原则性热力系统图
原则性热力系统与全面热力系统
原则性热力系统与全面热力系统热电厂的任务是将燃料的化学能转变为热能和电能，这种转变是由一系列设备来完成的。
将热力设备按照热力循环顺序，用管道连接起来的系统称为热力系统。
对热力系统的表示方法有下述两种。
一、原则性热力系统在热力设备中，工质按照热力循环顺序流动的系统称为原则性热力系统。
其作用是表明工质的能量转换及热量利用过程，反映热电厂能量转换过程的技术完善程度和热经济性的高低。
通过计算可以确定各设备的汽水量及热电厂的热经济指标。
原则性热力系统只表示出工质的流动过程中发生压力、温度变化所必须的工种热力设备，并且对同类型、同参数的设备只表示一个，备用设备不予绘出，设备附件一般均不表示。
原则性热力系统主要由下列各局部热力系统组成：锅炉、汽轮机及凝结器的连接系统，凝结水和给水回热加热系统，除氧器系统，补充水系统，废热回收系统及供热机组的对外供热系统等。
二、全面性热力系统热电厂的全面热力系统，是全厂所有热力设备和汽水管道及其附件相互连接的总系统。
全面性热力系统图是热电厂进行设计、施工、运行的指导性系统图之一。
全面性热力系统要按照设备的实有数量表示出全部主要设备和辅助设备，如锅炉、汽轮发电机组、各种热交换器、减温加压器、各种水泵及水箱等；也要按实际表示出热电厂的主要蒸汽系统、凝结水系统、回热加热系统、供热系统；还必须表示出各管道系统中的一切操作部件，如截止阀、调节阀、逆止阀、安全阀、水位调整器、疏水器、减温装置，高压加热器的自动盘路阀，流量计孔板等。
从而明确地反映了全厂设备的配置情况及在各种工况下的事故状态的运行方式。
附属于各设备的有机组成部分的管道系统，如汽轮机本体疏水系统，锅炉本体的汽水管道系统等，可不在全面性热力系统中表示。
对于一些次要的管道，如热电厂的疏水系统、凝结器及加热器的空气管路系统，在热力系统图中一般只标出其主要部分或部件。
若要详细地表示某部分的设备及系统，可绘制该部分设备的局部性热力系统，如主蒸汽系统、给水系统、供热系统、循环水系统等。
22、23原则、全面系统
热力系统——将热力设备按照热力循环的顺序用
管道和附件连接起来的一个有机整体。
热力系统图——根据发电厂热力循环的特征，将
热力部分的主、辅设备及其管道附件按 功能有序连接成一个整体的线路图。
发电厂热力系统的两种基本型式：
——发电厂原则性热力系统 ——发电厂全面性热力系统
热力发电厂
一、发电厂原则性热力系统
单轴1200MW凝汽式机组发电厂原则性热力系统
二、原则性热力系统举例
汽配 术图 包置 ，所 炉 哈示 的 尔为 原 滨引 则 汽进 性 轮美 热 机国 力型 厂西 系自型制屋 统然汽造公 图循轮的司 。环机 技 ， N300-16.7/538/538 HG1025/17.5
2 1
3 4 8
7
热对 统锅 补 疏 回 除 主 系再 汽主 机外 炉 充 水 热 氧 凝 统热 系蒸 组供 排 水 系 抽 给 结 机 统汽 热 污系统汽水水 组 及 系 利统 系系系 的 再 统 用 统统统 旁 热 路 蒸 供 系 ) (
二、发电厂原则性热力系统举例
热力发电厂
系统设有汽动给水泵，其汽源取自第四级抽 汽，小汽轮机的排汽进入主凝汽器中。为防 止给水泵汽蚀，在每台泵入口前还设有前置 泵。 为保证亚临界锅炉的汽水品质，在凝结水泵 出口设有凝结水除盐设备。 锅炉采用一级连续排污利用系统，不设排污 水冷却器，其浓缩排污水送入定期排污扩容 器中，经定期排污扩容器扩容降压后排出。 额定工况时，该机组的设计热耗为 7921kJ/(kW· h)。
第十三节 发电厂全面性热力系统
发电厂组成的实际热力系统
特点：全面，所有设备、管道及附件必须 画出。 应用：决定影响到投资、施工、运行可靠 性和经济性；现场系统运行切换的 根本依据。
