热力发电厂课件02发电厂的回热加热系统

第二章发电厂的回热加热系统

回热加热器的型式表面式加热器及系统的热经济性给水除氧及除氧器除氧器的运行及其热经济性分析汽轮机组原则性热力系统计算一、回热加热器的型式回热循环

——

由回热加热器、回热抽汽管道、水管道、疏水管道组成的一个加热系统类型混合式加热器：汽水直接接触

表面式加热器：汽水不接触，通过金属壁面换热

立式加热器 卧式加热器（一）混合式与表面式加热器比较（1）热经济性

混合式高（2）结构

混合式简单（3）除氧 表面式不可以除氧（4）回热系统复杂性及可靠度 混合式复杂：水泵、水箱（二）回热系统1、全表面式加热器回热系统2、全混合式加热器回热系统3、带有两组重力布置方式的混合式加热器回热系统4、高、低加热器为表面式的系统pcp1p2p3p4p5p7p65、全部低压加热器为混合式的系统12345678CH1H2H3H4H5H6H7H8SG2SG1至C6、带有部分混合式低压加热器的热力系统（四）加热器的结构

1、表面式加热器疏水——

表面式加热器中加热蒸汽在管外冲刷放 热后的凝结水端差（上端差、出口端差）——

表面式加热器管内流 动的水吸热升温后的出口温度与疏水温度之差分类：布置方式：卧式、立式水的引入引出方式：水室结构、联箱结构（1）水室结构加热器（U形管管板式加热器）用途：低压加热器、中小机组高压加热器管板—U形管束卧式高压加热器结构示意1-U形管；2-拉杆和定距管；3-疏水冷却段端板；4-疏水冷却段进口；5-疏水冷却段隔板；6-给水进口；7-人孔密封板；8-独立的分流隔板；9-给水出口；10-管板；11-蒸汽冷却段遮热板；12-蒸汽进口；13-防冲板；14-管束保护环；15-蒸汽冷却段隔板；16-隔板；17-疏水进口；18-防冲板；19-疏水出口（2）联箱结构加热器

用途：大机组高压加热器1—给水入口联箱；2—正常水位；3—上级疏水入口；4—给水出口联箱；5—凝结段；6—人孔；7—安全阀接口；8—过热蒸汽冷却段；9—蒸汽入口；10—疏水出口；11—疏水冷却段；12—放水口2、混合式加热器结构除氧器 分类：卧式、立式二、表面式加热器及系统的热经济性（一）表面式加热器的端差1——加热蒸汽2——汽测压力下的饱和状态tsj——疏水温度twj+1——进入加热器的凝结水温度twj——离开加热器的凝结水温度——端差：=tsj–

