回熱抽汽系統(tǒng)實例

分析發(fā)電廠熱力系統(tǒng)

分析回熱抽汽系統(tǒng)回熱抽汽系統(tǒng)將在汽輪機內(nèi)做了一部分功的蒸汽抽出來，用以加熱回熱加熱器中的給水或凝結(jié)水，這種由回熱抽汽管道及其相應附件所組成的系統(tǒng)，稱為回熱抽汽系統(tǒng)。回熱抽汽系統(tǒng)是減少冷源損失，以提高機組的熱經(jīng)濟性。回熱抽汽系統(tǒng)目的某電廠超臨界1000MW機組回熱抽汽系統(tǒng)一、回熱抽汽系統(tǒng)的保護措施止回閥：防止在汽輪機甩負荷或緊急停機時，回熱抽汽管道和各個加熱器內(nèi)的蒸汽倒流入汽輪機，引起汽輪機超速。止回閥安裝位置應盡量靠近汽輪機側(cè)，以減少倒流入汽輪機的蒸汽量，有利于防止汽輪機超速。電動隔離閥：防止加熱器水位過高而進入汽輪機；在加熱器停運時，切斷加熱器汽源。當加熱器水位升高到事故警戒水位時，通過水位信號自動關(guān)閉相應抽汽管道的電動隔離閥，與此同時，該抽汽管道上的止回閥及來自上級加熱器的疏水閥也自動關(guān)閉。注意：止回閥的控制通常有液動和氣動兩種。由于氣動閥避免了液動閥易銹蝕卡澀的缺點，反應時間也比液動閥更快，能更好適應機組安全運行的要求，且控制系統(tǒng)簡單，因此在大型火電機組中廣泛采用。注意：在每一根與汽輪機回熱抽汽管道相連的外部蒸汽支管上，均設(shè)置電動隔離閥和止回閥，防止蒸汽和水倒流。疏水閥：電動隔離閥前后、止回閥前后、抽汽管道的低位點，均設(shè)疏水閥。1.電動隔離閥關(guān)閉時→聯(lián)鎖打開疏水閥→將抽汽管內(nèi)凝結(jié)水疏至擴容器→防汽機進水。2.機組啟動時→開啟疏水閥→將抽汽管暖管的凝結(jié)水放出。3.機組低負荷時→利用疏水閥保持管道熱備用→以便恢復供汽。注意：四段抽汽管道連接著除氧器、給水泵汽輪機和輔助蒸汽母管。當機組突降負荷或甩負荷時，發(fā)生汽輪機超速的可能性更大，因此此處安裝兩個氣動止回閥起著雙重保護作用。為什么7、8號抽汽管道上不設(shè)閥門？一、回熱抽汽系統(tǒng)的保護措施止回閥：防止在汽輪機甩負荷或緊急停機時，回熱抽汽管道和各個加熱器內(nèi)的蒸汽倒流入汽輪機，引起汽輪機超速。止回閥安裝位置應盡量靠近汽輪機側(cè)，以減少倒流入汽輪機的蒸汽量，有利于防止汽輪機超速。電動隔離閥：防止加熱器水位過高而進入汽輪機；在加熱器停運時，切斷加熱器汽源。當加熱器水位升高到事故警戒水位時，通過水位信號自動關(guān)閉相應抽汽管道的電動隔離閥，與此同時，該抽汽管道上的止回閥及來自上級加熱器的疏水閥也自動關(guān)閉。注意：止回閥的控制通常有液動和氣動兩種。由于氣動閥避免了液動閥易銹蝕卡澀的缺點，反應時間也比液動閥更快，能更好適應機組安全運行的要求，且控制系統(tǒng)簡單，因此在大型火電機組中廣泛采用。一、回熱抽汽系統(tǒng)的保護措施注意：在每一根與汽輪機回熱抽汽管道相連的外部蒸汽支管上，均設(shè)置電動隔離閥和止回閥，防止蒸汽和水倒流。疏水閥：電動隔離閥前后、止回閥前后、抽汽管道的低位點，均設(shè)疏水閥。1.電動隔離閥關(guān)閉時→聯(lián)鎖打開疏水閥→將抽汽管內(nèi)凝結(jié)水疏至擴容器→防汽機進水。2.機組啟動時→開啟疏水閥→將抽汽管暖管的凝結(jié)水放出。3.