【導讀】及計通流部分管道的設計?？尚蟹桨傅倪x取上從實際工程項目出發(fā)，綜合考慮安。全可靠、經(jīng)濟使用，節(jié)省能源，保護環(huán)境的建設方針，同時對運行是否穩(wěn)定可靠，技術是否成熟等方面進行考慮，綜合比較確定。時要校核相關汽水流量、進氣量、發(fā)電量。根據(jù)原則性計算結果對相關熱力管道

　　

【正文】 道及相應的閥門，考慮汽輪機低負荷時，向小汽輪機、除氧氣和輔助蒸氣系統(tǒng)供汽。 對于采用中壓缸啟動的汽輪機組，在高壓旁路管道至再熱冷段的蒸汽管道之間，設置有管徑較小的（約 Φ50）連通管，啟動時，在高壓缸進汽前用來對高壓缸排汽管（再熱冷段管道）進行暖管。此時，要特別注意再熱冷段可靠地進行疏水。此外，由于采用中壓缸啟動過程中高壓缸變成了 “鼓風機 ”，有可能造成高壓缸過熱。為了避免高壓缸過熱，在其排汽管道與凝汽器之間設有連通管及相應的閥門，在啟動過程中該管道開通高壓缸處于 高真空狀態(tài)，盡量減小其鼓風損失（也即減小鼓風發(fā)熱量）。 再熱熱段指鍋爐再熱器出口至中聯(lián)門前的蒸汽管道。在該段管道上，也應設有暖管和疏水管道，其中輸水管道在 20﹪額定負荷之前，因一直開通。在該段管道的中聯(lián)門前，接有通往凝汽器的低壓旁路管道及相應的旁路閥門。 主蒸汽管道可分為單管和雙管兩種系統(tǒng)。為了避免用直徑大，管壁厚的主蒸汽管和再熱蒸汽管，同時又能減小流動阻力損失， 亞臨界 機組單元制主蒸汽管道和再熱蒸汽管道多采用 “單管 —— 雙管 ” 系統(tǒng)。即從過熱器引出 一 根主蒸汽管，分別進入汽輪機高壓缸左右兩側的主汽門，在高壓缸內(nèi)膨 脹做功后其排汽也分兩根低溫再熱蒸汽管進入再熱器，再熱后的蒸汽仍分左右兩側沿兩根高溫再熱蒸汽管經(jīng)中壓缸兩側的中壓聯(lián)合汽門進入中壓缸繼續(xù)膨脹做功。隨著機組容量增大，爐膛寬度加大，煙氣流量、溫度分布不均等造成兩側主蒸汽的氣溫偏差和壓力偏差增大。過大的蒸汽溫度偏差會使汽缸等高壓部件受熱不均，造成汽缸扭曲變形，嚴重時會引起軸封摩擦損壞設備；過大的壓力偏差將會引起汽輪機機頭因受力不均發(fā)生偏轉位移，致使汽輪機產(chǎn)生強烈振動，這是絕對不容許的。因此，國際電工協(xié)會規(guī)定允許溫度偏差：持久性的為 15℃ ，瞬時性的為 42℃ 。 軸 封蒸汽系統(tǒng) 汽輪機組的高、中、低壓缸軸封均由若干個軸封段組成。相鄰兩個軸封段之間形成一個汽室，并經(jīng)過各自的管道接至軸封系統(tǒng)。 在汽輪機組啟動前，汽輪機內(nèi)部必須建立必要的真空。此時，利用輔助蒸氣內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書 22 向汽輪機的軸封裝置送氣。在汽輪機組正常運行時，汽輪機的高壓區(qū)段的蒸汽向外泄漏，同時，為了防止空氣進入軸封系統(tǒng)，在高壓區(qū)段的最外側一個軸封汽室，則必須將蒸汽和空氣的混合物抽出；在汽輪機的低壓區(qū)段，則必須向汽室 b 送氣，而將汽室 a 的蒸汽、空氣混合物抽走。由此看來，軸封蒸汽系統(tǒng)包括送氣、回（抽）汽和漏汽三部分。 為了汽輪機本體 部分的安全，對送汽的壓力和溫度有一定要求。