9-凝气式发电厂的生产系统及热经济性.ppt

2020 1 21 1 第九章凝气式发电厂的生产系统及热经济性 2020 1 21 2 主要内容 1发电厂的热力系统2发电厂供水系统3发电厂热经济性评价 2020 1 21 3 1发电厂的热力系统 1 1热力系统及主要设备选择原则热力系统定义 将热力设备按照热力循环的顺序用管道和附件连接起来的一个有机整体 组成 由锅炉本体汽水系统 汽轮机本体热力系统 机炉间的连接管道系统和全厂公用汽水系统四部分组成 2020 1 21 4 可分为原则性热力系统和全面性热力系统 1 发电厂热力系统 2020 1 21 5 发电厂原则性热力系统 表明能量转换与利用的基本过程 反映发电厂动力循环中工质的基本流程 能量转换与利用过程的完善程度 可以通过发电厂原则性热力系统计算出发电厂热经济指标 有时又将发电厂原则性热力系统称为计算热力系统 2020 1 21 6 N600 17 75 540 540型机组发电厂原则性热力系统 2020 1 21 7 发电厂全面性热力系统 发电厂的全面性热力系统是在原则性热力系统的基础上充分考虑到发电厂生产所必须的连续性 安全性 可靠性和灵活性后所组成的实际热力系统 发电厂中所有的热力设备 管道及附件都应该在发电厂全面性热力系统图上反映出来 这是与原则性热力系统在画法上的根本区别 2020 1 21 8 发电厂全面性热力系统一般由下列局部系统组成 主蒸汽和再热蒸汽系统 旁路系统 回热加热 回热抽汽及疏水 系统 给水系统 除氧系统 主凝结水系统 补充水系统 锅炉排污系统 供热系统 厂内循环水系统和锅炉启动系统等 2020 1 21 9 发电厂的全面性热力系统的作用 对电厂设计而言 会影响到投资和各种钢材的耗量 对施工而言 会影响施工工作量和施工周期 对运行而言 会影响到热力系统运行调度的灵活性 可靠性和经济性 对检修而言 会影响到各种切换的可能性及备用设备投入的可能性 2020 1 21 10 N600 16 67 537 537 1型机组的发电厂全面性热力系统 2020 1 21 11 1 2发电厂的回热加热系统 1 作用 利用从汽轮机某些中间级后抽出的蒸汽来加热凝汽器的凝结水和锅炉给水 其目的是提高锅炉的给水温度 从而提高机组的热经济性 2 组成 高压加热器 除氧器 低压加热器 汽封加热器 汽封抽汽器 疏水调整门 疏水器 高加入口联成门和出口逆止门及有关设备和管道 2020 1 21 12 按介质压力 高压和低压加热器按汽水介质传热方式分 混合式和表面式按布置方式分 立式和卧式 回热加热器的类型 2020 1 21 13 低压加热器是汽轮机回热加热系统中处于凝结水泵至除氧器之间的加热器 有表面式和混合式两种 较常用的是表面式管壳式结构 被加热的水在管内流动 加热蒸汽在管外流动 其结构简单 部件采用普通材料 1 低压加热器 2020 1 21 14 2020 1 21 15 高压加热器是位于给水泵至锅炉之间承受高的给水压力和温度的加热器 高压加热器是热力系统中的主要辅机 因其承受的压力高 如发生泄露而不能正常运行时 不仅影响全厂热效率 还要降低整套机组的输出功率 2 高压加热器 2020 1 21 16 2020 1 21 17 除氧器作用 除去锅炉给水中的氧气和其他不凝结气体 防止热力设备腐蚀和传热恶化 保证热力设备的安全经济运行 是给水回热系统中的一个混合式加热器 高压加热器的疏水 化学部水剂全厂各处水质合格的高压疏水 排汽等均可汇入除氧器加以利用 减少发电厂的汽水损失 除氧塔纵向结构图 3 除氧器 2020 1 21 18 2020 1 21 19 除氧塔纵向结构图 卧式除氧头与给水箱组合图 2020 1 21 20 1 3发电厂原则性热力系统举例 2020 1 21 21 亚临界参数机组发电厂原则性热力系统 2020 1 21 22 N300 16 7 538 538型机组的发电厂原则性热力系统 优化引进型 2020 1 21 23 N600 16 47 537 537型机组的发电厂原则性热力系统 2020 1 21 24 N600 17 75 540 540型机组发电厂原则性热力系统 法国阿尔斯通 大西洋公司 ALSTHOM ATLANTIQUE 制造的600MW汽轮发电机组 2020 1 21 25 超临界参数机组发电厂原则性热力系统 2020 1 21 26 俄罗斯超临界K 500 240 4型机组发电厂原则性热力系统 2020 1 21 27 引进的N600 25 4 541 566超临界压力机组发电厂原则性热力系统 2020 1 21 28 美国超超临界压力325兆瓦两次中间再热凝汽机组的发电厂原则性热力系统 美国艾迪斯通电厂 2020 1 21 29 供热机组热电厂原则性热力系统 