第九讲-原则性热力系统
21
图7-9 美国超临界压力两次再热325MW凝汽式机组 发电厂原则性热力系统
22
举例（ 举例（四）世界上最大单轴采暖抽汽式机组的发电厂原则性 热力系统
图7-10即为俄罗斯单采暖抽汽 T-250-240型供热机组的发电厂原则性 热力系统。配单炉膛直流锅炉，蒸发量为1000t/h，其蒸汽参数为 25.8MPa、545/545℃，给水温度260℃。其锅炉效率分别为 93.3%(燃煤)、93.8%(燃油)。该供热式机组蒸汽参数为23.54MPa、 540/540℃。最大功率达300MW。其特点： ①通流部分有足够的适应大抽汽量的要求； ②在控制上能满足电、热负荷在大范围内各自独立变化互不影响； ③可抽汽、背压纯凝汽方式运行； ④抽汽参数变化时仍保持最小节流损失。
图7-2 N600-16.7/537/537型机组的发电厂原则性热力系统
8
举例（三） ：图7-3为国产CC200-12.75/535/535型双抽汽凝汽式机组，配HG670/140-YM9型自然循环汽包炉的热电厂原则性热力系统，有八级回热抽汽。 其主要特点是： ①第三、六级为调整抽汽，其调压范围分别为0.78~1.27 MPa、0.118~0.29MPa， 前者对工艺热负HIS直接供汽和峰载热网加热器PH的汽源，后者作为基载热 网加热器BH和大气压力式除氧器MD的汽源。 ②高压加热器H2和高压除氧器HD设有外置式蒸汽冷却器SC2、SC3与H1为出口 主给水串联两级并联方式，H2还没有外置式疏水冷却器DC2。 ③两级除氧，高压除氧器HD、大气压力除氧器MD均为定压运行，前者是给水除 氧器，后者是热电厂补充水除氧器。 ④因系热电厂采用了两级锅炉连续排污利用系统，其扩容蒸汽分别引至两级除氧 器HD、MD。
5
第二 发电厂原则性热力系统举例
原则性热力系统
原则性热力系统与全面性热力系统发电厂热力系统图发电厂热力系统图按照应用的目的和编制方法不同，分成原则性热力系统和全面性热力系统。
以规定的符号来表示工质按某种热力循环顺序流经的各种热力设备之间联系的线路图，称为发电厂的原则性热力系统图。
表示工质的能量转换及其热量利用的过程，反映了发电厂能量转换过程的技术完善程度和发电厂热经济性的好坏。
以规定的符号表明全厂主辅热力设备，包括运行的和备用的，以及按照电能生产过程连接这些热力设备的汽水管道和附件整体系统图，称为发电厂的全面性热力系统图。
原则性热力系统作用：用来计算和确定各设备、管道的汽水流量，发电厂的热经济指标。
又称为计算热力系统。
组成：锅炉、汽轮、主蒸汽及再热蒸汽管道和凝汽设备的连接系统、给水回热加热器、除氧器和给水箱系统、补充水系统、锅炉连续排污及热量利用系统、对外供热系统及各种水泵等。
类型和容量相同时，原则性热力系统也可能不尽相同。
不同的连接方式所获得的经济效果也不同编制发电厂原则性热力系统的主要步骤（一）确定发电厂的型式及规划容量根据电网结构及其发展规划，燃料资源及供应状况，供水条件、交通运输、地质地形、地震及占地拆迁，水文气象，废渣处理、施工条件及环境保护要求和资金来源等，通过综合分析比较确定电厂规划容量、分期建设容量及建成期限。
涉外工程要考虑供货方或订货方所在国的有关情况。
（二）选择汽轮机凝汽式发电厂选用凝汽式机组，其单位容量应根据系统规划容量、负荷增长速度和电网结构等因素进行选择。
各汽轮机制造厂生产的汽轮机型式、单机容量及其蒸汽参数，是通过综合的技术经济比较或优化确定的。
（三）绘发电厂原则性热力系统图汽轮机型式和单机容量确定后，即可根据汽轮机制造厂提供的该机组本体汽水系统，和选定的锅炉型式来绘制原则性热力系统图。
（四）发电厂原则性热力系统计算进行几个典型工况的原则性热力计算，及其全厂热经济指标计算，详见本章第三、四节。
