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本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(火電機(jī)組加熱器端差對(duì)經(jīng)濟(jì)性影響的分析)(存儲(chǔ)版)

2025-09-10 12:22上一頁面

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【正文】 —1kg給水在加熱器j中的焓升; —1kg疏水在加熱器j中的放熱量; —加熱器j后更低壓力抽汽口腳碼。由于它拋棄了常規(guī)熱平衡計(jì)算的缺點(diǎn),無需全部重新計(jì)算便能查明系統(tǒng)變化的經(jīng)濟(jì)性,即可用局部運(yùn)算替代整個(gè)熱力系統(tǒng)的復(fù)雜計(jì)算,因而當(dāng)用于熱力系統(tǒng)局部定量分析時(shí),等效熱降法簡(jiǎn)捷而準(zhǔn)確,且與一般熱力學(xué)分析結(jié)果完全一致。端差的存在和變化,雖沒有發(fā)生直接的明顯的熱損失,但卻增加了熱交換的不可逆性,產(chǎn)生了額外的冷源損失,降低了裝置的熱經(jīng)濟(jì)性。 回?zé)嵯到y(tǒng)的影響因素汽輪機(jī)的回?zé)嵯到y(tǒng)主要是由高壓加熱器、低壓加熱器、除氧器和各種水泵及相關(guān)管道所構(gòu)成,而回?zé)峒訜崞魇瞧啓C(jī)回?zé)嵯到y(tǒng)的核心組成構(gòu)件,其運(yùn)行狀況直接影響到回?zé)嵯到y(tǒng)乃至整個(gè)熱力系統(tǒng)的熱經(jīng)濟(jì)性,主要表現(xiàn)在加熱器端差(包括運(yùn)行中的加熱不足)、壓損、散熱損失、切除加熱器和給水部分旁路等因素對(duì)機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的影響,在這些因素中,加熱器端差的大小是反應(yīng)加熱器性能優(yōu)劣的主要指標(biāo),端差越小,則加熱器的熱經(jīng)濟(jì)性越高。因此,停用某加熱器時(shí),為保證相應(yīng)抽汽段以后汽輪機(jī)的各級(jí)不過負(fù)荷,應(yīng)該根據(jù)機(jī)組的具體情況減少負(fù)荷。如果發(fā)現(xiàn)兩者的壓力差增加,則說明進(jìn)汽被節(jié)流;如汽側(cè)壓力等于或高于抽汽壓力,則說明水位過高。高壓加熱器水位過高,使管束換熱面積減小,給水溫度下降,影響回?zé)峤?jīng)濟(jì)性;容易造成保護(hù)動(dòng)作,而且一旦保護(hù)失靈,汽輪機(jī)將有進(jìn)水的可能。因此,各汽輪機(jī)制造廠家對(duì)回?zé)嵯到y(tǒng)停運(yùn)后的汽輪機(jī)組的帶負(fù)荷情況均有明確的限制,機(jī)組運(yùn)行中必須按其要求嚴(yán)格控制負(fù)荷,以確保機(jī)組的安全運(yùn)行。運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)加熱器端差增大時(shí),可以從以下幾個(gè)方面分析:(1)加熱器受熱面結(jié)垢,使傳熱惡化。為防止蒸汽從空氣管進(jìn)入下一級(jí)加熱器,在空氣管上均裝有適當(dāng)?shù)墓?jié)流墊。常用的表面式加熱器為管殼式加熱器。 混合式加熱器和表面式加熱器的優(yōu)缺點(diǎn)比較混合式加熱器的優(yōu)點(diǎn):可將水直接加熱到蒸汽壓力下的飽和溫度,無端差,熱經(jīng)濟(jì)性高,它沒有金屬受熱面,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,造價(jià)低,而且便于匯集不同溫度的汽水,并能除去水中含有的氣體。而根據(jù)水側(cè)的布置和流動(dòng)方向的不同,表面式加熱器又可分為立式和臥式兩種,其中立式加熱器又可分為順置式與倒置式。高低壓加熱器是火電機(jī)組熱力系統(tǒng)的重要設(shè)備之一,其工作狀況直接影響到電廠的熱經(jīng)濟(jì)性,而影響高低壓加熱器工作狀況的因素有很多,本文將只從加熱器端差的角度分析加熱器端差對(duì)機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性的影響,以尋求一條節(jié)能的途徑。給水回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)是原則性熱力系統(tǒng)最基本的組成部分,采用蒸汽加熱鍋爐給水的目的在于減少冷源損失,一定量的蒸汽作了部分功后不再至凝汽器中向空氣放熱,即避免了蒸汽的熱量被空氣帶走,使蒸汽熱量得到充分利用,熱耗率下降,同時(shí)由于利用了在汽輪機(jī)作過部分功的蒸汽加熱給水,提高了給水溫度,減小了鍋爐受熱面的傳熱溫差,從而減少了給水加熱過程中的不可逆損失,在鍋爐中的吸熱量也相應(yīng)減少。還應(yīng)關(guān)注汽輪機(jī)的回?zé)嵯到y(tǒng),因?yàn)槠啓C(jī)的回?zé)嵯到y(tǒng)也有相當(dāng)?shù)墓?jié)能潛力,認(rèn)真分析其中存在的問題,也能找到節(jié)能的途徑和辦法 ,其中汽輪機(jī)熱力系統(tǒng)中的加熱器的運(yùn)行情況,對(duì)機(jī)組經(jīng)濟(jì)性有較大的影響,主要表現(xiàn)在加熱器的端差(包括運(yùn)行中的加熱不足)、抽汽管道壓損、散熱損失、切除加熱器和給水部分旁路等因素對(duì)熱經(jīng)濟(jì)性的影響。