热电厂
更新时间:2024-05-17 17:37:01 阅读量: 综合文库 文档下载
凝汽式发电厂的各种热损失和热效率:
(一).锅炉设备的热损失:①排烟热损失(占总损失的40%-50%),②散热损失,③未完全燃烧热损失,④排污热损失等。大型锅炉效率一般在0.90~0.94范围内。
(二).管道热损失 管道效率一般为0.98~0.99
(三).汽轮机的冷源热损失:①理想情况下(汽轮机无内部损失)汽轮机排气在凝汽器中的放热量;②蒸汽在汽轮机中实际膨胀工程中存在着进汽节流、排气及内部(包括漏气、摩擦、湿气等)损失,使蒸汽做功减少而导致的冷源损失。汽轮机的绝对内效率ηi表示汽轮机实际内功率与汽轮机热耗之比(即单位时间所做的实际内功与耗用的热量之比)。现在大型汽轮机组的绝对内效率达到0.45~0.47。
(四).汽轮机的机械损失 机械效率一般为0.965~0.990
(五).发电机能量损失 大中型发电机效率一般为0.950~0.989 火电厂主要经济型指标有能耗量(汽耗量、热耗量、煤耗量)和能耗率(汽耗率、热耗率、煤耗率)以及效率。
汽轮发电机组每生产1KW·h的电能所需要的蒸汽量称为发电机组的汽耗率。
回热机组汽耗率高于纯凝汽式(朗肯循环)机组的汽耗率。 纯凝汽式发电厂(无回热、再热)的热经济型是很低的。根据热力学第一定律(热量法)可知,提高发电厂热经济性的途径是减少冷源损失;根据热力学第二定律(做功能力损失法),提高发电厂热经济性的途径是减少锅炉传热温差,提高锅炉的给水温度,从而降低温差传热而产生的不可逆产热损失。其方法是采用回热、再热、热电联产等来提高发电厂的热经济性。
给水回热加热是指在汽轮机某些中间级抽出部分蒸汽,送入回热加热器对锅炉给水进行加热的过程,与之相应的热力循环叫回热循环。
给水回热加热的意义: 采用给水回热以后,一方面,回热使汽轮机进入凝汽器的凝汽量减少了,由热量法可知,汽轮机冷源损失降低了;另一方面,回热提高了锅炉给水温度,使工质在锅炉内的平均吸热温度提高,使锅炉的传热温差降低。同时,汽轮机抽气加热给水的传热温差比给水在锅炉中利用烟气所进行加热时温差小得多,因而由熵分析法可知,做功能力损失减小了。
由于给水温度的提高而使回热循环吸热过程平均温度提高,理想循环效率也增加了。因此在朗肯循环基础上采用回热循环,提高了电厂的热经济性。
尽可能利用低压回热抽气,将会获得更好的效益。 在蒸汽初、终参数相同的情况下,采用回热循环的机组热经济性比朗肯循环机组的热经济性有显著提高。
在采用回热循环的发电厂,影响过程工程热经济性的主要因素有:多级回热给水总焓升(温升)在各加热器间的加热分配Δhwj,锅炉最佳给水温度top回fw,热加热系数z。
回热循环汽轮机绝对内效率为最大值时对应的给水温度称为热力学上的最佳给水温度。
蒸汽初参数对发电厂热经济性的影响: (一)提高初温对理想循环热效率ηt的影响:在蒸汽初压和排气压力一定的情况下,朗肯循环的初温提高时,理想循环热效率ηt增加了。
(二)提高初温对汽轮机的绝对内效率ηi的影响:随着初温的提高,汽轮机的绝对内效率ηi是提高的。
(三)提高初压对理想循环热效率ηt的影响:随着初压的增加,在极限压力范围内理想循环热效率ηt是增加的,压力等于极限压力时ηt最大,压力大于极限压力时,ηt开始减小。
(四)提高蒸汽初压对汽轮机绝对内效率ηi的影响:随着初压的提高,汽轮机末级蒸汽湿度增加,从而导致汽轮机的相对内效率ηi下降。汽轮机容量越小,影响越大。蒸汽初压对汽轮机绝对内效率的影响取决于ηt和ηri的大小。随着初压的提高,若理想循环热效率的增加大于汽轮机相对内效率的降低,那么,随着初压的提高,汽轮机绝对内效率是增加的,否则,是下降的。
(五)提高蒸汽初参数对发电厂热经济性的影响:大容量汽轮机:当蒸汽初参数提高时,相对内效率可能降低的数值不是很大,这时提高蒸汽初参数可以保证设备热经济性的提高;对于小容量汽轮机:当提高蒸汽初参数时,其相对内效率的降低会超过此时循环热效率的提高。这种情况下,提高蒸汽初参数,设备的热经济性降低。
(六)最有利蒸汽初压:在t0、pc和机组容量一定时,必然存在一个使ηt达最大值的初压p0,称为理论上最有利初压pop随着机组容量的增大,初温的提0。op高,以及回热完善程度越好,所对应的p0就越高。
(七)提高蒸汽初参数受到的限制:1.提高蒸汽初温受到限制:①提高蒸汽初温受动力设备材料强度的限制。②受到生产造价的限制。③受到发电厂技术经济性和运行可靠性的限制。2.提高蒸汽初压受到的限制:提高蒸汽初压力主要受到汽轮机末级叶片容许的最大湿度的限制。
(八)采用高参数大容量机组的意义:1.热经济性提高,节约一次能源,降低发电成本。2.节约投资、缩短工期以及减少土地占用面积。3.促进电力工业的发展,满足社会经济增长的要求。
蒸汽终参数对电厂热经济性的影响:
