淺談電廠原則性熱力系統的擬訂論文
淺談電廠原則性熱力系統的擬訂論文
論文摘要：淺談電廠原則性熱力系統的擬訂-
論文關鍵詞：淺談,電廠,原則性,熱力,系統
熱力系統是將熱力裝置按照熱力迴圈的順序用管道和附件連線起來的一個有機整體。根據使用的目的不同，發電廠熱力系統又可分為發電廠原則性熱力系統和發電廠全面性熱力系統。原則性熱力系統表明了工質的能量轉換過程的技術完善程度和熱經濟性。在原則性熱力系統中，只表示工質流過時發生壓力和溫度變化的各種必須的熱力裝置。
一、回熱系統疏水方式的選擇
1．回熱系統的概述
回熱迴圈是提高火電廠效率的措施之一，現代大型熱力發電廠幾乎都採用了回熱迴圈，是利用在汽輪機中做過功的蒸汽透過給水回熱加熱器將回熱蒸汽冷卻放熱來加熱給水。目的是提高工質在鍋爐內吸熱的過程的平均溫度，提高機組的熱經濟性。加熱器按照內部汽、水接觸的方式不同，可分為混合式加熱器與表面式加熱器兩種。
（1）表面式加熱器
加熱器的蒸汽與水在加熱器內透過金屬管壁進行傳熱，通常水在管內流動，加熱蒸汽在管外沖刷，放熱後凝結下來成為加熱器的疏水。表面式加熱器的特點：有端差，熱經濟性差；有金屬傳熱面，金屬耗量大，結構複雜，造價高；系統簡單，執行安全可靠，佈置方便，系統投資和土建費用少。
（2）混合式加熱器
混合式加熱器由於汽水直接接觸，其端差為零，無傳熱損失，本身造價低，便於彙集不同溫度的汽水，熱經濟性高。但是它也有一些缺點：系統複雜，泵較多，投資較大，使廠用電增加，土建投資相應增加。一般情況下，除了除氧器必須採用混合式加熱器以外，高加和低加都採用表面式加熱器。
2．回熱系統疏水方式的選擇
（1）加熱器的疏水方式
通常的疏水收集方式有兩種：一是疏水逐級自流方式；二是疏水泵方式。
疏水逐級自流方式，利用相鄰表面式加熱器汽側壓力，將壓力較高的疏水自流到壓力較低的加熱器中，逐級自流直至與主水流匯合。
疏水泵方式，由於表面式加熱器汽側壓力遠小於水側壓力，尤其是高壓加壓加熱器，疏水必須藉助與疏水泵才能將疏水與水側的主水流匯合，匯入地點通常是該加熱器的出口水流中。
（2）兩種疏水方式經濟性的比較
疏水逐級自流方式的疏水從高壓逐級自流到低壓過程中，將使高壓抽汽量增加，低壓抽汽量減少，從而使熱經濟性降低；採用疏水泵方式時相反，它將減少高壓抽汽，增加了低壓抽汽，其經濟性較疏水逐級自流方式高。雖然前者的熱經濟性最差，但它具有系統簡單、工作可靠、投資小、不需附加執行費、維護工作量小等優點，因此大多數機組的回熱系統採用它，尤其是高壓加熱器幾乎都採用它，有些大型機組的低加也採用這種方式。而後者雖熱經濟性較高，但其系統複雜，投資大，且需轉動機械，既消耗廠用電又易汽蝕，可靠性低，維護工作量大，在實際中未獲得廣泛應用。
二、除氧器執行方式的選擇
1．給水除氧的必要性
火電廠執行中鍋爐給水主要由主凝結水及補充水組成，眾所周知，水中富含可溶解的氣體，如氧氣、二氧化碳等，它們存在於主凝結水中，因為主凝結水在凝汽器中或透過在真空條件下工作的低壓加熱器和管道時，空氣會透過不嚴密處滲入主凝結水中。水中含有溶解的活性氣體，其溶解度隨溫度升高而下降，溫度愈高這些氣體就愈容易直接和金屬發生化學反應，使金屬表面遭到腐蝕。水中所有的不凝結性氣體還會使傳熱惡化，降低機組的熱經濟性。因此，給水必須除氧，以嚴格控制給水含氧量在允許的範圍內。
2．除氧的方法
給水除氧的方法有化學除氧和熱力除氧兩種。化學除氧是在除氧器出口新增還原劑，經化學反應，消除殘留在水中的溶解氧。該方法能徹底除氧，但不能除去其他氣體，且價格較貴，還會生成鹽類，所以在電廠中較少應用。熱力除氧，也叫做物理除氧，是藉助物理手段，將水中溶解氧和其他氣體除掉，並且在水中無任何殘留物質。在火電廠中應用最普遍的是熱力除氧，價格便宜。