關(guān)鍵詞:加熱器,端差,等效熱降法,經(jīng)濟(jì)性The Analysis of Thermal Economicon Terminal Temperature Difference of Heater in Power UnitAbstract :Disscussing the economic issuses of turbine, people tend to pay a attention to the initial and final parameters of the turbine, and think their changes will effect greatly on unit’s economy , which is undoubtedly correct. However, it is prehensive to simply analyze . the economy of the entire unit. Because the heat recovery system of steam turbine has considerable potential for energy saving, we should also concern heat recovery system of steam turbine, and analyze the existing problems carefully to find the ways to energy saving. Heater terminal temperature difference of steam turbine thermal system can cause great infections on unit’s economy,and it mainly expresses the impacts about heater terminal temperature difference , the loss of pressure along pipe ,the loss of heat, the resection of high pressure feedwater heater ,and the bypass of supplying water,and so the impact on unit’s hot economy by these factors has realistic significance for the unit’s energy saving and improving the unit’s hot economy. The terminal temperature difference influence greatly among these paper took the 600MW and 350MW units as an example, equivalent heat drop method was adopted for analyzing heater terminal temperature difference effect on unit’s economic. The results indicated:the smaller heater terminal temperature difference, the higher unit’s economic。由于抽汽的原因,排至凝汽器的蒸汽量減少,冷源損失減少,所以循環(huán)熱效率提高。最后,本文將綜合分析加熱器端差變大的原因,并給出降低加熱器端差的改進(jìn)措施,得出本文結(jié)論。在整個(gè)回?zé)嵯到y(tǒng)中,按給水壓力分,一般將除氧器之后經(jīng)給水泵升壓后的回?zé)峒訜崞鞣Q為高壓加熱器,這些加熱器要承受很高的給水壓力;而將除氧器之前僅受凝結(jié)水泵較低壓力的回?zé)峒訜崞鞣Q為低壓加熱器;此外還有回收主汽門、調(diào)速汽門門桿溢汽及軸封漏汽來加熱凝結(jié)水的加熱器,稱為軸封加熱器。(3)當(dāng)汽輪機(jī)變工況運(yùn)行時(shí),升壓泵的入口還容易發(fā)生汽蝕。 低壓加熱器的運(yùn)行 加熱器運(yùn)行中要注意監(jiān)視加熱器進(jìn)、出口水溫,加熱器汽側(cè)壓力、溫度,被加熱水的流量,疏水水位,加熱器的端差等。因此,運(yùn)行中必須監(jiān)視凝結(jié)水的硬度。(4)抽汽門或止回閥未全開或卡澀,造成抽汽量不夠,抽汽壓力低。因?yàn)樵陔S機(jī)投運(yùn)中,負(fù)荷低,高壓加熱器疏水無法送入除氧器回收,疏水水位調(diào)整困難,而直排疏水又造成大量的汽水和熱量的損失,因此大型機(jī)組一般在啟動(dòng)中達(dá)到一定負(fù)荷時(shí)才投入高壓加熱器。因?yàn)榭諝饩奂趽Q熱面上,不僅影響著高壓加熱器的傳熱效果,同時(shí)還會(huì)引起高壓加熱器的腐蝕。 此外,還要對(duì)高壓加熱器的保護(hù)、自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置要進(jìn)行定期試驗(yàn),保證其動(dòng)作可靠;要對(duì)高壓加熱器的水側(cè)、汽側(cè)安全門進(jìn)行定期校驗(yàn),同時(shí)如有可能應(yīng)進(jìn)行定期活動(dòng)試驗(yàn);應(yīng)對(duì)高壓加熱器的水質(zhì)進(jìn)行定期化驗(yàn);要嚴(yán)密監(jiān)視高壓加熱器的運(yùn)行狀況,當(dāng)汽輪機(jī)汽耗量過大,給水流量大于設(shè)計(jì)值,抽汽量增加及單個(gè)高壓加熱器的汽側(cè)停運(yùn)使后一級(jí)加熱器入口溫度降低,抽汽量增加發(fā)生時(shí),即可認(rèn)為高壓加熱器超負(fù)荷運(yùn)行。