(一)在蒸汽初参数一定的情况下,降低蒸汽终参数pc将使循环放热过程的平均温度降低,理想循环热效率将随着排气压力pc的降低而增加。降低排气压力pc,是汽轮机比内功ωi增加,理想循环热效率增加。
在决定热经济性的三个主要蒸汽参数初压、初温和排气压力中,排气压力对机组热经济性影响最大。
排汽压力pc降低,对汽轮机相对内效率不利。在极限背压以上,随着排汽压力pc的降低热经济性是提高的。(pc降至一定数值时,理想比内功的增加等于余速损失增加时,pc达到极限背压。)
(二)降低蒸汽终参数受到的限制汽轮机排汽的饱和温度,必然大于以下两个极限①理论极限——排汽的饱和温度必须等于或大于自然水温。②技术极限——排汽的饱和温度应在自然水(冷却水)水温的基础上加上冷却水温升和传热端差。
(三)凝汽器的最佳真空:在运行中凝汽器的真空并不一定是越高越好,只有在末级叶片极限压力以内这个说法才是正确的。
蒸汽中间再热:
蒸汽中间再热就是将汽轮机高压部分做过功的蒸汽从汽轮机某一中间级引出,送到锅炉的再热器在加热,提高温度后,又引回汽轮机,在以后的级中继续膨胀做功。
采用中间再热不仅减少了汽轮机排汽湿度,改善了汽轮机末几级叶片的工作条件,提高了汽轮机的相对内效率,同时由于蒸汽再热,使工质的焓降增大了,若汽轮发电机组输出功率不变,则可减少汽轮机总耗气量。此外中间再热的应用,能够采用更高的蒸汽初压,增大单机容量。
蒸汽中间再热的方法:1.烟气再热2.蒸汽再热3.用中间载热质再热蒸汽的方法
热电联产
在发电厂中利用汽轮机中做过功的蒸汽(可调节抽气或背压抽气)的热量供给热用户,这种在同一动力设备中同时生产电能和热能的生产过程称为热电联产。
热电联产的优点:1.节约燃料2.提高供热质量,改善劳动条件3.减轻环境污染4.减少了分散锅炉记起煤场、灰场所占用的土地,并减轻了城市运煤运灰的工作量。
回热加热器:
加热器按照内部汽、水接触方式的不同,可分为混合式加热器与表面式加热器两类。按受热面的布置方式,可分为立式和卧式两种。
混合式加热器及其系统的特点:
1.可以将水加热到该级加热器蒸汽压力下所对应的饱和水温度,充分利用了加热蒸汽的能位,热经济性较表面式加热器高。
2.由于汽、水直接接触,没有金属传热面,因而加热器结构简单,金属耗量少,造价低,便于汇集各种不同参数的汽、水流量,如疏水、补充水、扩容蒸汽等。
3.可以兼做除氧设备使用,避免高温金属受热面氧腐蚀。 4.全部由混合式加热器组成的回热系统系统复杂,回热系统运行安全性、可靠性低,系统投资大。
5.重力式回热系统布置方式有效地提高了热经济性,而且解决了高参数下的若干问题,减少了水泵,简化了热力系统。
6.表面式加热器分为卧式和立式两种。 表面式加热器的特点:①因有端差存在,未能最大程度利用加热蒸汽的能位,热经济性较混合式差。 ②由于有金属传热面,金属耗量大,内部结构复杂,制造叫困难,造价高。③不能除去水中的氧和其他气体未能有效的保护高温部件的安全。④全部由表面式加热器组成的回热系统简单,运行安全可靠,布置方便,系统投资和土建费用少。⑤绝大多数电厂不会都不会采用全部表面式加热器的回热系统,而是在中间适当的位置采用一混合式加热器,兼做除氧和收集各种汽、水的作用。水侧部分承受除氧器下给谁泵压力的便面式加热器称为高压加热器,承受凝汽器下凝结水泵压力的表面式加热器称为低压加热器。
加热器压力下饱和水温度与出口水温度之差称为端差,也称上端差。
若加热器端差不变,抽汽压降△pj加大,则回热加热器内汽侧压力pj'疏水温度tdj随之减小,引起加热器出口水温twj降低,导致增加压力较高的抽气量,减少本级抽气量,使整机回热抽气做功比Xr减小,热经济性下降。
表面式加热器疏水方式:疏水逐级自流方式;疏水泵方式。疏水逐级自流方式的热经济性较差,与疏水泵方式相比较,疏水逐级自流由于j级疏水热量进入j+1级加热器,是压力较高的j-1级加热器进口水温比疏水泵方式低,水在其中的焓升△hwj-1及相应的回热抽汽量Dj-1增加。而在压力较低的j+1级加热器因疏水热量的进入,排挤了部分低压回热抽气,Dj+1减少。这种疏水逐级自流方式造成高压抽气量的增加、低压抽气量的减少,从而使Wir、Xr、ηi减小,热经济性降低。而疏水泵方式完全避免了对j+1级低压抽气的排挤,同时提高了进入j-1级加热器的水温,使j-1级抽气略有减少,故热经济性较高。
给水除氧必要性:水中含有溶解性的活性气体,汽溶解度随着温度的升高而下降,温度越高这些气体就越容易直接和金属发生化学反应,是金属表面遭到腐蚀。其中危害最大的是氧气,氧对钢铁构成的热力设备及管道会产生较强的氧腐
蚀,二氧化碳会加剧这种腐蚀。所以,要对给水进行除氧。
给水除氧的方法:化学除氧、物理除氧(热力除氧法最主要的除氧方法)。热力除氧法的原理是道尔顿定律和亨利定律。
