发电厂热力辅助设备

发电厂热力辅助设备第一部分：加热器第二部分：除氧器第三部分：凝汽设备基本概念：传热端差加热蒸汽的饱和温度与给水的出口温度之差称为表面式加热器的传热端差。第一部分：加热器一、回热加热器的类型二、表面式加热器的疏水连接方式三、高压加热器结构四、低压加热器和轴封加热器五、回热加热器的疏水装置六、高压加热器保护装置：水侧和汽侧七、回热加热器的运行一、回热加热器的类型(一)按传热方式分1．混合式加热器：无热阻，传热效效果好，结构简单；要求工质品质一致，压力相近。2．表面式加热器：传热效效果差，结构复杂。冷、热流体品质可以不同，压力可以相差很大。回热系统大量使用表面式加热器的原因混合式加热器要求水侧压力与汽侧压力接近。各段抽汽压力不等，若采用混合式加热器每台加热器出口需增设一台水泵。运行中抽汽压力变化，要求水泵出口压力跟随变化，实现起来困难。(二)按布置的方式分1）卧式：传热效果较好。蒸汽在管外凝结放热时，横管凝结水水膜所形成的附面层厚度较竖管薄，放热系数较大。水位比较稳定，在结构上便于布置蒸汽冷却段和疏水冷却段，有利于提高热经济性，并且安装、检修方便。2）立式：立式加热器的传热效果不如卧式加热器好，但它占地面积小，便于布置。(三)按水侧压力分高压加热器：除氧器、给水泵之后低压加热器：除氧器之前二、表面式加热器的疏水连接方式1．疏水逐级自流的疏水连接方式2．采用疏水泵的疏水连接方式三、高、低压加热器结构(一)高压加热器1．水室2．壳体3．传热面1．水室功能：将进、出水分开。结构：与筒体焊接。分为人孔盖式和密封座式两种2．壳体壳体呈圆筒形，由合金钢板卷制并与冲压的椭圆形封头焊接而成。3．传热面构成：由U形管束（不锈钢2Cr13)组成。U形管束胀接或焊接在管板上。工作过程：给水由进口连接管进入水室，流过U形管束吸热后进入水室出口侧，通过出水管流出；加热蒸汽在管束外凝结放热后，疏水经疏水装置进入下一级加热器。传热面分为三部分过热蒸汽冷却段：布置在给水出口流程侧。该段受热面用包壳板、套管和遮热板封闭。凝结段：利用蒸汽凝结时放出的潜热加热给水。有相变的对流换热过程，换热系数大，增加流程无意义。疏水冷却段位于给水进口流程侧。疏水由加热器壳体较低处的疏水进口通过虹吸的作用进入该段，在一组隔板的引导下流经管束，最后从位于该段顶部在壳体侧面的疏水口流出。蒸汽中的不凝结气体通常是由位于管束中心并沿整个凝结段布置的排气管或内置式排气装置排出。排至下一级，最后一级排入除氧器。(二)低压加热器卧式低压加热器组成：壳体：钢板焊接成圆筒后再与法兰焊成一体，并与短接法兰连接而成。水室：U形管束：铜隔板防冲板内置式低压加热器内置位置：凝汽器接颈处。内置原因：末级和次末级的抽汽压力已经很低，其抽汽口常对着凝汽器，容积流量很大，需使用大直径管道。卧式、管板—U形管束。加热器的蒸汽室由四块隔板分成五段，蒸汽从一端分两路引入加热器，同时进入这五个小室，加热凝结水。疏水由加热器底部的疏水管引出，经U形水封管进入凝汽器四、轴封加热器作用:1）防止轴封及阀杆漏汽(汽-气混合物)从汽轮机轴端逸至机房或漏入油系统中；2）利用漏汽的热量加热主凝结水；3）其疏水疏至凝汽器热水井，从而减少热损失并回收工质。结构：卧式、U形管结构。工作过程：主凝结水由水室进口流入U形管管束，在U形管束中吸热后，从水室出口流出轴封加热器。汽—气混合物出口与轴封风机或射水式抽气器扩压管相连，风机或抽气器的抽吸作用使加热器汽侧形成微真空状态，汽—气混合物由进口管被吸入壳体，在管束外经隔板形成的通道迂回流动，蒸汽放热凝结成水，疏水经水封管进入凝汽器，残余蒸汽与空气的混合物由轴封风机或射水式抽气器排入大气。五、回热加热器的疏水装置作用：1）可靠地将加热器中的凝结水及时排出，同时又不让蒸汽随同疏水一起流出；2）维持加热器汽侧压力和凝结水水位稳定。类型：浮子式疏水器疏水调节阀U形水封管等。