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东方汽轮机厂660MW汽轮机热力特性书
东方汽轮机厂660MW汽轮机热力特性书
汽轮机热力系统
54 第三章 汽轮机热力系统 根据热力循环的特征,以安全和经济为原则,将汽轮机与锅炉本体由管道、阀门及其辅 助设备连接起来,组成发电厂的热力系统。汽轮机热力系统是指主蒸汽、再热蒸汽系统,旁 路系统,轴封系统,辅助蒸汽系统和回热抽汽系统等。 第一节 主蒸汽及再热蒸汽系统 锅炉与汽轮机之间的蒸汽管道与通往各用汽点的支管及其附件称为主、再热蒸汽系统。 本机组的主蒸汽及再热蒸汽采用单元制连接方式,即一机一炉相配合的连接系统, 如图 3-1 所示。该连接方式结构简单、阀门少、管道短而阻力小,便于自动化的集中控制。 一、主蒸汽系统 主、再热蒸汽管道均为单元双 —单—双管制系统,主蒸汽管道上不装设隔断阀,主蒸汽 可作为汽动给水泵及轴封在机组启动或低负荷时备用汽源。 主蒸汽从锅炉过热器的两个出口由两根蒸汽管道引出后汇合成一根主蒸汽管道送至汽轮 机,再分成两根蒸汽管道进入 2 只高压自动主汽阀、 4 只调
汽轮机装置的热力性能用热耗率和热效率表示。汽轮机装置的热耗率为每输出单位机械功所耗的蒸汽热量。热效率是输出机械功与所耗蒸汽热量之比。电站汽轮机装置的热耗率和热效率是按发电机输出单位功计算的,已考虑了发电机效率。为了进行热力性能计算,必须列出各部分的热力系统热平衡方程,因此热力性能计算也称热平衡计算。
以图1中6号加热器为例,每个加热器的热平衡计算方法如下。流入加热器管中的凝结水流量为qm,温度为tW1,焓为HW1。加热后流出时温度为tW2,焓为HW2。流入加热器并在管外流动的抽汽量为qme6,压力为pe6,焓为He6。5号加热器疏水流入6号加热器的流量为5,焓为HS5,6号加热器的疏水流量为6,焓为HS6。相应的热量平衡方程为
qm·(HW2-HW1)=qme6·He6 5·HS5-6·HS6
如果只有抽汽量qme6为未知值,即可解出
qme6=【qm·(HW2-HW1)-5·HS5 6·HS6】/He6
如果分别对各加热器列出类似的热平衡方程,求解后即可得出各段抽汽量,从而可得出通过汽轮机各级的蒸汽流量和相应的功率,算出汽轮机的总功率。
对于图1的循环,发出功率为额定功率 300兆瓦,汽轮机装置热耗率为8080.5焦/(瓦·时),热效率为44.5%。对于整个电站,还要考虑锅炉效率和厂用电,因此电站热耗率比单独汽轮机装置的热耗率高。如果厂用电占输出功率的 5%,锅炉效率为90%,则相应电站热耗率为8080.5/(0.95×0.9)=9450焦/(瓦·时),电站热效率为3600/9450=38.1%。
汽轮机装置(包括汽轮机、凝汽器和给水加热器等)的热力性能,包括热耗率和热效率,主要与采用的热力系统有关。
热力系统 图1为采用再热的 300兆瓦凝汽式汽轮机装置的热力系统示意图。来自锅炉的蒸汽经蒸汽室进入高压缸膨胀作功。高压缸的排汽,除小部分通往给水加热器加热给水外,其余的通往再热器。蒸汽在再热器中再热后,通往中压缸继续膨胀作功。中压缸的排汽,除小部分流向驱动给水泵的小汽轮机和除氧器外,其余流入双流结构的低压缸作功。低压缸的排汽和小汽轮机排汽一起进入凝汽器凝结成水。 为了提高循环热效率,从汽轮机中间级抽出一部分作过功的蒸汽,分别送入各给水加热器逐步加热凝结水。图1中除轴封加热器外,共有8台加热器,其中1台为除氧器,它是混合式加热器,由抽汽将凝结水加热到饱和温度,以除去溶解在水中的氧,防止设备腐蚀;其余7台均为表面式加热器。从凝结水泵出口到给水泵前这段管路上的加热器承受低水压,称为低压加热器;给水泵后的加热器承受高水压,称为高压加热器。给水泵将通过低压加热器的凝结水升压,再经高压加热器将给水加热后送往锅炉;另有很小部分给水从给水泵出口直接送往锅炉,用于喷水调节过热蒸汽温度。
各高压加热器中抽汽的凝结水(疏水)从抽汽压力较高的加热器逐级排入压力较低的加热器,并在其中放出一部分热量,最后排入除氧器。低压加热器也同样逐级排出疏水,最后排入凝汽器。