機組低負荷時→利用疏水閥保持管道熱備用→以便恢復供汽。一、回熱抽汽系統(tǒng)的保護措施注意：四段抽汽管道連接著除氧器、給水泵汽輪機和輔助蒸汽母管。當機組突降負荷或甩負荷時，發(fā)生汽輪機超速的可能性更大，因此此處安裝兩個氣動止回閥起著雙重保護作用。為什么7、8號抽汽管道上不設(shè)閥門？（1）因為7、8號低加抽汽壓力已經(jīng)很低，即使機組甩負荷，蒸汽倒流入汽輪機，因其焓降很小，引起超速的可能性不大；（2）因為7、8號低加布置在凝汽器頸部，此時的抽汽壓力很低，蒸汽的比體積大，抽汽管徑粗大，大管徑的閥門制造和布置不便。注意這兩級低加泄露時，機組有進水的危險，必須嚴密監(jiān)視及時處理。（危急疏水和走旁路）二、回熱抽汽系統(tǒng)實例高壓缸中、低壓缸低壓缸MMMM345678M4M5M6M7M4M5M6M7M4M5M6M78881MM1M1MM2M2M2M2M1M3M3M3二、回熱抽汽系統(tǒng)實例H1H2H3HDH5H6H7H8中壓缸高壓缸低壓缸MMMMMMMMMM輔汽來至輔汽系統(tǒng)輔汽來123456784M1M3M5M678MMMMM輔汽來至輔汽系統(tǒng)輔汽來44M（1）加熱器采用隨機啟動1.在機組啟動前，各加熱器水側(cè)已注水。三、回熱抽汽系統(tǒng)運行1.啟動2.各抽汽管道上的電動隔離閥、氣動止回閥以及各疏水閥處于開啟狀態(tài)。（2）加熱器采用帶負荷啟動1.各加熱器在機組達到某一負荷后逐個投入，則啟動前應關(guān)閉電動隔離閥，同時開啟隔離閥前的疏水閥。2.當機組負荷升高、加熱器即將投入時，逐漸開啟電動隔離閥，并向加熱器水側(cè)注水，同時注意控制溫升速度，使溫度變化率在規(guī)定范圍內(nèi)，并依此關(guān)閉抽汽管道上的疏水閥。1.開啟抽汽管道上的各個疏水閥，使抽汽管道充分暖管疏水。2.逐漸開大電動隔離閥以控制加熱器進汽量，并注意加熱器殼體的溫升速度，電動隔離閥全開后可關(guān)閉疏水閥。（3）運行中單獨啟動加熱器3.加熱器投入后應將水位保護投入。注意：1.機組啟動初期，四段抽汽總管至除氧器供汽支管上的電動隔離閥關(guān)閉，止回閥前后疏水閥開啟，由輔助蒸汽系統(tǒng)向除氧器供汽，維持除氧器定壓運行。2.當機組負荷上升到一定負荷時，四段抽汽向除氧器供汽管道上的電動隔離自動開啟，同時，輔助蒸汽壓力調(diào)節(jié)閥自動關(guān)閉，除氧器供汽由輔助蒸汽切換為四段抽汽，除氧器進入滑壓運行。2.正常運行1.所有抽汽管道上的電動隔離閥和氣動止回閥全部開啟。2.所有抽汽管道上疏水閥全部關(guān)閉，并與有關(guān)聯(lián)動信號系統(tǒng)接通。3.正常運行中，抽汽管道上的止回閥應定期做靈活性試驗，隔離閥應處于全開位置？2.加熱器出現(xiàn)故障，水位上升到事故警戒線時，水位開關(guān)動作，自動關(guān)閉該加熱器抽汽管道上的隔離閥和止回閥，并聯(lián)啟該抽汽管道上的疏水閥。1.當汽輪機跳閘時，連鎖關(guān)閉所有抽汽管道上的隔離閥和止回閥，同時自動開啟疏水閥。3.非正常運行3.抽汽管道內(nèi)積水排干凈后，關(guān)閉止回閥和隔離閥后的疏水閥，而隔離閥前靠近汽輪機抽汽口出的疏水閥開啟。2.停運時，開啟抽汽管道上的疏水閥，緩慢關(guān)閉抽汽管道上電動隔離閥，以控制加熱器的溫降率。1.抽汽管道系統(tǒng)伴隨著加熱器的停運，由高到低依次停運。4.停運3.當抽汽電動閥全關(guān)后，關(guān)閉抽汽止回閥，然后關(guān)閉抽汽管道上的疏水閥，停運加熱器的汽側(cè)。回熱抽汽系統(tǒng)的保護措施