（五）选择锅炉选择锅炉应符合现行的SD268‐1988《燃煤电站锅炉技术条件》的规定，必须适应燃用煤种的煤质特性及现行规定中的煤质允许变化范围。
第四章 发电厂的热力系统(第1--3节)
3、工作过程：
（1）高压的排污水通过连续排污扩容器扩容蒸发，产 生品质较好的扩容蒸汽，回收部分工质和热量； （2）扩容器内尚未蒸发的、含盐浓度更高的排污水， 通过表面式排污水冷却器再回收部分热量。
4、锅炉连续排污利用系统（图4－2）
（a）单级扩容系统；（b）两级扩容系统
5、锅炉连续排污利用系统的平衡计算 扩容器的物质平衡： D bl D f D bl
减压至7#低加 轴封汽 减温器 至凝汽器
至5#低加抽汽
高压缸主汽门、调节汽门 中压缸主汽门、调节汽门
轴封加热器
凝结水
（三）辅助蒸汽系统
1、启动阶段： 将正在运行的相邻机组的蒸汽引入本机组的蒸汽 用户（若是首台机组启动则由启动锅炉供汽）。 2、正常运行： 提供自身辅助蒸汽用户的需要，同时也可向需要 蒸汽的相邻机组提供合格蒸汽 。 3、辅助蒸汽用汽原则： （1）尽可能用参数低的回热抽汽； （2）汽轮机启动和回热抽汽参数不能满足要求时， 要有备用汽源； （3）疏水一般应回收。
化学补充水引入回热系统（a）高参数热电厂补充水引 入系统；（b）中、低参数热电厂补充水的引入；（c） 高参数凝汽式电厂补充水的引入
二、工质回收及废热利用系统
工质回收的意义：回收发电厂排放、泄漏的工质和废
热，既是节能提高经济性和管理水平的一项重要工
作，同时对保护环境具有重要意义。
（一）汽包锅炉连续排污利用系统
1、汽包锅炉连续排污的目的：控制汽包内锅炉水水 质在允许范围内，从而保证锅炉蒸发出的蒸汽品质 合格。
2、汽包锅炉正常的排污率不得低于锅炉最大 连续蒸发量的0.3%，同时不宜超过锅炉额定 蒸发量的下列数值：
（1）以化学除盐水为补给水的凝汽式电厂为 1％； （2）以化学除盐水或蒸馏水为补给水的热电 厂为2％； （3）以化学除盐水为补给水的热电厂为5％。
第五章发电厂原则性热力系统
热力系统的概念及分类 发电厂原则性热力系统的拟定 辅助热力系统 发电厂原则性热力系统举例 发电厂原则性热力系统计算
Qingdao University
第五章发电厂原则性热力系统
5.0 热力系统的概念及分类
一、热力系统的概念
定义—将热力设备按照热力循环的顺序用管道和附件连接起 来的一个有机整体。
它是施工和运行的主要依据。
对于不同范围的热力系统，都有其相应的原则性和全面性热
力系统图，如回热的原则性和全面性热力系统图，主蒸汽的
原则性和全面性热力系统图、发电厂的原则性和全面原则性
热力系统图等等。
Qingdao University
第五章发电厂原则性热力系统
5.1 发电厂原则性热力系统的拟定
一、发电厂原则性热力系统组成
Qingdao University
第五章发电厂原则性热力系统
汽轮机组在调节汽门全开时（valve wide open, VWO)最大计 算出力：
汽轮机调节汽门全开时通过计算最大进汽量和额定的主蒸汽、再热参数 工况下，并在正常的排汽压力（4.9kPa）和补水率为0%条件下计算所能 达到的出力。
WH公司500MW机组增加5%的流量裕度一般可增加4.5%的 出力，其VWO工况出力为5251.045=548.6MW。 汽轮机组在调节汽门全开且超压5%（5% over pressure , 5%OP )连续运行出力——（VWO+5%OP）工况：
对于不同功能的各种热力系统，其原则性热力系统用来反映该 系统的主要特征-采用的主辅设备和系统型式等。 系统图表示方法注意：
在机组和全厂的原则性热力系统图上: ①不应有反映其他工况（非讨论工况）的设备及管线，以及
第六章原则性的热力系统PPT课件
z
wi hoarhqrh ajhj achc j1
z
