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1、第四章 发电厂的回热加热系统,回热加热器的类型、结构及连接方式 定性分析加热器不同连接方式对系统 的热经济性影响 回热原则性热力系统常规计算,第一节 热力系统的概念及分类热力系统：火电厂实现热功转换热力部分的工艺系统。通过热力管道及阀门将主、辅热力设备有机相连接，组成热力系统。热力系统图分类 范围划分：全厂热力系统，局部热力系统。用途划分：原则性热力系统，全面性热力系统。原则性热力系统：一种原理性图，便于系统热经济性分析，如汽轮机的原则性热力系统，全厂原则性热力系统。该系统中，同种类型的设备只画一个，备用设备不体现出来。全面性热力系统：电厂实际热力系统的反映，全面性热力系统图是施工和运行的主要
2、依据。,第二节 回热原则性热力系统一、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 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 立式加热器 卧式加热器,（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,（二）回热系统,1、全表面式加热器回热系统,2、全混合式加热器回热系统,3、高、低加热器为表面式的系统,一般电厂的回热系统加热器的型式,水侧承压,高压加热器,低压加热器,4、全部低压加热器为混合式的系统,5、带有部分混
3、合式低压加热器的热力系统,（三）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端差（上端差、出口端差）表面式加热器管内流 动的水吸热升温后的出口温度与疏水温度之差分类：布置方式：卧式、立式水的引入引出方式：水室结构 联箱结构,（1）U形管管板式加热器,用途：低压加热器、中小机组高压加热器,管板U形管束卧式高压加热器结构示意,1-U形管；2-拉杆和定距管；3-疏水冷却段端板；4-疏水冷却段进口；5-疏水冷却段隔板；6-给水进口；7-人孔密封板；8-独立的分流隔板；9-给水出口；10-管板；11-蒸汽冷却段遮热板；12-蒸汽进口；13-防冲板；14-管束保护环；
4、15-蒸汽冷却段隔板；16-隔板；17-疏水进口；18-防冲板；19-疏水出口,2、混合式加热器结构,除氧器分类：卧式、立式,（四）表面式加热器的疏水方式及热经济性分析,1、疏水收集方式将疏水收集并汇集于系统的主水流（主给水或主凝结水）中。疏水收集方式有两种，疏水逐级自流，加疏水泵。（1）疏水逐级自流方式利用汽侧压差，将压力较高的疏水自流到压力较低的加热器中，逐级自流直至与主水流汇合,疏水逐级自流方式,（2）疏水泵方式 由于表面式加热器汽侧压力远小于水侧压力（特别是高压加热器），借助疏水泵将疏水与水侧的主水流汇合，汇入点常为该加热器的出口水流中,2两种疏水方式的热经济性分析热量法：考虑对高一级
5、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）疏水逐级自流方式高一级抽汽量，低一级抽汽量，热经济性,疏水收集过程中，尽可能少排挤低压抽汽,Pj-1PjPj+1,3、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布置方式：外置式、内置式,疏水冷却段的加热器示意图,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 一般推荐=510,4实际系统疏水方式的选择 技术经济比较：对热经济性影响约为0.
6、5%0.15%（1）疏水逐级自流方式：简单、可靠、费用少应用：高压加热器、低压加热器（2）疏水泵方式：系统复杂，投资大应用：大、中型机组的最后一、二级低压加热器 N600MW机组：全疏水逐级自流方式 N300MW机组：全疏水逐级自流方式或 第3台低加采用疏水泵方式,二、表面式加热器及系统的热经济性,（一）表面式加热器的端差1加热蒸汽2汽测压力 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,表面式加热器端差的选择,端差与换热面积的关系：换热面积，无过热蒸汽冷却段：=36C有过热蒸汽冷却段：=-12C,（二）抽汽管
7、道压降pj及热经济性,抽汽管道压降pj汽轮机抽汽口压力pj和j级回热加热器内汽侧压力 之差，即影响因素：蒸汽流速、局部阻力一般pj不大于抽汽压力pj的10%大容量机组取4%6%分析：pj，热经济性,（三）蒸汽冷却器及其热经济性分析,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,(b),(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
8、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%；布置方式灵活缺点：造价高,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,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,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)与主水流串联两级并联；(e)先j-1级，后j级的两级串联；(f)先j级，后
9、j-1级的两级串联,（1）串联连接优点：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，热经济性稍差,4、外置式蒸汽冷却器连接方式比较,5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；小机组不宜采用蒸汽冷却器
10、和疏水冷却器,一、计算目的及基本公式,1、目的（1）确定某工况机组的热经济指标和各部分汽水流量；（2）据以选择有关的辅助设备及汽水管道；（3）确定某些工况下汽轮机的功率或新汽耗量；（4）新机组本体热力系统定型设计。机组热经济指标（如汽耗率、热耗率）对于汽轮机或电厂的设计、运行都非常重要。设计工况的指标是所有工况中最具代表性的，因此设计工况下回热原则性热力系统计算最为普遍。当汽轮机制造厂设计新型机组，设计和运行部门对厂家给出的回热系统进行局部修改是，以及运行电厂汽轮机大修前后等，都通过此项计算来确定机组的热经济指标。,2、计算的基本公式 回热（机组）原则性热力系统计算的主要内容为：通过加热器热平
11、衡式来求各抽汽量（Dj 或 j）；通过物质平衡式求凝汽量（Dc 或c）；通过汽轮机功率方程式求Pe（定流量计算时）或D0（定功率计算时）。为此，热平衡式、物质平衡式和汽轮机的功率方程式就称为回热（机组）原则性热力系统计算的三个基本公式。,机组的原则性热力系统计算，一般是在汽轮机类型、容量、参数（初、终参数，回热、再热参数，供热抽汽参数等）、机组相对内效率以及回热系统具体组成已知条件下进行的。对于上述任何计算目的，如果确定热经济指标，求，或求 时，除要用 热经济指标公式外，还要应用功率方程式 或，而其中的、又分别为：；。,二、计算方法和步骤,（1）整理原始资料a）将原始资料整理成计算所需的各处汽
12、、水参数，如比焓值b）合理选择及假定某些未给出的数据（2）进行各级回热抽汽量Dj（或j）的计算。（3）凝汽系数c 或 新汽耗率D0 的计算，或汽轮机功率计算。（4）对计算结果进行校核：校核分两种情况，一种是计算误差的校核；一种是对计算中假设数据的校核。（5）热经济指标和各处汽水流量计算。,三、热平衡式的拟定,1、拟定的方法吸热量放热量h；流入热量流出热量；2、拟定的原则 拟定热平衡式时，最好根据需要与简便的原则，选择最合适的热平衡范围。热平衡范围可以使一个加热器或数个相邻的加热器，乃至全部加热器，或包括一个汽水混合点与加热器组合的整体。,（一）加热器的热平衡式1、热平衡式（1）吸热量=放热量h h加热器效率（2）流入热量=流出热量 流入热量中的蒸汽部分乘以蒸汽焓的利用系数h,2、典型热平衡式示例（1）混合式加热器,（2）表面式加热器,（3）表面式加热器不同连接方式下热平衡方程的处理方法,
