开、闭式水、循环水、抽汽回热及旁路系统

,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,开、闭式水、循环水、抽汽回热及旁路系统,1,1.开、闭式水及循环水概述,凝汽式发电厂中，为了使汽轮机的排汽凝结，凝汽器需要大量的循环冷却水。除此之外，发电厂中还有许多转动机械因轴承摩擦而产生大量热量，发电机和各种电动机运行因存在铁损和铜损也会产生大量的热量。这些热量如果不能及时排出，积聚在设备内部，将会引起设备超温甚至损坏。为确保设备的安全运行，电厂中需要完备的循环冷却水系统，对这些设备进行冷却。另外，为了满足其它工业（如消防、冲灰、设备冲洗、清洁等）、生活等用水需要，还设有工业水系统。循环冷却水系统和工业水系统因各厂不同情况有很大差异。,2,冷却水的供水方式有两种：,1.1直流供水方式（也称开式供水）。这种方式通常是循环水泵直接从江河的上游取水，经过凝汽器后排入江河的下游。冷却水只使用一次即排出。,1.2循环供水方式（也称闭式供水）。这种方式是在电厂所在地水源不充足时或水源距离电厂较远时采用。它必须有冷却设施，如冷却水池、喷水池和冷却塔等。循环水泵从这些冷却设施的集水井中汲水，经凝汽器等设备吸收热量后再送进冷却设施中，利用水蒸发降温原理，使水降温后再送至凝汽器循环使用。,3,2.开式循环冷却水系统,2.1设备规范,开式循环冷却水泵,型号：14SAP20,型式：单级、双吸、中开式离心泵,流量：1320m3/h,扬程：26mH2O,转速：1480r/min,轴功率：110KW,制造厂：长沙通大集团有限公司,4,开式水泵配用电机,型号：Y315 M14,额定功率：132KW,额定电压：380V,额定电流:240A,效率：85%,允许吸上真空度：5m,叶轮直径：466mm,生产厂商：上海先锋电机厂,5,2.2开式循环冷却水系统是用循环水直接去冷却一些对水,质要求较低、要求水温较低而用水量大的设备，如汽轮机,润滑油冷却器等。,2.3开式水用户：,小机冷油器、闭式水冷却器、真空泵冷却器、定子冷却水冷,却器、空侧密封油冷却器、氢侧密封油冷却器、发电机氢气,冷却器。,6,2.4联锁保护,开式循环冷却水母管压力0.19MPa时， “开式循环冷却水,泵出口母管压力L”报警，备用开式循环冷却水泵联锁启动。,运行开式循环冷却水泵事故跳闸时，备用开式循环冷却水泵,联锁启动。,7,3.闭式循环冷却水系统,3.1设备规范,闭式循环冷却水泵,型号：8SAP10B,型式：单级双吸离心泵,吸入口径：250mm,流量：239m3/h,扬程”44mH2O转速2980r/min,轴功率：36.7KW,制造厂：长沙通大集团有限公司,8,闭式循环冷却水泵,配用电机,型号：Y225M2,额定功率：45KW,额定电压：380V,额定电流：82.3A,转速：2960r/min,制造厂：上海先锋电机厂,9,闭式循环冷却水热交换器,型号：M15-BFML,板式冷却面积：123.3m2,设计压力：壳侧/管侧 1.0/1.0MPa,工作压力:壳侧/管侧 0.42/0.35MPa,进口温度:壳侧/管侧 46/33,出口温度:壳侧/管侧 38/40.7,制造厂:阿法拉伐板式换热器有限公司,10,3.2联锁保护,闭式循环冷却水母管压力0.24MPa时，“闭式循环冷却,水泵出口母管压力L”报警，备用闭式循环冷却水泵联锁启,动。,运行闭式循环冷却水事故跳闸时，备用闭式循环冷却水,泵联锁启动。