除氧器的自生沸腾及防治方法:由除氧器的热力计算中若计算出的加热蒸汽量为0或者负值,说明不需要回热抽气加热,仅凭其他进入除氧器的蒸汽和疏水就可满足将水加热到除氧器工作压力下的饱和温度,这种现象称为自生沸腾现象。为防止自生沸腾现象的发生,可将一些放热的物流,如排污扩容器来的蒸汽、轴封、阀杆漏气或高压加热器疏水改引至他处,也可设置高压加热器疏水冷却器来降低疏水焓后在引入除氧器。此外,太高除氧器压力既可降低高压加热器数量,又可减少其疏水量;当然将化学补充水引入除氧器也可起到防止自生沸腾的作用,但会使热经济性下降。
前置连接定压除氧器方式:该连接方式是在除氧器出口水前方设置一高压加热器并与除氧器共用同一级回热抽气,组成一级加热。滑压除氧器方式:这种连接方式在本级回热抽气管道上不设压力调节阀,因此在滑压范围内(20%~50%),其加热蒸汽压力随机组负荷而变化,避免了加热蒸汽的节流损失。为确保除氧器在低负荷(20%以下)时仍能自动向大气排气,仍应装有至高一级回热抽气管道上的切换阀和压力调节阀。该连接方式的热经济性是最高的,适合于再热机组和调峰机组。
滑压运行负荷骤升时,除氧器压力能够很快上升,然而水箱中的水因热惯性使水温滞后于压力的变化,由原饱和状态变为未饱和状态,水面上已离析出的气体又重新返回水中,即“返氧”现象,使除氧器出口的含氧量增大,恶化除氧效果。采取的措施:①控制负荷骤升速度②在给水箱内加装在沸腾管③对滑压范围甲乙适当的压缩。
滑压运行负荷骤降时,随着除氧器压力的下降,除氧水箱内的水由饱和状态变为过饱和状态而发生“闪蒸”现象,除氧效果由于水的再沸腾而更好,水温也因此而逐渐下降,但此时与水箱下水管相连的给水泵入口处的水温并没有立即跟着下降,而给水泵入口压力却随着除氧器压力的骤降而下降,当给水泵入口水温所对应的汽化压力大于给水泵内最低压力时,则气蚀就会发生,它会严重地影响给水泵的安全运行。
滑压运行除氧器防止给水泵气蚀的措施:1、提高除氧器安装高度;2、采用低转速前置泵;3、降低泵吸入管道的压降,应减少管道上不必要的弯头,管制件和水平管段长度;4、提高水泵吸入管内流速;5、加大给水泵流量;6、在给水泵入口注入“冷水”;7、适当的增加除氧器给水箱储水量;8、装设在滞后时间内能快速投入的备用汽源。
热化发电量与热化供热量的比值称为热化热化发电率,也叫单位供热量的电能生产率。
热点比Rtp为供热机组热化供热量与发电量之比。
a表示热化程度的比值称为热化系数,有小时热化系数αtp和年热化系数αtp之分。通常采用采用的小时热化系数,简称热化系数,以αtp表示,它是指供热式机组
maxmax的小时最大热化供热量Qh,t与小时最大热负荷Qh之比。
理论上的最佳热化系数总是小于1的,对工业热负荷,理论上的最佳热化系数为0.70~0.80。对采暖热负荷,理论上的最佳热化系数为0.50~0.60。
蒸汽供热系统通常有直接供热系统和间接供热系统。
汽轮机组的铭牌出力是指汽轮机在额定进气和再热参数工况下,排汽压力为11.8kPa,补水率为3%时,汽轮发电机组的保证出力。
汽轮机组保证最大连续出力是指汽轮机在通过铭牌出力所保证的进气量、额
定主蒸汽和再热蒸汽工况下,在正常的排气压力(4.9kPa)下,补水率为0%时,机组能保证达到的出力。
发电厂的工质损失,根据损失的不同部位,可分为内部损失与外部损失。发电厂的工质损失,根据损失的不同部位,可分为内部损失与外部损失。
管道参数等级用公称压力表示,符号为PN,压力等级分为21级,每一压力等级又分为7个温度等级。在允许的介质流速或压损条件下,管道的通流能力由内径来决定。规定了管道及附件的内径等级,这就是公称通径,符号DN,这是管道及附件的名义内径,不是实际内径,同一材料相同外径的管子,因其公称压力的不同,管壁厚度也不同,实际内径尺寸随之不同。
主蒸汽系统类型:1.单母管制系统2.切换母管制系统3.单元制系统 旁路系统的类型:高压旁路又称Ⅰ级旁路;低压旁路系统又称Ⅱ级旁路系统;整机旁路或Ⅲ级旁路、大旁路。常见的旁路系统都是由上述三种旁路系统中的一种或几种组合而成,国内采用的旁路系统主要有四种: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.整机旁路系统
旁路系统的作用:1.协调启动参数和流量,缩短启动时间,延长汽轮机寿命。2.保护再热器3.回收工质,降低噪声4.防止过路超压
不设旁路系统的措施:1.锅炉不设置启动旁路,而是从机组启动直至并网前,采用低温段过热器引出蒸汽进行采暖机、升速,可以满足机组冷态、稳态、热态和极热态启动的要求。2.启动器只采用高压缸启动方式,不考虑中压缸启动方式,因此设置旁路的意义不大。3.在机组启动时,锅炉有控制炉膛出口烟温的装置,保证启动期间炉膛出口烟温低于538℃,以保护再热器。但是蒸汽升温升压的速率要减慢,增加了启动时间,对热态启动增加10-15min。4.在机组甩负荷时,有防止超速,超温和超压的措施:(1)汽轮机控制系统设有超速保护和高、中压缸在甩负荷时进气阀的快关作用,迅速见效流入汽缸的蒸汽量,降低超速的可能性。(2)锅炉除有启动器控制炉膛出口烟温的功能,也有汽轮机跳闸是快速控制烟温的功能,减小了再热器超温的机会。(3)在主蒸汽和再热蒸汽管道上,设置安全阀,当系统失控超压时,安全阀动作,避免系统超压,但会增加工质损失。(4)主蒸汽系统设计时,不考虑故障停机不停炉措施。因为单元制系统,当停机时间较短时,锅炉热态启动的时间并不长;当停机时间较长时,不停炉已无必要,所以可以不设旁路系统。