3．除氧器的執行方式
除氧器的執行方式有定壓和滑壓兩種。定壓執行除氧器是保持除氧器工作壓力為一定值，為此需在進汽管上安裝一壓力調節閥，將壓力較高的回熱抽汽降低至定值，造成抽汽節流損失；而且為確保所有工況下除氧器都能在定壓下工作，低負荷時還必須切換到更高壓力的回熱抽汽上，節流損失則會更大，其多應用在中小機組上。滑壓執行除氧器是指在滑壓範圍內執行時其壓力隨主機負荷與抽汽壓力的變化而變化，啟動時其保持最低恆定出力，抽汽管上只有一止回閥防止蒸汽倒流入汽輪機，沒有壓力調節閥及其引起的額外節流損失。
三、補充水系統的選擇
補充水引入系統不僅要確保補充水量的需要，同時還要涉及到補充水製取方式及補充水補入回熱系統地點的選擇。
補充水補入地點有兩種：除氧器和凝汽器。若補充水補入凝汽器，由於補充水利用了低壓回熱抽汽加熱，回熱抽汽做功比較大，熱經濟性比補充水引入給水除氧器要高。但其調節水量要考慮熱井水位和除氧器水位的雙重影響，增加了調節的複雜性。若補充水引入除氧器，則水量調節較簡單，但熱經濟稍低於前者，因為增加了高壓抽汽降低了低壓抽汽，使回熱抽汽做功比降低。
四、廢熱利用系統的選擇
1．連續排汙擴容利用系統
鍋爐連續排汙利用系統就是讓高壓的排汙水透過壓力較低的連續排汙擴容器擴容蒸發，產生品質較好的擴容蒸汽，回收部分工質和熱量，擴容器內為蒸發的、含鹽濃度更高的排汙水可排入地溝。該系統由排汙擴容器及其連線管道、閥們、附件組成。
鍋爐連續排汙擴容利用系統可分為單級連續排汙利用系統和兩級擴容系統。採用兩級串聯的連續排汙利用系統，鍋爐連續排汙水先進入壓力較高的擴容器，未擴容蒸發的排汙水在進入壓力較低的擴容器。當該級擴容器壓力與單級擴容利用系統的擴容器壓力相同時，可近似認為兩種系統回收的工質數量基本相同。但兩級串聯絡統較高壓力擴容器回收的蒸汽能位較高，其引入的加熱器汽側壓力也較高，排擠回熱抽汽的做功也較小，造成凝汽器附加冷源損失也較少。所以，兩級排汙利用系統以系統複雜，投資較高為代價，獲得了更高的經濟效益。
2．軸封蒸汽回收及利用系統
軸封加熱器是表面式加熱器，且多為臥式。其加熱蒸汽是汽輪機各汽缸末端的軸封漏出的汽水混合物，它不是回熱抽汽，但是汽水混合物的熱量卻利用於回熱系統中，根據軸封漏汽量的大小和能位的高低，可設一或二級軸封加熱器，並插入回熱系統中適合的.位置。由於軸封加熱器利用了汽水混合物中的熱量，提高了系統經濟性，此外軸封加熱器也使汽輪機軸封系統的正常執行獲得保障又防止了汽輪機車間的蒸汽汙染。所以現代火電廠中都設定了軸封加熱器。軸封加熱器的疏水裝置通常為多級水封，與凝汽器熱井相連。
汽輪機軸封蒸汽系統包括：主汽門和調節汽門的閥杆漏汽，再熱式機組中壓聯合汽門的閥杆漏汽，高、中、低壓缸的前後軸封漏汽和軸封用汽等。一般軸封蒸汽佔汽輪機總汽耗量2%左右，且由於引出地點不同工質的能位有差異，在引入地點的選擇上應使該點能位與工質損失最接近，既回收工質，又利用其熱量。回收利用的能級越高，能量回收率越大，做功損失就越小，這是改進軸封利用系統，節約能源的一條原則，但是漏汽可能利用的能級，主要取決於汽封的結構和引數。應當指出，多數執行機組的軸封利用系統是有改進的餘地的。減少做功損失的另一條出路，也是最根本的方面，是改進汽封結構和合理調整汽封間隙，使漏汽量減少，相應地做功損失也就減小了。
原則性熱力系統決定了發電廠的經濟性，不同的原則性熱力系統，帶來的效果也不同。應用正確的理論分析和綜合的經濟論證，擬訂一個較優的原則性熱力系統，能使設計的發電廠獲得較好的經濟效益和社會效益。
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