理论教育 给水回热加热系统与设备简介

给水回热加热系统与设备简介

时间:2023-06-15 理论教育 版权反馈
【摘要】:现代火电厂的汽轮机组都毫无例外地采用给水回热加热,回热系统既是汽轮机热力系统的基础,也是全厂热力系统的核心。但混合式加热器出口必须配置水泵;为防止水泵发生汽蚀,混合式加热器需高位布置;考虑负荷波动要设一定储量的水箱;为了可靠,还需要备用泵。目前电厂高压加热器采用的保护装置主要有水压液动控制系统和电动控制系统两种。

给水回热加热系统与设备简介

(一)采用给水回热加热的意义

从运转的汽轮机的某些中间级抽出部分蒸汽对锅炉的给水进行加热称为给水回热加热。现代火电厂的汽轮机组都毫无例外地采用给水回热加热,回热系统既是汽轮机热力系统的基础,也是全厂热力系统的核心。采用给水回热加热的意义在于:从蒸汽热量利用方面看,采用汽轮机抽汽在加热器中对给水加热,减少了凝汽器中的冷源损失,提高了循环热效率;从给水加热过程看,利用汽轮机抽汽对给水加热,提高了进入锅炉的给水温度,减小了锅炉中的换热温差,从而减少了给水加热过程的不可逆性,提高了循环热效率。

(二)回热加热器

回热加热器按汽水介质传热方式分有混合式和表面式两种。

1.混合式加热器

在混合式加热器中,汽、水两种介质直接接触进行热交换。它可将水加热至加热蒸汽压力下的饱和温度,热经济性高。同时,混合式加热器没有金属表面,构造简单,投资少,便于汇集不同温度的水流。但混合式加热器出口必须配置水泵;为防止水泵发生汽蚀,混合式加热器需高位布置;考虑负荷波动要设一定储量的水箱;为了可靠,还需要备用泵。在现代发电厂中,一般只配置一台混合式加热器作为锅炉给水除氧和汇集不同温度水流之用。

2.表面式加热器

在表面式加热器中,汽、水两种介质通过金属受热面实现热量传递。表面式加热器热经济性较低、金属耗量大;但是系统结构简单,运行可靠,仍被大型机组采用。

图3-77表面式加热器的结构示意图。表面式加热器分水侧(管侧)和汽侧(壳侧)。水侧承受凝结水泵或给水泵的压力。汽侧承受相应的抽汽压力。加热蒸汽进入汽侧后,在导流板的引导下成S形均匀流经全部管束外表面进行放热,最后冷凝成凝结水由加热器底部排出。该加热器的凝结称为疏水。汽侧不能凝结的空气应由加热器排出。

表面式加热器按布置方式分为立式和卧式两种。200MW及以下机组加热器多采用立式布置,及以上大型机组的高压加热器多采用卧式布置。按水侧承受压力不同分为低压加热器和高压加热器两种。

表面式加热器按结构形式分为水室结构和联箱结构两类。

图3-78所示为法兰连接的管板—U形管式加热器。它的优点是结构简单,管束水阻小,管子损坏后易堵漏。缺点是管板厚,厚管板与薄管壁的连接工艺要求高,对温度变化敏感,运行操作要求严格。故这种加热器多用于低压加热器,或中、小型机组的高压加热器。

图3-79为卧式管板—U形管式高压加热器结构图。它的特点是水室用自密封结构取代法兰螺栓连接,管板与水室壁、筒体的连接采用焊接,加热器内设有过热段和疏水冷却段。

图3-80为联箱螺旋管结构加热器。它的优点是管束膨胀柔软性好,不存在薄管壁与厚管板的连接可靠性和端部水室密封问题,安全可靠性高,制造工艺难度小。缺点是外形尺寸大,管束水阻大,管子损坏后堵管较困难。它更适用于大机组的高压加热器。

3.加热器的疏水装置和保护装置

疏水装置的作用是:能可靠及时地排出加热器中的凝结水,同时又能防止排水时蒸汽跑掉,以维持加热器中的气压和水位。电厂中常用的疏水装置有浮子式疏水器、疏水调节阀、U形水封管和多级水封管等。(www.daowen.com)

图3-77 表面式加热器图例(上部)及其结构示意图

图3-78 立式管板—U形管加热器

1—水室;2—锚形拉撑;3—管板;4—U形管;5—导向板;6—隔板;7—抽空气管;8—U形管固定板;9—邻近加热器来的疏水管;10—加热器疏水管;11—疏水器;12—疏水器浮球;13—骨架;14—保护板;15—进汽管;16—主凝结水进口管道

图3-79 卧式管板—U形管式高压加热器

1、2—给水进、出口;3—水室;4—管板;5—遮热板;6—蒸汽进口;7—防冲板;8—过热蒸汽冷却段;9—隔板;10—上级疏水进口;11—防冲板;12—U形管;13—拉杆和定距管;14—疏水冷却段端板;15—疏水冷却段进口;16—疏水冷却段;17—疏水出口

在高压加热器发生故障时,为了不使锅炉给水中断或避免高压给水从抽气管倒流入汽轮机,在高压加热器给水系统中设有自动旁路保护装置。其作用是:当高压加热器发生故障或管子破裂时,能迅速切断进入高压加热器的给水,同时保证锅炉的供水。目前电厂高压加热器采用的保护装置主要有水压液动控制系统和电动控制系统两种。

图3-80 联箱螺旋管加热器

1—进水总管弯头;2—进水总管;3—进水配水管;4—出水总管;5—出水配水管;6—双层螺旋管;7—进汽管;8—蒸汽导管;9—导流板;10—抽空气管;11、12—连接管;13—排水管;14—导轮;15、16—配水管内隔板

(三)给水回热加热系统

图3-81为300MW、600MW(包括超临界压力)机组回热系统示意图。

图3-81 300MW、600 MW机组回热系统示意图

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