【正文】 。管側(cè)平均溫度= （511）=（℃）材料20號碳鋼，查附錄1得 =［℃)］。由管外蒸汽平均溫度= （510）=（℃）查水蒸汽表得v＝ （m3/kg） ＝（㎡）U＝(+)2＝（m）=4（m）由查表附錄4 得=24； =℃)； =。殼側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)（放熱系數(shù)）為 ＝ （56） ＝ （57） ＝ （58）式中 當(dāng)量直徑，m；雷諾數(shù)； 管外流體溫度下的普朗特數(shù)；蒸汽流通面積，㎡；U濕周，m；c管外流體速度，m/s； 運(yùn)動粘度，m2/s。（一）過熱蒸汽冷卻段的計算 （1）對數(shù)平均溫度 （53） ＝－ （54） ＝－＝(kJ/kg)由、查水蒸氣表得過熱蒸汽冷卻段進(jìn)口的給水溫度＝℃=(℃)（2）傳熱系數(shù)［℃)］ ＝ （55） 式中 殼側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，［℃)］ S 傳熱管壁厚，m； 傳熱管熱導(dǎo)率，［℃)］ 管側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，［℃)］ 管側(cè)污垢熱阻，（℃）/W 殼側(cè)污垢熱阻，（℃）/W 傳熱管內(nèi)徑，m； 傳熱管外徑，m。具有過熱蒸汽冷卻段、凝結(jié)段和疏水冷卻段的加熱器，典型的汽水溫度變化如圖52所示。內(nèi)置式蒸汽冷卻器（即過熱蒸汽冷卻段）與加熱器本體（蒸汽凝結(jié)部分）合成一體，可節(jié)省鋼材和投資，但只提高本級出口水溫，回?zé)峤?jīng)濟(jì)性提高較小。若能利用這部分抽汽過熱度，用增加對應(yīng)加熱器入口的受熱面，即裝設(shè)蒸汽冷卻器來提高該級加熱器出口水溫或整個回?zé)嵯到y(tǒng)的出口水溫，則會大大改善這種不利狀況。 新汽量計算及功率校核（1）計算凝汽的比內(nèi)功為3401＋533－2370＝1564 （kJ/kg）（t/h）（2）計算各級抽汽作功不足系數(shù)如下：于是抽汽做功不足汽耗增加系數(shù)為 ＝1/（1－－－－－－－－－－） ＝則汽輪機(jī)新汽耗量為 ＝ t/h（3）功率校核1kg新汽比內(nèi)功 ＝3401＋533－（3135＋3010 ＋3370＋3160＋2949＋2772＋2660＋2614＋2370＋3361＋3284） ＝（kJ/kg）據(jù)此，可得汽輪發(fā)電機(jī)的功率為 計算誤差 %＜1%誤差在允許范圍內(nèi)，表示上述計算正確。 計算回?zé)岢槠禂?shù)與凝汽系數(shù)采用相對量方法進(jìn)行計算 1號高壓加熱器（H1）由H1的熱平衡式求 H1的疏水系數(shù) 2號高壓加熱器（H2） = =H2的疏水系數(shù)再熱蒸汽系數(shù) 3號高壓加熱器（H3）先計算給水在給水泵中的焓升。 熱力系統(tǒng)圖 汽輪機(jī)蒸汽膨脹過程hs圖 538t537t3401h3135h3010h3543h538t453t3370h3160h2949h2772h2660h2614h240t2370hh,kj/kgS,kJ/kg*K 原始資料整理 根據(jù)p、t查水蒸汽表得出新汽焓=3401 kJ/kg，=3010 kJ/kg，=3543 kJ/kg， ＝35433010＝533 kJ/kg，各級抽汽焓、各加熱器出口水焓及有關(guān)疏水焓等回?zé)嵯到y(tǒng)計算點(diǎn)參數(shù)列于表41。如下圖為本次畢業(yè)設(shè)計的300MW機(jī)組的原則性熱力系統(tǒng)圖。在第４級抽汽有40t/h不調(diào)整廠用抽汽及第五級抽汽有30 t/h不調(diào)整廠用抽汽。