给水系统是从除氧器给水箱下降管入口到锅炉省煤器进口之间的管道、阀门和附件的总称,以给水泵为界,给水泵进口之前为低压系统,给水泵出口之后为高压系统。
给水泵的连接方式:1.前置泵与主给水泵连接:(1)当为电动调速泵时多采用前置泵与主给水泵同轴串联连接方式(2)当给水泵由小汽轮机驱动时,其前置泵多采用单独的电动机驱动,即不同轴的串联连接方式。2.主蒸汽系统:由于除氧器必须高位布置,在低负荷时还必须切换到较高压力的抽汽管,为防止在低负荷时高压加热器的疏水不能自流人除氧器,须设置一备用管路与相应阀门连接到相邻的低压加热器,以保证低负荷时高压加热器的正常疏水。也有的机组将高压加热器疏水备用管路直接连接到疏水扩容器后进人凝汽器,
在启动和低负荷时疏水泵不投人运行,采用备用管路逐级自流方式运行,因此疏水泵不需设再循环管。
用来疏泄和收集全厂各类汽水管道疏水的管路及设备,称为发电厂的疏水系统。分为三种:自由疏水(防水),启动疏水(暂时疏水),经常疏水。
为回收锅炉汽包和各类容器(如除氧水箱)的溢水,以及检修设备时排放的合格水质的管路及设备,称为发电厂的防水系统。
液力偶合器的工作原理:运转时,在液力偶合器中充满工作油,当主动轴带动泵轮回转时,泵轮流道中的工作油因离心力的作用,沿着径向流道由泵轮内侧(进口)流向外缘(出口),形成高压高速油流。在出口处以径向相对速度与泵轮出口圆周速度组成合速,进入涡轮的进口径向流道,并沿着流道由工作油动量矩的改变去推动涡轮,使其跟随泵轮作同方向旋转。油在涡轮流道中由外缘流向内侧的过程中减压减速,在出口处又以径向相对速度与涡轮出口圆周速度组成合速,进入泵轮的进口径向流道,重新在泵轮中获得能量。如此周而复始,构成了工作油在泵轮和涡轮两者间的自然环流。在这种循环中,泵轮将输入的机械功转换为工作油的动能和升高压力的势能,而涡轮则将工作油的动能和势能转换为输出的机械功,从而实现了电动几到水泵间的动力传递。
泵与风机的联合运行:
1.并联运行:泵(风机)的并联运行是指两台或两台以上的泵(风机),同时向一条压力管路输送流体的工作方式。当采用一台泵(风机)不能满足流量要求时,常采用这种联合方式。并联工作的特点是:管路消耗的能量与每一台泵(风机)所提供的能量相等,系统的总流量为每台泵(风机)的流量之和。
2.串联运行:串联运行是指前一台泵(风机)的出口箱另一台泵(风机)的进口输送流体的工作方式。当用一台泵(风机)不能满足扬程(全压)的要求时,常采用这种运行方式。串联运行的特点:管路消耗的能量为每一台泵(风机)所提供的能量之和,系统的总流量与每台泵(风机)的流量相等。
二、名词解释
发电厂标准煤耗率:发电厂生产单位电能所消耗的标准煤的数量。 发电热耗率:发电厂生产单位电能所消耗的热量。
热电联产:在发电厂中利用在汽轮机中做过功的蒸汽的热量供给热用户。在同一动力设备中同时生产电能和热能的过程称为热电联产。
热力除氧:热力除氧的原理是建立在气体的溶解定律——亨利定律和道尔顿定律基础上的。
化学除氧:化学除氧是利用某些化学药剂与水中的氧发生反应,生成对金属不产生腐蚀的物质而达到除氧的目的。 经常疏水:是指在蒸汽管道正常工作压力下进行,为防止蒸汽外漏,疏水经疏水器排出。
旁路系统:是指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,进入再热器或直接排至凝汽器的蒸汽连接系统。
高压旁路:主蒸汽绕过汽轮机高压缸直接进入再热冷段管道,称为高压旁路(1级旁路)。
供热系统的质调节:水热网的流量不变,只调节送水温度,称为质调节。 热负荷图:是热负荷随室外温度或时间的变化图,反应热负荷的变化规律。 量调节:水热网的送水温度不变,只调节热网水的流量,称为量调节。 发电厂热力系统:是指发电厂热力部分的主辅设备如锅炉、汽轮机、水泵、热交换装置等按照热力循环的顺序用管道和附件连接起来的有机整体。
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。
自生沸腾:是指过量的热疏水及其他辅助蒸汽进入除氧器时,其放热量就可以满足将水加热到除氧器压力下饱和温度,已而使除氧器内的给水不需要回热抽汽就能自己沸腾的现象。
热化系数:由汽轮机抽汽供热量与全部供暖热负荷要求的总热量之间的比率系数,即表示热化程度的比值称为热化系数。
热化发电比值:热化发电量占整个机组发电量的比值。
