热动专业专业英语四章八章.doc

第4章火力发电厂4.1简介电站的生产过程利用的是一个封闭的蒸汽动力循环，在这个循环中伴随着水的各种热力过程有一半的循环包括锅炉(或热源)及其辅助设备；另一半的热力循环则包括汽轮机，发电机，凝汽器，给水泵及给水加热器在锅炉中给水被加热成I：饱和蒸汽干蒸汽进一步过热并进入汽轮机的高床缸过热蒸汽在汽轮机中膨胀，很大比例的热能转 化为带动汽轮机转了的动能汽轮机转了帯动发电机产生电能做功后的蒸汽离开高床缸冋到锅炉被再次加热再热蒸汽进 涉在 汽轮机中压缸和低压缸中膨胀做功，然后进入凝汽器蒸汽在凝汽器这个大型表而式换热器中，通过释放汽化潜热给冷却水(CW)从而被冷凝主蒸汽在凝汽器中被冷凝成很低压 力下的接近饱和的水°凝结成的水从凝汽器排入热井热井中的水被凝结水泵抽出，经过低压给水加热系统后进入锅炉给水泵在现代冋热循环中，…部份蒸汽通过布置在汽轮机汽缸上的一系列位于选定的动叶级后的抽汽口进入到凝汽器和给水加热器 中这些蒸汽被用来加热低压加热器中的凝结水及高压加热器中的给水，这些加热器都属于表面式换热器给水经锅炉给水泵增压到高于汽包的床力，以足够克服给水经过锅炉汽水系统和高床给7K加热系统的压力损失至此-整个循环 就完成了。

4.L1应用过热的实际循环朗肯循环向一个更实际的蒸汽循环的首次改进包括提髙进入汽轮机蒸汽的温度和压力在过热蒸汽循环中，干饱和蒸汽离开锅炉汽包并进一步过热后才育剑入汽轮机山此，提高了循环的效率这种过热循环选择 与先前的朗肯循环具有相同的汽轮机排汽条件°然而，过热蒸汽的一个主要好处在于提高循环蒸汽的温度和爪力，使得汽轮机的排 汽湿度可以保持在所能承受的物理极限内4.1.2再热循环山于希望进-•步增加循环的条件并山此提高循环效率，于是在汽轮机内的膨胀过程中增加蒸汽的再热循环再热循环中，额定 温度的蒸汽在汽轮机中部分地膨胀做功，然后冋到锅炉，被再热到最初的额沱温度左右再热蒸汽进入汽轮机其余部分继续做功, Z后进入凝汽器冷凝再热循环的引入相比过热循环提高了热效率同时再热循环也降低了汽轮机排汽的湿度，但也山于增加再热系统进、出锅炉以 及布置在炉内的管道带来了基建投资的增加为了避免单•缸情况.卜机纽•再热级之间的热梯度过大,汽轮別施常分为高斥缸和低斥缸4.1.3 回热加热系统 regenerative feedheating要完丿燃汽循环的循环过程，必须对其包含的冋热系统加以讨论实际I】，-•定比例的蒸汽从汽轮机的不同部位被引出，用于 加热给水，凝结后返冋锅炉。

凭借着抽汽释放所有的热量加热给水而很少或基本没有到凝汽器的热量损失，一个简小的朗肯循环能 够提高英热效率，但同时山于抽汽没有在汽轮机中膨胀做功而产生•个较小的损失；然仏 这项损失远小于循环效率提高所带來的 好处安装的给水加热器的数用越多，热效率的捉高也越多然而，随着给水加热器数量的增加，每台新增加热器得到的收益却会 减少n4.1.4超临界机组一个有效增加热效率的方式是提高蒸汽床力°自然循环锅炉的压力极限在2608.2psi (18MPa)左右，虽然压力较高时町能会用到 强制循环，但要想提高电站的整体效率，床力需要被提高到3477.6psi (24MPa)左右，即在水或蒸汽的临界床力之上(3205.2psi (22.12 MPa))尽管使用超临界压力要求在锅炉设计上进行特殊考虑，但对于汽轮机來说则是斥力越高越好热效率的进涉改善也许能够通过提高蒸汽温度來获得尽管有些电站工作在I仙9°F(565°C),茯至些早期投运电站的工作 温度高达1166oF(630°C),但是，全I比界运营的大多数超临界电站都匸作在1 000.4°F(538°C)o在更高的温度下，经常通过使用两次 中间再热来进一步地增加热效率。

