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660MW机组的全面性热力系统


660MW机组的全面性热力系统 1.管道的材料、壁厚和内径与管内介质的那些参数有关? 2.什么是公称压力?它与管道介质的工作压力有何关系? 3.简述阀门的分类及各种阀门的作用。 (一) 主蒸汽及再热蒸汽系统 9%Cr铁素体耐热钢 在T9(9Cr-1Mo)钢的基础上,添加了微量的强碳化物形成元素V(0.18-0.25%)和 Nb(0.06-0.10%) , 以达到细化晶粒并提高高温

强度要求, 并通过V、 Nb含量优化, 得到9Cr1MoVNb (T/P91)具有较好的综合力学性能,组织和性能稳定,具有良 好的焊接性能和工艺性能,较高的持久强度及抗氧化性高的许用应力和韧性、抗 热疲劳性能,可作为593℃以下的过热器、再热器、联箱和主蒸汽管道等,在世 界范围内得到了广泛的应用 日本: 最高应用的压力为川越电厂, 蒸汽参数31.0MPa/566/566/566℃的超超临界机 组; 最高应用的温度则在原町电厂,蒸汽参数24.5MPa/600/600℃。 国内:亚临界600MW、超(超)临界600MW、900MW机组主蒸汽管道、高温再热蒸汽管 道的首选 9%Cr铁素体耐热钢 在P91基础上,适当降低Mo含量至0.30-0.60%,加入1.50-2.00%的W,并形成以W为 主W-Mo的复合固溶强化,得到了140MPa级的日本T92 ( 9CrMo2WVNb )(日本称 为NF616)。可用在620℃以下。 具有比奥氏体钢更为优良的热膨胀系数和导热系数;在600、650℃其持久强度远高 于相应温度下的T/P91(且具有良好的持久塑性)。 此外T/P92有良好的韧性、可焊性以及加工性能;抗蒸汽氧化性能好,与T/P91基本 相同;抗高温腐蚀性能略优于T/P91。 欧洲应用较多。 在620℃以上,9%Cr钢的抗氧化性能有限,必须采用12%Cr钢材: T/P122 ( 11CrMo2WCuVNb),在2000年投运的日本橘湾电厂1050MW/600/610℃的超超临 界机组的锅炉过热器和再热器出口联箱上首次使用 国内1000MW超超临界机组主汽及再热热段材料

本节思考题 1.主蒸汽系统有哪几种型式?它们各有哪些特点? 2.单元制系统的管道布置有哪几种?它们各有哪些特点? 3.识读660MW机组的主蒸汽系统, 说明该系统采用了哪些保护措施, 采用了哪些消除 主蒸汽压力损失和温度偏差的措施? (二) 旁路系统 本节思考题 1.什么叫汽轮机的旁路系统?旁路系统有哪几种主要型式?

2.旁路系统有哪些作用? 3.画出两级串联旁路系统的示意图,并标明减温水来源。 660MW机组的原则性热力系统 原则性热力系统的意义 1.热力系统是通过热力管道及阀门、附件将锅炉、汽轮机及各种辅机有机地联系起 来,实现各种工况下的热功转换和热力循环。 2.热力系统图是用来反映热力系统的图。 3.热力系统图有两种,包括原则性热力系统图和全面性热力系统图。 原则性和全面性热力系统的区别 ——用途与意义 原则性热力系统是一种原理性图,多反映设计工况下系统的热经济性。 全面性热力系统反映实际热力系统,包括所有运行工况(启动、停机、故障、升降 负荷等),注重安全可靠性和热经济性。 原则性和全面性热力系统图的区别 ——图面特征 原则性热力系统图上只有设计工况下工质流动路径上的设备及管道(相同设备只画 一个,只画出与热经济性有关的阀门)。 全面性热力系统图上画出所有运行及备用的设备、管道及阀门、附件等。 发电厂热力系统的范围 发电厂原则性热力系统的拟定 如何读懂原则性热力系统? 典型原则性热力系统举例(1) ——现代大型机组 国产引进型300MW机组 国产亚临界600MW机组 法国引进600MW机组 国产引进型300MW机组 国产引进型300MW机组 国产引进型300MW机组 轴封及门杆漏汽的利用原则 国产亚临界600MW机组 主要区别 法国引进600MW机组 现代大型机组原则性热力系统的共同特点 1.加热器的结构都采用分段式,提高热经济性; 2.加热器的疏水方式大多采用疏水逐级自流,系统简单; 3.回热级数都是8级; 4.正常运行时,采用汽动给水泵; 典型原则性热力系统举例(2) ——中型机组 国产100MW机组