低压旁路:再热后蒸汽绕过汽轮机中,低压缸的直接进入凝汽器,称低压旁路。
自由疏水:是指停用时管道内的凝结水在启动暖管之前先放出,这时管内没有蒸汽,是在大气压力下经漏斗排出来的,其目的是为了监视方便。
全年性热负荷:由热电厂或几种锅炉房向城市的一个或几个较大区域或工业企业供应热能的系统称为集中供热系统。
从集中供热系统或者热电厂获得热量的用热单位称为该系统或者热电厂的热用户。 由供热系统通过热网向热用户供应的不同用途的热量,称为热负荷。
汽轮发电机组单位时间内产生电能所消耗的蒸汽量,称为汽轮发电机组的汽耗量。
在初温和排气压力一定的情况下,随着初压的提高,有一使循环热效率开始下降的压力,称为极限压力。在极限背压以上,降低排气压力,热经济性提高。
采用高参数,大容量机组的意义:1,热经济性高,节约一次能源,降低发电成本2,节约投资,缩短工期以及减少土地占用面积3,减少污染物的排放,保护环境。
自然水温Tc1是降低Pc的理论限制,而冷却水不可能无限多,凝汽器的冷却面积不可能无穷大,因此,△t,δt必然存在,是降低Pc的技术限制。
给水回热加热是指从汽轮机某些中间级抽出部分蒸汽,送往加热器,对锅炉给水进行加热的过程,与之相应的热力循环称为回热循环。
热电联产:利用在汽机中做过功的蒸汽的热量供给热用户,这种在同一动力设备中同时生产电能和热能的过程
蒸汽中间再热:将汽机高压部分做过的功的蒸汽从某一级引出送到再热器加热后,又引回汽机在以后的级中继续膨胀做功
热耗率:发电机组每产生1度电所消耗的热量 汽耗率:发电机组每产生1度电所消耗的蒸汽量 热效率:有效利用的能量占输入能量的百分比
最佳给水温度:回热循环汽轮机绝对内效率为最大值时对应的给水温度 提高初温:绝对内效率提高 排气温度减小
提高初压:ni取决于nt和nri P0上升nt上升nri下降 ni=nt`nri
气温度增加 排
提高初参数:增大锅炉燃烧率
限制条件 :初温:动力设备材料强度
初压:末级叶片容评的最大温度限制
大机组:提高初参数时,nri降低不大,经济性是提高的
小机组:提高初参数时,nri的降低会超高ni的增加,经济性会降低
降低终参数的目的:降低平均放热温度,提高nt=1-Tc/T1,增加循环效率 降低终参数的限制:末级叶片温度和自然界温度
给水热循环提高经济性:
减少了进入凝汽器的蒸汽量,冷源损失减少 提高了给水温度,使锅炉传热温差降低
回热分配法:焓降分配法、平均分配法、等焓降分配法、几何级数分配法
再热目的:降低末级温度、增加蒸汽做功能力、提高单机容量 方法:烟气再热、蒸汽再热、用中间载热质再热
对回热 :减弱回热经济性 对策:使用蒸汽冷却器 混合式加热器:加热蒸汽与水在加热器内直接接触
高压加热器:水侧部分承受除氧器下给水泵压力的表面式加热器。 加热器上端差:加热器压力下饱和水温度与出口水温度之差。 加热器下端差:加热器压力下饱和水温度与进口水温度之差 疏水逐级自流:利用相邻表面式加热器汽侧压差,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。
抽汽管道压降:指汽轮机抽汽口压力Pj和j级回热加热器内汽侧压力Pj’之差
疏水:加热蒸汽在管外冲刷放热后凝结下来成为加热器的疏水 除氧器闪蒸:负荷骤降时,随着除氧器压力的下降,除氧水箱内的水由饱和状态变为过饱和状态而发生。
除氧器反氧:负荷骤升时,水箱中的水因热惯性使水温滞后于压力的变化,水面上已离析出的气体又重新返回水中。
除氧器自生沸腾:不需要回热抽汽加热,仅靠其他进入除氧器的蒸汽和疏水就可以满足将水加热到除氧器工作压力下的饱和温度。
除氧器定压运行:定压运行除氧器是保持除氧器工作压力为一定值。 除氧器滑压运行:是指在滑压范围内运行时其压力随主机负荷与抽汽压力的变动而变化。
混合气体的全压力:混合气体的全压力等于各组成气(汽)体分压力之和。 亨利定律:在一定温度条件下,气体溶于水中和气体自水中溢出是动态过程,当处于动态平衡时,单位体积中溶解的气体量B与水面上该气体的分压力Pb程正比。
道尔顿分压定律:混合气体的全压力等于各组成气(汽)体分压力之和。 简答:
1.回热机组热力系统计算的三个基本公式及计算公式:热平衡式、物质平衡式、汽轮机功率方程式
2.大机组高加中有三段,是哪三段?过热蒸汽冷却段、凝结段、疏水冷却段 3.表面式加热器疏水方式的种类及经济性的比较:疏水逐级自流方式 疏水泵方式
两种不同的疏水收集方式中,疏水泵方式的热经济性仅次于没有疏水的混合式加热器。因为疏水和主水流(主给水或主凝结水)混合后可减少该级加热器的热出口端差,因而提高了热经济性。但由于疏水流量不大,如果低压加热器的疏水量只占主凝结水量的2%~5%,混合后主凝结水温度约提高0.5℃,比无端差的混合式加热器热经济性低0.4%左右。
4.加热器分类(传热、水侧压力)传热:混合式加热器、表面式加热器 水侧压力:高压加热器、低压加热器
