600mw汽輪機(jī)原則性熱力系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算畢業(yè)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2024-12-29 16:56 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 汽器下凝結(jié)水泵壓力的表面式加熱器稱為低壓加熱器。 表面式加熱器的端差θ及熱經(jīng)濟(jì)性 加熱蒸汽與水在加熱器內(nèi)通過(guò)金屬管壁進(jìn)行傳熱，通常水在管內(nèi)大同煤炭職業(yè)技術(shù)學(xué)院 第 13 頁(yè) 共 33 頁(yè) 流動(dòng)，加熱蒸汽在管外沖刷放熱后凝結(jié)下來(lái)成為加 熱器的疏水（為區(qū)別主凝結(jié)水而稱之為疏水），表面式加熱器的端差，有時(shí)也稱 上端差 ，若不特別注明，通常都是指加熱器汽側(cè)出口疏水溫度（飽和溫度）與水側(cè)出口溫度之差，通常用θ﹦ tdj— twj代表加熱器的端差。端差越小，熱經(jīng)濟(jì)性就越好。如加熱器出口水溫 twj不變，端差θ越小意味著疏水溫度 tdj不需要原來(lái)的那樣高，回?zé)岢闅鈮毫梢越档鸵恍?，回?zé)岢闅庾龉Ρ?Xr 增加，熱經(jīng)濟(jì)性變好。但是減小端差θ是以付出金屬耗量和投資為代價(jià)的。 抽氣管道壓降Δ pj及熱經(jīng)濟(jì)性 抽氣管道壓降Δ pj是指汽輪機(jī)抽氣管道壓力 pj和 j 級(jí)回?zé)?加熱器內(nèi)汽側(cè)壓力 pj， 之差，即Δ pj=pj— pj， 若端差不變，抽氣壓降加大，則 pj， 、tdj隨之減小，引起加熱器出口水溫 twj降低，導(dǎo)致增加壓力較高的抽氣量，減少本級(jí)抽氣量，使整機(jī)回?zé)岢闅庾龉Ρ?Xr 減小，熱經(jīng)濟(jì)性下降 蒸汽冷卻器及其熱經(jīng)濟(jì)性 隨著火電機(jī)組向高參數(shù)大容量發(fā)展，特別是再熱的采用，較大地提高了中、低壓部分回?zé)岢闅獾倪^(guò)熱度，尤其再熱后第一、二級(jí)抽氣口的蒸汽過(guò)熱度。即讓過(guò)熱度較大的回?zé)岢闅庀冉?jīng)過(guò)一個(gè)冷卻器或冷卻段降低蒸汽溫度后，再進(jìn)入回?zé)峒訜崞?，這樣不但減少了回?zé)峒訜崞鞯膬?nèi)汽水換熱的 不可逆損失，而且還可不同程度的提高加熱器水溫，減小加熱器端差θ，改善回?zé)嵯到y(tǒng)熱經(jīng)濟(jì)性。 蒸汽冷卻器有內(nèi)置和外置兩種方式，內(nèi)置式蒸汽冷卻器是在加熱器內(nèi)隔離出一部分加熱面積，使加熱蒸汽先流經(jīng)該段加熱面將過(guò)熱度大同煤炭職業(yè)技術(shù)學(xué)院 第 14 頁(yè) 共 33 頁(yè) 降低后再流至加熱器的冷凝段，通常離開(kāi)蒸汽冷卻段的蒸汽溫度仍保持有 15~20℃的過(guò)熱度，不致使過(guò)熱蒸汽在該段冷凝為疏水；外置式蒸汽冷卻器是一個(gè)獨(dú)立的換熱器，具有較大的換熱面積，布置方式靈活，既可以減小本級(jí)加熱器的端差，又可以提高最終給水溫度，降低機(jī)組熱耗，從而使熱經(jīng)濟(jì)性獲得較大提高。 外置式蒸汽冷卻器的水側(cè)連 接依據(jù)回?zé)峒?jí)數(shù)，蒸汽冷卻器的個(gè)數(shù)與主水流的連接關(guān)系主要有串聯(lián)與并聯(lián)兩種方式，（串聯(lián)連接是指全部給水進(jìn)入冷卻器，并聯(lián)連接時(shí)，只有一部分給水進(jìn)入冷卻器。） 在實(shí)際回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)中，往往又是內(nèi)置式蒸汽冷卻段與外置式蒸汽冷卻器混合應(yīng)用，總之，蒸汽冷卻器是提高大容量、高參數(shù)機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性的有效措施。 由 H1 的熱平衡式求 α 1 α 1（ h1hw1d） η h=hw1hw2 α 1=﹙ ﹚ ／ ／ ﹙ ﹚ = H1 的疏水系數(shù)α d1＝α 1＝ 表面 式加熱器的疏水方式及熱經(jīng)濟(jì)性 加熱蒸汽進(jìn)入表面式加熱器放熱后，冷凝為凝結(jié)水 — 疏水，為保證加熱器內(nèi)換熱過(guò)程的連續(xù)進(jìn)行，必須將疏水收集并匯集于系統(tǒng)的主水流（主給水或主凝結(jié)水）中。疏水收集方式有疏水逐級(jí)自流和疏水泵方式兩種。 疏水逐級(jí)自流方式 是指利用相鄰表面式加熱器汽側(cè)壓差，將壓力較高的疏水自流到壓力較低的加熱器中，逐級(jí)自流直至與主水大同煤炭職業(yè)技術(shù)學(xué)院 第 15 頁(yè) 共 33 頁(yè) 流混合； 疏水泵方式 是疏水必須借助疏水泵才能將疏水與水側(cè)的主水流混合，匯入地點(diǎn)通常是該加熱器的出口水流中。 