热力发电厂46章.ppt

1第四章第四章 给水回热加热系统给水回热加热系统          本章先介绍回热加热器的类型、结构特点及其连接方式；着重定性分析影响电厂热经济的一些回热系统的损失然后介绍回热原则热力系统的常规计算原理、方法、步骤，说明常规的串联法和电算并联法热力计算最后说明有关回热加热器运行的基本知识2第四章第四章 给水回热加热系统给水回热加热系统第一节第一节 热力系统的概念及分类热力系统的概念及分类第二节第二节 回热（机组）原则性热力系统回热（机组）原则性热力系统第三节第三节 回热（机组）原则性热力系统的计算回热（机组）原则性热力系统的计算第四节第四节 回热回热热加热器的运行热加热器的运行本本本本 章章章章 提提提提 要要要要 3第一节第一节 热力系统的概念及分类热力系统的概念及分类• 热力系统是火电厂实现热功转换热力部分的工艺系统它通过热力管道及阀门将各主、辅热力设备有机地联系起来，以在各种工况下能安全、经济、连续地将燃料的能量转换成机械能最终转变为电能•用图来反映火电厂热力系统，称热力系统图热力系统图广泛用于设计研究和运行管理45第二节第二节 回热（机组）原则性热力系统回热（机组）原则性热力系统 •回热系统既是汽轮机热力系统的基础，也是全厂热力系统的核心，它对机组和电厂的热经济性起着决定性的作用。

•回热原则性热力系统的热经济性用机组的热耗率 qo 来表征现代大型汽轮机组的 m、g 较高，均为 99% 左右由式（1-30a）机组热耗率 qo＝3600/img 可知，如视m、g 为定值，则 qo= f （i）所以本书在定性分析各局部原则性热力系统的热经济性时，都用汽轮机绝对内效率（即实际循环热效率） I 来说明 6一、回热加热器的类型及其结构一、回热加热器的类型及其结构 7(a)全全混混合合式式加加热器回热系统热器回热系统(b)全全表表面面式式加加热热器回热系统器回热系统8（（c）） 高、低加热器为表面式的系统高、低加热器为表面式的系统9(d)带有两组重力布置方式的混合式加热器回热系统带有两组重力布置方式的混合式加热器回热系统p2p1p3p4p5p7p6pc实实 际际 电电 厂厂 采采 用用 的的 加加 热热 器器 类类 型型实实 际际 电电 厂厂 采采 用用 的的 加加 热热 器器 类类 型型1012345678CH1H2H3H4H5H6H7H8SG2SG1至C(e)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11（一）混合式与表面式加热器比较（一）混合式与表面式加热器比较（一）混合式与表面式加热器比较（一）混合式与表面式加热器比较•混合式加热器因无端差，热经济性高；便于汇集汽水和除氧；•全由混合式加热器组成的系统，每级混合式加热器的水泵应有正的吸入水头，而且需要有备用泵，反而使系统复杂化，又不安全；•面式加热器有端差，热经济性差；•面式加热器组成的系统却全较为混合式的简单，而且可靠；•现在电厂只设一个混合式的作为除氧器，其余的皆为表面式的。

12（二）（二）（二）（二） 面式加热器的类型及其结构特点面式加热器的类型及其结构特点面式加热器的类型及其结构特点面式加热器的类型及其结构特点•电厂广泛采用的面式加热器有立式和卧式两种电厂广泛采用的面式加热器有立式和卧式两种•卧式换热效果好，热经济性高于立式（在同样凝结放热条件下，由于横管面上积存的凝结水膜薄，单根横管放热系数为竖管的1.7倍），结构上易于布置蒸汽过热段和疏水冷却段，布置上可利用放置的高低来解决低负荷时疏水逐级自流压差动力减小的问题等，所以一般大容量机组的低压和部分高压加热器多采用卧式•立式占地面积小，便于安装和检修，为中、小机组和部分大机组广泛采用13加热器的结构加热器的结构加热器的结构加热器的结构 加热器由筒体、管板或联箱、U型或螺纹形管束和隔板等主要部件和附件构成 图4－4～4－5为管板－U形管束式加热器 图4－6为联箱－折形管束 图4－7为联箱－螺纹形管束 图4－8为卧式混合式 图4－9为立式混合式14图图图图4 4－－－－4 4 管板管板管板管板–U–U形管束立式低压加热器形管束立式低压加热器形管束立式低压加热器形管束立式低压加热器（a）面式加热器图例（上部）及其结构示意图；  （b）结构图外形及其剖面1—水室；2—拉紧螺栓；3—水室法兰；4—筒体法兰；5—管板；6—U型管束；7—支架；8—导流板；9—抽空气管；10、11—上级加热器来的疏水入口管；12—疏水器；13—疏水器浮子；14—进汽管；15—护板；16、17—进出水管；18—上级疏水器来的空气入口；19—手柄；20—排疏水管；21—水位计 15图图图图4-5 4-5 管板管板管板管板–U–U形管束卧式高压加热器形管束卧式高压加热器形管束卧式高压加热器形管束卧式高压加热器1—筒体；2—管板；3—过热段包壳；4—过热段外包壳；5—不锈钢防冲板；6—导流板；7—支撑板；8—拉杆；9—防冲板；10—疏水段包壳；11—疏水段端板；12—疏水段入口；13—疏水出口；14—水室分隔板；15—人孔16图图图图4-6 4-6 联联联联箱箱箱箱——折折折折形形形形管管管管束束束束立立立立式式式式高高高高压压压压加加加加热热热热器器器器（带内置式过热蒸汽冷却段和疏水冷却段）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—放水口图图图图4-7 4-7 分分分分配配配配、、、、汇汇汇汇集集集集管管管管——螺螺螺螺旋旋旋旋管管管管束束束束立立立立式式式式高压加热器 1—进水总管弯头；2—进水总管；3—进水配水管；4—出水总管；5—出水配水管；6—双层螺旋管；7—进汽管；8—蒸汽导管；9—导流板；10—抽空气管；11、12—连接管；13—排水管；14—导轮；15—配水管内隔板17（三）混合式低压加热器结构（三）混合式低压加热器结构（三）混合式低压加热器结构（三）混合式低压加热器结构•目的：为使水在加热时能与蒸汽充分接触，水最后可被加热到接近蒸汽压力下的饱和温度（一般欠热 1 ℃左右）•结构：一般采用1.淋水盘的细流式，2.压力喷雾的水滴式，3.水膜式等。

•若需要满足热除氧加热到饱和温度的要求，可加上鼓泡装置(利用在水中引入比加热器压力高的疏水或其他汽源)，其机理详见第五章加热和凝结过程分离出的不凝结气体和部分余汽被引至凝汽器•采用重力式的混合式低压加热器，其加热水出口可不设集水室•对于后接中继水泵的混合式低压加热器，为保证泵的可靠运行，应设一定容积的集水室18 7                       (a)                                                    (b)                   图图4-84-8  ЦКТИ  ЦКТИ设计的卧式混合式加热器结构示意图设计的卧式混合式加热器结构示意图(a)1号混合式加热器结构示意图；(b)该1号混合式加热内凝结水细流加热示意图；1-外壳；2-多孔淋水盘组；3-凝结水入口；4-凝结水出口；5-汽气混合物引出口；6-事故时凝结水到CP2进口联箱的引出口；7-加热蒸汽进口；8-事故时凝结水往凝汽器的引出口A-汽气混合物出口；B-凝结水出口(示意)；C-加热蒸汽入口(示意)；D-凝结水出口19• •图图4-9  BTИ4-9  BTИ设计的立式混设计的立式混合式加热器结构示意图合式加热器结构示意图•1-加蒸汽进口；2-凝结水进口；3-轴封来汽；4-除氧器余气；5-三号加热器和热网加热器的余气；6-热网加热器来疏水；7-三号加热器疏水；8-排在凝汽器的事故溢水管；9-凝结水出口；10-来自电动、气动给水泵轴封的水；11-逆止门的排水；12-汽气混合物出口；13-水联箱；14-配水管；15-淋水盘；16-水平隔板；17-逆止门；18-平衡管。

20（四）（四）（四）（四） 面式加热器的疏水设备面式加热器的疏水设备面式加热器的疏水设备面式加热器的疏水设备•面式加热器的疏水设备主要有以下几种：面式加热器的疏水设备主要有以下几种： ⒈ 水封管：利用 U 型管中水柱高度来平衡加热器间压差，实现自动排水并在壳侧内维持一定水位  ⒉ 浮子式疏水器：系由浮子、滑阀及其相连接的一套转动连杆机构组成，所示浮子随加热器壳铡水位上下浮动，通过传动连杆启闭疏水阀，实现水位调节 ⒊ 疏水调节阀：大机组的高压加热器多采用疏水调节阀，它的动作由一套水位控制操作系统来操纵，常用的有电动、气动控制系统 ⒋ 新型水位控制器 21二、蒸汽冷却器的类型二、蒸汽冷却器的类型二、蒸汽冷却器的类型二、蒸汽冷却器的类型     蒸汽冷却器有内置和外置两种（一）内置式蒸汽冷却器（一）内置式蒸汽冷却器（一）内置式蒸汽冷却器（一）内置式蒸汽冷却器  图图4-12  4-12  带内置式蒸汽冷却段和疏带内置式蒸汽冷却段和疏水冷却段的面式加热器（a） 汽水连接方式；（b） t-A图22（二）外置式蒸汽冷却器的连接方式（二）外置式蒸汽冷却器的连接方式（二）外置式蒸汽冷却器的连接方式（二）外置式蒸汽冷却器的连接方式(a)(b)(c)(d)(e)(f)j+1jj–1jj+1j–1H1H2H3图图4-13  4-13  外置式蒸汽冷却器的连接方式外置式蒸汽冷却器的连接方式（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23（三）蒸汽冷却器及其热经济性分析（三）蒸汽冷却器及其热经济性分析（三）蒸汽冷却器及其热经济性分析（三）蒸汽冷却器及其热经济性分析1、蒸汽冷却器作用、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 ↑ ，换热温差 △Tr ↓ ，热经济性 ↑2、蒸汽冷却器类型、蒸汽冷却器类型•内置式蒸汽冷却器（过热蒸汽冷却段）：与加热器本体合成一体（蒸汽凝结部分）；•外置式蒸汽冷却器：具有独立的加热器外壳，布置灵活；24（（1 1）内置式蒸汽冷却器（过热蒸汽冷却段））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 2）外置式蒸汽冷却器）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 3、蒸汽冷却器的连接方式、蒸汽冷却器的连接方式水侧连接方式：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）25（（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 并联连接：只有一部分给水进入冷却器4 4、外置式蒸汽冷却器连接方式比较、外置式蒸汽冷却器连接方式比较（（1 1）串联连接）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 2）并联连接）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26三、回热系统的损失及回热系统的优化三、回热系统的损失及回热系统的优化三、回热系统的损失及回热系统的优化三、回热系统的损失及回热系统的优化 （一）面式加热器的疏水方式（一）面式加热器的疏水方式（一）面式加热器的疏水方式（一）面式加热器的疏水方式1 1、疏水收集方式、疏水收集方式——将面式加热器汽侧疏水收集并汇集于系统的主水流（（主主给给水或主凝结水）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压力较低的加热器中，逐级自流直至与主水流汇合；27疏 水 逐 级 自 流 方 式疏 水 逐 级 自 流 方 式28（（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；29(d)图图4-14  4-14  面式加热器面式加热器j j级的不同疏水收集方式级的不同疏水收集方式（a）疏水逐级自流；（b）疏水逐级自流加外置式疏水冷却器；（c）采用疏水泵；（d） 加疏水冷却器对j级换热的影响；（e）加疏水冷却器对在j+1级发生压降的影响302 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，换热温差 △Tr ↓ ，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 ↓                    显显然然，，不不同同疏疏水水收收集集方方式式的的热热经经济济性性高高低低、、系系统统复复杂杂程程度度、、投投资资大大小及运行维修费用是各不相同的。