,闭式水箱水位低于400mm时，“闭式水箱水位L”报警，联锁,开启补水气动门。,闭式水箱水位高于1200mm时，“闭式水箱水位H”报警，联,锁关闭补水气动门。,闭式循环冷却水泵入口滤网差压0.05Mpa时，“闭式循环冷,却水泵入口滤网差压H”报警。,11,闭式循环冷却水系统则是用洁净的凝结水作为冷却介质，去冷却一些用水量较小、对温度要求不严格但对水质要求较高的设备，如EH油冷却器等。在闭式系统中，凝结水在各个冷却器中吸热后利用开式循环冷却水进行冷却，然后循环使用。一般，闭式系统的水温比开式循环水的温度高45。大多数电厂都将两种循环系统结合使用。 我厂便是这种使用方式。,12,3.3闭式水用户：,EH油冷却器、化学取样冷却器、凝结水泵轴承密封水、凝,结水泵推力轴承冷却水、除氧循环泵密封冷却水、汽动前置,泵轴承冷却水、电泵工作油冷却器、电泵润滑油冷却器、电,泵空冷器、电前泵轴承冷却水,13,4.循环水系统,4.1 设备规范,循环水泵,型号:SEZ16001450/1100,型式:立式单吸、单级导叶式、转子可抽出混流泵,流量:5.14m3/s,扬程:21mh2o,闭阀扬程:38.0mh2o,效率:88%,必需汽蚀余量：7.1m,14,转速：370 r/min,额定轴功率：1243.5 KW,最大轴功率：（流量为0时）1490KW,最小淹深：（额定流量）2.93m,最小淹深：（103流量）3.37m,润滑水量：3.0m3/h,润滑水压：0.35Mpa,旋转方向：从上往下看顺时针,制造厂：上海凯士比泵有限公司,15,循环水泵配用电机,型号：YKSL160016/17301,型式：立式异步电动机,额定功率：1600KW,额定电压：6000V,额定电流：214.5A,额定转速：371r/min,额定效率：93.5,功率因数：0.77,绝缘等级：F级,防护等级：IP44,冷却方式水空气制造厂：湘潭电机股份有限公司,16,冷水塔,型式：自然通风逆流式冷却水塔,淋水面积：5500m2,塔总高：115m,进风口高：7.6m,塔筒喉部高：92.0m,塔筒喉部半径：25.92m,塔零米半径：44.87m,17,胶球清洗装置,装球室型号：WXZQS,装球室出入口直径：1094,高度：1220mm,装球数：500只,收球网型号：WXZQS,收球网出入口直径：180010,高度（立式）：2350mm,运行水阻：1802,18,胶球泵,型式：德国耐茨大流量无障碍泵,型号：WXJD100,流量：100m3/h,扬程：25mH2O,转速：1460 r/min,轴功率：8.6 KW,必需汽蚀余量：1.6 mH2O,所配电动机型号:160M42,功率:11KW,电压:380V,电流:21.46A,转速:1455 r/min,效率：65%,允许吸上真空度：6m,19,蝶阀油泵,流量：83.3m3/h,压力：0.33MPa,转速：1430r/min,电机功率：2.2KW,电压/电流：380V/50A,绝缘等级：B级,20,排水泵,型号：N250N13/285（T）,型式：单级双吸离心水泵,流量：414 m3/h,扬程：20 mH2O,转速：1480 r/min,功率：45 KW,必需汽蚀余量：3 mH2O,生产厂商：上海凯泉泵业（集团）有限公司,21,排水泵,配用电机：型号Y2225M4,额定功率：45 KW,额定电压：380 V,额定电流：84.5 A,额定转速：1475 r/min,额定频率：50 Hz,功率因数：0.87,绝缘等级：F级,生产厂商：无锡华达电机有限公司,22,4.2启动循环水泵,循环水泵的启动允许条件:循环水泵开关在遥控位。