給水回熱抽汽系統(tǒng)

1、1,給水回熱抽汽系統(tǒng),楊 飛,2,1. 概述,回熱抽汽系統(tǒng)用來加熱進入鍋爐的給水（主凝結(jié)水）。回熱抽汽系統(tǒng)性能的優(yōu)化，對整個汽輪機熱循環(huán)效率的提高起著重大的作用。回熱抽汽系統(tǒng)的級數(shù)、參數(shù)（溫度、壓力、流量），加熱器（換熱氣）的形式、性能，抽汽凝結(jié)水的導向，以及系統(tǒng)內(nèi)管道、閥門的性能，都應(yīng)于仔細的分析、選擇，才能組成性能良好的回熱抽汽系統(tǒng)。,3,理論上回熱抽汽的級數(shù)越多，汽輪機的熱循環(huán)過程就越接近卡若循環(huán)，其循環(huán)效率就越高。但回熱抽汽的級

2、數(shù)受投資和場地的制約，不可能設(shè)置很多。目前我國600MW等級的汽輪機組，采用8級回熱抽汽（3段用于高壓加熱器的抽汽、1段用于除氧氣的抽汽、4段用于低壓加熱器的抽汽）。通常，用于高壓加熱器和除氧器的抽汽，由高、中壓缸（或它們的排氣管）處引出，而用于低壓加熱器的抽汽由低壓缸引出。,4,在抽汽級數(shù)相同的情況下，抽汽參數(shù)對系統(tǒng)熱循環(huán)效率有明顯的影響。抽汽參數(shù)的安排應(yīng)當時：高品位（高焓、低熵）處的 蒸汽少抽，而低品位（低焓、高熵）處的蒸汽則盡可能

3、多抽。,5,加熱器有很多類型，按其傳熱方式可分為表面式加熱器和混合式加熱器。混合式加熱器與表面式加熱器比較，加熱效果相對較好，因此熱經(jīng)濟性要高一些，另外混合式加熱器的金屬消耗量小，也不需要配置疏水設(shè)備，但是每一個加熱器都需要配置一臺水泵．將已被加熱的水送入壓力較高的加熱器繼續(xù)加熱，使得系統(tǒng)復雜，運行可靠性低，故在電廠實際采用的回熱系統(tǒng)中除了除氧器因為要具備除氧功能非得用混合式加熱器外，一般均采用表面式加熱器。,6,按水側(cè)(即被加熱水一側(cè)

4、)承受的壓力不同，表面式加熱器分為高壓加熱器和低壓加熱器。高壓加熱器位于給水泵出口和鍋爐之間，其水側(cè)承受主給水壓力，而低壓加熱器位于凝結(jié)水泵與除氧器之間，故其水測承受主凝結(jié)水的壓力，前者水側(cè)壓力比后者要高得多。,7,表面式加熱器分為立式和臥式兩種，立式加熱器占地面積小。檢修方便，但傳熱效果不及臥式加熱器。無論哪一種加熱器被加熱水都是從進水管經(jīng)進水室進入受熱面管內(nèi)，加熱后從出水室流出，加熱蒸汽進入加熱器后在導向板的作用下反復沖刷受熱面，放

5、熱凝結(jié)成水后從疏水管流出。,8,大型機組的加熱器目前都廣泛地采用蒸汽冷卻器和疏水冷卻器技術(shù)，以提高回熱效果。蒸汽冷卻器是一種汽、水熱交換器。當抽汽的過熱度比較大時，為了充分利用過熱度，提高被加熱水的出口溫度來提高回熱效果，不是讓抽汽直接進入通常加熱器放熱，而是首先讓其在蒸汽冷卻器內(nèi)放熱，使之成為接近飽和蒸汽狀態(tài)，然后再進入加熱器放熱。采用了蒸汽冷卻器后可使機組的熱經(jīng)濟性得到明顯盼改善，因此它在大型機組上得到廣泛的使用。不過，在大多情況下

6、并不單獨設(shè)置單獨的蒸汽冷卻器，而是將加熱器出水側(cè)的管束隔離一部分作為蒸汽冷卻器，稱之為內(nèi)置蒸汽冷卻段(或過熱段)。,9,疏水冷卻器是一種水、水熱交換器，其加熱介質(zhì)為加熱器內(nèi)抽汽凝結(jié)的疏水，被加熱介質(zhì)是凝結(jié)水或給水，目的是盡量降低疏水的溫度，讓熱量盡量在壓力較高的加熱囂器中放出，使回熱效果更好。大多數(shù)情況下是適當提高加熱器疏水的水位，使部分管束置于疏水中并與加熱器的凝結(jié)段隔離，稱之為疏水冷卻段。,10,汽冷卻器或蒸汽冷卻段才有意義。當抽汽

7、的狀態(tài)接近飽和狀態(tài)或已是濕蒸汽時，顯然無必要再設(shè)置蒸汽冷卻器或蒸汽冷卻段。至于疏水冷卻器和疏水冷卻段，僅從熱經(jīng)濟性上考慮對于所有加熱器都是有意義的，但設(shè)置疏水冷卻器和疏水冷卻段時，要相應(yīng)增加加熱器的換熱面積，而是否設(shè)置還要從技術(shù)經(jīng)濟角度全面考慮。,11,加熱器內(nèi)蒸汽冷卻段和疏水冷卻段分別設(shè)置在蒸汽進口和疏水出口的附近區(qū)域。加熱蒸汽在蒸汽冷卻段中放熱，溫度降低到接近飽和蒸汽時進入凝結(jié)段繼續(xù)放熱并凝結(jié)，其凝結(jié)水進入疏水冷卻段放熱，溫度逐漸