国产125MW机组 改进型135MW机组(新!) 国产200MW机组 国产100MW机组 国产125MW机组 国产200MW机组 中型机组原则性热力系统的 共同特点 1.末两级低压加热器的疏水方式多采用疏水泵方式,以减少疏水进入凝汽器造成的 附加冷源热损失; 2.除氧器多采用定压运行; 3.滑压运行除氧器要配合设置前置泵,以防止给水泵汽蚀; 3.采用电动给水泵; 4.压力较低,无需设置凝结水精处理装置。 国产改进型135MW机组 135MW机组与原125MW机组 热力系统的主要区别 除氧器采用滑压运行,提高了机组运行热经济性; 回热级数减少为6级,但热耗却降低约453.2kJ/(kW*h) (125MW:8593,135MW:8139.8); 回热系统的组成:2高3低1除氧。 全面性热力系统吸收300、600MW机组的设计思路! 典型原则性热力系统举例(3) ——超临界机组 我国第一台超临界600MW机组(ABB) 引进俄罗斯超临界500MW机组(盘山电厂) ABB超临界600MW机组 俄罗斯超临界500MW机组 俄罗斯超临界机组的特殊之处 凝结水系统:末两级低加采用混合式加热器,提高了热经济性,但系统复杂(混 合式加热器后必须加设水泵); 给水系统:前置泵为汽动泵; H2、H3(再热前、后)采用外置式蒸汽冷却器,一部分水由蒸汽冷却器加热后直 接与给水混合(此处混合,温差最小),相当于两级并联; H5、H6仍采用内置式蒸汽冷却器,尽量利用再热后的蒸汽过热度。 1000MW机组的原则性热力系统 哈汽1000MW机组(合作方:三菱) 东汽1000MW机组(合作方:日立) 上汽1000MW机组(合作方:西门子) 哈汽1000MW机组

哈汽1000MW机组 哈汽1000MW机组 东汽1000MW机组 上汽1000MW机组 上汽1000MW机组 本节思考题 1.现代大型机组的原则性热力系统相比中型机组在哪些方面进行了改进? 2.绘制660MW超超临界机组的原则性热力系统图,并进行描述(要求流程清楚,并表 示各设备名称)。 3.说明本厂660MW超超临界机组的原则性热力系统与哈汽/东汽1000MW超超临界机组 的主要不同之处。 滨海电厂厂内循环水系统 开式循环冷却水系统只能利用海水作为冷却介质,因此滨海电厂中的绝大多数冷却 设备,有的尽管用水量较大也采用闭式循环冷却水(即水质较高的凝结水)进行 冷却。 使用开式循环冷却水冷却的设备: 水环式真空泵冷却器 闭式循环热交换器 本节思考题 1.上汽660MW机组的低压加热器疏水系统有何特点,与常规600MW机组有何不同? 2.辅助蒸汽系统的汽源一般有哪三路?设置这些汽源的目的是什么? 3.闭式循环热交换器的作用是什么? 凝汽式电厂的热经济性评价方法 热量法(效率法) 热效率之一:锅炉效率 锅炉效率ηb = Qb / Qcp=Qb /Bqnet Qb ——锅炉热负荷, kJ/h Qb= Db(hb- hfw)+ Drhqrh Qcp ——全厂热耗量, kJ/h B ——锅炉煤耗量,kg / h qnet ——燃料的低位发热量,kJ/kg Drh ——再热蒸汽量,kg / h 锅炉热损失中排烟损失所占比例最大:40~50% 大型锅炉一般在90~84% 热效率之二:管道效率