其中，調(diào)閥端的第2級后的5級抽汽至5低壓加熱器，低壓缸電機(jī)端的第4級后的6級抽汽至6低壓加熱器。蒸汽從低壓缸中部進(jìn)入，然后分別向二端排汽囗進(jìn)入下部凝汽器。中壓缸向上排汽經(jīng)一根中低壓連通管導(dǎo)入低壓缸之中部。中壓通流部分全部采用反動式壓力級，分成2部分，共為8級，中壓缸第4級后出來的部分蒸汽，經(jīng)過高中壓外缸下半的三級抽汽囗抽汽至3高加。高壓缸排汽從下部排出回到鍋爐再熱器，其中部分蒸汽由2級抽汽囗抽汽至2高加。 回?zé)嵯到y(tǒng)結(jié)構(gòu)簡述高壓通流部分由1級單列調(diào)節(jié)級（沖動式）和14級壓力級（反動式）所組成。 加熱器疏水管路加熱器正常疏水方式為疏水逐級自流。高壓加熱器將排氣牌入大氣，低壓加熱器將排氣排入凝汽器。 加熱器抽、排氣管路每臺加熱器均有水壓試驗、啟動排氣和連續(xù)排氣接口，以去除殼內(nèi)不凝結(jié)氣體。此外，還有一些廠內(nèi)用水，如低壓噴水保護(hù)和低壓減溫水等也由此管接出。2臺凝結(jié)水泵出口都裝有電動閘閥和逆止閥，凝結(jié)水泵出口合并為1根管道至除鹽裝置。在機(jī)組啟動時，為了提高除氧效果，還設(shè)置了1臺除氧器啟動循環(huán)泵。給水泵汽輪機(jī)蒸汽管道低位點(diǎn)設(shè)有疏水閥，在給水泵汽輪機(jī)啟動時疏水至主凝汽器。單泵運(yùn)行時，由低壓汽源供汽，泵容量不低于60%鍋爐額定給水量。雙泵運(yùn)行時，主機(jī)負(fù)荷在40%額定負(fù)荷以上時，給水泵汽輪機(jī)由低壓汽源單獨(dú)供汽；主機(jī)負(fù)荷低于40%時，低壓汽源已不能滿足要求，高壓汽源與低壓汽源同時供汽，隨著主機(jī)負(fù)荷進(jìn)一步降低，高壓汽源供汽量逐漸增加，低壓汽源供汽量逐漸減少直到由高壓汽源單獨(dú)供汽或輔助蒸汽供汽。另一路為第4段抽汽和輔助蒸汽（低壓汽源），而主蒸汽作為備用汽源。啟動時，由輔助蒸汽聯(lián)箱供汽，隨著負(fù)荷增加，當(dāng)?shù)谒亩纬槠麎毫Υ笥谝欢ㄖ禃r，自動切換第四段抽汽，當(dāng)機(jī)組降負(fù)荷，第四段抽汽降低到一定值時，自動切換到輔助蒸汽。抽汽管道上的所有疏水閥在機(jī)組負(fù)荷低于15%額定負(fù)荷時能自動開啟。這是因為除氧器是一個容積很大的混合式加熱器，一旦汽輪機(jī)的抽汽壓力突降，除氧器給水箱內(nèi)飽和水迅速汽化產(chǎn)生大量蒸汽（汽水共騰），若倒流入抽汽管內(nèi)將引起汽輪機(jī)超速。同時將8號低壓加熱器切除。無法裝設(shè)電動閘閥和逆止閥，為了防止汽輪機(jī)進(jìn)水和超速，采取了預(yù)防性措施。這些疏水閥設(shè)置聯(lián)鎖邏輯以達(dá)到防進(jìn)水和防超速的配套措施。 回?zé)岢槠艿赖?～6段抽汽管道上沿蒸汽流向先裝1個電動閘閥，后裝1個逆止閥，要求靠近汽輪機(jī)抽汽口（2段抽汽管道上的閥門靠近冷卻再熱蒸汽管道）逆止閥的主要作用是防止汽輪機(jī)進(jìn)水和甩負(fù)荷時回?zé)岢槠苤姓羝?，流入汽輪機(jī)。 回?zé)嵯到y(tǒng)管路介紹本設(shè)計機(jī)組回?zé)嵯到y(tǒng)有8段不調(diào)整抽汽，第1～3抽汽供3臺高壓加熱器用汽，第4段抽汽供除氧器、鍋爐給水泵汽輪機(jī)及輔助蒸汽用汽，第5～8段抽汽供4臺低壓加熱器用汽。噴霧淋水盤式和噴霧填料式除氧器工作原理相同，在噴霧層中除去水中大部分氧，在淋水盤層或填料層中除去水中殘余氧。為了避免相鄰的噴嘴水霧化后相互干擾，噴嘴不能布置過密，這就要求有足夠的噴霧面積，臥式除氧器可滿足上述要求，在給水箱直徑相同的情況下，提高了除氧器的功率。