发电厂的回热加热系统

按受热面的布置方式 立式加热器 卧式加热器
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（一）混合式与表面式加热器比较
（1）热经济性
混合式高
（2）结构
混合式简单
（3）除氧
表面式不可以除氧
（4）回热系统复杂性及可靠度
混合式复杂：水泵、水箱
3
（二）回热系统
1、全表面式加热器回热系统
4
2、全混合式加热器回ห้องสมุดไป่ตู้系统
5
3、带有两组重力布置方式的混合式加热器回热系统
布置方式：外置式、内置式
pj hj pj+1 hj+1
hwj
hwj+1 hwj+2

hj
hj+1
29
疏水冷却段的加热器示意图
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下端差（入口端差） ——加装疏水冷却器（段）后， 疏水温度与本级加热器进口水 温之差
tsj twj 1
一般推荐 =5～10℃
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4．实际系统疏水方式的选择
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（六）实际机组回热原则性热力系统
回热系统基本连接方式：
（1）一台混合式加热器作为除氧器，将回热加热器 分为高压加热器组和低压加热器组； （2）高压加热器疏水逐级自流进入除氧器 （3）低压加热器疏水逐级自流方式进入凝汽器热井 或在末级或次末级加热器采用疏水泵将疏水打入加热 器出口水管道中。 • 回热抽汽过热度较小时不宜采用蒸汽冷却器；
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3）化学除氧优点：能彻底除氧 缺点：不能除去其他气体，价格较 贵，还会生成盐类 故在电厂中较少单独采用化学除氧的方法 2、物理除氧 ——借物理手段将水中溶解氧和其他气体除掉， 且在水中无任何残留物质 在热力发电厂，热力除氧法是主要的除氧方法
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图2-13 内置蒸汽冷却器单级串联
内置式蒸汽冷却器单级串联
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外置式蒸汽冷却器连接方式
(a)单级并联；(b)单级串联；(c)与主水流分流两级并联；(d)与主水流串联 23 两级并联；(e)先j+1级，后j级的两级串联；(f)先j级，后j+1级的两级串联
4、外置式蒸汽冷却器连接方式比较
（1）串联连接
a
A, m2
pj
a 1 b
twj+1
2
twj
tsj 1）twj不变，tsj ↓ ，回热抽气压力↓ ，Xr ↑，热经济性变好 2）tsj不变，twj ↑，其结果是减小了压力较高的回热抽气做功比而 15 增加了压力较低的回热抽汽做功比，热经济性改善。
表面式加热器端差的选择
端差与换热面积的关系：