管道效率ηp = Q0 /Qb Qb ——锅炉热负荷, kJ/h

Q0 ——汽轮发电机组热耗量, kJ/h
只反映了管道的散热损失 一般为98~99% 热效率之三:汽轮机装置内效率 汽轮机的冷源损失 理想情况下汽轮机排汽在凝汽器的放热量 蒸汽在汽轮机实际膨胀过程中使作功减少而增加的冷源损失 汽轮机内效率ηi = Wi /Qo = Wi / Wa * Wa / Q o = ηri ηt = wi /q o 理想循环热效率 ηt= Wa / Q o 汽轮机相对内效率 ηri = Wi / Wa 汽轮机汽耗量为D o 时的实际内功W 计算问题:各种汽流的做功之和;输入输出能量之差;用反平衡求 热效率之四:机械效率 发电机能量损失及电机效率 ηg= Pe / Pax 熵方法 典型的做功能力损失 典型的设备中的不可逆损失 有温差的传热过程 举例比较两种热经济性评价方法 本节思考题 1.火电厂的热经济性评价方法有哪些?它们分别有哪些特点? 2.凝汽式电厂的不可逆损失有哪些?发生在哪些设备中? 3.什么是冷源损失?从热量法的角度分析,怎样减少冷源损失? 凝汽式电厂的主要热经济性指标 汽轮发电机组的经济指标 本节思考题 1.说明下列重要热经济性指标的物理意义:凝汽式电厂的全厂热效率,汽轮发电机 组的绝对和相对热内效率,供电标准煤耗率,厂用电率 2.供电煤耗率与发电煤耗率有何区别?它们之间的关系是什么? 凝汽式电厂热经济性的提高 朗肯循环的组成及效率 平均吸热温度的概念及其应用 初参数对循环效率的影响 终参数对循环效率的影响

影响回热的因素 焓升分配的确定 回热级数的确定,给水温度的确定 影响再热的因素 最佳再热压力的确定,再热级数的确定 (一) 蒸汽初参数对经济性的影响 最佳初压与初温和机组容量的关系 (二)蒸汽终参数对经济性的影响 回热级数与ηi关系 多级回热的焓升分配 (四)蒸汽中间再热循环及其经济性 本节思考题 1.提高火电厂的热经济性的主要途径有哪些?试分析它们提高热经济性的主要原 因。 2.机组采用高参数 (高温、 高压) 后对循环热效率、 汽轮机相对内效率有什么影响? 3.哪些因素影响回热循环的热效率?怎样影响? 4.现代大型机组为何要采用再热循环? 本节思考题 1.回热抽汽系统中有哪些防止汽轮机进水和超速的措施有哪些? 2.大型机组的过热器和再热器减温水一般从热力系统的何处引出? 3.660MW机组的给水泵配置有哪几种情况? 4.本机组的补充水系统与一般大型机组有何不同? 单级串联外置式 蒸汽冷却器 H2、H3(再热前、后)采用外置式蒸汽冷却器,一部分水由蒸汽冷却器加热后直接 与给水混合(此处混合,温差最小),相当于两级并联 本节思考题 1.发电厂热力系统为何需要补充水?大型机组的补充水一般补入什么设备? 2.机组正常运行时,哪些设备需要抽空气? 3.疏水器有什么作用?常用的疏水器有哪些类型?各有什么特点? 4.滑压运行除氧器采取什么措施来应对负荷突变? 辅机事故工况 高压加热器水侧自动旁路示意图 沙角C厂660MW机组的高压加热器水侧自动旁路示意图 某600MW亚临界机组的高压加热器运行方案及其热经济性 正常运行时给水旁路泄漏对热经济性的影响 启动、低负荷时的调整 启动、低负荷时的调整

本节思考题 1.什么是加热器的水侧旁路?有何作用? 2.什么是给水再循环?有何作用? 3.什么是凝结水再循环?有何作用?


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