（3）能適應(yīng)負(fù)荷、進(jìn)水溫度的變化。噴霧式除氧器的主要優(yōu)點(diǎn)是：（1）加強(qiáng)了傳熱：傳熱面積大，不受進(jìn)水溫度的影響。淋水盤式除氧器制造工作量大，檢修困難，外形尺寸大，除氧效果差，往往達(dá)不到額定功率，對進(jìn)水溫度變化和負(fù)荷變化適應(yīng)性差，容易發(fā)生振動。 除氧器的結(jié)構(gòu)根據(jù)水在除氧器內(nèi)流動形式的不同，除氧器結(jié)構(gòu)型式可分為水膜式、淋水盤（細(xì)流）式、噴霧式等幾種。易擴(kuò)散出來。這時，水中還殘留著少量的氣體，相應(yīng)的不平衡壓差很小，氣體已經(jīng)沒有足夠的動力克服水的黏滯力和表面張力逸出，只有靠單個氣體分子擴(kuò)散作用慢慢地離析出來。此階段可以除去水中約80﹪90﹪的氣體。氣體從水中離析出來的過程基本上可分為兩個階段：1）第一階段為大量除氧階段。（2）必須將水中逸出的氣體及時排出，使水面上各種氣體的分壓力減至零或最小。因此除氧器實際也是除氣器，不僅出去了氧氣，也除去了其他氣體。對給水而言，混合式加熱器（除氧器）中的全壓力p等于溶于水中個氣體分壓力與水蒸汽壓力之和，即 MPa 對除氧器中的給水進(jìn)行定壓加熱時，隨著溫度上升，水蒸發(fā)過程不斷加深，水面上水蒸汽的分壓力逐漸加大，溶于水中的其他氣體的分壓力逐漸減少。如此，要想除去水中溶解的某種氣體，只需將水面上該氣體的分壓力將為零即可，在不平衡壓差的作用下，該氣體就會從水中完全除掉，這就是物理除氧的原理。其關(guān)系式為 式中 K該氣體的重量溶解系數(shù)，mg/L,它的大小隨氣體種類、溫度和壓力而定； 平衡狀態(tài)下水面上該氣體的分壓力,MPa； 水面上混合氣體的全壓力，MPa。亨利定律反映了氣體在水中溶解和離析的規(guī)律，道爾頓定律則指出混合氣體全壓力與各組成氣（汽）體分壓力之間的關(guān)系。當(dāng)機(jī)組低負(fù)荷時，利用疏水閥保持抽汽管道處于熱備用狀態(tài)，以便隨時恢復(fù)供汽。當(dāng)隔離閥關(guān)閉時，連鎖打開相應(yīng)的疏水閥，將抽汽管道內(nèi)可能積聚的凝結(jié)水疏至擴(kuò)容器，防止汽輪機(jī)進(jìn)水。另外，在加熱器停運(yùn)時，電動隔離閥還起切斷抽汽汽源的作用。要求裝在止回閥前。其作用是，當(dāng)電網(wǎng)或汽輪機(jī)發(fā)生故障時自動主汽閥連鎖快速關(guān)閉止回閥，切斷抽汽管路，避免加熱器內(nèi)的濕飽和蒸汽倒流入汽輪機(jī)，引起超速或其他事故。為防止上述事故的發(fā)生，在回?zé)岢槠艿郎弦话阊b有：（1）液動或電動止回閥?；?zé)岢槠艿酪粋?cè)是汽輪機(jī)，另一側(cè)是具有一定水位的加熱器?；?zé)岢槠€提供鍋爐汽動給水泵小汽輪機(jī)的正常工作汽源和各種用途輔助蒸汽用汽。該系統(tǒng)由抽汽管道和一些閥門所組成。實際回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)中采用的疏水方式是以上兩種方式的綜合。加熱器的疏水采用疏水泵送入本級加熱器出口的主凝結(jié)水管道的疏水系統(tǒng)。這種方式不用疏水泵，系統(tǒng)簡單可靠，但熱經(jīng)濟(jì)性較低，這是由于高一級的加熱器的疏水進(jìn)入低一級壓力的加熱器的蒸汽空間時要放出熱量，而排擠了一部分較低壓力的回?zé)岢槠?，在保持汽輪機(jī)輸出功率一定的條件下，勢必造成抽汽做功減少，凝汽循環(huán)的做功量增加，這樣就增加了冷源損失，尤其是疏水排入凝汽器時，將直接導(dǎo)致冷源損失增加。 疏水逐級自流的系統(tǒng)（a）為疏水逐級自流的連接方式。 