小及运行维修费用是各不相同的313 3、疏水冷却器的设置、疏水冷却器的设置目的：（1）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；         （2）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32疏 水 冷 却 段 的 加 热 器 示 意 图疏 水 冷 却 段 的 加 热 器 示 意 图334 4．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345.5.回热系统基本连接方式：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35（二）回热系统的损失热经济性的影响因素（二）回热系统的损失热经济性的影响因素（二）回热系统的损失热经济性的影响因素（二）回热系统的损失热经济性的影响因素 1.蒸汽循环参数                                                                     ； 2. 回热循环主要参数                                   ； 3. 回热系统有密切的关系，诸如上面提及的疏水收集方式，疏水冷却器、蒸汽冷却器的应用等，以及下面要分析的四项损失有关，即与抽汽管道压降、面式加热器的端差、回热系统的配置、实际给水焓升分配有关 361. 抽汽管道压降抽汽管道压降  pj 损失影响因素损失影响因素 （1）回热做功比       的变化         当当机组做内功量                         时，    只决定于回热做内功量的变化        当机组初、终参数，回热抽汽参数                       一定时， 大小仅决定于各级抽汽量      的变化趋势。

  （2）对      影响最大的是抽汽管的介质流速（或管径）和局部阻力（即装设的阀门多少和阀门类型等）372. 面式加热器的端差面式加热器的端差上端差上端差-----面式加热器端差都是指出口端差     （加热器汽侧压力下的饱和水温      与出口水温      之间的差值，                     ），又称上端差下端差（入口端差）下端差（入口端差）-----以后将提到的疏水冷却器端差则是指入口端差，它是指离开疏水 冷 却 器 的 疏 水 温 度    与 进 口 水 温    间 的 差 值 ，                                 ，又称下端差383. 布置损失布置损失     理想回热循环及其系统全为混合式加热器由于采用面式加热器以及在它回热系统中所排列位置的不同，引起的热耗率损失，称为布置损失编号 回热加热器的配置 布置损失，％ 12345678910F5F4D1F3C1F1F3C1D1F2C3F2D1C1F1F2D1C1D1F2C1D2F1D2C2D3C1D11.5411.090.6770.5800.5650.4330.3640.3400.2020.157表表表表4 4－－－－2 2五级回热系统十种方案的布置损失五级回热系统十种方案的布置损失五级回热系统十种方案的布置损失五级回热系统十种方案的布置损失 394. 实际回热焓升分配损失实际回热焓升分配损失     实际的回热分配偏离理论上最佳回热分配导致热经济性降低，称为实际回热焓升分配损失。

       影影响响因因素素：：循循环环参参数数、、回回热热参参数数、、汽汽机机相相对对内内效效率率、、回回热热级级数数、、回回热热加热器的型式等加热器的型式等     40（三）回热系统的优化（三）回热系统的优化（三）回热系统的优化（三）回热系统的优化•回热的热经济性与回热参数、回热系统连接方式、 pj、j、布置损失等有关，并与汽轮机组的有关设计方案、参数密不可分；•因此，应综合统筹考虑进行优化，有成百的方案，要通过计算机来进行优化；•现代大型汽轮机，设计制造部门都是经过优化来确定，不仅要考虑热经济（节能）还要考虑钢一煤比价或成本，可靠性和对环保的影响等因素41第三节第三节 回热（机组）原则性热力系统计算回热（机组）原则性热力系统计算 • 回热原则性热力系统计算又称（汽轮）机组原则性热力系统计算回热原则性热力系统计算又称（汽轮）机组原则性热力系统计算一一一一. .计算目的计算目的计算目的计算目的1. 确定某工况时机组的热经济指标和各部分汽水流量；2. 根据最大工况时的各项汽水流量，选择有关的辅助设备及汽水管道；3. 确定某些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。

二二二二. .计算公式计算公式计算公式计算公式•对于上述任何计算目的，如确定热经济指标i，定流量时求    Pe=f（Do） ，或定功率时求  Do=f（P e） 时，42• •需用热经济指标公式：需用热经济指标公式：    • •应用功率方程式应用功率方程式   ：：• •其中：其中：43• •计算内容计算内容①通过加热器热平衡式来求各抽汽量                          ；②通过物质平衡式求凝汽量                      ；③通过汽轮机功率方程式求  Pe （定流量计算时）或  Do （定功率计算时）回热（机组）原则性热力系统计算的三个基本公式回热（机组）原则性热力系统计算的三个基本公式 1.1.热平衡式热平衡式   2.2.物质平衡式物质平衡式   3.3.汽轮机的功率方程式汽轮机的功率方程式44三、计算方法和步骤1.计算方法计算方法    以热力学第一定律为主的方法有：以热力学第一定律为主的方法有：    ①代数运算法     ②矩阵分析法    ③偏微分分析法    以热力学第二定律为基础的分析法：以热力学第二定律为基础的分析法：    以    分析法为代表    回热（机组）原则性热力系统计算方法：回热（机组）原则性热力系统计算方法：    ①有传统的常规计算法    ②等效焓降法    ③循环函数法等452.2.计算步骤（详细内容见教材）计算步骤（详细内容见教材）①整理原始资料，整理成该机组回热系统的汽水参数表； ②“由高到低”进行各级回热抽汽量 Dj（或 j ）的计算； ③凝汽系数 c 或新汽耗量 Do 的计算，或汽轮机功率计算；④对计算结果进行校核； ⑤机组经济指标和各处汽水流量计算。

46四、热平衡式的拟定四、热平衡式的拟定四、热平衡式的拟定四、热平衡式的拟定  热平衡式一般有两种写法：热平衡式一般有两种写法：  1.吸热量=放热量h，h为加热器的效率；  2.流入热量=流出热量；其中流入热量中的蒸汽部分应乘以蒸汽焓的利用系数           为为了了在在同同一一个个系系统统计计算算中中采采用用相相同同的的标标准准，，应应统统一一采采用用                        或或                  ，，故故热热平平衡衡式式的的写写法法, ,在在同同一一热热力力系系统统计计算算中中也也采采用用同同一方式            拟拟定定热热平平衡衡式式时时，，最最好好根根据据需需要要与与简简便便的的原原则则，，选选择择最最合合适适的的热平衡范围热平衡范围 47（a） （b）图图图图4-19 4-19 回热原则性系统计算中热平衡式的拟定范围选择回热原则性系统计算中热平衡式的拟定范围选择回热原则性系统计算中热平衡式的拟定范围选择回热原则性系统计算中热平衡式的拟定范围选择（（（（a a）））） 疏水流入热井的系统；（疏水流入热井的系统；（疏水流入热井的系统；（疏水流入热井的系统；（b b）））） 带疏水泵的系统带疏水泵的系统带疏水泵的系统带疏水泵的系统回热系统热平衡范围选择回热系统热平衡范围选择回热系统热平衡范围选择回热系统热平衡范围选择48广义的冷源热损失广义的冷源热损失广义的冷源热损失广义的冷源热损失 •若以凝汽器和加热器为热平衡对象，则有若以凝汽器和加热器为热平衡对象，则有•若以整个回热系统（包括凝汽器和所有加热器）为平衡对象若以整个回热系统（包括凝汽器和所有加热器）为平衡对象 ，则有，则有49图图图图4-20 4-20 回热加热器的疏水类型回热加热器的疏水类型回热加热器的疏水类型回热加热器的疏水类型（（（（a a）））） 放流式加热器；（放流式加热器；（放流式加热器；（放流式加热器；（b b）、（）、（）、（）、（c c）））） 汇集式加热器汇集式加热器汇集式加热器汇集式加热器回热加热器的疏水类型回热加热器的疏水类型回热加热器的疏水类型回热加热器的疏水类型50加热器常规法分两种情况计算加热器常规法分两种情况计算加热器常规法分两种情况计算加热器常规法分两种情况计算• •疏水放流式加热器如图疏水放流式加热器如图疏水放流式加热器如图疏水放流式加热器如图4-20(a)4-20(a)所示：所示：所示：所示：• •汇集式加热器如图汇集式加热器如图汇集式加热器如图汇集式加热器如图4-204-20（（（（b b）、（）、（）、（）、（c c）所示：）所示：）所示：）所示： •两类加热器的         计算都是一样的；•汇集式加热器的                   均以进水焓           为基准的。

51五、回热（机组）原则性热力系统的并联计算五、回热（机组）原则性热力系统的并联计算五、回热（机组）原则性热力系统的并联计算五、回热（机组）原则性热力系统的并联计算•常规的传统热力系统的计算“由高到低”串联进行的；•矩阵方程计算仍是系统的热力系统计算，都是并联进行；•并联计算特点是一次能计算几十个未知参数的热平衡方程，同时求得                         52东东东东方方方方汽汽汽汽轮轮轮轮机机机机厂厂厂厂由由由由引引引引进进进进技技技技术术术术生生生生产产产产的的的的DH_600-40-HDH_600-40-H型型型型亚亚亚亚临临临临界界界界参参参参数数数数汽轮机汽轮机汽轮机汽轮机 H1H2H3H4H5H6H7H8图图图图4-17 4-17 国产国产国产国产600MW600MW亚临界机组回热原则性热力系统亚临界机组回热原则性热力系统亚临界机组回热原则性热力系统亚临界机组回热原则性热力系统53（一）并联法解矩阵方程（一）并联法解矩阵方程    现以图4-17所示的国产引进型600`MW机组汽轮机的回热系统为例，用相对量计算，经整理写成：54写成矩阵方程  A·X=TX=A–1·T其中A矩阵的排列规律参考教材矩阵的排列规律参考教材P17755（二）热经济指标计算（二）热经济指标计算（二）热经济指标计算（二）热经济指标计算 1. 汽轮机汽耗量：汽轮机汽耗量：                                     2. 功率校核：功率校核：     1kg 新汽比内功 wi 为：         据此可得发电机的功率为：3. 1kg 新汽的比热耗新汽的比热耗 q0     564. 汽轮机的绝对内效率 ηi5. 汽轮发电机组绝对电效率 ηe  6. 汽轮发电机组热耗率  q7. 汽轮发电机组汽耗率   d57第四节  回热加热器的运行一、回热系统正常运行的重要性    1. 机组回热系统构成：回热加热器的抽汽（加热蒸汽）、疏水、抽空气系统和主凝水、主给水、除氧器等系统。