提高蒸汽温度除了带来增加效率的好处之外，还能够减少汽轮机排汽的湿度从这样先进的最初的 情况将否则需耍的高级的涡轮尾气水湿350-1000兆瓦中所谓的'超超临界’电站的蒸汽参数为4491.9psi (31 MPa). 1094°F(590°C),并且有些被提高到5071.5psi (35MPa) . 1166T (630°C),这些电站都具有两次中间再热循环，已经或即将投入运行两次I啊再热循环的使用增加了系统的复杂程度首先，必须增加额外的锅炉蒸汽温度控制系统，另外汽轮机必须有一个额外 的汽缸,或者必须将联合汽伯用于前两次蒸汽膨胀做功额外汽缸增加了设备的尺寸和费用,而联合的汽缸有可能带來两次膨胀做 功之间密封的问题，或冷、热段再热温度过于接近的问题只要有足够的时间和资源，这些发展都不存在技术问题它们的实休应用依赖于潜在的客八，要让客八满意于效率提高的潜 在冋报，同时不伴随机纟|［寿命、操作灵活性或可用性方而的额外风险发展方案以及第i个实你大小的原型机纽将为此提供必要的 保证，方案包含全方位的研究、设计、装配测试，以及原型纽件测试然而,引进这些电厂的速度尚不确定,这取决于电力需求、燃料成本、经济环境、可替代能源的范围,以及为延长现有电站寿 命进行的改造等诸多因素。

4.2现代敝电厂锅炉大多应用在电力生产或蒸汽供应这两方面而某止網况下的应用，则是在发电的同吋进行蒸汽供应，我们称Z为热电联产 无论哪种应用，锅炉都是 个大系统中的重要组成部分Z—这个大系统的关键了系统包括燃料获取和制备、锅炉和燃烧、环境保 护、汽轮发电机纽•和带有冷却塔的热量排放图4>1显示了能够满足当前低污染排放耍求的先进的燃煤机纽燃煤机纽中最主耍的三大部分分别为：（1）锅炉部分，在这部 分煤粉燃烧以在炉管中产生蒸汽；（2）发电机部分，包括汽轮发电机纽装置，控制蒸汽、凝汽器和冷却水系统3）烟气净化处 理部分，除掉烟气中的颗粒物和标准规定的污染物烟气净化处理部分包括选择性催化还原法脱硝装置，接着是去除颗粒物的电除 尘器和湿法烟气脱硫装置煤的选择、烟气系统的设计和运行都要保证污染物排放低于允许的水平燃料处理系统存放着燃料供应（在本例中的煤炭），为燃烧准备燃料并口输入锅炉辅助风系统通过送风机为燃烧器提供空气 锅炉子系统包含有空预器,涉及风煤混合物的燃烧和余热冋收，并产生可控的高温、高压蒸汽经过空预器后的烟气进入除尘器 和脱硫（S02）系统，在这里污染物被收集起来并II飞灰和脱除装置的固体残留物被清除。

净化后的烟气通过引风机排入烟囱锅炉蒸发水并II在精确的控制条件下供应高温、高压蒸汽蒸汽进入汽轮发电机纽生产电能在通过多级汽轮机系统的一部分 级以后，蒸汽对能会被送冋到对流受热面（未显示的再热器），从血在锅炉中接受再热瑕终，蒸汽流经汽轮机排入凝汽器，释放 残留的热量水从凝汽器返卩倒锅炉之前，经过一些水泵和换热器（给水加热器）以提高斥力和温度凝汽器吸收的热量报终通过- 个或更多的冷却塔被排入大气冷却塔或许是电力系统中瑕显眼的部分图示的自然通风冷却塔基本上是一个空心圆柱结构，通过 空气和水蒸气的流通來吸收凝汽器排放的热量多数现代电厂都建有这样的冷却塔43主要系统和部件43.1锅炉和主蒸汽系统锅炉中的水被加热沸腾，转化为I：饱和蒸气,然后进入过热器过热出来的过热蒸汽进入汽轮机经过汽轮机的蒸汽推动汽轮 机转子产生机械能，汽轮机转子带动交流发电机，从而生产出可供分配的电能通过新式的具有冋热循环的汽轮机后，部分蒸汽从 汽轮机汽缸一系列的七个或八个（或多或少）抽汽口引出，进入给水加热器加热给水c通过调节阀进入汽轮机的蒸汽大约有70-75% 在汽轮机中完全膨胀做功，通过排汽缸进入凝汽器43.2凝结水系统凝汽器是-个大型表面式换热器，进入凝汽器的蒸汽被凝结，从附近的河或湖中抽取的循环水将所产生的潜热带走。