缺点：造价高 分析：锅炉：tfw ↑ ， Δ Tb和Δ er ↓ 换热器：hj ↓， Δ Tr 和Δ er ↓ ， Δ Qc ↓,η
i
20
↑
3、蒸汽冷却器的连接方式
水侧连接方式：
（1）内置式蒸汽冷却器：
串联连接（顺序连接） （2）外置式蒸汽冷却器： 串联连接：全部给水流经冷却器 并联连接：只有一部分给水进入冷却器
• 小机组不宜采用蒸汽冷却器和疏水冷却器
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§2－3、给水除氧及除氧器
一、给水除氧的必要性
1、给水：补充水和主凝结水
补充水：本身含有大量溶解的气体，如O2，CO2等.
主凝结水：在凝汽器或真空条件下工作的低压加热器 和管道时，空气通过不严密处渗入到主凝结水。
2、危害：在高温下 O2对钢铁构成的热力设备及管道 会产生较强的腐蚀； 而CO2将加剧腐蚀；
第二章 发电厂的回热加热系统
• 回热加热器的型式
• 表面式加热器及系统的热经济性
• 给水除氧及除氧器
• 除氧器的运行及其热经济性分析
• 汽轮机组原则性热力系统计算
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§2－1 回热加热器的型式
回热循环 —— 由回热加热器、回热抽汽管道、水管道、 疏水管道组成的一个加热系统
类型 按内部汽、水接触方式的不同 混合式加热器：汽水直接接触 表面式加热器：汽水不接触，通过金属壁面换热
2、混合式加热器结构
除氧器 分类：卧式、立式
汽水混合 物出口 凝结水 蒸汽 进口 入口
凝结水 出口
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加热蒸汽进口
凝结水进口
1-加热蒸汽进口；2-凝结 水进口；3-轴封来汽；4除氧器余汽；5-3号加热 器和热网加热器的余汽； 6-热网加热器来疏水；73号加热器疏水；8-排往 凝汽器的事故疏水管；9凝结水出口；10-来自电 动、汽动给水泵轴封的水； 11-止回阀的排水；12-汽、 气混合物出口；13-水联 箱；14-配水管；15-淋水 盘；16-水平隔板；17-止 回阀；18-平衡管
优点：进水温度高，换热温差小，火用损小； 缺点：给水全部流经冷却器，给水系统阻力大， 泵功消耗多
（2）并联连接
优点：给水系统阻力小，泵功消耗少 缺点：进水温度小，换热温差大，火用损大； 回热抽汽做功少，热经济性稍差
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• 蒸汽冷却器是提高大容量、高参数机组热经济性 的有效措施 • 进口机组多采用内置式蒸汽冷却段，设置的条件： 在机组满负荷时，蒸汽的过热度≥83℃，抽汽压 力≥1.034Mpa，流动阻力≤0.034Mpa，加热器端 差在0～-1.7℃，冷却段出口蒸汽的过热度≥30 ℃ • 大多数的高压加热器均满足这些条件，而低压加 热器采用蒸汽冷却器很少
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凝结水出口
（一）表面式加热器的端差
1——加热蒸汽
§2－2、表面式加热器及系统的热经济性 t, °
1 C 2 b Δt
2——汽测压力 pj 下的饱和状态 tsj ——疏水温度 twj+1 ——进入加热器的凝结水温度 twj——离开加热器的凝结水温度 ——端差： = tsj – twj 分析： ↓ ，热经济性↑
(b)
19 (a) 内置式； (b) 外置式，SC2与主水流并联；(c) 外置式，SC2与主水流串联
（1）内置式蒸汽冷却器（过热蒸汽冷却段）
优点：简单，投资小
缺点：冷却段面积小，只能提高本级出口水温，热经济性 改善小，提高0.15% ~ 0.20% （2）外置式蒸汽冷却器
优点：减少本级端差，提高最终给口水温度；换热面积大， 热经济性可提高0.3% ~ 0.5%；布置方式灵活
p j p j pj
影响因素：蒸汽流速、局部阻力 一般pj不大于抽汽压力pj的10%
p j 1
pj p j pj
twj+1 j+1
twj j
大容量机组取4%~6%
分析： pj ↑ ， pj’、tsj ↓,则twj ↓， 压力较高的抽气量↑ ，本级抽气量↓， Xr ↓，则热经济性↓ tsj
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（三）蒸汽冷却器及其热经济性分析
必要性：高参数，大容量机组的发展和再热的采用，较大提高了 中、低压缸部分回热抽汽的过热度，使再热后各级回热汽水换热 温差增大，不可逆损失加大，削弱了回热的效果
1、蒸汽冷却器作用
• ↓回热加热器内汽水换热的不可逆损失
• ↑加热器出口水温，↓端差，↑热经济性 2、蒸汽冷却器类型 内置式蒸汽冷却器：与加热器本体合成一体 （过热蒸汽冷却段） 外置式蒸汽冷却器：具有独立的加热器外壳，布置灵活 18
1、化学除氧：加入化学药剂，使水中溶解氧与它产生化 学反应生成无腐蚀的稳定化合物，达到除氧目的。 1）方法一：大机组应用较广的是在给水中加联胺N2H4
N2H4+O2→N2↑+2H2O (除氧)
3N2H4→ N2↑+4NH3 NH3+H2O→NH4OH

加热
(提高pH值）
优点：N2和H2O 对热力设备的运行无害处； N2H4可将Fe2O3还原为Fe3O4 或Fe，将CuO还原 为Cu2O或Cu，防止锅炉内结铁垢和铜垢 38
水中所有不凝结性气体使传热恶化，热阻增加。
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3、国标GB溶解氧的指标：
过热蒸汽压力为5.8MPa及以下，给水溶解氧应 小于或等于15μg/L;
过热蒸汽压力为5.9MPa及以上，给水溶解氧应 小于或等于7μg/L； 对亚临界和超临界压力的直流锅炉，要求给水彻 底除氧
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二、给水除氧的方法： 化学除氧和物理除氧
pj-1 Dj-1 pj Dj
pj+1 Dj+1
pj-1 Dj-1
pj Dj
b a
pj+1 Dj+1
hwj-1
hwj-1
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hj
3、疏水冷却器的设置
目的：减少疏水逐级自流排挤低压抽汽所引起的附加冷源 热损失或因疏水压力降产生热能贬值带来的火用损； 降低疏水经节流后产生蒸汽形成两相流的可能性 对高加来说，可降低除氧器自生沸腾的可能性
6
4、高、低加热器为表面式的系统
7
5、全部低压加热器为混合式的系统
p5
pc p7
p4
p6
p1 p2 p3
8
6、带有部分混合式低压加热器的热力系统
1 2 3 4
H4 5 6
7
8 H8 SG
1
C
H1
H2
H3
H5
H6
H7
SG
2
至C 9
（四）加热器的结构
1、表面式加热器
疏水 —— 表面式加热器中加热蒸汽在管外冲刷放 热后的凝结水
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2．两种疏水方式的热经济性分析
热量法： 考虑对高一级与低一级抽汽量的影响；
做功能力法：考虑换热温差和相应的火用损变化 （1）疏水泵方式 疏水与主水流混合后，↓端差，↑热经济性 （2）疏水逐级自流方式
j级疏水进入j＋1级，使j－1级进口水温比疏水泵方式低， 水在其中Δ hwj-1 和Dj-1 增加。而在j＋1级因疏水热量的进 入，排挤了部分低压回热抽气，使Dj＋1减少 高一级抽汽量↑，低一级抽汽量↓，↓热经济性
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（四）表面式加热器的疏水方式及热经济性分析