     2. 重要性：对锅炉、汽轮机、给水泵的安全可靠运行，和热经济性的影响很大    如如：：给水回热加热器的完好率、高压加热器的投运率、低压加热器投运情况，都会影响机组的热经济性；还会影响机组的出力，使推力轴承受到的应力超出设计值，危及设备安全58二、加热器的投运和停用方式     1. 加热器的投运和停用方式规定：我国温升率为 ≤5℃/min ，温降率为 ≤2℃/min 而美国 FOSTER WHEEL(FW) 公司规定的温升率、温降率均为 1.85℃/min      2. 汽轮机组和加热器的状态不同，加热器的投入和停用方式也不同，如表4-5所示 59投 入 和 停 用 方 式 特        点     因机组启停而投入或停用加 热 器 随机投入或停用 1.操作简便，强度冲击小；2.要有完备的疏水通道，以适应各工况的疏水； 3.注意加热器抽汽对机组启动过程胀差的影响； 在一定负荷时投入或停用 1.疏水系统较简单；2.由系统、机组情况决定投入使用时的负荷；3.温度冲击较大；  机组运行中投入或停用加热器 加热器故障停用后再投入 1.与机组启动时在一定负荷时投入的情况相同；2.机组负荷可提高，温度冲击大，操作要慎重；保护动作或人为紧急停用 不允许只停水侧而不停用汽侧 表表表表 4 4－－－－5 560三、运行中监督三、运行中监督三、运行中监督三、运行中监督 1. 加加热热器器水水位位（（（（加加热热器器汽汽侧侧水水位位过过高高、、过过低低，，不不仅仅影影响响回回热热经经济济性性，，还威胁机组的安全运行。

还威胁机组的安全运行      （1）水位过高，将淹没部分传热面积引起汽压摆动或升高，水可能从抽汽管倒流入汽轮机造成水击，使抽汽管，加热器壳体产生振动      （2）水位过低或无水位，蒸汽经疏水管流进相邻压力较低一级加热器，排挤该低压抽汽，降低热经济性，并可能使该级加热器汽侧超压、尾部管束受到冲蚀（对内置式疏冷器危害尤甚），同时加速对疏水管、阀门的冲刷和汽蚀 612. 加加热热器器出出口口水水温温（（加加热热器器出出口口水水温温应应维维持持设设计计值值，，若若低低于于设设计计值值，，将使高压抽汽增加，低压抽汽减少，回热的热经济性下降将使高压抽汽增加，低压抽汽减少，回热的热经济性下降出口水温降低的主要原因为：出口水温降低的主要原因为：出口水温降低的主要原因为：出口水温降低的主要原因为： （（1）） 端端差差增增大大  其原因可能是加热器的受热面结垢、汽侧主要抽空气不良、使传热系数值减小，水位过高淹没受热面，或水侧旁路门漏水引起的2）） 抽抽汽汽管管压压降降增增大大  如进汽阀或逆止阀开度不足或卡涩等原因造成3）） 保护装置失灵保护装置失灵    所以：应定期进行抽汽逆止阀的严密性试验，高压加热器自动保护装置的试验。

62第五章第五章 给水除氧和发电厂的辅助汽水系统给水除氧和发电厂的辅助汽水系统           除氧器是特殊的混合式回热加热器，兼有除氧，汇集各项汽水流量的作用，并与给水泵的安全运行有密切关系本章围绕除氧器讲述与之有关的内容，先讲火电厂的工质损失及其补充，再讲锅炉连续排污利用系统和化学除氧最后两节重点讨论热除氧机理及其原则性热力系统和除氧器的安全运行 63第五章第五章 给水除氧和发电厂的辅助汽水系统给水除氧和发电厂的辅助汽水系统第二节第二节 锅炉连续排污利用系统锅炉连续排污利用系统第四节第四节 热除氧器及其原则性热力系统热除氧器及其原则性热力系统第五节第五节 除氧器的运行除氧器的运行第三节第三节 化学除氧化学除氧第一节第一节 发电厂的汽水损失及补充发电厂的汽水损失及补充本本本本 章章章章 提提提提 要要要要64第一节第一节 火电厂的汽水损失及补充火电厂的汽水损失及补充 一、汽水工质损失一、汽水工质损失一、汽水工质损失一、汽水工质损失 （一）汽水工质损失类型（一）汽水工质损失类型（一）汽水工质损失类型（一）汽水工质损失类型1.内部损失内部损失 ：：（1）工艺上要求的正常性汽水工质损失           热力设备及其管道的暖管疏放水，加热重油、各种汽动设备(汽动给水泵、汽动油泵、汽动抽气器等)的用汽，蒸汽吹灰用汽、汽包炉的连续排污水、汽封用汽、汽水取样、设备检修时的排放水等， （2）偶然性非工艺要求的汽水损失           通常讲的热力设备或管道的跑冒滴漏。

 2.外部损失外部损失         热电厂对外供热设备及其管道的工质损失，它与热负荷性质(如热水负荷就完全不能回收)、供热方式(直接或间接供汽、开式或闭式水网)以及回水质量(如是否含油、是否被制药的热用户细菌污染等)有关，变化范围很大，甚至完全不能回收，回水率为零 65（二）减少工质损失的技术措施（二）减少工质损失的技术措施（二）减少工质损失的技术措施（二）减少工质损失的技术措施 1.火电厂汽水损失影响火电厂汽水损失影响         既是工质损失，又有热量损失，不仅影响电厂的经济性，有的还危及设备安全运行和使用寿命  2.采取的技术措施采取的技术措施    ①选择合理的热力系统及汽水回收方式；尽量回收工质并利用其热量，如轴封冷却器、汽封自密封系统，锅炉连续排污水的回收与利用；    ②改进工艺过程，如蒸汽吹灰改为压缩空气、炉水吹灰，锅炉、汽轮机和除氧器由额定参数启动改为滑参数启动或滑压运行；    ③提高安装检修质量，如用焊接取代法兰连接等等除了上述硬件改进，另外不可忽视的是软件方面改善，如运行技术管理、维修运行人员素质的提高和相应的监督机制，考核管理办法的完善等 66二、水汽质量标准二、水汽质量标准二、水汽质量标准二、水汽质量标准     锅炉补给水、锅炉给水、炉水、蒸汽、汽轮机凝结水、疏水、生产返回水、热网补给水、冷却水以及水冷发电机冷却水(不允许导电)等标准。

三、控制指标三、控制指标三、控制指标三、控制指标 1. 给水含氧控制指标给水含氧控制指标 •为确保热力设备安全经济运行，我国“法规”规定，给水含氧控制指标为：•工作压力为5.88MPa(60ata)及以下锅炉，给水含氧应小于或等于15g/l；•工作压力为5.98MPa(61ata)及以上锅炉，给水含氧应小于或等于7g/l；•对亚临界和超临界的直流锅炉，由于无排污、蒸汽溶盐能力强等原因，给水要求彻底 672.PH控制指标控制指标          水的pH值在9.2~9.6范围内的抗腐效果最佳，但对凝汽器和低压加热器采用铜管的系统，pH过高反会加剧腐蚀，故对采用铜管系统的水的pH值，一般控制在8.8~9.2之间68第二节第二节 锅炉连续排污利用系统锅炉连续排污利用系统 一、锅炉的汽水品质一、锅炉的汽水品质一、锅炉的汽水品质一、锅炉的汽水品质   锅炉汽水品质，是指饱和蒸汽、过热蒸汽、锅炉给水和炉水    蒸汽带出盐类和硅酸盐等越多，其品质越低，并可分为两类携带：①蒸汽带了含盐浓度大的炉水水滴，称为水滴携带；    ②蒸汽直接溶解某些盐类，称为溶解携带；而且其溶解度随蒸汽压        力增高而升高，尤以硅酸盐最为显著。

锅炉蒸汽质量标准锅炉蒸汽质量标准锅炉蒸汽质量标准锅炉蒸汽质量标准炉型压力，MPa含盐量，以含钠量表示，g/kg二氧化硅g/kg汽包炉3.8~5.8≤15≤205.9~18.3≤10≤20直流炉18.4~25≤5≤1569 二、废热及工质的回收利用二、废热及工质的回收利用二、废热及工质的回收利用二、废热及工质的回收利用         火电厂锅炉的连续排污水，汽轮机的门杆与轴封漏汽，以及发电机的冷却水、厂用蒸汽、疏放水等，就其工艺本身而言，均属“废汽、废水”为提高发电厂的经济性，通常设法利用其热量或再回收其部分工质  （一）汽包炉连续排污扩容系统的热经济性分析（一）汽包炉连续排污扩容系统的热经济性分析（一）汽包炉连续排污扩容系统的热经济性分析（一）汽包炉连续排污扩容系统的热经济性分析汽汽汽汽包包包包锅锅锅锅炉炉炉炉单单单单级级级级连连连连续续续续排排排排污污污污利利利利用用用用系系系系统统统统 汽包内盐段炉水浓度高的炉水表面处     连续排污管                     连续排污扩容器（扩容降压蒸发出部分工质）           热力系统除氧器（回收工质利用其热量）（扩容蒸发后剩余的排污水）           排污冷却器（用以加热从化学车间来的软化水                排入地沟70•根据扩容器的物质平衡、热平衡式、排污冷却器的热平衡式。

三个方程式求解三个未知量：扩容蒸汽量 Df、未扩容的排污水量，排污冷却器出口的补充水比焓•扩容器的物质平衡式（5－1） •扩容器的热平衡式（5－2）• 排污冷却器的热平衡式    •将式（5－1）代入式（5－2）得工质回收率：71•锅炉排污率 ：•新“设规”规定，凝气式发电厂锅炉正常排污率不宜超过1%，供热式热电厂锅炉正常排污率不宜超过2% （二）汽轮机汽封系统用汽的回收和利用（二）汽轮机汽封系统用汽的回收和利用（二）汽轮机汽封系统用汽的回收和利用（二）汽轮机汽封系统用汽的回收和利用          汽轮机的汽封系统用汽和漏汽有：主汽门和调速汽门的门杆漏汽，再热式机组中压联合汽门的门杆漏汽，高、中、低压缸的前后轴封漏汽和轴封用汽等 （三）火电厂工质回收和（三）火电厂工质回收和（三）火电厂工质回收和（三）火电厂工质回收和“ “废热废热废热废热” ”利用的原则利用的原则利用的原则利用的原则1.发电厂工质回收的同时，总有热量的回收利用，不仅考虑工质回收的数量多寡，还要考虑其能位贬值的高低要尽可能减少回收利用热量时的能位贬值例如轴封漏汽、汽轮机门杆漏汽，应视其压力高低，尽可能分别引至压力与其相近的回热加热器，使因之引起的排挤回热抽汽导致额外冷源热损失增加尽可能地小，即降低尽可能小。