8、降低，最后從疏水管中排出。,12,2. 抽汽逆止閥的控制系統(tǒng),抽汽逆止閥有液動和氣動兩種。早期的機組采用液動逆止閥，以凝結(jié)水泵出口水作為閥門動作時的動力。由于閥門體為金屬部件，長期與水接觸，易銹蝕，使閥門動作不靈敏。一方面，在需要閥門關(guān)閉防止水擊事故時，發(fā)生拒動或動作不到位；另一方面，在機組正常運行需要閥門全開時又時?？慈_，造成較大的抽汽管道壓力損失，降低了抽汽的作功能力，影響機組的熱經(jīng)濟性。,13,現(xiàn)代大型火電機組已經(jīng)廣泛地采

9、用了氣動逆止閥，用壓縮空氣作為動力。氣動閥避免了液動閥易銹蝕卡澀的缺點，并且，其反應(yīng)時間也比液動閥更快速，能更好地適應(yīng)機組安全運行的要求。除抽汽逆止閥外，還有其它一些閥門也采用氣動控制。為使這些氣動閥安全可靠地工作，系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置可靠的供氣系統(tǒng)、氣源設(shè)施及其控制系統(tǒng)。,14,2.1 系統(tǒng)功能,抽汽逆止閥氣動控制系統(tǒng)是抽汽逆止閥和高壓缸排汽逆止閥的動力控制中心?；痉椒ㄊ歉鶕?jù)機組的運行要求，將不同的給定信號輸入系統(tǒng)中的電磁閥，以控制相應(yīng)逆止

10、閥的工作狀態(tài)，從而滿足機組各種工況的需要。系統(tǒng)采用壓縮空氣作為動力源。當壓縮空氣動力源作用于系統(tǒng)閥門操縱裝置時，能使各個逆止閥處于自由狀態(tài)，即：當介質(zhì)正向流動時，閥門開啟；介質(zhì)反向流動時，閥門關(guān)閉。當失去控制氣源時，逆止閥依靠彈簧作用力，趨于關(guān)閉狀態(tài)。總之，系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、運行安全可靠、動力氣源容易建立及無污染等優(yōu)點。,15,2.2 系統(tǒng)構(gòu)成,控制系統(tǒng)的氣源部分采用母管制，由分水濾氣器、油霧器、截止閥、電磁閥等設(shè)備及相應(yīng)的管道構(gòu)成。

11、分水濾氣器的作用是過濾壓縮空氣中的雜物，以保證壓縮空氣的清潔。油霧器能夠借助壓縮空氣的動力，將潤滑油從油缸中吸出與壓縮空氣混合形成霧狀，對電磁閥及各逆止閥活塞缸進行潤滑，以保證活塞、滑閥等運行部件的運行靈活性。,16,逆止閥的控制采用支管一一對應(yīng)的方式。針對抽汽逆止閥和高壓缸排汽逆止閥操縱裝置的結(jié)構(gòu)特點及機組運行對閥門性能的要求，選用二位三通單電控常閉式電磁閥作為各閥門的控制轉(zhuǎn)換元件。在失電情況下，抽汽逆止閥和高壓缸排汽逆止閥處于關(guān)閉狀

12、態(tài)，保證了系統(tǒng)的安全可靠。各抽汽逆止閥的支路上還裝有手動試驗閥，便于機組在正常運行時定期做閥門活動試驗，保證閥門的運轉(zhuǎn)靈活性。同時，各支路上均設(shè)置了截止閥，以便電磁閥損壞后的更換或維修。截止閥后安裝空氣過濾器和壓力表。電磁閥則安裝在這些附件之后。,17,2.3 系統(tǒng)工作原理,根據(jù)機組不同運行工況的要求，將相應(yīng)的開啟或關(guān)閉信號輸入到系統(tǒng)對應(yīng)的電磁閥并使之動作，從而使各抽汽逆止閥及高壓缸排汽逆止閥處于機組運行工況所要求的工作狀態(tài)。,18

13、,當汽輪機甩負荷或主汽門關(guān)閉時，對于各氣路上的抽汽逆止閥，當接到關(guān)閉信號時，電磁氣閥失電，切斷氣源與逆止閥操縱裝置的通路，使操縱裝置與電磁閥的排大氣口相通，操縱裝置在彈簧力的作用下，使逆止閥關(guān)閉。對于高壓缸排汽逆止閥，當接到關(guān)閉信號時，電磁氣閥失電，切斷氣源與高壓缸排汽逆止閥操縱裝置的通路，使操縱裝置與電磁閥的排大氣口相通，操縱裝置在彈簧力的作用下，使逆止閥關(guān)閉。當某級加熱器內(nèi)水位上升到需切除抽汽的危急水位時，該級抽汽管道上的逆止閥對應(yīng)