热力发电厂发电厂的回热加热系统

1、一、加热器一、加热器 回热循环回热循环 回热加热器、回热回热加热器、回热 抽汽管道、水管道、疏抽汽管道、水管道、疏 水管道组成的一个加热水管道组成的一个加热 系统系统 S 1 2 4567 B a aA A a aB B 回热循环回热循环 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 立立式加热器式加热器 卧卧式加热器式加热器 1、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

2、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 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 2 2、全混合式加热器回热系统全混合式加热器回热系统 P1 P2P3 3 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 pc 4 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 1 5

3、H1 至至C H2 H3 H4 H6H5 678 H7 SG2 H8 23 4 C SG1 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 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 立式高压加热器管束立式高压加热器管束 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

4、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 30万机组高压加热器管束万机组高压加热器管束 （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 用途：除氧器、大机组低加用途：除氧器、大机组低加 （2）立式）立式混合式混合式加热器加热器 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 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

5、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与该加热器内汽侧压力对应的饱和水温度之差 ab twj+1twj tsj 1 2 j p t, C t a b A, m2 1 2 = tsj twj ，热经济性，热经济性 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： = -12C ab twj+1twj tsj 1 2 j p t, C t a b A, m2 1 2 1 p KA Gc t

6、e 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+1twj tsj j j p j p j p j+1 1j p jjj pp p j p 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

7、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 tw2tw1 1s t t1 s t1 内置式蒸汽冷却器内置式蒸汽冷却器 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, C A, m2 1 tw1 过热蒸过热蒸 汽冷却段汽冷却段 蒸汽凝结段蒸汽凝结段 tw2 ts1 tj 1 tw2 hw2tw1 hw1 s h 1 1s h 1s t t1 h1 s t1 s t1 优点：优点：

8、 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 P1P2 P3 水侧连接方式：水侧连接方式： （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 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

9、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 （1 1）串联连接）串联连接 优点：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 1

10、 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 利用汽侧压差，将压力较高的疏水自流到利用汽侧压差，将压力较高的疏水自流到 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 疏水逐级自流方式疏水逐级自流方式 P1 P2 P3 （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

11、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 2 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 （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 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 2 h 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

12、性 p1 D1 p2 D2 p3 D3 h1 h1 p1 D1 p2 D2 p3 D3 1 疏水泵方式疏水泵方式 端差端差 ， 高压抽汽高压抽汽， 热经济性热经济性 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 1s h 1s h ts1 tw2tw1 t1 s t1 ts1 t, C A

13、, m2 1 tw1 tw2 t1 ts1 1s t 疏水疏水 冷却段冷却段 内置式疏水冷却器内置式疏水冷却器 过热蒸过热蒸 汽冷却段汽冷却段 蒸汽蒸汽 凝结段凝结段 1s t s t1 1 tw2 hw2tw1 hw1 s h 1 1s t 1s h 1s h 1s t t1 h1 s t1 1 1 外置式疏水冷却器外置式疏水冷却器 pj hj hwj pj+1 hj+1 hj hj+1 hwj+1 hwj+2 1 1 1 p 2 p 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

14、般推荐一般推荐 =5=510 10 1 wjsj tt hwj+1 1 p 1 p 1 1 2 p 2 p 2w t 1s t 1s t 回热加热器下端差回热加热器下端差 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、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

15、、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 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； （3 3）低压加热器疏水低压加热器疏水逐级自流进入凝汽器热井逐级自流进入凝汽器热井或或末级末级 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

16、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。 N300-16.7/538/538N300-16.7/538/538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=0.134 N600-17.75/540/540N600-17.75/540/540 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 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

17、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 （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 pb b sj ppp （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 p p Kb b 水中氧量与温度的关系水中氧量与温度的关系 热力

18、除氧方法热力除氧方法 将给水加热至除氧器工作压力下的饱和温度，将给水加热至除氧器工作压力下的饱和温度， 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）及时排走水中逸出的气体，以保证液面上氧气）及时排走水中逸出的气体，以保证液面上氧气 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）水与加热蒸汽有足够的接触面积，蒸汽与水应）水与加热蒸汽有足够的接触面积，蒸汽与水应 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

19、不平衡压差。 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 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p p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p p小小 化学除氧化学除氧 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