浮子式疏水器工作原理加热器内疏水水位变化，压缩空气气源来阀门开度变化，气动元件（气动疏水调节阀执行机构的薄膜气室）压力变化，控制疏水调节阀，控制疏水量的大小。水封管功能：1）调节、维持疏水水位2）防止水位过低时1汽室内蒸汽进入2汽室内。六、高压加热器自动旁路保护装置旁路保护装置的功能：1）钢管破裂时迅速切断水侧，防止汽轮机进水2）确保给水不中断。旁路保护装置的的类型：1．水压液动式旁路保护装置2．电气式旁路保护装置工作原理投高加水侧过程保护动作过程工作原理水位测点引起三个继电器之一动作，则给水旁路阀开启，进、出水阀关闭。高压加热器给水旁路的类型大旁路小旁路：大机组常用。七、回热加热器的运行(一)回热加热器运行特性(二)回热加热器运行(一)回热加热器运行特性定义：回热加热器在运行过程中各项参数随机组负荷变化的关系。抽汽压力、抽汽温度、进出口水温与机组负荷（给水流量）之间的变化关系曲线。(二)回热加热器运行投入高加的影响：给水温度每减少10度，机组的热耗率约增加0.4％1．回热加热器的投、停原则2．加热器正常运行中的监视项目1．回热加热器的投、停原则(1)高、低压加热器原则上应随机组整体启、停(2)严禁泄漏的加热器投入运行。(3)必须在加热器各种保护装置及水位计完好的情况下，方可投入加热器运行。4)加热器投入时，要先投水侧，再投汽侧。加热器停止时，要先停汽侧，后停水侧。(5)加热器投运过程中，应严格控制加热器出水温度变化率在规定的范围内，以防热冲击而损坏设备。(6)运行中每停止一台高压加热器，应根据机组参数的控制情况，适当降低机组负荷。2．加热器正常运行中的监视项目(1)疏水水位。(2)传热端差。(3)汽侧压力与出口水温：回热效果。(4)加热器负荷：流量监视疏水水位的意义防止疏水从抽汽管倒流入汽轮机造成严重的水击事故。疏水水位上升的原因：1）疏水调节装置失灵2）水管泄漏疏水水位上升的处理：1）事故疏水门开2）停运、水侧走旁路监视传热端差的意义换热效果：热阻的变化经济性。传热端差上升的原因：1)传热面结垢。2)汽侧集聚了空气。3)疏水水位过高。4)旁路阀漏水、进水联成阀未全开、水室分隔板焊缝开裂或螺栓连接的分隔板垫圈不严密等都可能使水走旁路，使加热器出水温度降低。第二部分：除氧器一、给水除氧的任务和方法二、热力除氧原理三、除氧器的类型和结构四、除氧器运行一、给水除氧的任务和方法1．给水中溶解气体的危害：(1)腐蚀热力设备及管道，降低其工作可靠性与使用寿命。(2)阻碍传热，降低热力设备的热经济性。不凝结气体、氧化物沉积形成的盐垢。2．除氧的方法给水除氧的方法有化学除氧和物理除氧两种。化学除氧法：加化学药剂，使之与水中溶解的氧发生化学反应，生成对金属不产生腐蚀的物质而达到除氧的目的。物理除氧法：用得最广泛的是热力除氧。二、热力除氧原理在一定温度下，当溶于水中的气体与自水中离析的气体处于动平衡状态时，单位体积水中溶解的气体量和水面上该气体的分压力成正比；当水被加热到除氧器压力下的饱和温度时，水大量蒸发，水蒸气的分压力就会接近水面上的全压力，随着气体的不断排出，水面上各种气体的分压力将趋近于零，于是溶解于水中的气体就会从水中逸出而被除去。保证除氧效果的条件：(1)一定要把水加热到除氧器压力下的饱和温度，以保证水面上水蒸气的压力接近于水面上的全压力。(2)必须将水中逸出的气体及时排出，使水面上各种气体的分压力减至零或最小。(3)被除氧的水与加热蒸汽应有足够的接触面积，且两者逆向流动，这样不仅强化传热，而且保证有较大的不平衡压差，使气体易于从水中离析出来。气体离析出来的两个阶段：初期除氧阶段。不平衡压差较大，气体以小汽泡的形式克服水的粘滞力和表面张力逸出。此阶段可以除去水中约80％～90％的气体。深度除氧阶段。水中还残留着少量的气体，相应的不平衡压差很小，气体已没有足够的动力克服水的粘滞力和表面张力逸出，只有靠单个分子的扩散作用慢慢离析出来。