因為送汽溫度如果與汽輪機本體部件溫度差別太大，將使汽輪機部件產(chǎn)生甚大的熱應力，這種熱應力將造成汽輪機部件壽命損耗的加劇，同時還會造成汽輪機動、靜部分的相對膨脹失調(diào)，著將直接影響汽輪機組的安全。 在汽輪機啟動時，高、中壓缸軸封的送汽溫度范圍是：冷態(tài)啟動時，用壓力為 ~、溫度為 208~375℃ 的蒸汽向軸封送汽。對于高、中壓缸，較好的軸封送汽溫度范圍是 208~260℃ ，這一溫度范圍適用于各種啟動方式。低壓缸軸封的送汽溫度則取 150℃ 或更低一些。 當汽輪 機緊急停機時，高、中壓缸的進汽閥迅速關閉。此時，高壓缸內(nèi)的蒸汽壓力仍然較高，而中、低壓缸內(nèi)的蒸汽壓力接近于凝汽器內(nèi)的壓力，于是，高壓缸內(nèi)的蒸汽將通過軸封蒸汽系統(tǒng)泄漏到中、低壓缸內(nèi)膨脹做功，造成汽輪機的超速。為了避免這種危險，軸封系統(tǒng)應稀有危急放汽閥，當軸封系統(tǒng)的壓力超限時，放汽閥立即打開，將軸封系統(tǒng)與凝汽器接通。 軸封蒸汽系統(tǒng)通常有兩路外接汽源。一路是來自其他機組或輔助鍋爐（對于新建電廠的第一臺機組）的輔助蒸汽，經(jīng)溫度、壓力調(diào)節(jié)閥之后，接至軸封蒸汽母管，并分別向各自軸封送汽；另一路是主蒸汽經(jīng)壓力調(diào)節(jié)后供汽至 軸封蒸汽系統(tǒng)，作為軸封蒸汽系統(tǒng)的備用起源。 旁路系統(tǒng) 在某些情況下，不允許蒸汽進入汽輪機。如當鍋爐（剛點火不久）提供蒸汽的溫度、過熱度都比較低時，或運行中的汽輪機意外地失去負荷時，都不允許蒸汽進入汽輪機。在這些情況下，鍋爐提供的蒸汽就可以（并非唯一）通過旁路系統(tǒng)加以處理（回收工質(zhì)）。 對于采用一次中間再熱的機組，采用的旁路有一級大旁路系統(tǒng)和高低壓串聯(lián)內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書 23 的兩級旁路兩種形式。我國 300MW 級的汽輪機組，均采用后一種形式。高壓旁路系統(tǒng)設置在進入汽輪機高壓缸前的主蒸汽管道上；低壓旁路系統(tǒng)設置在進入汽輪機中壓缸前 的再熱熱段蒸汽管道上。 旁路系統(tǒng)由旁路閥、旁路管道、暖管設施以及相應的控制裝置（包括液壓控制和 DEHC 控制系統(tǒng)）和必要的隔音設施組成。 旁路系統(tǒng)的通流能力應根據(jù)機組可能的運行情況予以選定。旁路的通流能力并不是越大越好。 旁路系統(tǒng)的動作響應時間則是越快越好，要求在 1～ 2s 內(nèi)完成旁路開通動作，在 2～ 3s 內(nèi)完成關閉動作。 給水系統(tǒng)及其設備 給水系統(tǒng)是從除氧器給水箱下降管入口到鍋爐省煤器進口之間的管道、閥門和附件之總稱。它包括了低壓給水系統(tǒng)和高壓給水系統(tǒng)，以給水泵為界，給水泵進口之前為低壓系統(tǒng)，給水泵出口之后 為高壓系統(tǒng)。 由除氧器給水箱經(jīng)下水管至給水泵進口的管道、閥門和附件，承受的給水壓力較低，稱為低壓給水系統(tǒng)。