其作用有兩方面:一是提高給水品質(zhì),除去給水中的溶氧和其他氣體,防止設(shè)備腐蝕;二是提高給水溫度,并匯集排汽、余汽、疏水、回水等,以減少汽水損失。過程線12是給水被加熱的升溫過程;34是加熱蒸汽凝結(jié)放熱過程;是加熱器的端差。另一方面使上一級(jí)加熱器的負(fù)荷增大,使能級(jí)較高的抽汽量增加,降低汽輪機(jī)的作功能力;而高壓加熱器端差過大又使循環(huán)吸熱量增加,這些因素導(dǎo)致汽輪機(jī)的循環(huán)效率下降,影響機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。 對(duì)比可知:回?zé)岢槠狡啓C(jī)1kg新蒸汽所做的功小于純凝汽式汽輪機(jī),為將其與純凝汽式汽輪機(jī)的焓降有所區(qū)別,將式(32)的焓降稱作等效熱降。③、分別為加熱器中1kg抽汽的放熱量、加熱器中1kg抽汽的等效熱降。加熱器疏水采用逐級(jí)自流方式,高加疏水引至除氧器,低加疏水最終引至凝汽器。加熱器疏水采用逐級(jí)自流方式,高加疏水引至除氧器,低加疏水最終引至凝汽器。下面是我對(duì)加熱器端差增大的可能原因作的簡(jiǎn)要總結(jié):(1)回?zé)峒訜崞餍孤┒鹿?,影響加熱器的傳熱效果,?dǎo)致上下端差加大。在高壓加熱器投運(yùn)和解列過程中,若控制不當(dāng),管束與管板連接處會(huì)受到很大的熱沖擊,這種應(yīng)力過大或多次交變,會(huì)損壞連接處結(jié)合面,造成管子端口泄漏。同時(shí),在低水位或無水位運(yùn)行時(shí),由于抽汽通過疏水竄入下一級(jí)加熱器,使得大量高品位的蒸汽進(jìn)入低品位區(qū)進(jìn)行加熱,能級(jí)的降低導(dǎo)致了蒸汽能量發(fā)生了貶值,低壓抽汽被迫排擠回汽輪機(jī)做功,最終使得機(jī)組經(jīng)濟(jì)性下降。高加進(jìn)、出水三通閥下限行程未調(diào)試好或閥門嚴(yán)密性差,會(huì)導(dǎo)致部分給水短走大旁路,影響高加出口水溫,進(jìn)而影響加熱器端差。當(dāng)加熱器泄漏嚴(yán)重、堵管數(shù)量超過極限值的時(shí)候,應(yīng)更換加熱器管芯。嚴(yán)格按照規(guī)定的溫升及溫降速率啟、?;?zé)峒訜崞鳎乐篃釠_擊。同時(shí),一旦發(fā)現(xiàn)水室隔板焊接質(zhì)量有問題,應(yīng)及時(shí)處理。由計(jì)算分析有每臺(tái)加熱器對(duì)機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性的影響程度是不一樣的,不同容量機(jī)組加熱器端差變化對(duì)機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的影響程度也不一樣,本文中機(jī)組的1號(hào)高加、3號(hào)高加、6號(hào)低加的端差變化對(duì)機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性的影響較大,而假如機(jī)組一年運(yùn)行7500小時(shí),350MW機(jī)組一年節(jié)約煤炭1770t,600MW機(jī)組一年節(jié)約煤炭2700t,可見機(jī)組加熱器端差減小所節(jié)約的煤炭是很可觀的。在葉片設(shè)計(jì)完成后,還用旋轉(zhuǎn)振動(dòng)試驗(yàn)來檢驗(yàn)所開發(fā)葉片的振動(dòng)特性的,此外,為了最后的核查,汽輪機(jī)模型在比實(shí)際情況更加惡劣的運(yùn)行狀況下進(jìn)行試驗(yàn),以確認(rèn)其性能和可靠性。這些葉片已經(jīng)良好的運(yùn)轉(zhuǎn)超過了10年,表明了實(shí)質(zhì)上的效率提高。在空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)中有流型和葉型的設(shè)計(jì)。這些葉片導(dǎo)致了葉片上的最佳的載荷分配和二次流損失的減小,而它們占低壓汽輪機(jī)總損失的大部分。圖6顯示了馬赫數(shù)輪廓線,這表明在通道里沖擊波非常薄弱為了提高振動(dòng)強(qiáng)度,低壓末級(jí)葉片采用了有在額定轉(zhuǎn)速下連續(xù)成對(duì)振動(dòng)特性的ISB結(jié)構(gòu),且由于解開變形葉片與相鄰圍帶連在一起。此外,使用從以往汽輪機(jī)模擬試驗(yàn)獲得的激振力估算對(duì)更高工況下振動(dòng)強(qiáng)度的校核進(jìn)行詳細(xì)的分析,以調(diào)整較低工況下的固有頻率。該模型汽輪機(jī)測(cè)試設(shè)備,可測(cè)試蒸汽汽輪機(jī)全長(zhǎng)可達(dá)52英寸的低壓末級(jí)葉片,自1986年已經(jīng)開始應(yīng)用于所開發(fā)葉片的校核。還需測(cè)量葉片的離心應(yīng)力和葉片的變形。
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