5.加热器蒸汽冷却器、疏水器分类加热器蒸汽冷却器:内置式、外置式;加热器疏水冷却器:内置式、外置式
6.锅炉给水除氧的目的及保证除氧效果好的条件:主要目的是避免传热恶化,降低热阻,提高机组热经济性,保证设备的安全性、可靠性。条件:1、水应该被加热到除氧器工作压力下的饱和温度;2、必须把水中逸出的气体及时排走,
以保证液面上的氧气及其他气体分压力维持为零或最小;3、被除氧的水与加热蒸汽应该有足够的接触面积,蒸汽与水应逆向流动,确保有较大的不平衡压差。
7.热力除氧原理的理论依据及去除何种气体:主要依据的是亨利定律和道尔顿定律,将水中溶解氧和其他气体除掉,并且在水中无任何残留物质。
8.除氧器滑压运行时,逐级负荷骤升、降可能能出现的问题:负荷骤升时,容易出现“反氧”现象,使除氧器出口的含氧量增大,恶化除氧效果。负荷骤降时,容易出现“闪蒸”现象和气蚀现象,严重地影响给水泵的安全运行。
9.除氧器自生沸腾产生的原因问题及对策:由除氧器的热力计算中若计算出的加热蒸汽量为零或者负值,说明不需要回热抽汽加热,仅凭其他进入除氧器的蒸汽和疏水就可以满足将水加热到除氧器工作压力下饱和温度,这种现象叫自生沸腾现象。除氧器自生沸腾时,回热抽汽管上的止回阀关闭,破坏了汽水逆向流动,排气公职损失加大,热量损失加大,除氧效果恶化,通知还威胁除氧器的安全。为防止除氧器自生沸腾现象发生,可将一些放热的物流,如排污扩容器来的蒸汽、轴封、阀杆漏汽或高压加热器疏水改引至他出,也可设置高压加热器疏水冷却器来降低疏水焓后再引入除氧器。此外提高除氧器压力既可以降低高压加热器数量又可以减少其疏水量;当然将化学补充水引入除氧器也可以起到防止自生沸腾的作用,但会使热经济性收到影响。
10.给水除氧方法分类:化学除氧法、物理除氧法(热力除氧法) 11.除氧器按压力分类:真空式、大气压式、高压除氧器
12.除氧器滑压运行时给水泵在何种条件下容易气蚀,预防措施:负荷骤降时,发生“闪蒸”现象,水温因此而逐渐下降,但此时与水箱下水管相连的给水泵入口处的水温并没有立即跟着下降,而给水泵入口的压力却随着除氧器压力骤降而下降,当给水泵入口水温所对应的汽化压力大于给水泵内最低压力时,这气蚀就将发生。预防措施:1、提高除氧器安装高度;2、采用低转速前置泵;3、降低泵吸入管道的压降,应减少管道上不必要的弯头,管制件和水平管段长度;4、提高水泵吸入管内流速;5、加大给水泵流量;6、在给水泵入口注入“冷水;”7、适当的增加除氧器给水箱储水量;8、装设在滞后时间内能快速投入的备用汽源。
13.除氧器运行方式:定压运行;滑压运行 14.公称压力、通径及含义
管道参数等级用公称压力表示,符号为PN。在国家标准中规定了管道及附件的内径等级,这就是公称通径,用符号DN表示。
15.主蒸汽系统类型,特点及适用场合
主蒸汽系统类型非为三种:单母管制系统、切换母管制系统、单元制系统。 单母管制系统 特点:其特点是发电厂所有锅炉的蒸汽先引至一根蒸汽母管集中后,再由该母管引至汽轮机和各用汽处。适用场合:这种系统通常用于锅炉和汽轮机台数不匹配,而热负荷又必须确保可靠供应的热电厂遗迹单机容量为6WM以下的电厂。
切换母管制系统。 特点:其特点为每台锅炉与其相对应的汽轮机组成一个单元,正常时机炉成单元运行,各单元之间装有母管,每一单元与母管性练出装有三个切换阀门。适用场合:该系统适宜装有高压供热式机组的发电厂和中、小型发电厂采用。
单元制系统。 特点:其特点是每台锅炉与相对应的汽轮机组成一个独立的单元,各单元间无母管横向联系,单元内各用汽设备的新蒸汽支管均引自记录之间的主蒸汽管道。适用场合:如装有高压凝气式机组的发电厂,可采用单元制系统;对装有中
间再热凝汽式几组或再热供热式几组的发电厂,应采用单元制系统。
16.中间再热机组旁路系统种类与作用,最常用的形式 旁路系统的类型有四种:三级旁路系统,两级旁路串联系统,两级旁路并联系统,整机旁路系统。作用:a.协调启动参数和流量,缩短启动时间,延长汽轮机寿命。b.保护再热器。C.回工质,降低噪声。d.防止过路超压。最常用的形式是两级旁路串联系统。
17.加热器疏水装置种类及特点
U形水封。利用U形观众水柱高度来平衡相邻加热器间压差,时限自动排水和维持一定汽侧水位。
浮子式疏水器。浮子式疏水器由浮子、滑阀及其相连接的一套转动连杆机械组成。
疏水调节阀。摇杆绕心轴转动,通过杠杆使阀杆上下移动,从而实现疏水调节阀的启闭。
18.加热器水侧旁路类型及特点
加热器水侧旁路通常有单个加热器的小旁路和两个加热器以上的大旁路两种。单个加热器的小旁路运行灵活,事故波面小对热经济性的影响也小,单系统复杂、连接管路及管制件多,投资大。大旁路则刚好相反,系统简单,单事故波及面大,对热经济的影响大,随着高压加热器制造质量的提高,大旁路也应用较多。
19.什么是发电厂原则性热力系统?他的特点和作用是什么?它有哪些局部系统组成?