2020 1 21 30 国产CC200 12 75 535 535型双抽汽凝汽式机组热电厂原则性热力系统 2020 1 21 31 超临界压力单采暖抽汽T 250 300 23 54 2热电厂原则性热力系统 前苏联 2020 1 21 32 火电厂单机容量最大机组的发电厂原则性热力系统 2020 1 21 33 世界上最大单轴1200兆瓦凝汽式机组发电厂原则性热力系统 装在俄罗斯科斯特罗马电厂 2020 1 21 34 数台该型机组分别装在美国坎伯兰 加绞和阿莫斯等电厂 世界上最大双轴凝汽式机组 1300兆瓦 发电厂原则性热力系统 2020 1 21 35 空冷型火电厂机组的原则性热力系统 2020 1 21 36 NK200 12 7 535 535型空冷机组原则性热力系统 2020 1 21 37 核电站原则性热力系统 2020 1 21 38 从法国进口的900MW核电厂的二回路原则性热力系统 2020 1 21 39 俄罗斯K 1000 60 1500核电厂二回路原则性热力系统 2020 1 21 40 1 4发电厂全面性热力系统 理解发电厂全面性热力系统时 应注意以下几点熟悉图例 国家标准GB T4270 1999 技术文件用热工图形符号与文字代号 以设备为中心 以局部系统为线索逐步拓展区别不同的管线 阀门及其作用 2020 1 21 41 热力系统管线 阀门的图形符号 2020 1 21 42 发电厂全面性热力系统 2020 1 21 43 2020 1 21 44 2020 1 21 45 2供水系统 发电厂在电力生产过程中需要大量的水 主要有如下用水项目 凝汽器中凝结汽轮机排汽用的冷却水 每凝结1吨排汽约需50 80吨冷却水 因此这项用水量很大 占全厂总用水量的95 发电机的冷却水 发电机因损耗产生的热量通过空气或氢气来冷却 而空气或氢气在气体冷却器中又需冷却水来冷却 2020 1 21 46 冷油器中用来冷却汽轮发电机组轴承润滑油的冷却水 辅助机械轴承的冷却水 辅助机械主要是各种水泵 风机 磨煤机等转动设备 因汽水损失所需的补充水 水力除灰用水 其它生产及生活用水 供水系统分类发电厂的供水系统是由水源 取水设备 供水设备及管路组成 根据地形和水源水量的不同 可分为直流供水 循环供水和混合式供水三种 2020 1 21 47 图9 6自然通风冷却塔循环供水系统l 循环水泵 2 凝汽器 3 冷却器 4 淋水装置 5一集水池 2020 1 21 48 2020 1 21 49 海勒式间接空冷系统的发电厂示意图 混合式凝汽器间接空冷系统由匈牙利人海勒 Hailer 提出 在喷射式凝汽器中 循环冷却水与锅炉给水是连通的 系统中要求设凝结水精处理装置 对高参数大容量机组的给水水质控制和处理尤为困难 2020 1 21 50 哈蒙式间接空冷系统的发电厂示意图 哈蒙式 Harmon 空冷系统是在海勒式间接空冷系统运行实践的基础上发展起来的 优点 节约厂用电 设备少 冷却水质要求比海勒式低 冷却水量可根据季节调节 缺点 空冷塔占地大 基建投资多 系统中需要进行两次表面式换热 使全厂效率有所降低 2020 1 21 51 直接空气冷却系统 GEA系统 直接空冷系统是目前中国火电机组空冷技术的发展主流 2010年我国火电空冷机组装机可达40000MW 而且是超临界与亚临界并存6OOMW级空冷机组 届时将成为全球的空冷王国 优点 设备少 系统简单 基建投资少 占地少 空气量调节灵活 缺点 粗大的排汽管道密封困难 维持排汽管内的真空困难 启动时抽真空需要的时间长 冬季运行时 管内容易结冰 需要作复杂的设计处理 此外 机力通风增加了厂用电 形成了噪声源 2020 1 21 52 空冷机组运行国际形势 1 美国沃依达克330MW燃煤直接空冷电厂节水最大化 全厂取水量由同容量湿冷机组耗水908 5m3 h下降到68m3 h 实现全厂废水零排放 2 南非国马廷巴6 665MW燃煤直接空冷电厂节水最大化 全厂年均节水率达到90 实现全厂废水零排放 2020 1 21 53 装设空冷系统的适宜条件 空冷系统传热性能较差 汽轮机排汽压力要比湿冷机组高 热经济性低 空冷系统的缺点可归纳为 金属消耗量多 投资大 真空低和煤耗高 盛夏时可能较大幅度地限制出力等 装设空冷系统的适宜条件可概括为 建厂地区缺水 燃用当地劣质低价煤 海拔高度 环境温度 风向 风速和大气逆温层适当等 2020 1 21 54 3发电厂热经济性评价 2020 1 21 55 锅炉设备 能量平衡式锅炉效率 2020 1 21 56 管道 能量平衡管道效率 2020 1 21 57 汽轮机设备 能量平衡内功率内效率 2020 1 21 58 汽轮机输出环节 能量平衡Pi Pe Em机械效率 20