)

19、 (b)三級旁路系統(tǒng)； (b) 兩級旁路串聯(lián)系統(tǒng)；,常見的旁路系統(tǒng)型式,,,,(c) (d)(c) 兩級旁路并聯(lián)系統(tǒng)；(d)單級整機旁路系統(tǒng)；,常見的旁路系統(tǒng)型式,（三） 旁路系統(tǒng)的作用,保護再

20、熱器;協(xié)調(diào)啟動參數(shù)和流量，縮短啟動時間，延長汽輪機壽命;回收工質(zhì)和熱量、降低噪聲;防止鍋爐超壓，兼有鍋爐安全閥的作用;電網(wǎng)故障或機組甩負(fù)荷時，鍋爐能維持熱備用狀態(tài)或帶廠用電運行。,給水系統(tǒng)及給水泵的配置,一 給水系統(tǒng)的類型及應(yīng)用 給水系統(tǒng)是發(fā)電廠熱力系統(tǒng)的重要組成部分，它的工質(zhì)流量大，壓力高對發(fā)電廠的安全、經(jīng)濟、靈活運行至關(guān)重要。給水系統(tǒng)主要有以下幾種型式：集中母管制系統(tǒng)切換母管制系統(tǒng)單元制系統(tǒng),（一）集中母

21、管制系統(tǒng),結(jié)構(gòu)： 包括吸水母管、壓力母管和鍋爐給水母管。吸水母管和壓力母管均為單母管分段，鍋爐給水母管為切換母管。特點： 安全可靠性高，但閥門較多、系統(tǒng)復(fù)雜、耗鋼材、投資大。,（二） 切換母管制系統(tǒng),切換母管制給水系統(tǒng),結(jié)構(gòu)： 吸水母管是單母管分段，壓力母管和鍋爐給水母管均為切換制。特點： 可靠性高，運行靈活。,（三）單元制系統(tǒng),結(jié)構(gòu)：無鍋爐給水母管，吸水母管為單母管，壓力母管為切換母管。

22、特點：節(jié)省投資，也較安全靈活 說明：容量再熱式機組都采用單元制大給水系統(tǒng),圖8-20 單元制給水系統(tǒng),二、給水泵的拖動方式,1. 電動泵和汽動泵的比較 常用的給水泵驅(qū)動方式主要有電動、汽動兩種。中、小型汽輪機機組的給水泵，經(jīng)常運行、備用的均采用電動給水泵，大型汽輪機組卻以汽動給水泵作經(jīng)常運行，電動的作為備用。汽動泵與電動泵相比:,2. 小汽機的熱力系統(tǒng),小汽機實際應(yīng)用的連接方式可歸納為三種類型：背壓式小汽機，其汽源

23、為冷再熱蒸汽，排汽引至某級回?zé)峒訜崞?。仍為背壓式小汽機，汽源引自中壓缸抽汽，排汽引回主機低壓缸，同時引至某級回?zé)峒訜崞?。凝汽式小汽機是應(yīng)用最廣泛的，其排汽可直接到主凝汽器，也可配置獨立的小凝汽器 。,發(fā)電廠全面性熱力系統(tǒng),理解發(fā)電廠全面性熱力系統(tǒng)時，應(yīng)注意以下幾點熟悉圖例 ( 國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 4270－1999《技術(shù)文件用熱工圖形符號與文字代號》)以設(shè)備為中心，以局部系統(tǒng)為線索逐步拓展區(qū)別不同的管線、閥門及其作用,熱力系統(tǒng)管