為減小流動阻力，防止給水泵汽蝕，一般采用管道短、管徑大、閥門少、系統(tǒng)簡單的管道系統(tǒng)。由給水泵出口經(jīng)高壓加熱器到鍋爐省煤器前的管道、閥門和附件，承受的給水壓力很高，稱為高壓給水系統(tǒng)。 給水系統(tǒng)型式的選擇與機組的型式、容量和主蒸汽系統(tǒng)的型式有關。主要有以下幾種型式： 1. 單母管制系統(tǒng) 該系統(tǒng)設有三根單母管，即給水泵入口側的低壓吸水母管、給水泵出口側的壓力母管和鍋爐給水母管。其中吸水母管和壓力母管采用單母管 分段，鍋爐給水母管采用的是切換母管。 2．切換母管制系統(tǒng) 當汽輪機、鍋爐和給水泵的容量相匹配時，可作單元運行，必要時可通過切換閥門交叉運行，因此其特點是有足夠的可靠行和運行的靈活性。同時，因有母管和切換閥門，投資大，鋼材、閥門耗量也相當大。 3．單元制系統(tǒng) 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書 24 單元制給水系統(tǒng)的優(yōu)缺點是系統(tǒng)簡單，管路短、閥門少、投資省，便于機爐集中控制和管理維護。當采用無節(jié)流損失的變速調(diào)節(jié)時，其優(yōu)越性更為突出。當然，運行靈活差也是不可避免的缺點。它適用于中間再熱凝汽式或中間再熱供熱式機組的發(fā)電廠。 我國目前采用的 300MW 汽輪機 組給水系統(tǒng)主要設備包括兩臺 50﹪的汽動給水泵及其前置泵，驅動小汽輪機及驅動電動機，電動給水泵、液力聯(lián)軸器及其驅動電動機，電動給水泵的前置泵及其驅動電動機， 1 號、 2 號高壓加熱器等設備以及管道、閥門等配套部件。 對于 300MW 汽輪機的給水泵組，目前已采用的基本配置是：兩臺 50﹪的汽動給水泵和一臺 25﹪～ 40﹪的液力調(diào)速的備用電動給水泵。 該機組給水系統(tǒng)配備了兩臺 50﹪的汽動給水泵和一臺 25﹪～ 40﹪的液力調(diào)速的備用電動給水泵。正常運行時，兩臺汽動給水泵運行，以 1 臺電動泵備用。當運行泵故障時，備用甭將無擾動投入運 行。電動泵的前置泵與電動泵采用同一電動機驅動。汽動給水泵的前置泵進口管道也設有手動隔離閥和濾網(wǎng)，濾網(wǎng)上游配有安全閥。該前置泵與汽動給水泵之間設有流量測量孔板和濾網(wǎng)而沒有任何閥門。汽動給水泵（ FP）出口管道出口處裝有止回閥、流量調(diào)節(jié)閥和電動隔離閥。汽動給水泵的中間抽頭經(jīng)其出口母管上的電動隔離閥后，向鍋爐再熱器的減溫器提供減溫水；汽動給水泵的出口給水，經(jīng)母管及電動隔離閥后，分別向鍋爐過熱器的一、二級減溫器和汽輪機的高壓旁路系統(tǒng)提供減溫水。 汽動給水泵也稱啟動給水泵，電動給水泵（ FP）與汽動給水泵除了驅動方式與汽 動給水泵不同之外，其本體的結構性能與汽動給水泵基本相同，為雙殼體、筒形、雙吸、臥式離心泵，共有 5 級。電動給水泵的前置泵為單吸、單級、臥式離心泵。 加熱器疏水及排氣系統(tǒng) 高壓加熱器和低壓加熱器正常疏水系統(tǒng)均采用逐級自流方式。 正常運行時，每臺高壓加熱器的正常疏水逐級回流至下一級高壓加熱器，最后至除氧器，低壓加熱器的正常疏水逐級回流至下一級低壓加熱器，最后至排汽裝置。 