分析發(fā)電廠熱力系統(tǒng)

分析回熱抽汽系統(tǒng)高壓加熱器的自動旁路保護裝置（一）概述高壓加熱器由于水側(cè)的給水壓力遠高于汽側(cè)，常因制造工藝、檢修質(zhì)量、運行操作不當?shù)仍蚨鸸芟灯屏眩坏┕苁罅柯┧杷到y(tǒng)排放不及時，外殼將承受遠遠超過許可的壓力，因而可能發(fā)生驟然破裂；若抽汽止回閥關(guān)閉不嚴，還可能由抽汽管道倒流入汽輪機，引起水沖擊事故。設(shè)置高壓加熱器自動旁路保護裝置原因當高壓加熱器發(fā)生故障或管束破裂時，迅速切斷高壓加熱器的進水，同時給水經(jīng)旁路向鍋爐供水。高壓加熱器自動旁路保護裝置作用常用的高壓加熱器自動旁路保護裝置1.中小機組的高壓加熱器多設(shè)有高壓加熱器的小旁路或大旁路配電動閘閥進行保護。2.大型機組的高壓加熱器均配有水側(cè)自動旁路保護裝置（水壓液動式或電氣式）（二）水壓液動式旁路保護裝置利用液壓裝置快速切換進口聯(lián)成閥和出口逆止閥的流向。定義水壓液動式旁路保護裝置（1）如圖所示的旁路保護裝置由入口閥門、旁通閥門和出口逆止閥門，以及控制這些閥門動作的高壓水管路系統(tǒng)組成。入口閥門與旁通閥門共用一個門盤（閥瓣），稱之為聯(lián)成閥；逆止閥位于加熱器出水管口，聯(lián)成閥與逆止閥通過加熱器外面的一根旁管路相連。水動活塞的工作介質(zhì)是高壓給水。給水由逆止閥出口連接經(jīng)總水門、過濾器引進來，然后分為兩路：一路經(jīng)孔眼為Φ2mm的節(jié)流孔板進入活塞下部空間，這條管路還有一部分通道自動泄水閥去；另一路通過孔眼為Φ5mm的節(jié)流孔板進入活塞上部空間，這支管路上還有一根水管與氣動閥想通。（1）打開總水門和注水閥，是加熱器內(nèi)管子系統(tǒng)和脈沖保護系統(tǒng)處于給水壓力之下。啟動加熱器的步驟是：（2）開啟啟動閥，活塞上部空間水壓降低，活塞下部空間依然保持給水壓力，從而使聯(lián)成閥一直被訂到上部閥座，是旁通閥關(guān)閉。此時水開始進入加熱器管子系統(tǒng)中去。（3）加熱器管子系統(tǒng)啟動后應立即把啟動閥7關(guān)閉，水動活塞上下水室的壓力趨于平衡。當加熱器因內(nèi)部管子破裂而水位太高時，疏水器浮筒上升，達到極限位置時與浮筒桿上相連接的電器接點接通，此時電磁鐵帶電，使自動閥迅速打開，將活塞下面的水放入地溝，這是由于在Φ2mm的節(jié)流孔板上發(fā)生相當大的壓力降，使活塞下部空間水壓降低。活塞上部仍保持給水壓力，于是活塞下移，聯(lián)成閥門盤壓向下部閥座，關(guān)緊給水進入管子系統(tǒng)的通路。給水由旁路管流過，出口逆止門也隨之關(guān)閉。保護裝置發(fā)生動作后，為了安全起見還需要用手輪把聯(lián)成閥和逆止閥強制壓在全關(guān)位置上。這種保護裝置的缺點：控制水管路和原件（閥門、節(jié)流孔板、濾網(wǎng)等）要長期承受給水壓力，使運行可靠性降低。故現(xiàn)已很少采用水壓液動式旁路保護裝置（2）

