数据分析导学案(整章).doc

目录1、热力系统的定义及类型。2、汽轮机热力系统所包含的各个系统。3、各个热力系统的工作范围、主要设备及其工作过程。4、启动过程中各个热力系统之间相互关系分析。5、根据热力系统的相互关系，说明缩短汽轮机启动时间的措施。6、结束语。汽轮机启动过程中各个系统之间的关系分析一、 热力系统的定义及类型基本含义用汽、水管道将火电厂热力设备（如锅炉、汽轮机、水泵、热交换装置等）按一定顺序连接起来所组成的整体。基本类型 原则性热力系统描述：以规定的符号来表示工质按某种热力循环顺序流经的各种热力设备之间联系的线路图，称为发电厂的原则性热力系统。 特点：只表示工质流过时状态参数发生变化的各种热力设备，图中同类型同参数的设备只用一个来表示，它仅表明设备之间的主要联系，备用设备、管道及附件一般不画出。 应用：用来计算和确定各设备、管道的汽水流量，发电厂的热经济指标等，故又称为计算热力系统。 组成：主要由下列各局部系统组成：（1）主蒸汽及再热蒸汽管道系统；（2）主给水系统；（3）除氧器和给水箱系统；（4）主凝汽水系统；（5）补充水系统；（6）锅炉连续排污及利用系统等。全面性热力系统描述：用规定的符号表明全厂性的所有热力设备及其汽水管道的总系统图。 要求：明确全面性热力系统的概念、特点、组成； 重点掌握回热系统全面性热力系统及其运行； 掌握常用的主蒸汽、再热蒸汽系统、给水管道系统，以及旁路系统的型式及其应用； 了解全厂公用汽水系统。特点： 能明确地反映电厂的各种工况及事故、检修时的运行方式。它是按设备的实际数量来绘制，并标明一切必须的连接管路及其附件； 全面性热力系统是发电厂设计、施工及运行工作中的重要依据之一组成：主蒸汽、再热蒸汽系统旁路系统回热系统除氧给水系统主凝结水系统补充水系统供热系统全厂公用汽水系统 设备：锅炉、汽轮机组、各种热交换器、各种阀门、减温减压器、水泵、水箱等。系统组成为保证运行的安全、经济和灵活，火电厂热力系统通常由若干个相互作用、协调工作、并具有不同功能的子系统组成，主要有蒸汽中间再热系统、给水回热系统、对外供热系统、废热利用系统、蒸发器系统、旁路系统和疏水系统。主蒸汽管道系统 定义：包括从锅炉过热器出口至汽轮机进口的主蒸汽管道和通往各用新蒸汽设备的支管。对于中间再热式机组，还包括汽轮机高压缸排汽口至再热器入口的再热冷段管道，再热器出口至汽轮机中压缸入口的再热热段管道。主蒸汽管道+再热蒸汽管道 特点：输送工质流量大，参数高，用的金属材料质量高，对发电厂运行的安全性、可靠性、经济性影响大。基本要求：可靠性、灵活性、经济性、方便性 系统简单，工作安全可靠； 运行调度灵活，能进行各种切换，便于维修、安装和扩建； 投资费用少，运行费用低。 （一）主蒸汽系统的型式 单母管制系统； 切换母管制系统； 单元制系统。单母管制：定义：全厂的锅炉蒸汽全都先引至一根母管上，再由该母管引至汽轮机和各用汽处。优点：运行较灵活，供汽可以相互支援，布置方便。缺点：阀门多，可靠性差，压损和热损失大，经济性差，母管投资高。应用：锅炉与汽轮机台数不匹配时、小机组。切换母管制：定义：每台锅炉与其相对应的汽轮机组成一个单元，而各单元之间仍装有母管，每一单元与母管相连处装有三切换阀门，这样机炉既可单元运行，又可切换到蒸汽母管由邻炉取得蒸汽。优点：有足够的可靠性，运行更灵活，进行最佳负荷分配。缺点：系统复杂，阀门多，经济性差，投资大，管道长，压力损失和散热损失增大，事故可能性大。