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書 25 除正常疏水外，各加熱器還設有危急疏水管路，當加熱器故障引起水位超過規(guī)定值或在低負荷運行時相鄰加熱器之間壓差較小，正常疏水不能逐級自流，危急 疏水閥則自動開啟，以控制加熱器水位。各加熱器危急疏水均單獨接至排汽裝置；除氧器在高水位時溢流或緊急放水以及除氧器檢修放水均排至排汽裝置中。軸封冷凝器疏水經(jīng)多級 U形水封管排入排汽裝置中。 每個加熱器的疏水管路上均設有疏水調(diào)節(jié)閥。所有低壓加熱器均設有兩個分開的疏水接口，正常疏水接口位于加熱器疏水冷卻段，危急疏水接口位于加熱器的凝結段。 每臺加熱器均設有啟動排氣和連續(xù)排氣，以排除加熱器中的不凝結氣體。每臺高壓加熱器的啟動和連續(xù)排氣均單獨接至除氧器中，每臺低壓加熱器的啟動和連續(xù)排氣也單獨接至排汽裝置中。除氧器的啟動 和連續(xù)排氣接至大氣中。連續(xù)排氣均設有節(jié)流孔板，其容量按能通過 %加熱器最大加熱流量選取。 真空抽汽系統(tǒng) 對于凝汽式汽輪機組，需要在汽輪機的汽缸內(nèi)和凝汽器中建立一定的真空，正常運行時也需要不斷地將由不同途徑漏入的不凝結氣體從汽輪機及凝汽器內(nèi)抽出。真空系統(tǒng)就是用來建立和維持汽輪機組的地背壓和凝汽器的真空。低壓部分的軸封和低壓加熱器也依靠真空抽氣系統(tǒng)的正常運行工作才能建立相應的負壓或真空。真空抽氣系統(tǒng)主要包括汽輪機的密封裝置、真空泵以及相應的閥門、管路等設備和部件。對于 135MW 汽輪機組，目前真空抽氣系 統(tǒng)采用的抽氣設備多數(shù)是水環(huán)式真空泵和射氣式抽氣相結合。 輔助蒸汽系統(tǒng) 每臺機組各設有一臺輔助蒸汽聯(lián)箱，兩臺機組的輔助蒸汽聯(lián)箱之間設有聯(lián)絡母管，供機組啟動的老廠來汽接入 1 號機組的輔助蒸汽聯(lián)箱。機組正常運行時，輔助蒸汽聯(lián)箱的汽源來自汽輪機 4 段抽汽，啟動或低負荷時來自冷再熱蒸汽系統(tǒng)。冷再熱蒸汽與高壓輔助蒸汽聯(lián)箱之間設有減壓閥。輔助蒸汽聯(lián)箱參數(shù)約為315～ 370℃ ， ～ 。輔汽聯(lián)箱向暖風器、生水加熱器、主廠房及輸煤棧橋蒸汽采暖等提供加熱蒸汽，其供汽參數(shù)滿足用戶的要求。為防止減壓閥失控時內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書 26 輔助蒸汽系 統(tǒng)超壓，輔助蒸汽聯(lián)箱上設有安全閥，其排放能力 100%滿足最大來汽量。 當一臺機組正常運行，另一臺機組啟動時，啟動機組的輔助蒸汽由正常運行的輔助蒸汽聯(lián)箱供汽。 輔助蒸汽系統(tǒng)的供汽能力按一臺機組啟動和另一臺機組正常運行時的用汽量之和考慮。來自一期的啟動用汽管道上設有流量測量裝置。 凝結水系統(tǒng)及其設備 凝結水箱來的凝結水由凝結水泵升壓后，經(jīng)中壓凝結水精處理裝置、軸封冷卻器和三臺低壓加熱器后進入除氧器。 每臺機組安裝 2 臺 100％容量的凝結水泵。 