722.工质回收及“废热”利用的热经济性，不反映在机组的热经济指标上，而是体现在全厂的热经济指标上    3.工质回收及“废热”利用，引入回热系统时，影响每千克工质做功量 wi 的变化，并应注意回收热量的质量影响，能位高的，单位热量增加的功较多，能位低的，单位热量增加的功较少    4.实际工质回收和废热利用系统，不仅要考虑热经济性，还要考虑投资、运行费用等的影响，应通过技术经济比较来确定三、加热用厂用蒸汽系统三、加热用厂用蒸汽系统三、加热用厂用蒸汽系统三、加热用厂用蒸汽系统           加热用的厂用蒸汽通常有：加热重油、空气(暖风器)、烟气(湿式烟气脱硫装置的烟气再热器)和厂内采暖加热器等 73第三节第三节 化学除氧化学除氧 • •给水中溶解氧的影响：给水中溶解氧的影响：给水中溶解氧的影响：给水中溶解氧的影响：   1.腐蚀热力设备及其管道；   2.造成传热恶化，降低机组的热经济性；   3.通过汽轮机通流部分，会在叶片上沉积，不仅降低汽轮机的出力，还会使轴向推力增加，危及机组安全运行 一、给水除氧方法：一、给水除氧方法：一、给水除氧方法：一、给水除氧方法：   1.化学除氧   2.物理(热力)除氧  74常用的化学除氧方法有：常用的化学除氧方法有：常用的化学除氧方法有：常用的化学除氧方法有：1.1.亚硫酸钠亚硫酸钠 NaNa2 2SOSO3 3 处理处理 优点：Na2SO3易溶于水，无毒价廉，装置简单缺点： Na2SO3 与 SO2化合成 Na2SO4 会增加给水含盐量，在温度大于280℃ 后会分解成 H2S 和 SO2 等有害气体；适用：用于中压(6.18MPa)以下的锅炉，不能用于高压以上的电站锅炉。

2.2.联胺联胺 N N2 2H H4 4 处理处理 优点：N2H4 除氧，生成 N2 和 H2O，不会增加水中含盐量，且有钝化钢铜表面； 缺点：N2H4 有毒、有挥发性、易燃烧，在保管、运输和使用时应遵守有关安全规定N2H4 还被怀疑为是致癌物质，使用时要有相应安全措施；适用：广泛用于高压及以上锅炉，也用于直流锅炉 753.3.加氧处理加氧处理( (中性水处理中性水处理 NWT NWT ) )优点：使金属表面形成稳定氧化膜，促进钢表面进入钝化区，达到防腐效果； 缺点：对给水水质要求很严，中性纯水的缓冲性低； 适用：已在国外各类直流锅炉、空冷机组和核电机组上应用4.4.加氧加氨联合水处理加氧加氨联合水处理 CWTCWT 二、凝结水的化学处理二、凝结水的化学处理二、凝结水的化学处理二、凝结水的化学处理 •火电厂的凝结水包括汽轮机的主凝结水、各种疏水、补入凝汽器的软化水，热电厂还有生产返回水凝结水是锅炉给水的主要组成部分，其质量关系锅炉给水的质量76影响凝结水质量的主要因素：影响凝结水质量的主要因素：影响凝结水质量的主要因素：影响凝结水质量的主要因素： ①因凝汽器泄漏混入的冷却水中的杂质，这项影响最大； ②补入软化水带入的悬浮物和溶解盐； ③机组启停及负荷变动，导致给水、凝结水溶解氧升高，使热力系统中腐蚀物增加。

凝结水精处理装置有两种连接方式：凝结水精处理装置有两种连接方式：凝结水精处理装置有两种连接方式：凝结水精处理装置有两种连接方式： ①低压系统，即除盐装置DE位于凝结水泵与凝结水升压泵之间，我国采用者多，在设备条件具备时，宜采用与凝结水泵同轴的凝结水升压泵低压系统常因两级凝结水泵不同步及压缩空气阀门不严，导致空气漏入凝结水精处理系统，使凝结水中溶解氧含量大增 ②中压系统，无凝结水升压泵而直接串联在中压凝结水泵出口，中压系统设备少、阀门少、凝结水管道短，简化了系统，便于操作，几乎无空气漏入凝结水系统，运行中未发生过问题 77第四节第四节 热除氧器及其原则性热力系统热除氧器及其原则性热力系统• •除氧器作用：除氧器作用：除氧器作用：除氧器作用：  1.以回热抽汽来加热除去锅炉给水中溶解气体的混合式加热器，它既是回热系统的一级，  2.又用以汇集主凝结水、补充水、疏水、生产返回水、锅炉连排扩容蒸汽、汽轮机门杆漏汽等各项汽水流量成为锅炉给水，  3.并要保证给水品质和给水泵的安全运行，是影响火电厂安全经济运行的一个重要热力辅助设备78一、热除氧的机理一、热除氧的机理一、热除氧的机理一、热除氧的机理 （一）分压定律（一）分压定律（一）分压定律（一）分压定律( (道尔顿定律道尔顿定律道尔顿定律道尔顿定律) )     混合气体全压力 p0 等于其组成各气体分压力之和，即除氧器内水面上混合气体全压力 P0，应等于溶解水中各气体(N2、O2、CO2水蒸汽等)分压力、之和：                                                            （二）亨利定律（二）亨利定律（二）亨利定律（二）亨利定律    气体在水中的溶解度，与该气体在水面上的分压力成正比。

即单位体积水中溶解某气体量 b 与水面上该气体的分压力 Pb 成正比，其表达式为：     式中 p0–––混合气体全压力，M Pa，k d –––该气体的重量溶解度系数，mg/L 它与气体种类，水面上该气体分压力和水的温度有关                                                      79图图图图5-2 5-2 气体在水中的溶解量气体在水中的溶解量气体在水中的溶解量气体在水中的溶解量与水温的关系曲线与水温的关系曲线与水温的关系曲线与水温的关系曲线(a) (a) 水中水中水中水中O2O2的溶解度；的溶解度；的溶解度；的溶解度；(b) (b) 水中水中水中水中CO2CO2的溶解度的溶解度的溶解度的溶解度80（三）传热方程（三）传热方程（三）传热方程（三）传热方程     创造能将水迅速加热到除氧器工作压力下饱和温度的条件，传热方程为：     式中Q d —除氧器传热量，kJ/h；Kh—传热系数，kJ/(m2﹒℃﹒h)；A—汽水接触的传热面积，m2；Δt—传热温差，℃须强调指出的是必须将水加热到除氧器压力下的饱和温度四）传质方程（四）传质方程（四）传质方程（四）传质方程     创造气体离析出水面有足够的动力(p)，传质方程为：       式中 G—离析气体量，mg/h；Km—传质系数，mg/(m2MPah)；A—传质面积(即传热面积) m2，P—不平衡压差(即平衡压力与实际分压力之差)，M Pa。

81图图图图5-3 5-3 水中溶解氧量与水温水中溶解氧量与水温水中溶解氧量与水温水中溶解氧量与水温加热不足的关系曲线加热不足的关系曲线加热不足的关系曲线加热不足的关系曲线82综合以上四个公式可得到以下结论：综合以上四个公式可得到以下结论：综合以上四个公式可得到以下结论：综合以上四个公式可得到以下结论：•定压下一般气体(O2、CO2、空气等)在水中的溶解量与水温成反比； •根据传热方程，必须严格控制将水温加热至该压力下的饱和温度，这是热除氧的必要条件； •根据传质方程，要有足够的不平衡压差 p，这是热除氧的充分条件• •除除除除氧氧氧氧初初初初期期期期靠靠靠靠不不不不平平平平衡衡衡衡压压压压差差差差    p p，，，，除除除除氧氧氧氧后后后后期期期期须须须须靠靠靠靠加加加加大大大大汽汽汽汽水水水水接接接接触触触触面面面面（（（（形形形形成成成成水水水水膜膜膜膜，，，，水水水水膜膜膜膜的的的的表表表表面面面面张张张张力力力力小小小小））））或或或或水水水水紊紊紊紊流流流流的的的的扩扩扩扩散散散散作作作作用用用用，，，，使使使使气气气气体体体体从从从从水中离析出来水中离析出来。

水中离析出来水中离析出来  83二、热除氧器的构造二、热除氧器的构造二、热除氧器的构造二、热除氧器的构造（一）对热除氧器构造的要求（一）对热除氧器构造的要求（一）对热除氧器构造的要求（一）对热除氧器构造的要求 根据热除氧的机理，对热除氧器构造的要求为：根据热除氧的机理，对热除氧器构造的要求为：    1.为满足传热要求，需有足够的汽水接触面积，水应在除氧器内均匀喷散成雾状水滴或细小水柱，将水加热至除氧器工作压力下的饱和温度，差几分之一度也不行，故定压除氧器要装压力自动调节器    2.为满足传质要求，初期水应喷成水滴，后期要形成水膜，而且汽水应逆向流动，以保证有最大可能的p    3.要有足够空间，使汽水接触时间充分据试验在0.1MPa压力下，其它条件一定时，汽水接触时间分别为10、20、30min时，水中溶氧量分别达0.056、0.017、0.006mg/l为符合允许的给水含氧量，可见应有20~30min的持续时间，即除氧塔要有足够大的空间    844.应及时将离析的气体排除，以减少水面上该气体分压力，否则，要发生“返氧”现象，故应设有排气口并有足够余气量可通过除氧器的化学试验来确定排气口开度。