发电厂原则性热力系统表明能量转换与利用的基本过陈年个,它反映了发电厂动力循环中工质的基本流程、能量转换与利用过程的完善程度。他的特点是简捷、清晰。作用是可以通过其计算出发电厂热经济指标。它由故偶、汽轮机及其主蒸汽、再热蒸汽管道连接系统、给水会热加热系统、锅炉连续排污利用系统、不冲水系统、热电厂对外供热系统等局部系统组成。
20.什么是发电厂全面性热力系统?它与原则性热力系统在画法上的根本区别是什么?发电厂全面性热力系统的主要作用是什么?
发电厂的全面性热力系统是在原则性热力系统的基础上充分考虑到电厂生产所必需的连续性、安全性、可靠性和灵活性后所组成的实际热力系统。区别是发电场中所有的热力设备、管道及附件,包括主、辅设备,主管道及旁路管道,正常运行与事故备用的,机组启动、运行、停机、保护及低负荷切换运行的管路、管制件都应该在发电厂全面性热力系统图上反映出来。主要作用发电厂全面性热力系统对发电厂射击而言,会影响到投资和各种钢材的耗量;对施工而言,会影响到施工工作量和施工周期;对运行而言,会影响到热力系统运行调度的灵活性、可靠性和经济型;对检修而言,会影响到各种切换的可能性及备用设备投入的可能性。
21.给水泵出口再循环管有什么作用?保证给水泵有一最小不汽蚀流量,防止给水泵在低压运行时,入口处发生汽蚀。
22.热电联产及其优点?在发电厂中利用在汽轮机中做过功的蒸汽的热量供给热用户,这种在同一动力设备中同时生产电能与热能的生产过程成为热电联产。优点:a.节约燃料b.提高供热质量,改善劳动条件c.减轻环境污染d.减少土地占用和运煤的工作量
23.对主蒸汽管道的要求是什么?有较高的工作可靠性,同时,设计压力,设计温度,管道的工称压力和工称通径符合《应力规定》及《管道规定》。
24.简述为什么要对给水除氧。 水中溶解的活性气体在水温升高时随溶解
度下降而逸出,易直接与金属发生化学反应,使金属表面遭到腐蚀
25.再热参数(再热温度和压力)应如何选择?1.选定合理的蒸汽再热后的温度;2.确定最佳再热压力;3.核对蒸汽在汽轮机内的排汽温度是否在允许范围内。
26.造成发电厂汽水损失的原因与减少损失的措施有哪些?原因:循环过程的管道,设备及附件中存在的缺陷和工艺需要措施:a.尽量用焊接代替法兰连接b.选择较完善的热力系统及汽水回收方式,提高工质回收率及热量利用率,设置轴封冷却器和连续排污利用系统c.提高设备及管制件的制造、安装及维修质量d.加强运行调整,锅炉、汽轮机和除氧器采用滑参数运行启动
27.回热系统计算的目的是什么?1.确定汽轮机组在某一工况下的热经济指标和各部分汽水流量;2.根据计算结果选择有关辅助设备和汽水管道;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
28.降低终参数的极限是什么?为什么?理论极限:排气的饱和温度必须等于或大于自然水温;技术极限:排气的饱和温度应在自然水温的基础上加上冷却水温升和传热端差。
29.锅炉连续排污的目的是什么?控制汽包内锅炉给水品质在允许范围内,保证蒸汽品质合格。
30.在回热系统中,为什么都选用比混合式热经济性差的表面式加热器?混合式加热器的设备多,造价高,主厂房不知复杂,土建投资大,安全可靠性低。
31.简述滑压运行除氧器比定压运行除氧器热经济性高的原因。定压运行时,需要调节阀,造成节流损失,系统复杂,操作复杂,故热经济性比滑压运行差。
32.为什么随着机组参数提高、容量增大采用的回热级数也相应增多?1.回热级数增加,附加冷源损失将减少,汽轮机绝对内效率将增加;2.回热级数增加,能充分利用较低抽汽,使回热抽汽做功增加,提高了回热循环效率。
33.简述轴封加热器的作用?轴封加热器的蒸汽为汽轮机各气缸末端的轴封漏出的汽气混合物;轴封加热器利用汽气混合物的热量,提高系统热经济性,保证轴封系统正常运行,防汽轮机车间的蒸汽污染。 34.中间再热对给水回热加热有何影响?简述原因。回热机组采用蒸汽中间再热,会使会热的热经济效果减弱,影响回热的最佳分配。再热对回热分配的影响主要反映在锅炉给水温度和再热后第一级抽汽压力的选择上;a.再热使回热抽汽的温度和焓值提高,使回热抽汽量减少,回热抽汽做功减少,凝气流做功性对增加,冷源损失增加,热效率较无再热机组稍低;b.再热使各级抽汽的焓和过热度增大,使加热器的传热温差增加,不可逆传热损失增加,降低了回热的热经济性。
35.混合式加热器的优点有哪些?1.可以将水加热到该级加热器蒸汽压力下所对应的饱和水温度,充分利用加热器的能位,热经济性较表面式加热器高。2.结构简单,金属耗量少,造价低。3.可以兼做除氧器设备使用,避免高温金属受热面氧腐蚀。
