p3热力系统-3全面性-3

次要热力系统内容提要加热器的疏水和放气系统

辅助蒸汽系统

凝汽器抽真空及疏水扩容器系统厂内循环水系统（工业水系统）开式循环水系统闭式循环水系统滨海电厂的特殊之处（四）加热器的疏水和放气系统疏水系统的作用：以合理的方式疏放及回收各级加热器的蒸汽凝结水，同时，保持加热器内水位在正常范围内以保证加热器的加热效果并防止汽轮机进水放气系统的作用：从加热器和除氧器中排出不凝结的气体，以提高传热效果，防止金属设备和管道腐蚀

疏水：A正常运行、B事故放气：A正常运行、B启动Ⅰ高压加热器的疏水和放气系统Ⅰ高压加热器的疏水和放气系统1.正常运行时，高压加热器的疏水逐级自流疏水管道上设有气动角式疏水调节阀，每个调节阀前、后都设置截止阀2.高压加热器的事故疏水排至疏水扩容器A事故疏水管道上装设气动调节阀，每个调节阀前设手动闸阀，调节阀后设水封阀高压加热器事故疏水的原因：A高压加热器的管子破裂或管板焊口泄漏，给水进入壳体，造成水位升高；B正常疏水调节阀故障，疏水不畅造成壳体水位升高；C下一级高压加热器或除氧器高水位事故后，关闭上一级来的疏水调节阀，上一级高压加热器疏水无出路。Ⅰ高压加热器的疏水和放气系统Ⅰ高压加热器的疏水和放气系统3.正常运行时，高压加热器的连续排气接入除氧器连续排汽管内，设有内置式节流孔板，用于限制排气量，防止加热蒸汽通过排气管道串入除氧器，降低热经济性

4.高压加热器的启动排气排向大气，用于机组启动和水压试验时迅速排气5.安全阀：保护加热器壳体，避免因加热器管子破裂，高压给水进入加热器壳侧而引起壳体超压，其排汽直接排入大气6.水室底部设放水管道7.停用保护：汽侧充氮，水侧充满化学处理水

正常疏水事故疏水连续排气启动排气水侧对空排气启动排气安全阀水室底部放水加热器接管除氧器溢放水和排气Ⅱ低压加热器的疏水和放气系统Ⅱ低压加热器的疏水和放气系统1.正常运行时，低压加热器的疏水逐级自流疏水管道上设有气动角式疏水调节阀，每个调节阀前、后都设置截止阀2.低压加热器的事故疏水，H5、H6排至疏水扩容器A，H7、H8排至凝汽器事故疏水管道上装设气动调节阀，每个调节阀前设手动闸阀，调节阀后设水封阀3.正常运行时，低压加热器的连续排气排至凝汽器4.低压加热器的启动排气排向大气上汽1000MW机组低压加热器的疏水方式：疏水冷却段与疏水泵方式结合；（1）除#5低压加热器设下端差为5.6℃的内置式疏水冷却段外，其它加热器均不设内置式疏水冷却段；

（2）#6低压加热器采用疏水泵方式，其疏水直接由疏水泵打入其出口主凝结水管内；

（3）在轴封加热器和#8低压加热器之间的凝结水主管上设置一外置式疏水冷却器，#7和#8低压加热器的疏水分别自流入该外置式疏水冷却器。

（4）当疏水泵故障切除时，疏水虽然可切换成逐级自流，但会增加的流量而增加凝结水泵的耗功。因此，疏水泵选用两台互为备用、可靠性高的100％容量的热水泵。H5H6H7H8疏水泵至H6凝结水出口外置式疏水冷却器至凝汽器上汽低加疏水详图（五）辅助蒸汽系统作用：保证机组安全可靠地启动和停机，及在低负荷和异常工况下提供必要的、参数和数量都符合要求的汽源，同时向有关设备提供生产加热用汽组成部分：辅助蒸汽联箱、供汽汽源、用汽支管、减温减压装置、疏水装置及其连接管道和阀门等核心部件——辅助蒸汽联箱（参数：设计压力0.8～1.3MPa，设计温度300～350℃）辅助蒸汽系统供汽汽源：启动锅炉（新建电厂的第一台机组，65t/h，1.3MPa，350℃