,循环水泵电动机推力轴瓦温度70、导向轴瓦温度70、,下轴承温度70。,循环水泵出口液控止回蝶阀联锁自动开启至15。,循环水泵启动按正常方式启动。,接到启泵命令后，发出启动循环水泵指令，检查循环水泵出,口液控止回蝶阀联锁开启，出口液控止回蝶阀控制油系统油,压降低至14.5MPa后，检查其油泵应自动启动。,23,循环水泵出口液控止回蝶阀开启至15时，循环水泵自动合,闸启动，循环水泵出口液控止回蝶阀继续开启至全开，待出,口液控止回蝶阀控制油系统油压升高至17MPa后，检查其油,泵应自动停止。检查循环水泵电流、出口压力正常。根据情,况，开启1、2冷却塔底部联络门和1、2机循环水进水联,络门。,24,4.3循环水系统的停运,停运前注意事项,两台循环水泵运行中停运一台前，必须确认停运一台循环水,泵后，循环水量足以维持汽轮机真空正常，并作好循环水泵,出口液控止回蝶阀不能正常关闭的事故预想。如果确认本机,不需要循环水时，全关#1、#2机循环水进水联络门。相应的,汽轮机组已停止，锅炉汽压已泄至零，所有可能进入凝汽器,的热水、蒸汽已可靠隔绝，低压缸排汽温度50。由开式,冷却水系统提供冷却水的辅机已停运。,25,4.4循环水系统的联锁保护,循环水泵出口母管压力0.14MPa时，“循环水泵出口母管压,力L”报警，联锁启动备用循环水泵。运行循环水泵事故跳闸,时，备用循环水泵联锁启动，跳闸泵出口液控止回蝶阀联锁,关闭，联动泵出口液控止回蝶阀联锁开启。,26,4.5正常启动时，先开启循环水泵出口液控止回蝶阀，待,其开度开至15时，联锁启动循环水泵。,正常停泵时，先关闭循环水泵出口液控止回蝶阀，待其,开度关至15时，联锁停止循环水泵。,循环水泵电机线圈温度100时，“循环水泵电机线圈,温度H”报警。循环水泵电机导向轴瓦、推力轴瓦、下轴,瓦的温度70高报警，当循环水泵电机导向轴瓦温度,90、推力轴瓦温度95 、下轴瓦温度90时，,循环水泵跳闸。循环水泵出口液控止回蝶阀控制油系统,油压降至14.5MPa时，电动油泵自动启动;循环水泵出口,液控止回蝶阀控制油系统油压升至17MPa时，电动油泵,自动停止。,27,4.6凝汽器胶球清洗装置的启动,程序操作:,关闭收球网。,启动胶球输送泵。,延时10s开启胶球输送泵出口电动球阀。,延时10s开启装球室切换阀。,清洗持续30分钟。,关闭装球室切换阀。,延时30分钟关闭胶球输送泵出口电动球阀。,停止胶球输送泵。,开启收球网。,清洗完成后检查回收胶球数量，如果太少，应继续投运胶球,清洗装置，对胶球清洗的旁路系统进行收球30分钟。,28,5.汽轮机旁路系统,5.1汽轮机旁路系统功能：,（1）改善机组启动性能，缩短启动时间。在启动过程中，旁路控制系统控制旁路阀门打开，使旁路系统作为锅炉的负载以便锅炉以较大的燃烧率启动，实现快速升温，升压，并将多余的蒸汽由旁路阀门直接引入冷凝器。,29,（2）减少汽轮机热应力,采用两班制或调峰运行的机组，启停频繁，由于锅炉和,汽轮机的加热、冷却特性不同，使得在重新冲转时，锅,炉出口的蒸汽温度与汽轮机的金属温度不匹配，从而造,成汽轮机大型金属部件的热应力疲劳。采用旁路控制系,统可以使锅炉汽温与汽轮机金属尽可能匹配。,30,（3）提高机组负荷适应性,正常运行的机组快速降负荷时，汽轮机快速关小,调节阀门。