36.高压加热器的过热蒸汽冷却段的任务是什么?让过热度较大的回热抽汽先经过一个冷却段降低温度后,在进入回热加热器,可减少回热加热器内汽水换热的不可逆损失;还可以提高加热器出口水温,减少加热器端差,改善回热系统热经济型。
37.表面式加热器的疏水冷却段的任务是什么?减少疏水逐级自流排挤低压抽汽所引起的附加冷源损失或因疏水压力降产生热能贬值带来的火用损,避免采用疏水泵方式带来其他问题
38.提高蒸汽初参数、降低蒸汽终参数均可提高机组的热经济性,其受哪些主要条件限制?1.提高蒸汽初温受到动力设备材料强度的限制;2.提高蒸汽初压和降低排气压力主要受到汽轮机末级叶片容许的最大湿度的限制;3.排气温度不然大于理论极限和技术极限
39.除氧器滑压运行的优点与存在的问题?负荷骤升时,出现“返氧”现象,除氧器出口的含氧量增大,恶化除氧效果。负荷骤降时,出现“闪蒸”现象,除氧效果由于水的再沸腾而更好,水温逐渐下降,当给水泵入口水温所对应的汽化压力大于给水泵内最低时,则气蚀将发生,影响泵的安全运行。
40.中间再热机组旁路系统的作用是什么?1.协调启动参数和流量,缩短启动时间,延长汽轮机寿命;2.保护再热器;3.回收工质,降低噪声;4.防止锅炉超压
41.高参数机组为什么选择中间再热?当机组初压力不断提高时,蒸汽膨胀到终点的湿度不断增加,影响设备的经济性,汽轮机相对内效率降低,引起叶片侵蚀,降低寿命,危害设备的安全性,采用蒸汽中间再热可降低汽轮机末级排气的湿度,减轻了这类问题。
42.除氧器滑压运行时,对除氧器给水泵效果影响?避免?(加再沸腾管) 答:当电负荷降低时,(1)除氧器压力随电负荷骤然下降
⑵水温滞后变化⑶水箱内闪蒸,改善除氧效果。电负荷升高时,除氧器压力随电负荷提高,水温滞后变化,析出的气体重返水中,恶化除氧效果,达不到除氧器压力下的饱和温度。
43.滑压除氧器防止给水泵汽蚀技术措施有哪些?答:(1)提高静压头(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(4)缩短滞后时间(5)减缓暂态过程除氧器压力下降。
44.回热系统的损失包括哪些?答:① 抽气管道压降损失 ② 面式加热器端差 ③ 布置损失(4)实际回热焓升分配损失。
45.减少工质损失的措施有哪些? 答:(1)选择和合适的热力系统及汽水回收方式,尽量回收工质并利用其热量。(2)改进工艺过程(3)提高安装检修质量。
46.除氧器滑压运行时,由于负荷突然变化,对给水泵安全运行会产生什么不良影响?如何避免?答:当汽轮机机组负荷突然下降时,到除氧器的排气压力就突然降低,此时给水泵入口压力就跟着降低,但水箱中的水温降低存在滞后,所以水箱的水温就超过了降低后除氧器压力下的饱和温度,这样加大了给水泵汽蚀的可能性。 措施:(1)可以在给水泵之前设置前置泵(2)往给水泵中注入凝结水(3)冷却器冷却给水泵入口的水,是水泵入口的水温降低,进而达到防止水泵汽蚀
47.除氧器滑压运行时,由于负荷突然变化,对除氧效果会产生什么不良影响?如何避免?答:当汽轮机机组负荷突然增大时,到除氧器的抽汽压力就突然升高,此时水箱中的水温升高滞后,所以水箱的水就达不到升高后的除氧器压力下的饱和温度,使除氧效果变差。 措施:可以投入水箱中的再沸管束来加热水箱中的水,使其尽快达到除氧器压力下的饱和温度,进而保证除氧效果。
48.汽轮机本体疏水系统中的疏水是怎样产生的?答:①机组启动、暖管、暖机时,蒸汽停留在某段死区不流动时,凝结成水;②停机后,残存在汽缸管道的蒸汽凝结成水;③蒸汽带水或减温减压器喷水过多时,聚集成的凝结水
49. 发电厂疏水放水系统是怎样定义的,其作用是什么?答:①疏水系统:输送和收集全厂各类汽水管道疏水的管路系统和设备。作用:疏水防止进行中由于管路聚集有凝结水而引起水击,使管道或设备发生振动,防止水进入汽轮机发
生水击事故。②放水系统:为回收锅炉汽包和各种箱类的溢水,以及检修设备时排放的水质合格的管路及设备放水。放水作用:回收溢水、放水、减少工质损失和热损失。
50.再热机组的旁路系统有哪几种形式?旁路系统的作用?及旁路减温水来自何处?答:形式:(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)单级旁路系统(5)三用阀旁路系统。 作用:(1)保护再热器(2)协调启动参数和流量(3)回收工质和热量,降低噪音(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。 ·高压旁路减温水来自给水泵的中间抽头,低压旁路的减温水来自凝结水的中间抽头。
———杜琪
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