Dc Do Dj j1
z
ac 1 a j j 1
3 6 0 0 P e W i mg D o w i mg D03 w 6i0m 0P ge Dcojz1DjYj
热力系统计算的主要内容：通过各个加热器的热平衡方程式求各 个加热器的抽汽量或抽汽份额；通过物质平衡式求凝汽流量或凝汽份 额；通过汽轮机的功率方程式求机组电功率或机组汽耗量。
3、锅炉容量与台数 （1）凝汽式发电厂一般一机配一炉（不设备用锅炉）；
（2）锅炉最大连续蒸发量（BMCR）按汽轮机最大进 汽量工况相匹配；
（3）热电联产发电厂选择锅炉容量和台数：需要保证 汽轮机进汽量不得低于锅炉最小稳定燃烧的负荷， 以保证锅炉的安全稳定运行。
（4）考虑：当热电厂一台最大锅炉停运时，其余锅炉 应满足以下要求：
对于仅有全年工艺热负荷的热电厂，一般计算电、热负荷均为最 大时的工况和最大电负荷、平均热负荷时的工况；对有采暖热负荷的 热电厂，还应计算采暖热负荷为零时的夏季工况；校核热电厂在最大 热负荷时，抽汽供热式汽轮机和凝汽—采暖两用式汽轮机的最小凝汽 流量；计算热电厂的全年节煤量。
二、计算的原始资料
①发电厂原则性热力系统图； ②指定的电厂计算工况； ③汽轮机、锅炉及热力系统的主要技术数据； ④给定工况下辅助热力系统的有关数据。
① 论证发电厂原则性热力系统的新方案；
② 新型汽轮机本体的定型设计； ③ 设计电厂采用非标准设计；
设计
④ 扩建电厂设计时，新旧设备共用的热力系统；
⑤ 运行电厂对原有热力系统作较大改进；
⑥ 分析研究发电厂热力设备的某一特殊运行方式， 运行 如高 压加热器停运后减少出力，增大推力轴承的
汽轮机的原则性热力系统
高压加热器的疏水逐级自流进入除氧器，低 压加热器的疏水也采用逐级自流的方式，流经2 号低压加热器后用疏水泵送入该加热器出口的主 凝结水管中，这样可以避免压力较高的疏水进入 1号低压加热器中汽化而排挤第七段抽汽，使系 统的经济性下降。 该机组的第七段抽汽量较大，因此1号加热器 的疏水量较大，为了回收这部分疏水的热量，也 用疏水泵将这部分疏水送到1号加热器出口的主 凝结水管中。轴封汽加热器的疏水量很少，通过 U型管送入凝汽器中(图4-1(a))。
汽轮机的主凝结水由凝结水泵升压送入轴封汽 加热器2加热。轴封汽加热器利用汽轮机轴端轴 封漏出的蒸汽来加热主凝结水，其作用是回收轴 封汽，提高系统的经济性。 由轴封汽加热器出来的主凝结水依次流经四台 低压加热器后进入除氧器，除氧后的给水经给水 泵升压，再经两台高压加热器将给水温度提高到 222℃后送入锅炉(图4-1(a))。
该系统锅炉的连续排污量不多，所以采用一 级排污扩容系统，扩容器闪蒸出来的二次蒸汽送 入除氧器，扩容器排出的浓缩污水在排污水冷却 9中加热化学补充水后排入地沟或污水处理系 统(图4-1(a))。
典型机组的原则性热力系统举例 国产N100-8.826／535型汽轮机系高压双缸双排汽口 凝汽式机组。其进汽参数为8.826MPa(90kgf／cm2)， 535℃，排汽压力为0.0049MPa(0.05kgf／cm2)，配用 HG400／100型高压锅炉。其原则性热力系统如图4-1(a) 所示。该机组共有七段非调整抽汽。 该机组的第一、二段抽汽供两台高压加热器用汽，第 三段抽汽作为除氧器5的加热汽源，第四、五、六、七各 段抽汽分别供给四台低压加热器。低负荷运行时，第三段 抽汽压力过低，不能保证除氧器需要，这时自动切换阀打 开，由第二段抽汽供除氧器用汽，系统的经济性下降。
第七章原则性热力系统
3．计算步骤 （1）整理原始资料，编制汽水参数表；
（2）按“先外后内”，再“从高到低”顺序计算； （3）各性能参数的计算
四、热耗率的修正和非额定工况的计算
1．热耗率的修正（新汽参数变化：压力+0.49 –0.49；温度+5 度，负10度。热经济性下降，热耗率变化）