20、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 立式除氧器外观立式除氧器外观 600MW卧式除氧器外观卧式除氧器外观 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 立式立式 卧式卧式 1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

21、、低参数机组应用：中、低参数机组 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 喷雾式除氧器喷雾式除氧器 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 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

22、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 （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 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 jjii hDhD outin DD fwfwh D d

23、dh D blblh D d wssh D sgsgh D wjwjh D 自生沸腾自生沸腾不需要回热抽汽加热，仅凭其他进入除不需要回热抽汽加热，仅凭其他进入除 氧器的蒸汽和疏水就可将水加热到除氧器工作压力下氧器的蒸汽和疏水就可将水加热到除氧器工作压力下 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 自生沸腾的防止自生沸腾的防止 （1）对进入除氧器的高压加热）对进入除氧器的高压加热 器疏水

24、设置疏水冷却器；器疏水设置疏水冷却器； （2）将轴封汽、锅炉连续排污）将轴封汽、锅炉连续排污 扩容蒸汽、扩容蒸汽、阀杆漏汽或高阀杆漏汽或高 压加热器疏水引至他处；压加热器疏水引至他处； （3）提高除氧器压力，既可降提高除氧器压力，既可降 低高加数量，又可减少其低高加数量，又可减少其 疏水量；疏水量； （4）将低温的化学补充水引入）将低温的化学补充水引入 除氧器以增加吸热量除氧器以增加吸热量 除氧水 抽汽 锅炉排污 上级疏水 其他热源 凝结水 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

25、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 2 p 3 p 2 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，

26、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 2 p 3 p 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 c i c i v i 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 v i c i 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： （1 1）设计工况时该级回热抽汽压）设计工况时该级

27、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低负荷时能切换至高一级 抽汽，并关闭原级抽汽抽汽，并关闭原级抽汽 2 p 3 p （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

28、 ， i i 2 p 3 p 3 p H2 2 2、前置连接定压除氧器方式、前置连接定压除氧器方式 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 2 p 3 p H3 H2 特点特点： （1 1）本级回热抽汽管道上不设）本级回热抽汽管道上不设 压力调节阀；压力

29、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 2 p 3 p 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的含氧量，除

30、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 2 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， 除氧效果除氧效果 （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 g p d

31、 g p g p v 影影 响响 汽蚀现象汽蚀现象 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

32、所居空间，形成冲击力，并周而复始，使流 道材料因道材料因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 3 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

33、 d泵入口承受的静水头，泵入口承受的静水头，m m； p p泵吸入管损失的压力，泵吸入管损失的压力，MpaMpa m g p g p H g p NPSH v d d a m g p g p H g p NPSH v d d a 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 g pd g p a NPSH g pv ad NPSHHpg 稳态运行时：稳态

34、运行时： 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， NPSHrNPSHr 给水泵正常运行不发生汽蚀条件：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 0 g p NPSH g p H g p v rd d 泵内最低压头泵内最低压头 汽化压头汽化压头 Hd p a NPSH r NPSH K 泵吸入口泵吸入口 压力最低压力最低 叶轮出口叶轮出口 吸入系统及离心泵内的压力变化吸入系统及离心泵内的

35、压力变化 叶轮入口叶轮入口 除氧器与给水泵安装示意图除氧器与给水泵安装示意图 Hd g pd g p a NPSH r NPSH g pv NPSHr NPSHa 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 NPSHNPSHa a和 和NPSH NPSHr r随流量 随流量Q Q的变化关系的变化关系 H，m Q，m3/h 流量流量，NPSHrNPSHr Qmin Q QA 负荷骤降过程给水泵运行的安全性负荷骤降过程给水泵运行的安全性 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 rdd NPSHgpHgp/ gpv/ gpd/ 1）提

36、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W 5）加大给水泵流量加大给水泵流量Q 6）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 0 g p NPSH g p H g p NPSH v rd d (a)(b) (a)

37、主凝结水旁路主凝结水旁路 (b) 设置给水冷却器系统设置给水冷却器系统 在泵入口注入冷水的系统在泵入口注入冷水的系统 一、计算目的一、计算目的 （1）确定汽轮机组在某一工况（设计、最大、典型）确定汽轮机组在某一工况（设计、最大、典型 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

38、；）技术改造； （3）机组大修前后）机组大修前后 （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 1 1、加热器的热平衡式加热器的热平衡式 吸热量吸热量 = = 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 z jc D