5. 贮水箱设再沸腾管，以免水箱的水温因散热降温低于除氧器压力下的饱和温度，产生返氧•另外，除氧器、贮水箱还要满足强度、刚度、防腐等要求，并在除氧器和贮水箱上部装有弹簧安全门，水箱上装有水封等，是保护除氧器不会超压损坏的措施，再配以相应管道及附件和测试表计等85（二）热除氧器的类型（二）热除氧器的类型（二）热除氧器的类型（二）热除氧器的类型 分 类 方 法名 称按工作压力分1. 真空式除氧器，pd<0.0588MPa2. 大气压力式除氧器，pd=0.1177MPa3. 高压除氧器，pd>0.343MPa按除氧头结构分1. 淋水盘式2. 喷雾式3. 填料式4. 喷雾填料式5. 膜式6. 无除氧头式按除氧头布置形式分1. 立式除氧器2. 卧式除氧器按运行方式分1. 定压除氧器2. 滑压除氧器86 （三）典型热除氧器结构特点（三）典型热除氧器结构特点（三）典型热除氧器结构特点（三）典型热除氧器结构特点 1. 大气压力式、立式淋水盘除氧器大气压力式、立式淋水盘除氧器          大气压力式除氧器均为立式淋水盘式，如图5-4所示其结构主要特点：①设有5~8层环形、圆形淋水盘交错布置，盘底钻有直径为5~8mm小孔，盘中水层高约100mm。

由小孔落下表面积很大的细小水滴②高压加热器组来的疏水，低压加热器组来的凝结水等由除氧头上部各接口处引入(温度低的水流在除氧头最上部引入)；回热加热蒸汽从除氧头的底部引入，汽水逆向流动、换热，将水加热到104℃，使其溶氧小于15g/l（指大气压力式除氧器）③顶部设有排汽口图图图图5-4 5-4 大气压力式立式淋水盘式大气压力式立式淋水盘式大气压力式立式淋水盘式大气压力式立式淋水盘式除氧头除氧头除氧头除氧头1—补充水管；2—凝结水管；3—疏水箱来疏水管；4—高压加热器来疏水管；5—进汽管；6—汽室；7—排气管872. 喷喷雾雾、、淋淋水水盘盘填填料料式式卧卧式式高高压降氧器压降氧器 主要特点：①除氧头上部为喷雾除氧段，迅速将水加热至工作压力下的饱和温度，完成初期除氧 ②除氧头下部为深度除氧段，完成深度除氧 ③热传、除氧效果好，可使溶氧量为1~2μg/l，并能适应负荷变化卧式除氧器可纵向布置多个排汽口，利于气体及时逸出，以免“返氧”，恶化除氧效果 1441231569341387101110562982111图图图图5-5 5-5 喷雾淋水盘填料式卧式高压除氧器喷雾淋水盘填料式卧式高压除氧器喷雾淋水盘填料式卧式高压除氧器喷雾淋水盘填料式卧式高压除氧器1—高压疏水入口；2—喷嘴；3—排汽管；4—主要凝结水进水管；5—一次加热蒸汽进口管；6—二次蒸汽进口管；7—淋水盘；8—填料层；9—弓形水室；10—汽平衡管；11—下水管；12—备用接口；13—支撑角钢；14—疏水管；15—弹簧式安全阀88 3. 蒸蒸汽汽喷喷射射式式、、卧卧式式高高压压除除氧氧器器        主凝结水、加热蒸汽(正常工况是第四段回热抽汽)从除氧头的同一侧引入，主凝水经上部的双层淋水盘底部小孔落下，在下部蒸汽喷射管水平中心线处沿管长设有左右对称的两组喷汽孔，主凝结水经淋水盘从蒸汽管的两边流下，与蒸汽管上喷汽孔喷出的蒸汽相接触，水被蒸汽雾化，除去大量气体。

蒸汽管两侧设有多层不锈钢丝网，以增大水的比面积 图图图图5-7 5-7 比利时蒸汽喷射式除氧塔结构比利时蒸汽喷射式除氧塔结构比利时蒸汽喷射式除氧塔结构比利时蒸汽喷射式除氧塔结构示意图示意图示意图示意图89蒸汽蒸汽除氧水图图图图5-8 5-8 一体化除氧器一体化除氧器一体化除氧器一体化除氧器 1.水箱；2. 给水雾化装置；3. 主蒸汽加热装置；4. 辅助加热装置；5. 挡水板；6. 隔板；7. 除氧水出口；8. 排气口28341675给水(待除氧水）4. 无除氧头的除氧器（一体化除氧器）无除氧头的除氧器（一体化除氧器）除氧过程分两次进行除氧过程分两次进行除氧过程分两次进行除氧过程分两次进行1.初步除氧 2.深度除氧 90三、除氧器原则性热力系统及其计算三、除氧器原则性热力系统及其计算三、除氧器原则性热力系统及其计算三、除氧器原则性热力系统及其计算         面式回热加热器均由汽轮机制造厂随主机配套供应，而除氧器及其给水箱多为锅炉制造厂制造，由用户或设计单位另行订购或选择拟定除氧器原则性热力系统时应考虑：除氧器的运行方式、相应给水泵组的配置及除氧器的系统连接一）除氧器的运行方式（一）除氧器的运行方式（一）除氧器的运行方式（一）除氧器的运行方式    1.定压除氧              2.滑压除氧91两种方式对比：两种方式对比：两种方式对比：两种方式对比：    1.滑压运行除氧器在滑压范围内的加热蒸汽压力、随主机负荷而变动(滑压)、无蒸汽节流损失。

    2.定压除氧器却必须在进汽管上装压力调节阀，以维持除氧器工作压力为某定值(定压)，这就带来压力调节的蒸汽节流损失在相当高的低负荷(如70%)时就必须切换到压力更高的某级回热抽汽压力时尤甚，如图5-9所示 所以定压降氧器难以适应调峰，现在所以定压降氧器难以适应调峰，现在所以定压降氧器难以适应调峰，现在所以定压降氧器难以适应调峰，现在的电网情况是大机组也要承担调峰的电网情况是大机组也要承担调峰的电网情况是大机组也要承担调峰的电网情况是大机组也要承担调峰 图图图图5-9 5-9 除氧器不同运行方式的除氧器不同运行方式的除氧器不同运行方式的除氧器不同运行方式的热经济性热经济性热经济性热经济性92（二）小汽机的选择（二）小汽机的选择（二）小汽机的选择（二）小汽机的选择                      根根据据“设设规规”，，我我国国是是300、、600MW汽汽轮轮机机组组才才配配置置汽汽动动给给水水泵泵(详详后后)、、涉涉及及拖拖动动给给水水泵泵的的工工业业汽汽轮轮机机(以以下下简简称称小小汽汽机机)的的型型式式(凝凝汽式或背压式汽式或背压式)及其蒸汽源的选择及其如何连入热力系统几个方面。

及其蒸汽源的选择及其如何连入热力系统几个方面图5-10 汽动泵的热力系统连接方式(a) 凝汽式小汽机；(b)背压式小汽机93小汽机的汽源：小汽机的汽源：小汽机的汽源：小汽机的汽源：1.新蒸汽2.高压缸抽汽3.冷再热蒸汽4.热再热抽汽(中压缸抽汽)小汽机的型式：小汽机的型式：小汽机的型式：小汽机的型式：1.纯凝汽式2.纯背压式3.抽凝式4.抽背式几种常用的是前两种常用的是前两种 94 （三）除氧器的热力计算及自生沸腾的防止（三）除氧器的热力计算及自生沸腾的防止（三）除氧器的热力计算及自生沸腾的防止（三）除氧器的热力计算及自生沸腾的防止1. 除氧器的热力计算除氧器的热力计算     图5-11所示为三号高压加热器H3与一台除氧器(H4)的局部热力系统图上标明有关汽水参数的符号采用相对量计算  （1）物质平衡式为：   （2）热平衡式为     将上列物质平衡式改写    为代入式(5-9)，并整理为(5-10)：      图图图图5-11 5-11 三号高压加热器与除氧三号高压加热器与除氧三号高压加热器与除氧三号高压加热器与除氧的局部热力系统的局部热力系统的局部热力系统的局部热力系统95 该除氧器的抽汽系数写成该除氧器的抽汽系数写成 (5-10a)：： 强调：强调：强调：强调：（5－10a）是以进水焓 hw5 为基准，式中右侧均为已知值，     可解。

2. 除氧器的自生沸腾现象及其防止办法除氧器的自生沸腾现象及其防止办法（（1））自自生生沸沸腾腾现现象象：：所求得的不仅不能为零乃至负值，而且还应为足够大的正值，如     为零，表明无须      抽汽加热，其它各项汽水流量的热量           ，已能将水加热至除氧器工作压力下的饱和温度，这种情况称为除氧器自生沸腾 （（2）防止办法）防止办法    ①可将一些辅助汽水流量如轴封漏汽、门杆漏汽或某些疏水改为引至其它较合适的加热器；    ②也可设高加疏水冷却器，降低其焓值后再引入除氧器；    ③还可提高除氧器的工作压力来减少高压加热器的数目，使其疏水量、疏水比焓降低       注意：高参数以上的汽轮机组，必须配用高压除氧器注意：高参数以上的汽轮机组，必须配用高压除氧器   96（四）除氧器汽源的连接方式（四）除氧器汽源的连接方式（四）除氧器汽源的连接方式（四）除氧器汽源的连接方式“ “ 设设设设规规规规” ”规规规规定定定定，，，，再再再再热热热热式式式式机机机机组组组组的的的的除除除除氧氧氧氧器器器器，，，，应应应应采采采采用用用用滑滑滑滑压压压压运运运运行行行行方方方方式式式式。

国国国国产产产产300300、、、、600MW600MW机机机机组组组组和和和和改改改改型型型型200MW200MW机机机机组组组组，，，，均均均均采采采采用用用用滑滑滑滑压压压压除除除除氧氧氧氧器器器器或或或或定定定定————————滑滑滑滑————————定运行方式定运行方式定运行方式定运行方式 (a) (b) (c)图图图图5-12 5-12 除氧器汽源的连接方式除氧器汽源的连接方式除氧器汽源的连接方式除氧器汽源的连接方式(a) 单独连接定压除氧器；(b)前置连接定压除氧器；(c)滑压除氧器1—切换阀；2—压力调节阀；3—回转隔板97四、无除氧器的热力系统四、无除氧器的热力系统四、无除氧器的热力系统四、无除氧器的热力系统（一）无除氧器热力系统的提出（一）无除氧器热力系统的提出（一）无除氧器热力系统的提出（一）无除氧器热力系统的提出 采用无除氧器热力系统的主要原因是：采用无除氧器热力系统的主要原因是：    ①随着机组蒸汽初参数的不断提高，特别是采用超临界参数后，蒸汽中各种杂质的溶解度增加，沉积在锅炉受热面中的杂质相对减少，而汽机通流部分的沉积物相对增加，以氧化铜最危险。