凝結水精處理采用粉末樹脂覆蓋過濾器系統(tǒng)，單元制布置，每臺機組設 有3x50％容量的過濾器及其輔助系統(tǒng)。 凝結水系統(tǒng)中凝結水精處理裝置設有 100%容量的電動旁路；軸封冷卻器也設有旁路管道，用于機組試運行凝結水管道沖洗時旁通軸封冷卻器； 5 號低壓加熱器各設有一個電動旁路。 在軸封冷卻器出口的凝結水管道上引出一路裝有調(diào)節(jié)閥的凝結水泵再循環(huán)管至排汽裝置，以確保機組啟動和低負荷時凝結水泵所需的最小流量和軸封冷卻器所需的最小冷卻水量的要求。在軸封冷卻器入口的凝結水管道上，設置一路至凝結水補充水箱的管道，用于排汽裝置熱井高水位時的放水。在軸封冷卻器出口的凝結水管道上裝有除氧器水 位調(diào)節(jié)閥。 此外，凝結水系統(tǒng)還負責提供疏水擴容器減溫水、低壓旁路減溫水、低壓缸噴水、真空泵補充水，以及向輔助蒸汽減溫器及其它減溫器提供減溫水等。每臺機組設有一套凝結水補充水系統(tǒng)，包括一座 300m3凝結水補充水箱和 2 臺 100%容量的凝結水補充水泵、 1 臺 100％容量的鍋爐上水泵。由化學水處理車間來的除鹽水補到凝結水補充水箱，水箱中的除鹽水通過凝結水補充水泵向排汽裝置補水。在補充水管道上設有調(diào)節(jié)閥，以調(diào)節(jié)排汽裝置熱井的水位。凝結水補充水泵還為發(fā)電機定子冷卻水箱提供補水。 機組啟動時，鍋爐上水泵為鍋爐、除氧器水箱及 發(fā)電機定子冷卻水系統(tǒng)上水。 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書 27 凝結水補充水系統(tǒng)的管道和閥門均采用不銹鋼材料。 循環(huán)水系統(tǒng) 循環(huán)水系統(tǒng)主要包括取水頭、進水盾溝、進水工作井、循環(huán)水泵房設備、循環(huán)水進水管道、凝汽器、循環(huán)水排水管（箱涵）、虹吸井、排水工作井、排水盾溝和排水頭等部分。 為提高循環(huán)水泵各個零部件的耐腐蝕性能，在循環(huán)水泵殼體、軸泵套管、齒輪箱等部件上均刷有防腐漆。另外，在循環(huán)水泵殼體的擴壓段、錐形管和泵軸套管及其導流板處還分別設有犧牲陽極，即鋅塊。循環(huán)水泵的葉輪結構主要包括葉輪體、葉輪轂、調(diào)節(jié)母管、調(diào)節(jié)撥叉、傳動銷、曲柄、葉片和 葉輪端蓋等主要部件。這些部件均采用耐腐蝕的材料。 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書 28 第 五 章 管道計算與選型 熱電廠的一般管道設計中，都是在推薦的流速范圍內(nèi)選擇適當?shù)慕橘|(zhì)流速，經(jīng)過水力計算求出管徑，再根據(jù)介質(zhì)的參數(shù)和管材的特性通過強度計算求其管壁厚度，最后在選擇管道和確定其有關具體數(shù)值。推薦的介質(zhì)流速范圍是經(jīng)過大量的計算和具體的時間經(jīng)驗總結出來的。在一般的中小型熱電廠中，管線不長，布置合理時，可不作水力計算和壁厚計算，而是選擇適當?shù)慕橘|(zhì)流速直接選定管徑