twj分析：

↓

，热经济性↑t,°

C

ΔtabA,m212abtwj+1twjtsj12

表面式加热器端差的选择端差与换热面积的关系：换热面积↑，

↓无过热蒸汽冷却段：

=3~6°C有过热蒸汽冷却段：

=-1~2°Ct,°

C

ΔtabA,m212abtwj+1twjtsj12

（二）抽汽管道压降Δpj及热经济性

抽汽管道压降Δpj——汽轮机抽汽口压力pj和j级回热加热器内汽侧压力之差，即影响因素：蒸汽流速、局部阻力一般

pj不大于抽汽压力pj的10%大容量机组取4%~6%分析：

pj

↓

，热经济性↑twj+1twjtsj

j

j+1（三）蒸汽冷却器及其热经济性分析1、蒸汽冷却器作用

↓回热加热器内汽水换热的不可逆损失

↑加热器出口水温，↓端差

，↑热经济性2、蒸汽冷却器类型内置式蒸汽冷却器：与加热器本体合成一体（过热蒸汽冷却段）外置式蒸汽冷却器：具有独立的加热器外壳，布置灵活

(b)(a)内置式；(b)外置式，SC2与主水流并联；(c)外置式，SC2与主水流串联（1）内置式蒸汽冷却器（过热蒸汽冷却段）优点：简单，投资小缺点：冷却段面积小，只能提高本级出口水温，热经济性改善小，提高0.15%~0.20%（2）外置式蒸汽冷却器优点：减少本级端差，提高最终给口水温度；换热面积大，热经济性可提高0.3%~0.5%；布置方式灵活缺点：造价高3、蒸汽冷却器的连接方式水侧连接方式：（1）内置式蒸汽冷却器： 串联连接（顺序连接）（2）外置式蒸汽冷却器： 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图2-13内置蒸汽冷却器单级串联内置式蒸汽冷却器单级串联外置式蒸汽冷却器连接方式(a)单级并联；(b)单级串联；(c)与主水流分流两级并联；(d)与主水流串联两级并联；(e)先j-1级，后j级的两级串联；(f)先j级，后j-1级的两级串联（1）串联连接优点：进水温度高，换热温差小，火用损小；缺点：给水全部流经冷却器，给水系统阻力大，泵功消耗多（2）并联连接优点：给水系统阻力小，泵功消耗少缺点：进水温度小，换热温差大，火用损大； 回热抽汽做功少，热经济性稍差4、外置式蒸汽冷却器连接方式比较（四）表面式加热器的疏水方式及热经济性分析1、疏水收集方式

——将疏水收集并汇集于系统的主水流（主给水或主凝结水）中（1）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

（2）疏水泵方式

——由于表面式加热器汽侧压力远小于水侧压力（特别是高压加热器），借助疏水泵将疏水与水侧的主水流汇合，汇入点常为该加热器的出口水流中2．两种疏水方式的热经济性分析热量法： 考虑对高一级与低一级抽汽量的影响；做功能力法：考虑换热温差和相应的火用损变化（1）疏水泵方式 疏水与主水流混合后，↓端差

，↑热经济性（2）疏水逐级自流方式 高一级抽汽量↑，低一级抽汽量↓，↓热经济性

hwj-1

pj-1Dj-1

pjDj

pj+1Dj+1bah

j

hwj-1

pj-1Dj-1

pjDj

pj+1Dj+13、疏水冷却器的设置目的：减少疏水逐级自流排挤低压抽汽所引起的附加冷源热损失或因疏水压力降产生热能贬值带来的火用损；降低疏水经节流后产生蒸汽形成两相流的可能性布置方式：外置式、内置式pjhjhwjpj+1hj+1

h

jh

j+1hwj+1hwj+2

疏水冷却段的加热器示意图下端差（入口端差）——加装疏水冷却器（段）后，疏水温度与本级加热器进口水温之差一般推荐=5～10℃

4．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0.5%～0.15%（1）疏水逐级自流方式：简单、可靠、费用少应用：高压加热器、低压加热器（2）疏水泵方式：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N600MW机组：全疏水逐级自流方式N300MW机组：全疏水逐级自流方式或第3台低加采用疏水泵方式4．实际机组回热原则性热力系统回热系统基本连接方式：（1）一台混合式加热器作为除氧器，将回热加热器分为高压加热器组和低压加热器组；（2）高压加热器疏水逐级自流进入除氧器（3）低压加热器疏水逐级自流方式进入凝汽器热井或在末级或次末级加热器采用疏水泵将疏水打入加热器出口水管道中。回热抽汽过热度较小时不宜采用蒸汽冷却器；小机组不宜采用蒸汽冷却器和疏水冷却器（一）加热器的热平衡式1、热平衡式（1） 吸热量=放热量×

h

h——加热器效率（2） ∑流入热量=∑流出热量流入热量中的蒸汽部分乘以蒸汽焓的利用系数

h

2、典型热平衡式示例（1）混合式加热器hjhwjhw(j+1))()()1()1()1()1(')1()1()1(+++++++-=-=+=++=jwwjjwhwjjjwjwjjwjwhjjwjwjjwjwjjjwjwjhhhhhhhhhhahaaahaaaaaaa或或)()()()()()()1('')1(')1('+++-=--=--=-jwwjwjjhjjjwwjwjhjjjjwwjwj