铜主要来自凝汽器和面式低压加热器前者可采用凝结水精处理装置除掉，后者还无可靠办法，若采用无铜管的混合式低压加热器，铜腐蚀即大为减少    ②由于采用中性水处理NWT有显著防腐效果，加入气态氧使金属形成稳定氧化膜，为发展无除氧器热力系统提供了条件     无无无无除除除除氧氧氧氧器器器器热热热热力力力力系系系系统统统统是是是是在在在在中中中中性性性性水水水水和和和和加加加加氧氧氧氧处处处处理理理理与与与与混混混混合合合合式式式式低低低低压压压压加加加加热热热热器器器器的的的的基基基基础上发展起来的础上发展起来的础上发展起来的础上发展起来的   98SGCP1CP2(a)SG(b)SG1(c)SG2SG(d)图图图图5-13 5-13 混合式低压加热器的连接方式混合式低压加热器的连接方式混合式低压加热器的连接方式混合式低压加热器的连接方式(a)独立一台立式；(b)两台卧式重力连接；(c)两台立式串联连接；(d)两台卧式重力连接后再串联一台立式   如如如如图图图图5-135-13所所所所示示示示为为为为四四四四台台台台低低低低加加加加组组组组采采采采用用用用混混混混合合合合式式式式低低低低压压压压加加加加热热热热器器器器的的的的几几几几种连接方式。

种连接方式种连接方式种连接方式 99（二）无除氧器热力系统的优点（二）无除氧器热力系统的优点（二）无除氧器热力系统的优点（二）无除氧器热力系统的优点    1.无除氧器热力系统的经济性好；    2.保证系统的安全可靠性；   3.给水箱热惰性影响消除；   4.简化系统，降低投资，节约基建、运行费用；   5.节省主厂房的三材耗费 （三）我国的无除氧器热力系统（三）我国的无除氧器热力系统（三）我国的无除氧器热力系统（三）我国的无除氧器热力系统•无无除除氧氧器器热热力力系系统统在在国国外外已已经经得得到到广广泛泛的的应应用用，，在在我我国国也也有有成成功功运运行行的的经经验验，，并并且且已已经经得得到到了了关关注注所所以以对对机机组组进进行行无无除除氧氧器改造是节能改造研究中一项值得研究的内容器改造是节能改造研究中一项值得研究的内容 100BHPCIPCLPCG凝结水贮水箱除盐装置DESG2H8SG1CP1CP2H7CP3H6H5H4HH1凝结水泵CP4小汽机凝汽器汽动给水泵H1H2水位调节器图图图图5-16 5-16 超临界机组无除氧器热超临界机组无除氧器热超临界机组无除氧器热超临界机组无除氧器热力系统力系统力系统力系统101第五节第五节 除氧器的运行除氧器的运行一、滑压除氧器的安全运行一、滑压除氧器的安全运行一、滑压除氧器的安全运行一、滑压除氧器的安全运行          滑压除氧器在汽轮机组额定工况下运行，与定压除氧器基本相同，除氧器出口水温与除氧器工作压力下的饱和水温度是一致的。

但是，汽轮机组负荷骤变时，对除氧效果、给水泵的安全运行有截然不同的重大影响滑压除氧器及其滑压除氧器及其滑压除氧器及其滑压除氧器及其给水泵连接方式给水泵连接方式给水泵连接方式给水泵连接方式102电负荷变化 对除氧效果的影响 对给水泵汽蚀的影响 电负荷骤降 1.除氧器压力随电负荷骤然下降；2. 水温滞后变化；3. 水箱内水闪蒸，改善除氧效果1.除氧器压力随电负荷骤然下降；2. 水温滞后变化；3. 水泵入口水温，恶化汽蚀 电负荷骤升 1. 除氧器压力随电负荷骤升而提高；2. 对应饱和水温；3. 已离析氧气重返水中，恶化除氧效果 1. 除氧器压力随电负骤升而提高；2. 对应饱和水温；3.水泵入口汽温，            ，给水泵入口不会汽蚀 汽轮机组负荷骤变对除氧效果，给水泵汽蚀的影响汽轮机组负荷骤变对除氧效果，给水泵汽蚀的影响   103（一）电负荷骤降时给水泵不汽蚀的条件式（一）电负荷骤降时给水泵不汽蚀的条件式（一）电负荷骤降时给水泵不汽蚀的条件式（一）电负荷骤降时给水泵不汽蚀的条件式    给 水 泵 的 有 效 净 正 吸 水 头 和 必 需 净 正 吸 水 头 的 在           稳压工况下，与流量 Q 的关系如图5-18(a)所示。

 图5-18 (a) 给水泵的 关系 (b) 吸入口压降+流道压降(a)HmQ, m3/hNPSHr+NPSHNPSHaQ-H MO-NPSH稳定工作区汽蚀区NpdpHdNPSPaNPSHrNPSPHK泵吸入口叶轮入口压力最低部分叶轮出口(b)104•给水泵不汽蚀的基本条件是泵入口的有效汽蚀余量 应大于必需的汽蚀余量，即 •或防止给水泵汽蚀的有效富裕压头               应大于零，即  式中：     为定值                 为变量                  105 （二）骤降电负荷给水泵汽蚀的（二）骤降电负荷给水泵汽蚀的（二）骤降电负荷给水泵汽蚀的（二）骤降电负荷给水泵汽蚀的H-τH-τ图分析图分析图分析图分析•图5-19的纵座标为压头H,m；横座标为时间τmin按不同工况分析如下：图5-19 骤降电负荷给水泵汽蚀的H-τ图（除氧器入口凝结水温不变时）106（二）滑压除氧器防止给水泵汽蚀的技术措施（二）滑压除氧器防止给水泵汽蚀的技术措施（二）滑压除氧器防止给水泵汽蚀的技术措施（二）滑压除氧器防止给水泵汽蚀的技术措施      1. 提高静压头 Hd；      2.改善泵的结构、采用低转速前置泵      3.降低下降管道的压降 p；      4.缩短滞后时间                        ；         5.减缓暂态过程滑压除氧器压力 Pd 下降。

107二、除氧器运行参数监督及其启停二、除氧器运行参数监督及其启停二、除氧器运行参数监督及其启停二、除氧器运行参数监督及其启停（一）除氧器运行参数的监督（一）除氧器运行参数的监督（一）除氧器运行参数的监督（一）除氧器运行参数的监督    除氧器正常运行时需要监督的参数：溶氧量、汽压、水温和水位等1. 溶解氧的监督溶解氧的监督运行中与溶解氧有关的有：① 排气阀的开度；② 一、二次加热蒸汽的比例；③ 主凝结水流量及温度的变化；④ 补水率的调整；⑤ 给水箱中再沸腾管的良好运行；⑥ 疏水箱来的疏水宜连续均匀小流量地投运等应通过取样监视给水含氧量    1082. 除氧器压力监督除氧器压力监督 •除氧器必须加热给水至除氧器压力下的饱和温度，才能达到稳定的除氧效果定压运行除氧器运行中必须保持压力稳定，它是通过加热蒸汽压力调节阀实现自动调节滑压运行除氧器的工作压力随负荷的增加而升高，负荷达至额定值时其工作压力也达到最大值 •当除氧器工作压力降至不能维持除氧器额定工作压力时，应自动开启高一级抽汽电动隔离阀；当除氧器压力升高至额定工作压力的 1.2 倍时，应自动关闭加热蒸汽压力调节阀 前的电动隔离阀；当压力升高至额定工作压力的 1.25～1.3 倍时，安全阀应动作；当除氧 器工作压力升高至额定工作压力的 1.5 倍时（此时一般是切换到高一级抽汽运行），应自动 关闭高一级抽汽切换蒸汽电动隔离阀。

1093. 水位调节水位调节•运行中除氧器水箱的水位应维持规定的正常水位，它表明水箱有足够的有效储水量，水位稳定，保证给水泵不汽蚀如果水位过低会使给水泵人口富裕静压头减少，影响给水泵安全工作；如果水位过高会使给水经汽轮机抽汽管倒流至汽轮机引起水击事故或给水箱满水、 除氧器振动排气带水等故维持水箱的正常水位是极为重要的，为此应设有水箱水位自动调节器和水箱高、低水位报警装置及保护•水位高 I 值，报警；高 II 值，报警，并自动开溢水电动门；高 III值，自动关闭其汽源水位低 I 值，报警；低 II 值，自动开大凝汽器的补水门110（二）防止除氧器超压爆破（二）防止除氧器超压爆破（二）防止除氧器超压爆破（二）防止除氧器超压爆破•须须强强调调指指出出，，除除氧氧器器应应有有可可靠靠的的防防止止除除氧氧器器过过压压爆爆炸炸的的措措施施，，并并符符合能源安保合能源安保(1991)709号文号文“电站压力式除氧器安全技术规定电站压力式除氧器安全技术规定”111图图图图5-20 5-20 单元机组除氧器的全面性热力系统单元机组除氧器的全面性热力系统单元机组除氧器的全面性热力系统单元机组除氧器的全面性热力系统（三）单元机组除氧器的全面性热力系统（三）单元机组除氧器的全面性热力系统（三）单元机组除氧器的全面性热力系统（三）单元机组除氧器的全面性热力系统图图5-20为我国为我国300MW单元机组除氧器的单元机组除氧器的全面性热力系统全面性热力系统 •该除氧器运行方式为定-滑-定压运行，在20%~70%负荷时滑压范围为0.1471~0.691MPa，低于20%负荷时为定压运行，故仍装有压力调节阀。

•正常运行时，用第四段抽汽；低负荷四段抽汽压力低于0.147MPa时，切换用冷再热蒸汽（高压缸排汽）；•启动时用启动锅炉产生的蒸汽经减温减压后，引至辅助蒸汽联箱，再由该联箱供给0.5884~0.7845MPa蒸汽，作为备用汽源•设有启动循环泵，供启动时上水之用 112第六章第六章 热电厂的对外供热系统热电厂的对外供热系统          本章先介绍热负荷的类型及其变化规律，而后讲汽网、水网系统及其设备，水网供热设备工况图的作用及其绘制方法；最后讲热电厂的经济分析，重点是选择供热式机组的节煤条件式简介供热系统(含热电厂、热网、热用户)的优化113第六章第六章 热电厂的对外供热系统热电厂的对外供热系统第一节第一节 热负荷的特性及载热质的选择热负荷的特性及载热质的选择第二节第二节 热电厂的对外供热系统热电厂的对外供热系统第三节第三节 热电厂的经济性分析及供热机组的优化热电厂的经济性分析及供热机组的优化本本本本 章章章章 提提提提 要要要要114第一节第一节 热负荷的特性及载热质的选择热负荷的特性及载热质的选择一、热负荷一、热负荷一、热负荷一、热负荷（一）热负荷的分类（一）热负荷的分类（一）热负荷的分类（一）热负荷的分类•热能生产过程必须随时保持产、供、销平衡，并应保证热能供应的可靠性和经济性。