这时可以用加大汽水的接触面积，使水形成水膜，减小其表面张力，从而使气体容易扩散出来。也可用制造蒸汽在水中的鼓泡作用，使气体分子附着在汽泡上从水中逸出。三、除氧器的类型和结构(一)不同工作压力的除氧器1．大气式除氧器2．真空除氧器3．高压除氧器高压除氧器的优点：(1)节省投资。可作为一台混合式加热器，从而减少高压加热器的数量。(2)提高锅炉的安全可靠性。当高压加热器因故停运时，可供给锅炉温度较高的给水，对锅炉的正常运行影响较小。(3)除氧效果好。气体在水中的溶解度系数随着温度的升高而减小。(4)可防止除氧器内“自生沸腾”现象的发生。(二)除氧器结构除氧器的结构形式有：淋水盘式、喷雾式、喷雾填料式和喷雾淋水盘式。1．喷雾淋水盘式除氧器2．高压喷雾填料式除氧器除氧器的基本组成除氧塔水箱1．高压喷雾填料式除氧器工作过程主凝结水先进人中心管4，再由中心管流人环形配水管3，在环形配水管上装有若干个喷嘴2，水经喷嘴喷成雾状，加热蒸汽由除氧塔顶的进汽管1进入喷雾层，蒸汽对水进行第一次加热。由于汽水间传热面积大，除氧水很快被加热到除氧器压力下的饱和温度，这时约有80％～90％的溶解气体以小汽泡的形式从水中逸出，进行初期除氧。经过初期除氧的水在填料层上形成水膜，使水的表面张力减小，水中残留的气体比较容易地扩散到水的表面，被除氧塔下部向上流动的二次加热蒸汽带走，分离出来的气体与少量蒸汽由塔顶排气管12排出。2．喷雾淋水盘式除氧器工作过程：初期除氧：主凝结水由除氧器上部的进水管进入进水室，经恒速喷嘴雾化，进入喷雾除氧段。加热蒸汽从除氧器两端的进汽管进入，与圆锥形水膜充分接触，迅速把凝结水加热到除氧器压力下的饱和温度。深度除氧：穿过喷雾除氧段的凝结水喷洒在布水槽钢中，凝结水从上层的小槽钢两侧分别流入下层的小槽钢中，经过十几层上下彼此交错布置的小槽钢后，被分成无数细流，使其具有足够的时间与加热蒸汽充分接触，凝结水不断沸腾，这时，残余在水中的气体在淋水盘箱中进一步离析出来，进行深度除氧。离析出的气体，通过进水室上的六只排气管排人大气。除氧后的水从除氧器的下水管流人除氧水箱。四、除氧器运行(一)除氧器的运行方式(二)除氧器的运行特性(三)除氧器的运行维护(一)除氧器的运行方式1．定压运行定压运行是指除氧器在运行过程中其工作压力始终保持定值。特点1）抽汽管道上设置压力自动调节器，造成蒸汽的节流损失。当机组在低负荷运行，切换较高压力的上一级抽汽，损失将更大。2）系统复杂。2．滑压运行运行压力不是恒定的，而是随着机组负荷与抽汽压力的变化而变化。启动初期、机组甩负荷和低负荷工况下使用辅助蒸汽加热时，维持低压定压运行状态，此时压力的调节是通过辅助蒸汽管道上的压力调节装置实现的。问题当机组负荷增大时，除氧水温度的升高跟不上压力的增加，除氧水不能及时达到饱和状态，致使除氧效果恶化。解决：使用再沸腾管。当机组负荷减小时，除氧水温度的下降滞后于压力的减小，使除氧水的温度高于除氧器压力对应下的饱和温度，这虽然使除氧效果变好。(二)除氧器的运行特性除氧器抽汽量、抽汽温度、抽汽压力、进入除氧器的主凝结水温度和除氧器给水出口温度等与机组负荷之间的变化关系。(三)除氧器的运行维护1．正常运行维护和监视(1)溶氧量。(2)压力和温度。饱和温度，防止加热不足。(3)给水箱水位。第三部分：凝汽设备一、凝汽设备的任务、组成和工作过程二、凝汽器的结构及类型三、凝汽器的凝汽器的运行四、抽气器的类型一、凝汽设备的任务、组成和工作过程凝汽设备的任务①在汽轮机排汽口建立并维持高度真空；②将汽轮机排汽凝结成洁净的凝结水作为锅炉给水。凝汽设备的组成凝汽器循环水泵凝结水泵抽气设备连接管道和附件凝汽器的工作过程水侧：汽侧：蒸汽、空气二、凝汽器的结构及类型凝汽器的类型1．按汽侧压力分单压式凝汽器:冷却水并行多压式凝汽器:冷却