查阅制造厂提供的修正曲线（新汽压力，温度，中间再热温度， 冷却水温度，回热器汽水参数，求得变化后的机组热耗率后再求其 他热指标）
并网？基本负荷？中间负荷？调峰负荷，结合资源和环境考虑
2．选择汽轮机 ：型式（背压，凝汽），单机、全厂容量（30， 60），参数（随负荷定），
3．绘发电厂原则性热力系统图：汽机锅炉型式，一二次蒸汽参 数和回热参数及疏水方式，确定：排污扩容系统，除氧器及给 水泵等系统，辅助设备（轴封冷却器及暖风器连接方式）
三、计算方法与步骤
1．计算方法的分类
①按基于热力学定律情况分： 基于热力学第一定法和基于热力学第二定律法 ②按计算工具分，手工计算法和电子计算机计算 ③按给定参数分为定功率法、定流量法。 ④按热平衡情况分为正热平衡计算法、反热平衡计算法（热效 率的正反向计算）。
2．全厂热力计算与机组热力计算的异同 共同点： ①求解多元一次线性方程组； ②其计算原理和基本方程式是相同的 ； ③均可用汽水流量的绝对量或相对量计算； ④两者计算的步骤也是类似
发电厂的设计程序为：初步可行性研究，可行性研究，初步设计，施工图设计，拟 定发电厂原则性热力系统是火电厂可行性研究及初步设计中热机部分的主要内容
初步可行性研究（型式、容量及其规划容量 ）
可行性研究，初步设计，施工图设计。
拟定发电厂原则性热力系统的主要内容及其步骤如下
（1）确定发电厂的型式及规划容量 ，凝汽式或热电厂；
第六章原则性的热力系统
二、发电厂形式和容量的确定
1、发电厂设计程序：初步可行性研究，可行性研究，初 、发电厂设计程序：初步可行性研究，可行性研究， 步设计，施工图设计。 步设计，施工图设计。 2、建电厂形式： 、建电厂形式： （1）只有电负荷：凝汽式电厂； ）只有电负荷：凝汽式电厂； （2）需供热：热电联产； ）需供热：热电联产； （3）燃烧低热值燃料：坑口电厂； ）燃烧低热值燃料：坑口电厂； （4）天然气充足：燃气－蒸汽联合循环。 ）天然气充足：燃气－蒸汽联合循环。 3、容量确定：尽量建大容量高参数电厂。 、容量确定：尽量建大容量高参数电厂。
发电厂全面性热力系统包括： 发电厂全面性热力系统包括：
（1）主蒸汽和再热蒸汽系统； ）主蒸汽和再热蒸汽系统； （2）旁路系统； ）旁路系统； （3）回热加热（回热抽汽及疏水）系统； ）回热加热（回热抽汽及疏水）系统； （4）给水系统； ）给水系统； （5）除氧系统； ）除氧系统； （6）主凝结水系统； ）主凝结水系统； （7）补充水系统； ）补充水系统； （8）锅炉排污系统； ）锅炉排污系统； （9）供热系统； ）供热系统； （10）厂内循环水系统； ）厂内循环水系统； （11）锅炉启动系统。 ）锅炉启动系统。
A：保证用户连续生产所需的生产用汽量； ：保证用户连续生产所需的生产用汽量； B：冬季采暖、通风和生活用热量的60％－ ％，寒 ：冬季采暖、通风和生活用热量的 ％－ ％，寒 ％－70％， 冷地区取上限。此时可降低部分发电出力。 冷地区取上限。此时可降低部分发电出力。
第三节、 第三节、发电厂原则性热力系统举例
（3）汽轮机组在调节汽门全开时（VWO）最大计 ）汽轮机组在调节汽门全开时（ ） 算出力： 算出力：指汽轮机组调节汽门全开时通过计算最 大进汽量和额定的主蒸汽、再热蒸汽工况下， 大进汽量和额定的主蒸汽、再热蒸汽工况下，并 在正常排汽压力（ 补水率为0％ 在正常排汽压力（4.9kPa）下，补水率为 ％条 ） 件下计算所能达到的出力。 件下计算所能达到的出力。 其他: 其他 美国设计的大容量火电机组汽轮发电机组在 调节汽门全开和所有给水加热器全部投运之下， 调节汽门全开和所有给水加热器全部投运之下， 超压5%连续运行的能力， 超压 连续运行的能力，以适应调峰的需要 。 连续运行的能力