雖然疏水逐級(jí)自流方式的熱經(jīng)濟(jì)性最差， 從熱量法角度分析時(shí)，著眼于疏水不同收集方式 對(duì)回?zé)岢闅獾淖龉Ρ?Xr 的影響程度，疏水逐級(jí)自流由于 j 級(jí)疏水熱量進(jìn)入 j+1 級(jí)加熱器，使壓力較高的 j1 級(jí)加熱器進(jìn)口水溫比疏水泵方式低，水在其中的焓升 Δ hwj1及相應(yīng)的回?zé)岢闅饬?Dj1 增加。而在較低壓力的 j+1 級(jí)加熱器因疏水熱量的進(jìn)入，排擠了部分低壓回?zé)岢闅猓?Dj+1 減少。這種疏水逐級(jí)自流的方式造成高壓抽氣量增加，低壓抽汽量減少，從而使 Wir、 Xr、 η i減小，熱經(jīng)濟(jì)性降低。而疏水泵方式避免了對(duì) j+1 級(jí)低壓抽氣的排擠，同時(shí)提高了進(jìn)入 j1 級(jí)加熱器的水溫，使 j1 級(jí)抽汽略有減少，故熱經(jīng)濟(jì)性高。 但是它具有系 統(tǒng)簡(jiǎn)單、無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備、工作可靠、投資小、不需附加運(yùn)行費(fèi)、維護(hù)工作量小等優(yōu)點(diǎn)，大多數(shù)機(jī)組的回?zé)嵯到y(tǒng)均因該優(yōu)勢(shì)而樂(lè)于采用它，尤其是高壓加熱器幾乎全部采用它，低壓加熱器的絕大部分也采用這種方式，疏水冷卻段的采用又不同程度地彌補(bǔ)了疏水逐級(jí)自流對(duì)熱經(jīng)濟(jì)性的影響。雖然疏水泵方式熱經(jīng)濟(jì)性較高，但使可靠性降低，維護(hù)工作量大，在實(shí)際中并未獲得廣泛應(yīng)用。 設(shè)置疏水冷卻段的意義及熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo) 為了減少疏水逐級(jí)自流排擠低壓抽汽所引起的附加冷源損失或因疏水壓力降產(chǎn)生熱能貶值帶來(lái)的Δ er（ j+1） ,而又要避免采用疏水泵方式帶來(lái) 其他問(wèn)題時(shí)，可采用疏水冷卻段（器），疏水冷卻裝置分為內(nèi)置式和外置式兩種，內(nèi)置式疏水冷卻段 即 在加熱器內(nèi)隔離出一部分加熱面大同煤炭職業(yè)技術(shù)學(xué)院 第 16 頁(yè) 共 33 頁(yè) 積，使汽側(cè)疏水先流經(jīng)該段加熱面，降低疏水溫度和焓值后再自流到較低壓力的加熱器中；外置式疏水冷卻器實(shí)際上是一個(gè)獨(dú)立的水 — 水換熱器，借用主水流官道上孔板造成的壓差，使部分主水流流入疏水冷卻器吸收疏水的熱量，疏水的溫度焓值降低后流入下一級(jí)加熱器中，加裝疏水冷卻段（器）后，疏水溫度與本級(jí)加熱器進(jìn)口水溫之差成為下端差（入口端差），ν =tdj， twj+1，下端差一般推薦 v=5~10℃。 設(shè)置疏水冷卻段除了能提高熱經(jīng)濟(jì)性外，而且對(duì)系統(tǒng)的安全運(yùn)行也有好處。原來(lái)的疏水為飽和水，當(dāng)自流到壓力較低的加熱器時(shí)，經(jīng)過(guò)節(jié)流降低后，疏水會(huì)產(chǎn)生蒸汽而形成兩相流動(dòng)，對(duì)管道下一級(jí)加熱器產(chǎn)生沖擊、振動(dòng)等不良后果，加裝疏水冷卻后，這種可能性就降低了。對(duì)高壓加熱器而言，加裝疏水冷卻段后，疏水最后流入除氧器時(shí)，也將降低除氧器自生沸騰的可能性。（自生沸騰現(xiàn)象即不需要回?zé)岢闅饧訜?，僅憑其他進(jìn)入除氧器的蒸汽和疏水就可以滿足將水加熱到除氧器工作壓力下的飽和溫度。） (2)2 號(hào)加高壓熱器（ H2） [α 2﹙ h2－ hw2d﹚＋α d1﹙ hw1d－ hw2d﹚＋α sg1﹙ hsg1－ hw2d﹚ ] η h =hw2－ hw3 α 2= [﹙ － ﹚／ － ﹙ －﹚－ ﹙ － ﹚ ] ／﹙ － ﹚= H2 的疏水系數(shù) 大同煤炭職業(yè)技術(shù)學(xué)院 第 17 頁(yè) 共 33 頁(yè) 表 3 回?zé)嵯到y(tǒng)計(jì)算點(diǎn)參數(shù) 疏 水 被 加 熱 水 加 熱 蒸 汽 xiangmu 輸水冷卻器后疏水 焓hwjd 輸水冷卻器出口水 溫tdˊ 疏水冷卻器端差υ 加熱器出口 水焓hwj 加熱器水側(cè)壓力pw 加熱器出口水溫tj 加熱器端差θj pjˊ飽和水焓hjˊj pjˊ飽和水溫td 度 軸封汽焓hsgj 抽汽焓hj 加熱器汽側(cè)壓力pj 抽氣壓損Δpj 抽氣壓力pj kJ/kg ℃ ℃ kJ/kg MPa ℃ ℃ kJ/kg ℃ kJ/kg kJ/kg MPa % MPa 單位 3 H1 0 3 H2 * 0 5 H3 0 5 H4(HD) 5 H5 .84 5 H6 5 H7
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