）或老厂来汽（扩建电厂）——启动初期再热蒸汽冷段——负荷增加（设调节阀）汽轮机四段抽汽——负荷上升至70%～85%MCR在正常运行工况下，其压力变动范围与辅助蒸汽联箱的压力变化范围基本接近。在这段供汽支管上，依次设置电动截止阀和逆止阀

，不设调节阀。

除氧器启动加热（0.8MPa，250℃）给水泵汽轮机调试及运行用汽（0.8MPa，250℃）给水泵汽轮机启动用汽（0.8MPa，250℃）汽轮机及小汽轮机轴封用汽（0.8MPa，250℃）暖风器用汽（0.3MPa，220℃）磨煤机消防用汽（0.8MPa，250℃）空气预热器冲洗水加热用汽（1MPa，250℃）燃油管道伴热生水加热器用汽（0.3MPa，135℃）冬季采暖用汽（0.5MPa，155℃）电除尘器灰斗加热用汽（1.3MPa，250℃）煤斗消防用汽（0.8MPa，250℃）主要用汽：除氧器：启动、低负荷或停机、甩负荷A机组启动时，为除氧器提供加热用汽。B低负荷或停机过程中，四段抽汽压力降至无法维持除氧器的最低压力时，自动切换至辅助蒸汽，以维持除氧器定压运行。C甩负荷时，辅助蒸汽自动投入，以维持除氧器内具有一定压力。D停机情况下，向除氧器供应一定量的辅助蒸汽，使除氧器内储存的凝结水表面形成一层蒸汽，防止凝结水直接与大气相通，造成凝结水溶氧量增加。E机组负荷突升时，为除氧器内的再沸腾管提供加热用汽，保证除氧效果。辅助蒸汽系统主要用汽：汽轮机轴封用汽：启停及低负荷工况小汽轮机的调试用汽其它用汽：磨煤机消防用汽、空气预热器冲洗水加热用汽、燃油管道伴热及冬季采暖用汽等

保护措施：辅助蒸汽联箱上安装弹簧安全阀完善的疏水系统辅助蒸汽系统（六）凝汽器抽真空及疏水扩容器系统作用：在汽轮机排汽口建立高度真空，回收洁净的凝结水作为锅炉给水循环使用收集主蒸汽系统、再热蒸汽系统、汽轮机旁路系统、回热抽汽系统、辅助蒸汽系统、汽轮机轴封系统、加热器疏放水系统等地的所有疏水组成部分：凝汽器、抽汽设备、凝结水泵汽路：汽轮机排汽→凝汽器汽测（壳侧）→凝结水泵水路：循环水→循环水泵→凝汽器水测（管侧）→循环水出口气路：不凝结气体→凝汽器汽测（壳侧）→抽气设备→排出排汽凝结水送至凝结水泵入口升压凝汽器循环水循环水来自循环水泵抽汽设备抽出不凝结气体凝汽设备示意图Ⅰ凝汽器1.要求结构上的高度严密性高的传热系数外形穿管2.材料黄铜管：具有良好的热传导性，λ=109W/(m·℃)，一定的抗腐蚀性能，且易于与管板连接，价格较便宜；抗冲刷性能有限、抵御污染物腐蚀的性能差，主要局限于内陆地区的清洁水域电厂钛管：具有优异的耐腐蚀、抗冲刷、高强度、比重轻和良好的综合机械性能；但导热率较低，λ=15.24W／(m.℃)

，可利用其高强度、减小管壁厚度降低其本身热阻，且价格高，是海滨电厂、核电厂及部分冷却水水质污染恶劣的沿江内陆电厂凝汽器的首选管材不锈钢管：抗冲刷、抗污染水质的腐蚀能力比铜管强，价格介于铜管与钛管之间，其导热率最低，λ=12W／(m.℃)，（可使用外螺纹管），用于含盐量较高或水质污染的内陆淡水地区凝汽器结构示意图蒸汽进口冷却水进口冷却水出口热井铜管管板凝汽器水管3.凝汽器真空的确定蒸汽定压放热，tc=ts(pc)tc=tw1+Δt+δt其中tw1-循环水进口温度tw2-循环水出口温度Δt=tw2-tw1称为循环水温升，反映循环冷却水在凝汽器中吸热，温度上升的程度，一般为6~12℃δt=tc-tw2称为凝汽器的传热端差，是凝汽器内两种介质的温度差，反映凝汽器的传热效果，一般为3~10℃δtΔtA