高加投入：開注水閥5，開凝結(jié)水總閥8，關(guān)旁通閥12，使凝結(jié)水經(jīng)節(jié)流孔板9進入水動活塞2的上部，開活塞上部排水閥11，卸掉活塞上部的凝結(jié)水壓，活塞2在下部彈簧力的作用下，帶動入口聯(lián)成閥向上開啟，，出口逆止閥自動開啟加熱器檢修后注水時，應開啟加熱器水側(cè)放水閥，排出加熱器內(nèi)和管路中的空氣后關(guān)閉旁通閥給水系統(tǒng)投運后，及時關(guān)注水閥5和凝結(jié)水排水閥11在正常運行中凝結(jié)水經(jīng)節(jié)流孔板9進入水動活塞2的上部保持活塞上部經(jīng)常充滿0.02~0.03MPa壓力水，以保證活塞在事故中能及時準確地動作當電磁閥失靈時手動開啟電磁閥的旁路閥12使保護裝置動作。在高加投入時，可開啟聯(lián)成閥活塞上部的放水閥，使活塞上部泄壓，活塞在其下部彈簧力的作用下向上移動開啟進口閥，關(guān)閉旁路閥，加熱器通水

2）高加故障（熱水管爆破→使水位↑或滿水或汽機故障主汽閥關(guān)閉時）：→電磁閥4電源接通而開啟，由凝結(jié)水泵來的壓力水經(jīng)濾網(wǎng)、電磁閥、進入活塞8上部→聯(lián)成閥上部活塞在水壓作用下自動地關(guān)閉入口閥1→隔斷給水入高加→同時打開旁路閥直接向鍋爐供水→此時出口逆止閥因下部失去水壓而落下水壓液動式旁路保護裝置（3）水壓液動旁路保護系統(tǒng)（三）電氣式旁路保護裝置利用電氣裝置快速切換進口閥、出口閥和旁路閥的開閉。定義電氣式旁路保護裝置工作過程電氣式旁路保護裝置帶有三通閥的電氣式旁路保護裝置：（四）高加旁路設(shè)置1.高加大旁路設(shè)置高加大旁路系統(tǒng)特點系統(tǒng)簡單，投資少高加切除時→大量抽汽返回汽機→汽機部件軸向受力↑高加切除時→停用抽汽多→熱經(jīng)濟性↓高加切除時→給水溫度↓過大→為防止受熱面超溫→通常機組需↓負荷01020304國產(chǎn)600MW機組，全部高加切除時，給水溫度由278℃↓為192℃例隨著高加制造質(zhì)量的提高，目前大容量機組多采用大旁路。應用2.高加小旁路設(shè)置高加小旁路系統(tǒng)特點與高加大旁路相反，同時需增加7個切換閥。當切除某一高加時，該加熱器溫度轉(zhuǎn)移下一級高加，加大了下一級高加熱負荷，造成管束吹蝕加劇，蒸汽沖刷加大。01020103例只切除1號高加時→機組給水溫度↓只切除3號高加時→2號高加負荷↑→2號高加蒸汽吹蝕加劇。02只切除2號高加時→1號高加負荷↑→1號高加蒸汽吹蝕加劇。3.高加大、小旁路混合某電廠600MW機組高加的旁路保護系統(tǒng)綜合了高加大旁路和小旁路的特點，兼顧了機組的安全性和經(jīng)濟性。特點

回熱加熱器

分析發(fā)電廠熱力系統(tǒng)

分析回熱抽汽系統(tǒng)知識點1回熱加熱器的類型回熱加熱器的類型按傳熱方式分類混合式加熱器表面式加熱器按布置方式分類臥式安裝立式安裝按水側(cè)壓力分類低壓加熱器高壓加熱器一、按傳熱方式分1.混合式加熱器給水與蒸汽通過直接混合進行傳熱。工作原理（1）因加熱蒸汽和給水之間沒有傳熱端差，可以將給水加熱到加熱蒸汽壓力下的飽和溫度，熱經(jīng)濟性好；優(yōu)點（2）沒有金屬傳熱面，結(jié)構(gòu)簡單，造價低；（3）便于匯集不同溫度的各種汽水；（4）易除去水中的氣體。