这样，锅炉产生的蒸汽量和汽轮机通,流量之间就会不平衡。旁路控制系统控制旁路阀,门排放多余的蒸汽，维持锅炉侧的汽水平衡。,31,（4）事故工况下，保护机组，回收工质，降低噪声,在发电机甩去全负荷或汽轮机故障停机时，旁路门迅速打,开，防止超温超压，同时减少或避免锅炉再热器安全门起,跳，避免了汽水损失，回收了工质，提高了经济性。,32,（5）保护再热器,锅炉点火不久，汽轮机冲转前，锅炉提供的蒸汽温度，,过热度都比较低时，或运行中汽轮机跳闸、甩负荷、电,网事故和停机不停炉时，汽轮机自动主汽阀全关闭，高,压缸没有排汽，再热器将处于无蒸汽冷却的干烧状态，,一般的耐热合金钢材料难以确保再热器的安全。通过高,压旁路新蒸汽就可以经过减温减压装置后进入再热器，,冷却保护了再热器。,（6）防止锅炉超压,33,5.2蒸汽旁路系统的型式,一种是将锅炉产生的蒸汽直接引入冷凝器，这种旁路系统称,为大旁路。另一种是由高、低压两级旁路系统组成：旁路汽,轮机的高压缸而将蒸汽从锅炉引入再热器的称为高压旁路；,旁路汽轮机的中、低压缸而将蒸汽从再热器出口引入冷凝器,的称为低压旁路。,34,大型火电机组都采用高参数、中间再热式的热力系统，采用,一机一炉的单元配置。在这种机组中，一台锅炉只向一台汽,轮机供汽，这就要求锅炉的产汽量与汽轮机的耗汽量保持平,衡。而实际上汽轮机的空载流量仅为汽轮机额定蒸汽流量的,25，远远小于锅炉的最低稳定燃烧蒸发量（3050,）。锅炉在更低的燃烧率下不能稳定运行。因此必须有其,它的蒸汽管道，作为锅炉的负载，承担其余的蒸汽流量。另,外当事故工况下汽轮机甩去负荷或停机时，大量的多余蒸汽,必须通过旁路阀门而排入冷凝器，减少锅炉安全门起跳，同,时避免大量蒸汽排入大气。因此在中间再热机组中配置蒸汽,旁路系统可以改善锅炉和汽轮机特性上的差异，提高机组的,安全性和经济性。,35,6.回热抽汽系统,6.1概述：,汽轮机采用回热循环的主要目的是提高工质在锅炉内吸热过,程的平均温度以提高机组的热经济性。回热抽汽系统包括由,回热加热器、回热抽汽管、水管道、疏水管道、输水泵及管,道附件等组成的一个加热系统，而回热加热器是该系统的核,心。,36,6.2加热器的形式：,加热器按照内部汽、水接触方式的不同，可分为混合式加热,器与表面式加热器两类；按照受热面的布置方式，可分为立,式和卧式两种。,（1）混合式加热器,加热蒸汽与水在加热器内直接接触，在此过程中蒸汽释放出,热量，水吸收了大部分热量使温度得以提高，在加热器内实,现了热量传递过程，完成了提高水温的过程。,37,混合式加热器及其系统特点：,可以将水加热到该级加热器蒸汽压力下所对应的饱和水温,度，充分利用了加热蒸汽的能位，热经济性较表面式加热器,高。,由于汽、水直接接触，没有金属传热面，因而加热器结构简,单，金属耗量少，造价低，便于汇集各种不同参数的汽、水,流量，如疏水、补充水、扩容蒸汽等。可以兼作除氧设备使,用，避免高温金属受热面氧腐蚀。,38,（2）表面式加热器,加热蒸汽与水在加热器内通过金属管壁进行传热，通常水在,管内流动，加热蒸汽在管外冲刷放热后凝结下来成为加热器,的疏水，对于无疏水冷却器的疏水温度为加热器筒体内蒸汽,压力下的饱和温度，由于金属壁面热阻的存在，管内流动的,水在吸热升温后的出口温度比疏水温度要低，它们的差值称,之为端差（即加热器压力下饱和水温度与出口水温度之差，,也称上端差）。,39,表面式加热器的特点：,因为有端差存在，未能最大程度利用加热蒸汽的能位，热经,济性较混合式差。