•由发电厂通过热网向热用户供应的不同用途的热量，称为热负荷 115各类热负荷特点各类热负荷特点类别特点生 产 热 负 荷热水供应负荷采暖及通风热负荷用 途用于加热、干燥、蒸馏等工艺热负荷；用作驱动汽锤、压气机、水泵等动力热负荷印染、漂洗等生产用热水；城市公用设施及民用热水生产、城市公用事业及民用的采暖及通风主要用户石油、化工、轻纺、橡胶、冶金等生产及人民生活生产及人民生活负荷特性非季节性，昼夜变化大，全年变化小非季节性，昼夜变化大，全年变化小季节性，昼夜变化小，全年变化大介质及参数一般为0.15~0.6MPa饱和蒸汽，也有高于1.4~3.0MPa的蒸汽60℃~70℃热水70℃~150℃或更高温度的热水或0.07~0.28MPa蒸汽工质损失率直接供汽：20%~100%间接供汽：0.5%~2%100%水网循环水量的0.5%~2%116(a)(a)建筑物季节性热负荷的示意图；建筑物季节性热负荷的示意图；建筑物季节性热负荷的示意图；建筑物季节性热负荷的示意图；(b) (b) 采暖热负荷图；采暖热负荷图；采暖热负荷图；采暖热负荷图；(b)(b)(c) (c) 通风热负荷图；通风热负荷图；通风热负荷图；通风热负荷图；(d) (d) 季节性热负荷图季节性热负荷图季节性热负荷图季节性热负荷图117（三）热负荷资料的汇总与整理（三）热负荷资料的汇总与整理（三）热负荷资料的汇总与整理（三）热负荷资料的汇总与整理 1. 1. 两个系数两个系数两个系数两个系数①① 同时系数同时系数  1    供热区内有较多热用户，一个工业企业内还有许多用热点，显然其最大热负荷不会同时出现，应以各用户的同时系数 1 考虑。

即         ②② 负荷系数负荷系数  2    供热区域内用户的负荷不可能总在额定负荷下运行，不同时间有不同的负荷系数                                118二、热负荷持续时间图二、热负荷持续时间图二、热负荷持续时间图二、热负荷持续时间图•图6-2(a)的左半边为季节性热负荷随室外气温变化的曲线，即Qs=f(t0)右半边为季节性热负荷随时间变化的曲线，即Qs=f()，称为季节性热负荷持续时间图，其横坐标为等于和低于某一室外温度的持续小时数，纵坐标为该室外温度条件下的每小时耗热量；曲线下的面积为全年供热量•    由图6-2(a)可知，全年供热量还有下列关系式：•    曲线下面积等于面积 defod 得：                                      (6-6)•    曲线下面积等于面积 abco 得                                                     (6-7)•上二式中 Qh(M) 、Qh(av) –––最大、平均热负荷，GJ/h；–––热负荷最大利用小时数，h；      –––全年采暖持续时间，h。

•图6-2(b)为总热负荷 (Qs+Qns) 的持续时间图，该图所示为以非季节性热负荷的平均值为基础，叠加季节性热负荷而成；反之，也是可以的，如图6-2(c)所示119图图图图6-2 6-2 热负荷图热负荷图热负荷图热负荷图(a)(a)季节性热负荷持续时间图；季节性热负荷持续时间图；季节性热负荷持续时间图；季节性热负荷持续时间图；(b)(b)、、、、(c)(c)总热负荷持续时间图总热负荷持续时间图总热负荷持续时间图总热负荷持续时间图120第二节第二节 热电厂的对外供热系统热电厂的对外供热系统 一、载热质的选择及供热热网一、载热质的选择及供热热网一、载热质的选择及供热热网一、载热质的选择及供热热网水网的特点为：水网的特点为：水网的特点为：水网的特点为： 1.供热距离远；  2.水网是利用供热式汽轮机的调节抽汽，在面式热网加热器中凝结放热，将网水加热并作为载热质通过水网对外供热，该加热蒸汽被凝结成的水可全部收回热电厂，即回水率 = 100%； 3.水网设计供水温度                       ，可用供热汽轮机的低压抽汽作加热蒸汽，使热化发电比加大，提高其热经济性； 4.可在热电厂内通过改变网水温度进行集中供热调节，而且水网蓄热能力大，热负荷变化大时仍稳定运行，水温变化缓和。

 121汽网的特点是：汽网的特点是： 1. 对热用户适应性强，可满足各种热负荷，特别是某些工艺过程如汽锤、蒸汽搅拌、动力用汽等，必须用蒸汽2. 输送蒸汽的能耗小，比水网用热网水泵输送热水的耗电量低得多3. 蒸汽密度小，因地形变化(高差)而形成的静压小，汽网的泄漏量较水网小20~40倍而水网的密度大，事故的敏感性强，对水力工况要求严格122二、汽网的供汽系统及其设备二、汽网的供汽系统及其设备二、汽网的供汽系统及其设备二、汽网的供汽系统及其设备（一）供汽方案（一）供汽方案（一）供汽方案（一）供汽方案热电厂可能的供汽方案，集中画在一台机组上(实际不是这样的)，如图 6-3 所示几种1. 由锅炉引来蒸汽经减压减温后直接供汽，如图中 p1 所示；2. 由背压机组的排汽或抽汽凝汽式供热机组的高压调节抽汽对外供汽，称为直接供汽方式如图中 p3 所示为抽汽凝汽式供热机组的调节抽汽对外供热直接供汽简单，投资省，现多采用之；3. 如供热式汽轮机的排汽或调节抽汽压力略低于热用户的要求，而所需蒸汽量又不大时，不宜因之多选一台供热式机组时，则可采用蒸汽喷射泵，其工作原理与构造特征，与凝汽器系统用的射汽抽气器类似。

通过蒸汽喷射泵，将供热机组的压力为 p3 的蒸汽，增压至 p2 后再对外直接供汽；4. 利用供热机组的调节抽汽作为蒸汽发生器的加热(一次)蒸汽，产生压力稍低的 P4（二次蒸汽）对外供汽，称为间接供汽方式p1p2p3p4图图图图6-3 6-3 热电厂不同供汽方案热电厂不同供汽方案热电厂不同供汽方案热电厂不同供汽方案的示意图的示意图的示意图的示意图123（二）减压减温器（二）减压减温器（二）减压减温器（二）减压减温器 •减压减温器是用以降低蒸汽压力和温度的设备，不仅用于热电厂的供热系统，凝汽式发电厂也常用它作为厂用汽源设备，将降压减温后的蒸汽用于加热重油，或作除氧器的备用汽源，在单元式机组中常用它构成旁路系统• 图 6-4 所示为减压减温器的原则性热力系统•分产供热用减压减温器出口蒸汽参数的选择，不影响热电厂的热经济性作为供热抽汽用的减压减温器，其出口蒸汽参数应与供热抽汽参数完全相同作为水网峰载热网加热器的汽源设备时，其出口汽压应能将网水加热至所需温度(设计送水温度        加上峰载热网加热器的端差)，并能使其疏水自流至高压除氧器图图图图6-4 6-4 减压减温器的原则性减压减温器的原则性减压减温器的原则性减压减温器的原则性热力系统热力系统热力系统热力系统疏水124三、水网的供热设备及其系统三、水网的供热设备及其系统三、水网的供热设备及其系统三、水网的供热设备及其系统    以水为载热质的采暖、通风用的热水和热水负荷的热水，都是通过水网的热网加热器制备的。

一）热网加热器的类型（一）热网加热器的类型（一）热网加热器的类型（一）热网加热器的类型          热网加热器是面式换热器，其工作原理和构造与面式回热加热器相同，也有立式、卧式之分但其容量、换热面积较大，可达500m2；端差较大，可达10℃左右；其水质逊于给水、凝结水；为便于清洗，多采用直管125一般不是按季节性热负荷的最大值选择一台热网加热器，一般不是按季节性热负荷的最大值选择一台热网加热器，一般不是按季节性热负荷的最大值选择一台热网加热器，一般不是按季节性热负荷的最大值选择一台热网加热器，而是配置水侧串联的两台热网加热器而是配置水侧串联的两台热网加热器而是配置水侧串联的两台热网加热器而是配置水侧串联的两台热网加热器BHBH、、、、PHPH，如图，如图，如图，如图6-66-6所示 126（二）水网加热设备的选择（二）水网加热设备的选择（二）水网加热设备的选择（二）水网加热设备的选择•基载热网加热器可安排在非采暖期进行检修，故不设备用，但在容量上有一定裕度，即在停用一台热网加热器时，其余热网加热器能满足 60%~75%（严寒地区取上限）季节性热负荷的需要这是因为事故是短暂的，而且采暖建筑有一定的蓄热能力，并已保证了基本需要，其目的当然是为了减少水网供热系统的投资和运行费用。

至于峰载热网加热器或热水锅炉的配置，应根据热负荷的性质、供热距离、当地气象条件和热网系统等具体情况，综合研究确定一般热网水泵 HP、热网凝结水(即热网疏水)泵HDP 和热网补充水泵 HMP 都不少于两台，其中一台备用，备用热网补充水泵应能自动投入127四、四、四、四、CCCC型机组供热系统型机组供热系统型机组供热系统型机组供热系统•图6-6所示为CC型机组供热系统的全面性热力系统，设有BH、PH各一台，HP、HDP各2台(其中1台备用)，PH、BH各设有备用减压减温器其疏水方式为逐级自流，即PH疏水在正常工况时自流至BH，BH的疏水用疏水泵HDP打出，正常工况时是引至回热系统(即图图7-3所示H4的出口M1处)，因H4与BH的加热蒸汽均引自第4级抽汽，引至H4出口的M1处，换热温差最小事故工况时，PH、BH的疏水均可分别引至高压除氧器水网供水管、回水管各设一根• 汽网部分为直接供汽，正常工况是以0.78~1.27MPa的工业调节抽汽直接对外供热，该抽汽也是PH的汽源汽网设供汽管、生产返回水管各一根，返回水箱2个，返回水泵RP 2台，其中1台备用 128图图图图6-6 CC6-6 CC型机组供热系统全面性热力系统型机组供热系统全面性热力系统型机组供热系统全面性热力系统型机组供热系统全面性热力系统129五、水网供热设备工况图五、水网供热设备工况图五、水网供热设备工况图五、水网供热设备工况图  1. 绘制水网供热设备工况图的目的绘制水网供热设备工况图的目的     (1) 确定基载、峰载热网加热器的以小时计的最大热负荷          、         ，用以选择这些设备；    (2) 不同室外温度     时，送至基载热网加热器的调节抽汽压力，为提高热化发电比，应充分利用低压抽汽；    (3) 确定基载、峰载热网加热器间的负荷分配；    (4) 确定基载、峰载热网加热器间的全年供热量      、     ，前者还可划分为采暖调节抽汽压力下限的全年供热量        、调压范围内全年供热量      和采暖调节抽汽压力上限的全年供热量          ；进而计算全年的热化发电量，据以计算热经济指标。