缺點（2）給水泵輸送高溫水，這就使水泵的工作條件惡化，給水系統(tǒng)可靠性降低；為防止這些輸送飽和水的水泵發(fā)生汽蝕，考慮負荷波動的影響，要設(shè)置一定儲量的水箱；為了提高系統(tǒng)的可靠性還需有備用泵；（4）給水泵臺數(shù)增加后，廠用電消耗增加，使得運行和維護費用也增加。（1）每個混合加熱器后都要設(shè)置給水泵，才能將給水送入下一級壓力更高的加熱器中；（3）上述缺點使得全部采用混合式加熱器的回熱系統(tǒng)和主廠房布置復雜化，投資和土建費用增加，且安全可靠性降低；優(yōu)點因加熱器后不需要增加給水泵，系統(tǒng)簡單，廠用電少，安全可靠，運行維護方便。2.表面式加熱器通過金屬表面將蒸汽熱量傳遞給水。工作原理01040203缺點存在熱阻，一般不能將水加熱到該加熱蒸汽壓力下的飽和溫度，導致端差的存在，熱經(jīng)濟性低于混合式換熱器；由于有金屬傳熱面，且內(nèi)部結(jié)構(gòu)復雜，造價高；不能除去水中的氧和其他氣體，未能保護高溫金屬部件的安全；高壓加熱器承受較高壓力和溫度，工作可靠性較低；存在疏水的回收和利用問題；050607缺點不便于各種汽水的匯集；需設(shè)置疏水及調(diào)節(jié)裝置—以保持加熱器內(nèi)水位；當加熱器管束破裂或管束接口滲漏，而同時抽汽管上逆止閥又不嚴密時，給水可能進入汽輪機，造成汽輪機事故，鍋爐斷水，故表面式加熱器需要設(shè)置旁路管道。08二、按布置方式分1.臥式加熱器（1）由于傳熱管橫向布置，傳熱效果較好；特點（2）臥式加熱器水位比較穩(wěn)定，在結(jié)構(gòu)上便于布置蒸汽冷卻段和疏水冷卻段，有利于進一步提高熱經(jīng)濟性；（3）在安裝、檢修吊裝管束等部件時不太方便，占廠房面積也大；（4）可利用放置的高低差來解決低負荷時疏水逐級自流壓差動力減小的問題。應用300MW及其以上容量的機組。2.立式加熱器（1）占地面積小，便于安裝和檢修；特點（2）熱經(jīng)濟性較臥式差。應用200MW及其以下容量的機組。三、按水側(cè)壓力分1.高壓加熱器位于給水泵和鍋爐省煤器之間的加熱器，因其水側(cè)承受的是比鍋爐過熱蒸汽壓力還要高的給水泵出口的壓力，故稱為高壓加熱器。特點內(nèi)部壓力高，容易發(fā)生爆管或泄漏，在抽汽管逆止閥關(guān)閉不嚴時，使水進入汽機造成事故，需設(shè)置保護旁路。2.低壓加熱器位于凝結(jié)水泵和給水泵之間的加熱器，因其水側(cè)承受的是壓力較低的凝結(jié)水泵出口的壓力，故稱為高壓加熱器。特點加熱蒸汽溫度較低，需受熱面積較大；部分低加工作在負壓下，可能漏入空氣。知識點2表面式加熱器結(jié)構(gòu)表面式加熱器結(jié)構(gòu)水側(cè)壓力↑→結(jié)構(gòu)復雜。一、高壓加熱器1.特點殼體圓筒形，由合金板卷制并與沖壓的橢圓形封頭焊接而成。加熱面由脹接或焊接在管板上的U形管組成。300MW機組臥式高加當高加在運行中出現(xiàn)鋼管泄漏時，打開端部人孔蓋，進行堵漏。在運行一段時間后，若泄露管束較多，則直接報廢處理管材一般來說，加熱器殼體為碳鋼管、管板為低合金材料（厚度為300~655mm）、U形管（管徑13~19mm）為耐腐蝕的不銹鋼材料。但目前大機組上U形管通常采用碳鋼材料。原因雖然不銹鋼管與碳鋼管相比，其防沖蝕、防腐、耐高溫的性能更好，但不銹鋼傳熱管價格昂貴、傳熱系數(shù)差、許用應力小。