应用：中、小容量，高、中压机组和供热机组单元制：定义：每12锅炉与对应的汽轮机组成一个独立单元，各单元之间无母管联系，单元内所用新蒸汽的支管均与机炉之间的主汽管相连。优点：系统简单、管道短，管道附件少，可节省大量优质合金钢，投资少，经济性高，系统本身可靠性高（因为阀门少，故障少），便于集中控制。 给设计、运行和施工带来很大方便。缺点：不能进行切换，运行灵活性差，单元内设备必须同时检修。应用：大机组，再热机组。 主蒸汽系统锅炉与汽轮机之间的蒸汽管道与通往各用汽点的支管及其附件称为发电厂主蒸汽系统，对于再热式机组还包括再热蒸汽管道。再热蒸汽系统可分为冷再热蒸汽系统以及热再热蒸汽系统。发电厂主蒸汽管道输送的工质流量大，参数高，所以对金属材料要求也高，它对发电厂运行的安全性、可靠性和经济性的影响很大。因此主蒸汽系统应力求简单、安全、可靠，要便于安装、扩建，并且使投资及运行费用较小。600MW超临界机组属于再热机组，因此采用单元制系统，即一机配一炉，组成一个独立的单元，与其它机组之间无母管联系。单元制系统的优点是系统简单，管道短，管道附件少，投资省，压力损失和散热损失小，系统本身事故率低，便于集中控制，有利于实现控制和调节操作自动化。与母管制相比，其缺点是：相邻单元不能互相支援，锅炉之间也不能切换运行，单元内与蒸汽管道相连的主要设备或附件发生故障，整个单元都要被迫停止运行，显然单元内设备必须同时检修。本厂机组的主蒸汽及旁路系统见图4-1。一、主蒸汽系统主蒸汽管道是指从锅炉过热器出口输送新蒸汽到汽轮机高压主汽门的管道，同时还包括管道上的疏水管道以及锅炉过热器出口的安全阀及排汽管道。主蒸汽系统采用“212”布置。主蒸汽由锅炉过热器出口集箱经两根支管接出，汇流成一根单管通往汽轮机房，在进汽轮机前用一个45斜三通分为两根管道，分别接至汽轮机高压缸进口的左右侧主汽门。汽轮机高压缸两侧分别设一个主汽门，主要作用是在汽轮机故障或甩负荷时迅速切断进入汽轮机的主蒸汽。主汽门直接与汽轮机调速汽门蒸汽室相连接，汽轮机正常停机时，主汽门也用于切断主蒸汽，防止水或主蒸汽管道中其它杂物进入主汽门区域。一个主汽门对应两个调速汽门。调速汽门用于调节进入汽轮机的蒸汽流量，以适应机组负荷变化的需要。采用单管系统，使锅炉过热器出口联箱左右两侧汽流能够充分混合，有利于消除可能的温度偏差，减少汽缸的温差应力、防止轴封摩擦；并且有利于减少主蒸汽的压降，以及由于管道布置阻力不同产生的压力偏差。同时还可以节省管道投资费用。主蒸汽管道上不安装流量测量装置，主蒸汽流量根据主蒸汽压力与汽轮机调节级后的蒸汽压力之差确定，避免了压力损失，提高了热经济性。汽轮机进口处的自动主汽门具有可靠的严密性，因此主蒸汽管道上不装设电动隔离门。这样，既减少了主蒸汽管道上的压损，又提高了可靠性，减少了运行维护费用。锅炉过热器出口管道上设置水压试验用堵阀，在锅炉水压试验时隔离锅炉和汽轮机。主管上还设置蒸汽取样支管。二、热再热蒸汽系统热再热蒸汽管道是指从锅炉再热器出口输送高温再热蒸汽到汽轮机中压缸联合汽门进口的管道，同时还包括管道上的疏水管道以及锅炉再热器出口的安全阀及排汽管道。本机组的热再热蒸汽系统同样采用“212”布置。高温再热蒸汽由锅炉再热器出口集箱经两根支管接出，汇流成一根单管通向汽轮机中压缸，在汽轮机中压联合汽门前用一个45斜三通分为两根管道，分别接至汽轮机中压联合汽门。由于再热蒸汽压损对机组的热经济性影响比新蒸汽更大，采用单管系统更能够有效地降低压损，保障蒸汽的做功能力。此外，还能消除进入汽轮机中压缸的高温再热蒸汽的温度偏差。中压联合汽门是由一个滤网、一个中压主汽门和一个中压调节汽门组成的组合式阀门。