ttw1

tw2

tctw1

tw2

tc

tc

pc（1）循环水进口温度tw1取决于①自然环境②循环冷却水的供水方式W供水方式开式（直流）供水：从江河、湖泊、水库、海湾等水源取水，利用水泵和管渠将水送入凝汽器，将汽轮机排汽冷却为凝结水后，即排弃回水源。适用于地表水充足的地区。闭式（循环）供水：凝汽器使用了的冷却水经冷却设施冷却降温后，由循环水泵再送往凝汽器重复使用的系统。适用于水源不足的地区。循环水进水温度较高，但节水。占地面积大（百万千万机组的冷却塔直径：140~160m）大型电厂采用双曲线型自然通风冷却塔由于蒸汽、风吹、排污及渗漏而引起水量损失，一般应补水4~6%。闭式冷却供水系统（2）循环水温升Δt取决于①蒸汽的流量②循环冷却水的流量Q蒸汽的放热量=循环冷却水的吸热量Dc×(hc-hc’)=Dw×cp×Δt定义——冷却倍率m=Dw/Dc取水的比热4.187kJ/（kg×℃），5kPa时，hc-hc’=2180kJ/kgΔt=2180/（4.187×m）=520/m结论：①m↑,Δt↓,tc↓,pc↓，机组热经济性↑②m↑，循环水泵耗功↑地区开式（夏季）开式（冬季）闭式北方50~6030~4060~70中部60~7040~5065~75南部65~7550~5570~80（3）凝汽器的传热端差δt取决于①凝汽器的传热面积但传热面积增加，则凝汽器投资增大②凝汽器的传热系数传热的影响因素：传热管束的材料，管束的清洁程度，凝汽器内积存的空气量等胶球清洗装置示意图新技术——双背压凝汽器（600MW、1000MW机组采用）凝汽器分隔成两个冷却面积基本相等的独立汽室，冷却水依次流过两个汽室，使各汽室在不同压力下运行

双背压凝汽器的传热过程单背压双背压平均双背压高压侧双背压低压侧Ⅱ凝汽器的抽汽设备空气的来源新蒸汽带入汽轮机（极少）处于真空状态下的低压各级与相应的回热系统、排汽缸、凝汽设备等的不严密处漏入（主要来源）空气的危害不凝结气体增加传热热阻，阻碍或恶化传热抽汽设备的作用1.机组启动时，在凝汽器内建立真空2.正常运行时，不断抽出漏入凝汽器内的空气，保证凝汽器高真空运行抽汽设备的类型：小型机组用：射汽抽气器，中型机组用射水抽气器；现代大型机组用水环式真空泵水环式真空泵原理叶轮偏心安装，泵体内注水水环相当于液体活塞由a转到b处，水环封闭在叶轮间的空气容积增大，压力降低，形成真空，吸入气体；由b转到a处，水环封闭在叶轮间的空气容积减小，压力增大，排出气体ab组成部分：三台50％容量的水环式真空泵组，包括水环式真空泵及其电机、汽水分离器、机械密封水冷却器、高低水位调节器、泵组内部有关联接管道、阀门及电气控制设备等水环式真空泵组工作原理：由凝汽器抽吸来的气体经气动蝶阀进入水环式真空泵，被压缩到微正压时排出，进入气水分离器。分离后的气体经气水分离器顶部的对空排气口排向大气；分离出的水与补充水一起进入机械密封水冷却器。被冷却后的工作水一路喷入真空泵进口，使即将吸入真空泵的气体中的可凝结部分凝结，提高真空泵的抽吸能力，另一路直接进入泵体，维持真空泵的水环厚度和降低水环的温度。真空泵气水分离器热交换器水环式真空泵工作流程吸入压力:3.4kPa(a)吸入温度:21℃入口干空气量:75kg/h泵转速:500r/min电动机:功率:160kW；电压:380V水环式真空泵的运行方式和技术数据运行方式：A正常运行时，两台运行，一台备用B机组启动时，三台真空泵可一起投入运行，更快地建立起所需要的真空度，从而缩短机组启动时间疏水扩容器B疏水扩容器A疏水扩容器系统按照疏水压力不同，将各地疏水回收至不同的疏水集管分为超高压、高压、次高压、中压、低压疏水集管疏水扩容器（两个，分别为40m3）中，疏水扩容、降压、降温（减温水来自凝结水系统）（七）厂内循环冷却水系统作用：许多转动机械因轴承摩擦而产生大量热量，发电机和各种电动机运行因存在铁损和铜损也会产生大量的热量。这些热量如果不能及时排出，积聚在设备内部，将会引起设备超温甚至损坏。为确保设备的安全运行，电厂中需要完备的循环冷却水系统，对这些设备进行冷却。

