汽机培训教材回热 凝结 循环 给水.docVIP

第三章 回热抽汽系统 第一节 系统概述 1．1概述 在蒸汽热力循环中，通常要从汽轮机数个中间级抽出一部分蒸汽，送到给水加热器中用于锅炉给水的加热（即抽汽回热系统）。我公司原则性热力系统图见图3－1。 图3－1原则性热力系统 抽汽回热系统作用 抽汽回热系统是原则性热力系统最基本的组成部分，采用抽汽加热锅炉给水的目的在于减少冷源损失，一定抽汽量的蒸汽作了部分功后不再至凝汽器中向冷却水放热，既避免了蒸汽的热量被循环冷却水带走，使蒸汽热量得到充分利用，热耗率下降。同时由于利用了在汽轮机作过部分功的蒸汽来加热给水，提高了给水温度，减少了锅炉受热面的传热温差，从而减少了给水加热过程的不可逆损失，在锅炉中的吸热量也相应减少。综合以上原因说明抽汽回热系统提高了机组循环热效率，因此抽汽回热系统的正常投运对提高机组的热经济性具有决定性的影响。 影响抽汽回热系统经济性的主要参数 影响给水回热加热热经济性的主要参数为回热加热分配、相应的最佳给水温度和回热级数，三者紧密联系，互有影响。 在求解最佳回热分配的计算分析中，以Z级理想回热循环的循环效率最大值求其最佳回热分配，（所谓理想回热循环，即假定为混合式加热器，端差为零，不计新蒸汽、抽汽压损和泵功，忽略散热损失）求得理想回热循环的最佳回热分配通式后，根据需要忽略一些次要因素，进一步简化，即可获得其它近似的最佳回热分配通式。如“焓降分配法”，这种分配方法是将每一级加热器的焓升取作等于前一级至本级的蒸汽在汽轮机中的焓降；又如“平均分配法”，这种回热分配方法的原则是每一级加热器的焓升相等；其它还有“等焓降分配法”等。可见给水回热总加热量在各级中的分配是在一定的给水温度和一定级数的条件下，使循环热效率最高为原则，由此对应的各级抽汽回热参数，即为最有利分配的参数。 提高系统循环热效率的措施 将给水加热到多少温度，才能使循环热效率达到最高值？以单级抽汽回热为例，回热时给水温度t从汽轮机排汽压力下的饱和温度开始逐渐增加，热效率也逐渐增加，热效率达最大值时的给水温度称为最佳给水温度。再提高给水加热温度时，热效率反会减小，热经济性就降低，这是因为给水加热温度提高后，相应的抽汽压力也提高，对该部分抽汽而言，每千克蒸汽在汽轮机中热变功的量减少了，若发电量不变，则需要增加进入汽轮机的新蒸汽量，以弥补因抽汽而减少的发电量。抽汽压力愈高，增加的新蒸汽量就愈多，因而汽耗率也愈大，相应地排向排向低温热源的热量也就越大。锅炉加热量的数值虽不断降低，但汽耗率增加较快，以致使热耗率相应增大，从而使循环热效率降低。理论上，加热级数愈多，最佳给水温度愈高。 在实际应用中，给水温度并非加热到最佳给水温度，这是因为还必须要全盘考虑技术经济性，一方面，给水温度的提高，使排烟温度增高、锅炉效率降低，或需增大锅炉尾部受热面，使锅炉投资增加；另一方面，由于回热使得锅炉的蒸发量和汽轮机高压端的通流量都要相应增加，而汽轮机低压端的通流量和凝汽流量相应减少，因而不同程度地影响锅炉、汽轮机以及各相关辅助系统的投资、折旧费和厂用电。通过技术经济比较确定的最佳给水温度，称为经济最佳给水温度。 理论上，给水回热的级数越多，汽轮机的热循环过程就越接近卡诺循环，汽热循环效率就越高，但加热级数增加时，热效率的增长逐渐放慢，相对得益不多，运行也更加复杂，同时回热抽汽的级数受投资和场地的制约，因此不可能设置的很多。在实用中，600MW机组的加热级数一般为7～8级。 加热器的性能要求 对于加热器的性能要求，可归结为尽可能地缩小进入加热器的蒸汽饱和温度与加热器出口给水温度之间的差值，我们称之为加热器端差。为实现这一目的，目前主要通过两种途径。一种途径是采用混合式加热器，从汽轮机抽来的蒸汽在加热器内和进入加热器的给水直接混合，蒸汽凝结成水，其汽化潜热释放到水中，压力温度相同，端差为0，但这种方式需设置水泵为给水提供压力，使其与相应段的抽汽压力一致，这就会消耗一定的能源，除氧器即是一种混合式加热器。另一种途径是采用表面式加热器，在结构上采取必要措施，尽量提高加热器的效果。 原则性热力系统组成 我公司的原则性热力系统主要由下列各局部热力系统组成：连接锅炉、汽轮机的主、再热蒸汽管道；抽汽回热系统；主凝结水系统；除氧器和给水泵的连接系统；补充水系统等。对抽汽回热系统而言，习惯上，以除氧器为分界，把除氧器范围内的输入输出系统称为除氧器系统；除氧器以后，至进入锅炉省煤器的给水加热系统称为高压回热加热系统；凝汽器输出至除氧器的凝结水系统，称为低压回热加热系统。 1．2抽汽系统组成 由于我厂采用的是空冷凝汽器，因此本机组汽轮机共设七段非调整抽汽。第一段抽汽引自高压缸第6级后，供1号高加；第二段抽汽引自高压缸排汽，供给2号高加；第三段抽汽引自中压缸第3级后，供给3号高加；第四段抽汽引自中压缸排汽，供给除