循环水山 电动或汽动循环水泵泵入凝汽器因为进入凝汽器蒸汽的流虽极人，不可避免的会有-淀比例的气体不发生凝结为了在凝汽器中 建立并保持一个非常接近真空状态的负压，必须从凝汽器壳体中去除这些“不凝结气体”通常通过射汽抽气器去除这些气体，它 的主要组成是一个喷嘴，蒸汽通过喷嘴获得很高的流速，从而带走那些不凝结的的气体°然后流经喷嘴的蒸汽（作为原动力的蒸汽） 和被具机械携带的不凝结气体进入通常被称作二次凝汽器的换热装置，蒸汽在环境床力下凝结，不凝结气体被排入大气射汽抽气 器置于一个或两个级内，本质上是一台压缩机，它将不凝结蒸气的压力从几乎完全真空提高到大气压來淸除掉流经汽轮机的主蒸汽，在凝汽器中被凝结成接近真空压力下的近似饱和的水这些凝结水在重力的作用下流向凝汽器底部，然 后进入热井通常热井水位通过控制热井水泵來维持热井水泵将热井中的水泵出，经给水加热系统的低压部分后，到达锅炉给水 泵凝结水经热井水泵升床后首先进入低压加热器，被圧力最低的抽气加热如图所示该低床加热器陀有一台疏水泵，疏水泵的作 用是将加热器疏水（水蒸气凝结而成）泵入位于其后的凝结水主管道这利型式的加热器也被称作强制疏水加热器433除氧和给水系统凝结水流经低床加热器后进入除氧加热器。

除氧加热器是混合式加热器,通过加热凝结水使其沸腾的方法除去所有携带的氧气 除氧加热器除去氧气的依据是，当水的温度接近沸点时能极大地降低不凝结气体在水中的溶解度加热进入除氧器凝结水至沸点的 热量山汽轮机的抽汽提供从被加热凝结水农面释放出的不凝结气体必须被去除止常情况下除氣器的工作床力高于环境压力，因 此这些气体能通过排气冷却器被排放掉通常是引入凝结水來冷却排气冷却器，在冷却不凝结气体的同时冷去咏蒸气但有…部分 水蒸气不可避免地随着气体从除氧器逸出通过対排气冷却器适当的设计，蒸汽凝结后可能以疏水形式冋到除氧器，而不凝结气体则通过节流孔排入大气在原始的设计中有吋也许有除氧器的工作压力低于环境床力的考虑n即使当额定负荷的设计压力比环境斥力高得多，也会遇到 较低负荷时变成负斥的情况于是有必耍将不凝结气体继续从除氧器中去除，为达到这个冃的就需耍射汽抽气器但是该设施产生 的费用和复杂化使它的安装并不普遍为此普遍的做法是在低负荷时切换抽汽段，以便除氣器的蒸汽供应山下一个更高的抽汽点提 供一个简甲的布置是安装一个带有控制阀的连通管，并在连接到连通管的低压抽汽管道上安装逆止阀在这种布叠中，打开连通 管上的控制阀会自动提供较高压力的蒸汽至除氧器，并Wil:阀关闭，用來防止蒸汽冋流到较低压力的抽汽段。

在许多电站中设有与除氧器并联的缓冲水箱來储存水缓冲水箱的作用是在事故吋，如其它水源中断的情况下提供蒸绸水，或 者作为负荷变动时存储过剩水量的水箱等止常情况下除氧器的存储容杲足以维持电站运行几分钟，但是多数设计师认为用一-个更 大的缓冲水箱来增加存储容量是明智的在相当多的大型电站，锅炉给水泵与除氧器疏水出口相连山于除氧器内的水达到了沸点，所以布置在除氧器下方的锅炉给水 泵耍有一个必需的汽蚀余量(通常至少20英尺(6米))，以避免锅炉给水泵岀现汽蚀43.4加热器和给水加热系统离开除氧器的水经锅炉给水泵泵入下一级加热器这台加热器是疏水加热器，即，疏水通过换热器(疏水冷却器),释放热量加 热进入的凝结水°离开这台加热器以后，凝结水进入高压加热器被加热到报终给水的温度最后一级加热器是一台闪蒸加热器，使 用这种叫法是因为它允许疏水通过一个控制节流口或调肖阀，到达相邻的较低丿玉力的加热器，其中一部分饱和水闪蒸为蒸汽这种 布置収消了疏水泵和疏水冷却器，但是会导致较大的热损失图牛2示意了四利环同类型的加热器，即闪蒸加热器、疏水冷却加热器、除氧或混合式加热器，以及配有疏水泵的加热器现代蒸汽动力电站的加热器如置方式没有确立很好的标准。

粗略的分类，所有加热器对分为衣面式或混合式对于农面式加热 器，这样叫是应为它使用间接的加热表面，凝结水在管内流动，血抽汽则进入加热器的吭侧翅片管或光滑管都有应用。