面式加熱器的連接系統(tǒng)回?zé)峒訜崞鞯氖杷到y(tǒng)是指回?zé)岢槠诟?、低壓加熱器?nèi)凝結(jié)放熱變成的疏水（凝結(jié)水），經(jīng)輸水管和疏水器排出的管道系統(tǒng)。它的疏水自流入凝汽器，由于兩者壓差很小，該方式就避免了因疏水管道長、阻力大而引起疏水不暢的問題。這是因為此處的抽汽壓力已經(jīng)較低，其疏水的溫度與主凝結(jié)水的溫度差已比較小，設(shè)置疏水冷卻段的實際意義不大。 低壓加熱器的結(jié)構(gòu)示意圖 1U型管；2拉桿和定距件；3蒸汽進(jìn)口；4防沖擊擋板；5防護(hù)屏板；6給水出口；7給水進(jìn)口；8疏水出口；9疏水冷卻段隔板；10疏水冷卻器密封件；11可選用的疏水冷卻旁路；12管子支承板；13加熱器支架；14水位。國產(chǎn)300MW機(jī)組一般有四臺臥式表面低壓式加熱器。由于管束采用了耐腐蝕的不銹鋼，加熱器不再設(shè)置排氣裝置，僅在筒體上開了排氣口。其水室可以是半球形的，也可以是圓形的。 低壓加熱器的結(jié)構(gòu)與設(shè)計特點(diǎn)低壓加熱器的結(jié)構(gòu)和工作原理類似于高壓加熱器，但它一般不設(shè)過熱蒸汽冷卻段，每臺低壓加熱器一般由凝結(jié)段和疏水冷卻段組成。在一組隔板的引導(dǎo)下向上流動，最后從位于該段頂部殼體側(cè)面的疏水管疏出。然后流至冷凝段，在隔板的引導(dǎo)下均勻地流向該段的各部分，由下而上橫向流過管束，放出汽化潛熱后凝結(jié)成水，稱為疏水；外來的上一級疏水經(jīng)擴(kuò)容后進(jìn)入冷凝段。在300MW機(jī)組的回?zé)嵯到y(tǒng)中，高壓加熱器一般都具有過熱蒸汽冷卻段和疏水冷卻段。在此過程中，疏水進(jìn)一步放熱，溫度降到飽和溫度以下，最后從位于疏水冷卻段頂部的殼體側(cè)面疏水出口流出。端板的作用是，當(dāng)蒸汽進(jìn)入端板的管孔和管子外表面之間的間隙時被凝結(jié)而形成水密封，以阻止蒸汽泄漏到該段內(nèi)。疏水冷卻段在設(shè)計時還選取較低流速，隔板開口面積相近，雙進(jìn)口虹吸口，對對數(shù)平均溫差進(jìn)行修正等，這樣，壓力損失減小，避免汽化，保證良好的液態(tài)換熱性能。疏水冷卻段位于給水進(jìn)口流程側(cè)，它采用內(nèi)置式全流程虹吸式結(jié)構(gòu)。此時該組隔板主要起支承和防振作用（在加熱器設(shè)計時，應(yīng)對整個管系進(jìn)行振動分析，以防止在各種負(fù)荷情況下發(fā)生振動）。從過熱段流出的蒸汽進(jìn)入冷凝段，冷凝段主要是利用蒸汽凝結(jié)時放出汽化潛熱來加熱給水。蒸汽進(jìn)口接管座的下方設(shè)有一塊不銹鋼防沖板，避免了蒸汽直接沖擊管束。過熱段的包殼以該套管為中心，可以向四周自由膨脹。過熱蒸汽從套管進(jìn)入本段。由于該高壓加熱器管子采用碳鋼材料，故爆脹之前在進(jìn)水側(cè)的管套上不銹鋼套管，不銹鋼套管在爆脹管的同時脹緊于管子內(nèi)壁。脹管采用全爆脹方法，目的是消除管子與管板之間的間隙，這樣既可以防止泄漏、避免間隙內(nèi)腐蝕加劇，又可以在運(yùn)行中減小振動。水室上還有排汽接管、安全閥座和化學(xué)清洗接頭。水室內(nèi)有一塊分流隔板，將進(jìn)出水分隔開。在殼體相應(yīng)于管板的位置處是加熱器的支點(diǎn)，靠近殼體尾部是滾動支撐，當(dāng)殼體受熱膨脹時，加熱器的殼體可以沿軸向自由滾動。在切割線下面襯有不銹鋼保護(hù)環(huán)，以免切割時損壞管束。該加熱器的殼體采用軋制鋼板制造，全焊接結(jié)構(gòu)。疏水冷卻段位于給水進(jìn)口的流程側(cè)，通過該段把離開凝結(jié)段疏水