 1302.2.绘制水网供热设备工况图原始资料（内容见教材）绘制水网供热设备工况图原始资料（内容见教材）绘制水网供热设备工况图原始资料（内容见教材）绘制水网供热设备工况图原始资料（内容见教材）图图图图6 6－－－－7 7 热网加热器的热负荷分配图热网加热器的热负荷分配图热网加热器的热负荷分配图热网加热器的热负荷分配图(a)(a)水网加热器系统；水网加热器系统；水网加热器系统；水网加热器系统；(b) (b) 、、、、t tsusu、、、、t tr rt t= = f f ( (t to o) )和和和和 曲线曲线曲线曲线1313. 3. 热网加热器间的热负荷分配热网加热器间的热负荷分配热网加热器间的热负荷分配热网加热器间的热负荷分配 (1) 热网加热器间热负荷分配的理论依据热网加热器间热负荷分配的理论依据    供热式汽轮机调节抽汽的最大抽汽量 Dh.t(M) 所确定的汽轮机最大热化供热量 Qh.t(M) 为：取 =100% 时     若季节性热负荷以采暖热负荷为主，则有    以水为载热质，采用中央质调节，即网水流量 G 不变，改变送水温度 tsu 以适应热负变化，则有    式(6-10)和上列式(A)、(B)是热网加热器间热负荷分配的理论依据。

132 (2) 不受三个参量不受三个参量 的限制 (3) 受调压低限对应的受调压低限对应的 参量的限制参量的限制 (4) 受汽轮机最大抽汽供热量受汽轮机最大抽汽供热量 的限制的限制 (5) 受调压高限对应的受调压高限对应的 参量的限制参量的限制 最最后后要要指指出出，，这这种种水水网网供供热热设设备备工工况况图图的的绘绘制制方方法法，，仅仅适适用用于于单单一一的的季季节节性性热热负负荷荷；；或或以以季季节节性性热热负负荷荷为为主主，，热热水水负负荷荷所所占占比比例例不不大大时时，，也也基基本本适适用用，，并并应应以以热热水水负负荷荷为为基基准准，，叠叠加加季季节节性性热热负负荷荷如如图图6-2(b)所示，之后再进行绘制所示，之后再进行绘制 133第三节第三节 热电厂的经济分析及供热系统的优化热电厂的经济分析及供热系统的优化 一、供热式机组的选择一、供热式机组的选择一、供热式机组的选择一、供热式机组的选择（一）三类供热式机组的临界热化发电比（一）三类供热式机组的临界热化发电比（一）三类供热式机组的临界热化发电比（一）三类供热式机组的临界热化发电比 [ [X X] ]    有电、热负荷时，首先要考虑是热电联产或热电分产集中供热的方案，比较其燃料节省；而正确选择供热式机组的型式是热电联产方案的关键。

供热式机组有背压式 (B型、CB型)、抽汽凝汽式 (C型、CC型)、和凝汽––采暖两用机 (N(C)型) 三种类型有不同的方法来论证选择供热式机组型式，本书用临界热化发电比[X]=Wh/W 来选择供热式机组的型式134•热电联产发电较分产发电节煤与供热汽流、凝汽汽流和代替电站的凝汽式机组三者绝对内效率值有关，并有ih=1，ih>i>ic的关系，即                                                       ，有关公式列表汇总成表6-2项目项目代替代替电电站凝汽站凝汽式机式机组组供供热热式机式机组组供供热热汽流汽流凝汽汽流凝汽汽流机机组热组热耗耗率率kJ/(kW h)全厂全厂热热耗耗率率kJ/(kW h)发电标发电标准准煤耗率煤耗率kg标标煤煤/(kW h)表表表表6-26-2 联产发电较分产发电节煤的有关公式汇总表联产发电较分产发电节煤的有关公式汇总表联产发电较分产发电节煤的有关公式汇总表联产发电较分产发电节煤的有关公式汇总表135(1) (1) 单抽凝汽式机组的临界热化发电比单抽凝汽式机组的临界热化发电比单抽凝汽式机组的临界热化发电比单抽凝汽式机组的临界热化发电比 [ [XcXc] ]   单抽凝汽式供热机组产电节煤的条件式可由式 (2-49a，定稿后核定)得到，将 Wc=W–Wh 关系代入该式，并整理为    单抽凝汽式机组与代替电站的凝汽式机组相比，就蒸汽初参数而言，同档次时[Xc] > 13%~15%；低一档时[Xc] > 40%；低两档时  [Xc] > 50%。

136 (2) (2) 背压式机组的临界热化发电比背压式机组的临界热化发电比背压式机组的临界热化发电比背压式机组的临界热化发电比 [ [XBXB] ]         背压式机组以供热量 Qh 单值地决定了其热化发电量 Wh ，根据能量供应相等的原则，其不足的发电量 (W–Wh) 要由电力系统来补偿 Wcs ，该补偿发电量的煤耗率应以电网中火电机组的平均标准煤耗率         计    同理，按式(2-49a)，背压式机组的节煤条件式为     将 Wcs=W–Wh 关系代入上式，并整理为137(3) (3) 凝凝凝凝汽汽汽汽- -采采采采暖暖暖暖两两两两用用用用机机机机的的的的临临临临界界界界热热热热化化化化发发发发电电电电比比比比 [ [X XN N( (c c) )] ] ( (以以以以国国国国产产产产200MW200MW凝凝凝凝汽汽汽汽––––采采采采暖两用机为例，暖两用机为例，暖两用机为例，暖两用机为例，) )•两用机在采暖期要抽汽对外供热而少发的电，由电力系统补偿，其煤耗率也以电网中火电机组的平均标准煤耗率     计•两用机的产电节煤条件式为：•将 Wc=W–Wh–Wcs 关系式代入并整理为：•两用机产电的临界热化发电比 [XN(c)] 为：国产国产国产国产200MW200MW凝汽凝汽凝汽凝汽- -采暖两用机系统示意图采暖两用机系统示意图采暖两用机系统示意图采暖两用机系统示意图 138（（（（二二二二））））供供供供热热热热式式式式机机机机组组组组的的的的单单单单位位位位容容容容量量量量、、、、台台台台数及其蒸汽参数的选择数及其蒸汽参数的选择数及其蒸汽参数的选择数及其蒸汽参数的选择• 图6-9所示，当供热量 Qh 一定时，提高初压，供热机组热效率提高，且随 Qh 的提高而增加；而且机组供热时的提高值比不供热时的高。

Ph 高时，提高初压使机组热效率提高的幅度比 ph低时的大当然，提高初压需相应提高初温，才能保证排汽湿度在允许范围内图示：图示：图示：图示：图图图图6-9 6-9 蒸汽初压与供热机组热热蒸汽初压与供热机组热热蒸汽初压与供热机组热热蒸汽初压与供热机组热热效率关系效率关系效率关系效率关系曲线曲线曲线曲线1 1为为为为Q Qh h=0=0；曲线；曲线；曲线；曲线2 2、、、、2 2   为为为为Q Qh h=5=5   4.18GJ/h4.18GJ/h；；；；曲线曲线曲线曲线3 3、、、、3 3   为为为为h h=90=90   4.18GJ/h4.18GJ/h139（三）供热机组临界年利用小时数（三）供热机组临界年利用小时数（三）供热机组临界年利用小时数（三）供热机组临界年利用小时数    其它条件一定时，  值偏低，由式 (2-48b) 可知，仍然不能发挥供热机组节煤的优越性可由式 (2-49a) 推出供热机组临界年利用小时数       将                                                       代入式 (2-49a) ，则•式中，            –––供热机组的额定功率和额定热化发电功率，kW；  –––设备年利用小时数和供热机组年用小时数，h；                            –––供热机组的额定供热量，GJ/h。

140    例题例题6-2 计算临界供热机组年利用小时数计算临界供热机组年利用小时数         已知  以例题2-1、2-2的原始条件为基准，并已知该 C50 型机组额定采暖蒸汽量                         ，由例题6-1，已知 [xc]=0.1578    解：    该机组的额定供热量        将各值代入式(6-14)计算为          即该供热机组，在其他条件不变时，仅其年利用小时数低于 1130 h，虽为热电联产生产却不能节约燃料了141二、集中供热锅炉房二、集中供热锅炉房二、集中供热锅炉房二、集中供热锅炉房    将这些分散的热负荷，由容量稍大的供热锅炉来集中供热，称为集中供热锅炉房或区域锅炉房供热2）与（1）相比：1.节约燃料 ；                           2.减轻对环境的污染 ；（2）与（3）相比：1.效益低；                           2.一次投资少；                           3.选址简单       如热用户较分散，相距又较远，而且水质较差，回水率很低，化水车间和热网的投资比重过大，建集中供热锅炉房分产供热，配以建坑口凝汽式发电厂分产发电反而经济。

足见，联产发电供热的经济效益是有条件的                           142三、我国对发展热电联产的热经济指标的规定三、我国对发展热电联产的热经济指标的规定三、我国对发展热电联产的热经济指标的规定三、我国对发展热电联产的热经济指标的规定 热电联产应符合下列指标：热电联产应符合下列指标：热电联产应符合下列指标：热电联产应符合下列指标： 1. 供供热热式式汽汽轮轮发发电电机机组组的的蒸蒸汽汽流流既既发发电电又又供供热热的的常常规规热热电电联联产产应应符符合下列指标：合下列指标： (1) 总热效率年平均大于45% (２) 热电联产的热电比：热电比 = 供热量/（供电量×3600千焦/千瓦时）×100%•①单机容量在50兆瓦以下的热电机组，其热电比年平均应大于100%；143•②单机容量在50兆瓦至200兆瓦以下的热电机组，其热电比年平均应大于50%；•③单机容量200兆瓦及以上抽汽凝汽两用供热机组，采暖期热电比应大于50%2. 燃燃气气—蒸蒸汽汽联联合合循循环环热热电电联联产产系系统统包包括括：：燃燃气气轮轮机机+供供热热余余热热锅锅炉炉、、燃燃气气轮轮机机+余余热热锅锅炉炉+供供热热式式汽汽轮轮机机。

燃燃气气—蒸蒸汽汽联联合合循循环环热热电电联联产系统应符合下列指标：产系统应符合下列指标：•(1) 总热效率年平均大于55% ；•(2) 各容量等级燃气—蒸汽联合循环热电联产的热电比年平均应大于30%144五、供热工程的优化简介（由目标函数与未知参数的关系得到）五、供热工程的优化简介（由目标函数与未知参数的关系得到）五、供热工程的优化简介（由目标函数与未知参数的关系得到）五、供热工程的优化简介（由目标函数与未知参数的关系得到）    优化计算时，首先要确定随未知参数（多变量）而变的目标函数，不随未知参数而变的为常数项，因不影响最优解，可不包括在计算方程中    最优解求法：1.解析式法（求最大或最小值）                          2.图解法单个参数单个参数整个系统整个系统城市供热城市供热优化对象优化对象热网、水网、汽网等热网、水网、汽网等。