开式：用循环水直接去冷却一些对水质要求较低、要求水温较低而用水量大的设备，如汽轮机润滑油冷却器等闭式：用洁净的凝结水作为冷却介质，去冷却一些用水量较小、对温度要求不严格但对水质要求较高的设备，如取样冷却器等开式与闭式循环水系统之间的关系Ⅰ开式循环冷却水系统主要设备：两台100％容量的开式循环冷却水泵（一台运行、一台备用）、滤水器、各冷却器流程：循环水进水母管→自动反冲洗滤水器→开式循环冷却水泵→各设备的冷却器→循环水回水管道冷却器的出口管道上可安装调节阀或调节阀组，用来调节冷却水量，以控制被冷却介质的出口温度；还可安装流动指示器，以便监视冷却水在运行期间的流动状况开式循环冷却水系统开式循环冷却水量表序号设备名称台数最大水量（t/h）安装运行每台合计1汽轮机润滑油冷却器212502502发电机定子水冷却器211551553发电机氢气冷却器217257254发电机密封油冷却器2153535发电机密封真空泵油冷却器2120206给水泵汽轮机润滑油冷却器421002007电动给水泵工作油冷却器111501508电动给水泵润滑油冷却器111001009电动给水泵电机空气冷却器11505010水环式真空泵冷却器328016011闭式循环冷却水热交换器21320320供水总量1633Ⅱ闭式循环冷却水系统主要设备：两台100％容量的闭式循环冷却水泵（一台运行、一台备用）、闭式膨胀水箱、两台100％容量的闭式循环冷却水热交换器（一台运行、一台备用）、各冷却器流程：闭式膨胀水箱→闭式循环冷却水泵→闭式循环冷却水热交换器→各冷却器→闭式循环冷却水泵进口冷却介质——凝结水作用——用开式循环冷却水冷却吸热后温度上升的闭式循环冷却水（凝结水）。管式、板式热交换器的壳侧介质是凝结水，管侧介质是开式循环冷却水。为防止水质较差的循环水渗漏进水质好的凝结水，设计时保持凝结水压大于循环水压。闭式循环冷却水热交换器结构紧凑、热效率高，最适合在压力低于2.0MPa和温度低于200℃的换热条件①换热面积较小、几乎不需要基础、管路布置简单、传热效率高，所以投资费用较低②维修费用低，易于检查和维修，较少结垢③结构紧凑，采用不锈钢材料，重量轻，占地面积小④模块化设计使得它易于增减板片，可以适应不同工况的要求，便于就地安装及拆卸⑤只相当于管式热交换器的10~20%的滞流量，故更便于操作控制，运行重量轻，易排空⑥对数平均温差可达1℃，热效率高板式热交换器作用——作为闭式循环冷却水的缓冲水箱，其作用是调节整个闭式循环冷却水系统循环水量的波动，以及吸收水的热膨胀初次充水由补充水泵来的除盐水完成

水箱高位布置，可为闭式循环冷却水泵提供足够的净吸入压头。水箱水位由水位控制器和补充水管道上的流量调节阀来控制。设有化学加药管道

闭式循环膨胀水箱闭式循环冷却水系统闭式循环冷却水量表序号设备名称台数最大水量（t/h）安装运行每台合计1发电机氢气干燥器21442凝结水泵轴承冷却器325