39、DD 1 0 z jc 1 1 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 （1 1）混合式加热器）混合式加热器 hj hwj wj j hw(j+1) )1( jw )()( ) 1() 1( ) 1() 1( ) 1() 1( ) 1( jwwjjwhwjjj wjwjjwjwhjj wjwjjwjwjj jwjwj hhhh hhh hhh 或 或 热平衡热平衡 物质平衡物质平衡 jj h wj wj h )1( jw wj h jj h （2 2）表面式加热器）表面式加热器 )()( )()( )()( ) 1( ) 1( ) 1( jwwjwjjhjj jwwjwjh

40、jjj jwwjwjjjj hhhh hhhh hhhh 或 或热平衡热平衡 hwz z c (a) hwc hwz z c (b) hwc 常规计算法常规计算法： 通过建立各级加热器的热平衡式以及凝汽通过建立各级加热器的热平衡式以及凝汽 流的物质平衡式或功率方程式，求出流的物质平衡式或功率方程式，求出抽汽量抽汽量和和 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 常规法计算的过程及步骤：常规法计

41、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 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 蒸汽初参数：蒸汽初参数：p0=24.2MPa，t0=566； p0=0.515MPa， t0=1.8； 再热蒸汽参数：冷段压力再热蒸汽参数：冷段压力p2=4.

42、053MPa，冷段温度，冷段温度=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）；）； 抽汽及轴封参数见表抽汽及轴封参数见表2-2。给水泵出口压力。给水泵出口压力ppu=30.38MPa，凝，凝 结水泵出口压力为结水泵出口压力为1.84MPa。 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 N300-16.7/538/538N300-16.7/538/538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 0 0 2 2 3 4 5 6 8 7

43、 C 3390.26 h 3145.1h 3027.9h 3515.13 h 3333.1h 3135.0h 2939.7h 2762.7h 2664.7h 2522.0h 2359.8h 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/ kg 1 1、整理原始资料、整理原始资料 1 1）画出蒸汽膨胀过程线）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）

44、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 （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 h1 hw1 H1 hdw1 hw2 21111 )( wwn d w hhhh d w hww hh hh 11 21 1 /)( 5.10798.3142 98.0/)7.10432.1195( = 0.074925 H1的疏水系数的疏水系数 d1 d1 = = 1 1 = 0.074925 = 0.074925 n同理可求得同理可求得H2，H3的抽汽系数的抽汽系数 2 ， 3 hw5 4 pu HD sg1 4 h4 h

45、w4 c4 d3 1kg 543311444wc d wdsgsgw hhhhh 54 51153354 4 )()(/ )( w wsgsgw d wdhww hh hhhhhh = 0.029932 c4 = 1 d3 sg1 4 = = 0.759556 4 = 4+pu = 0.029932 + 0.038 = 0.067932 物质平衡：物质平衡： c+ pu + d7 + sg2 + 8 = c4 热平衡：热平衡：cpucdsgsgc hhhhh)( 77228884 025755.0 8 热井物质平衡热井物质平衡: c= c4 d7 sg2 8 pu = 0.598044 汽轮机

46、通流部分物质平衡：汽轮机通流部分物质平衡： 598044.0)(1 21 8 1 sgsgjc （4）凝汽系数）凝汽系数 c计算与物质平衡校核计算与物质平衡校核 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Dc0 2 1 8 1 000 1 sgjsgjjjcc YYDDD 3 0 10 3600 gmic e c w P D 3 10 985.099.05 .1555 3000003600 5 .1555 0 crhic hqhw 汽轮机新汽耗量汽轮机新汽耗量D D0 0 D0 = Dc0 = 712.00381.288481= 917.403368 t/h 做功不足汽耗增

47、加系数做功不足汽耗增加系数 2 1 8 1 11 sgjsgjjj YY （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Yj 5 .1555 6 .23575198 .3142 1 1 ic crh w hqh Y ic c w hh Y 3 3 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： 2 1 8 1 0sgjsgjccjjrhrhi hhhqhw =1207.236698 kJ/kg %100 e ee p PP 0.000099% 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 kgkJhqhq fwrhrh /30.2636 00 )./(83.8061 3600 hkwkJq e %65.44 gmie %79.45 0 q wi i )./(06. 3 0 hkwkg q q d jj DD 0