,由于有金属传热面，金属耗量大，内部结构复杂，制造较困,难，造价高。,不能除去水中的氧和其它气体，未能有效地保护高温金属部,件的安全。,全部由表面式加热器组成的回热系统简单，运行安全可靠，,布置方便，系统投资和土建费用少。,由于水被加热后要进入锅炉，水泵出口的压力比锅炉压力,高，各加热器内水管能承受比锅炉压力还高的水压，导致加,热器的材料价格上升。,40,表面式加热器的结构：,表面式加热器分为卧式和立式两种。加热器由筒体、管,板、U形管束和隔板等主要部件组成。筒体的右侧是加热,器水室。它采用半球形、小开孔的结构形式。水室内有,一分流隔板，将进出水隔开。给水由给水进口处进入水,室下部，通过U形管束加热升温后从水室上部给水出口处,离开加热器。加热蒸汽由入口进入筒体，经过蒸汽冷却,段、冷凝段、疏水冷却段后蒸汽由汽态变为液态，最后,由疏水出口流出。,41,6.3本机组具有八级非调整抽汽。一段抽汽从高压缸的一段抽,汽口抽汽至#1高加；二段抽汽从再热蒸汽冷段引出，为#2高,加供汽；三段抽汽从中压缸第三段抽汽口抽出，供给#3高,加；四段抽汽从中压缸四段抽汽口至抽汽总管，然后再由总,管上引出三路，分别供给除氧器、两台给水泵驱动汽轮机和,辅助蒸汽系统；五、六、七、八段抽汽分别供汽至四台低压,加热器。,42,汽轮机各段抽汽管道将汽机与各级加热器或除氧器相连。,当汽轮机突降负荷或甩负荷时，蒸汽压力急剧降低，这,些加热器和除氧器内的饱和水将闪蒸成蒸汽，与各抽气,管道内滞留的蒸汽一同返回汽机。这些返回汽机的蒸汽,可能在汽轮机内继续做功而造成汽机超速。另外，加热,器管束破裂，管子与管板或联箱连接处泄露，以及加热,器疏疏水不畅造成水位过高等情况，都会使水倒入汽轮,机，发生事故。因此回热抽汽系统必须满足汽轮机超速,保护、汽轮机进水保护和除氧器水箱及加热器水位过高,的要求。,43,为防止汽机超速，除最后两级抽汽管道外，其余的抽汽管上,均装设气动控制逆止阀和电动隔离阀。四级抽汽管道上靠近,汽轮机处装设一个电动隔离阀和两个气动逆止阀。由于除氧,器水箱热容量大，一旦汽机甩负荷或除氧器满水事故时，防,止汽水倒入抽汽管道再灌入汽轮机。其它凡是从抽汽系统接,出的管道去加热设备都装有逆止阀。抽汽逆止阀尽可能靠近,汽轮机的抽汽口安装，以便当汽轮机跳闸时，可以降低抽汽,系统能量的贮存，为防止汽轮机超速保护。同时抽汽逆止阀,亦作为防止汽轮机进水的二级保护。,44,具有快关功能的电动隔离阀的安装位置靠近加热器，作为防,止汽轮机进水的一级保护，另一个作用是在加热器切除时，,切断加热器汽源。,系统设置了完善的疏水，在抽汽系统的各级抽汽管道的逆止,阀前后和电动隔离阀后，以及管道的最低点，分别设置疏水,点，疏水管道上设有气动疏水阀，疏水阀为故障时打开，保,证机组启动、停机和加热器发生故障时，系统中不积水。,在#7、#8段抽汽管道上，不设逆止阀和隔离阀。这两段抽汽,压力较低，汽水倒流的危害性较小，且这时蒸汽已经接近膨,胀终了，容积流量很大，抽汽管道直径较大，阀门的尺寸,大，不易制造。在加热器的进汽口装有挡板，可以减少返回,汽轮机的气流带水量。,45,复习题：,各段抽汽供应哪些用户，分别来自汽轮机哪一位置？,汽轮机旁路系统的作用有哪些？,开式水用户有哪些？,闭式水用户有哪些？,开、闭式水泵及循环水泵联锁保护是什么？,开、闭式水泵及冷却塔的型式是？,46,水平有限，互相学习谢谢大家,47,