其作用是当汽轮机跳闸时快速切断从锅炉再热器到汽轮机中压缸的高温再热蒸汽，以防止汽轮机超速。蒸汽中间再热系统将蒸汽从汽轮机的中间级引出，到锅炉再热器中重新加热，然后送回汽轮机的下一级继续作功的系统。其目的是在提高初压力的情况下，使汽轮机尾部蒸汽的湿度不致过大，保证汽轮机长期安全工作。根据压力提高的程度，可装设一次或二次中间再热系统。近代火电厂为提高热经济性，锅炉汽轮机组多为超高压（13兆帕）以上压力，故多采用蒸汽中间再热系统。 给水回热系统由汽轮机不同压力的中间级处抽出部分蒸汽用于加热凝结水和给水的系统。这部分回热用抽汽作的功没有冷源损失，是提高火电厂热经济性的主要措施之一。近代火电厂通常采用78级(甚至 9级)回热加热系统。 对外供热系统用汽轮机作过功的蒸汽对外界供热的系统，多用于热电厂。 废热利用系统回收电厂中排汽、排水热量的系统。其目的是减少工质和热量损失。主要包括汽轮机轴封冷却器、自然循环汽包炉的连续排污扩容器和排污水冷却器。 蒸发器系统采用蒸发器以生产电厂锅炉补给水的系统。高压汽包锅炉和直流锅炉要求高度纯净的补给水，以往，一般采用蒸发器的蒸馏水。即用汽轮机的中间抽汽加热软化水并使之蒸发，生成的二次蒸汽在回热系统中冷却凝结成水作为补给水。因为此系统增加热力系统的复杂性和设备投资，降低热经济性，现已逐渐被化学水处理技术所取代。 旁路系统使锅炉产生的蒸汽全部或部分绕过汽轮机或过热器，经减温减压后直接排入凝汽器或大气的系统。其功能是在机组启、停及发生事故时，协调锅炉产汽量和汽机用汽量的不均衡，保护汽轮机和再热器，改进机组启动和负载特性，它具有启动调节、安全保护和回收工质的三重作用。旁路系统通常有过热器旁路、汽轮机旁路和三用阀旁路等类型。定义：即高参数蒸汽不进入汽轮机，而是经过与汽轮机并联的减温减压器，再进入再热器或低参数的蒸汽管道或直接排至凝汽器的连接系统。设备：每一级旁路实际上就是一个减温减压器。主要有进汽调节阀（减温减压阀），减温水调节阀、凝汽器喉部的扩容式减温减压装置等。 1旁路系统的类型 高压旁路（级旁路） 新汽绕过高压缸冷再热蒸汽管道 低压旁路（级旁路） 再过热后蒸汽绕过中、低压缸冷凝器 大旁路（ 级旁路） 新汽绕过整个汽轮机冷凝器 再热式机组的旁路系统是由上述一种、两种或三种 型式组合而成。 、级旁路的主要作用： 满足汽轮机启动过程的不同阶段对蒸汽参数和流量的要求； 当机组启、停及甩负荷时，保护再热器。级旁路的作用是： 满足锅炉低负荷稳定运行的需要。2旁路系统的作用 (1) 保护再热器（无旁路、有旁路）； （2）协调启动参数和流量，缩短启动时间，延长汽轮机寿命； （3）回收工质和热量、降低噪声； （4）防止锅炉超压，兼有锅炉安全阀的作用； （5）电网故障或机组甩负荷时，锅炉能维持热备用状态或带厂用电运行。 常见类型：1三级旁路系统 2两级旁路串联系统 3两级旁路并联系统 4单级（整机）旁路系统 5三用阀两级旁路系统 6德国SIEMENS两级串联旁路系统 图813 常见的旁路系统型式 （a）三级旁路系统；(b)两级旁路串联系统；(c)两级旁路并联系统； (d)单级整机旁路系统；(e)装有三用阀的两级旁路串联系统疏水系统用于排除蒸汽设备及管道中的凝结水和水容器的溢流水的系统。它可保证各该设备的正常工况和减少热力系统中的工质损失。有起动疏水和经常疏水两种。 简介疏放水系统（drainandblowdownsystem），为回收起动暖管时或蒸汽在设备或管道内停滞时所形成的凝结水而设置的集、排水设备及管道系统。 疏水蒸汽管道内有水聚