若采用不銹鋼管作傳熱管，將導致傳熱面積和材料重量大大增加。且碳鋼傳熱管的最高使用溫度可達425℃，完全滿足加熱器管側(cè)設(shè)計溫度（一般不超過325℃）要求。因此，超超臨界機組高壓加熱器完全可以使用碳鋼傳熱管。加熱器上其它零部件封頭上開有放氣孔，供設(shè)備啟動時放氣用。水室上還設(shè)有水側(cè)安全閥和化學清洗接頭。殼體設(shè)置汽側(cè)安全閥。外殼上焊有各種不同規(guī)格的對外接管。為便于殼體的拆移，在殼體上還安裝有拉耳和滾輪。傳熱面設(shè)置為充分利用加熱蒸汽的過熱度及降低疏水的出水溫度，提高熱經(jīng)濟性，通常把高壓加熱器的傳熱設(shè)置為三部分：過熱蒸汽冷卻段、凝結(jié)段、疏水冷卻段。過熱蒸汽冷卻段利用具有一定過熱度的加熱蒸汽的顯熱加熱較高溫度的給水，給水吸收了蒸汽部分過熱熱量，其溫度可升高到接近或等于，甚至超過加熱蒸汽壓力下的飽和溫度。過熱蒸汽冷卻段蒸汽進入該段后，在一組隔板的導向下，以適當?shù)乃俣龋鶆虻亓鬟^管束；在蒸汽離開該段時，留有一定的過熱度，以防止?jié)裾羝麑苁臎_刷。凝結(jié)段該傳熱段的換熱面積最大，利用蒸汽凝結(jié)時放出的潛熱加熱給水，凝結(jié)水積聚在加熱器底部，然后流入疏水冷卻段。凝結(jié)段該段內(nèi)設(shè)有多個垂直隔板，隔板上部留有一定的蒸汽通道，引導蒸汽在該段沿長度方向均勻分布，并自上而下流動逐漸凝結(jié)，此時隔板僅起著支撐和防振作用，無導向作用。凝結(jié)段不凝結(jié)氣體由位于管束中心并沿整個凝結(jié)段布置的排氣管或內(nèi)置式排氣裝置排出。冷凝的疏水和上一級高加來的疏水聚積在殼體的最低部位，不斷地流向疏水冷卻段。疏水出口位置高于進口的設(shè)置，便于啟動前排放殼體內(nèi)的氣體。端板作用:防蒸汽進疏水冷卻段，吸水口保持在凝結(jié)水位以下，形成水密封。帶疏冷段的加熱器，必須保持一個規(guī)定的液位，避免蒸汽漏到疏水冷卻段中，造成汽水兩相而沖蝕管子。隔板U形管受熱面管板4.立式管板—U形管式高壓加熱器1234567891—水室2—導流裝置3—包殼5—殼體6—疏水冷卻段7—管束8—過熱蒸汽冷卻段9—蒸汽冷卻段隔板4—蒸汽凝結(jié)段疏水依靠本級和下一級加熱器的壓力差在加熱器內(nèi)作由下向上的流動。（1）雙列配置高壓加熱器特點：此種布置加熱器的疏水可利用勢位差，在機組啟動或低負荷運行時比較有利，且汽水管道柔性較好，對設(shè)備接口的推力小，但管道較長且長短不等，存在管阻偏差，也不便于運行巡視。應用：我國外高橋電廠(900MW)和玉環(huán)電廠(1000MW)均采用這種布置形式。1）分層布置特點：加熱器可以減少1層平臺，并可降低除氧框架的層高，節(jié)省廠房建筑成本，設(shè)備、閥門、儀表集中，便于運行巡視。高壓給水系統(tǒng)簡捷、阻力小、閥門少、管道短。應用：日本電廠多采用這種布置形式，如九州電力的松浦電廠1、2號機組(700MW)、新地電廠(1000MW)、常陸那珂電廠(1000MW)等。2）同層布置二、低壓加熱器低壓加熱器結(jié)構(gòu)與原理類似于高壓加熱器1.特點由于低壓加熱器承受的壓力和溫度遠低于高壓加熱器，因此筒體和管板稍薄，結(jié)構(gòu)較簡單，材料相對高壓加