1、1000MW1000MW机组的全面性热力系统机组的全面性热力系统内容提要电厂汽水管道基本知识主要热力系统次要热力系统全面性热力系统的基本概念原则性和全面性热力系统的拟定是电厂设计重要工作电厂设计程序：初步可研，可研，初步设计，施工设计电厂设计内容：系统拟定，技术经济比较和分析，设备选型，管道计算全面性热力系统的原则：所有部件，所有工况，经济 性，安全性，灵活性，安装，检修，运行，扩建全面性热力系统的细分：主蒸汽系统，旁路系统，给水系统，凝结水系统，真空系统，除氧系统，抽汽系统，疏水系统发电厂的汽水管道发电厂的汽水管道阀门及附件电厂汽水管道基本知识火电厂汽水管道管道的类别与材料管道的技术规范材料
2、壁厚管径温度压力流速管道的类别按介质工作压力22.1MPa 超临界13.822.1MPa 亚临界9.913.7MPa 超高压6.09.8MPa 高压2.55.9MPa 中压2.5MPa 低压按制造方法无缝钢管有缝钢管管道的材料各种管道的适应范围 无缝钢管，材料：10号、20号优质碳素钢和合金钢，适用的压力和温度范围较广。 高压管道：主蒸汽管道、中间再热蒸汽管道和给水管道。 重要的低压管道和腐蚀性介质、易发生火灾介质的管道：主凝结水、低压给水、燃油管、酸碱管等。直缝管，材料：Q235-A.F、16Mn。适用于压力PN16，温度不超过300的低压管道中，如循环水管、补给水、锅炉的烟、风道、工业水管
3、道。通常管径大于300mm的管道上。主要汽水管道管道规格管道材质1主蒸汽管道主蒸汽支管ID34938A335P91主蒸汽总管ID49553A335P912再热蒸汽热段再热热段总管ID95350A335P22再热热段支管ID67935A335P223再热蒸汽冷段再热冷段总管OD1067x28.58A672B70CL32再热冷段支管OD762x20.62A672B70CL324给水管道OD355.6X25WB36亚临界主汽管道亚临界再热热段管道亚临界及超临界再热热段管道美国钢材牌号亚临界及超临界高压给水管道德国钢材牌号美国管材主汽和再热热段：A335P91，A335P22，A691Gr.2 1/4
4、 CrCL22，A691Gr.91CL42再热冷段： A672B70CL32, A106B, A335P11给水： A106B, A106C德国管材主汽和热段：F12，10CrMo910给水： st45.8/III, WB36四大汽水管道的国外管材管道的流速流速内径管道阻力造价矛盾矛盾! !不能太高或太低阀门及附件关断用：用于切断或接通管道与设备之间的介质通路。调节用:用于调节工作介质的流量和压力保护用：用于保护设备或管道安全运行按用途分类一、阀门截止阀闸阀球阀蝶阀结构简单，流动阻力大流动阻力小，结构复杂不易磨损用于大直径循环水管道调节阀减压阀减温减压阀减温水来源阀门及附件保护用：用于保护设备
5、或管道安全运行一、阀门逆止阀（止回阀）：防止管道内介质倒流水泵出口，汽轮机的抽汽管道，进除氧器的水管安全阀：防止设备或管道超压爆破，保证设备、管道的安全。当介质超过规定值，自动开启排放介质，待压力降低至规定值后自动关闭。压力容器：汽包、过热器、再热器、高压加热器、除氧器弹簧式阀门及附件执行机构一、阀门手动三通阀角阀阀门及附件流量测量装置二、附件孔板疏水器喷嘴疏水装置低压加热器U型水封单级多级低压加热器、轴封加热器节流孔板单级多级排大气排地沟至排水管室内排气高压加热器用调节阀（一）（一） 主蒸汽及再热蒸汽系统主蒸汽及再热蒸汽系统内容提要基本型式单元制系统的连接方式蒸汽管道阀门及附件设置蒸汽管道压
6、损和汽温偏差1000MW机组主蒸汽系统实例蒸汽管道设计温度、压力及材料锅炉与汽轮机之间的蒸汽管道与通往各用汽点的支管及其附件称为发电厂主蒸汽系统，对于再热式机组还包括再热蒸汽管道。再热蒸汽系统分为冷再热蒸汽及热再热蒸汽系统。 主蒸汽系统特点：工质流量大、参数高，对金属材料要求也高，对发电厂运行的安全性、可靠性和经济性的影响很大 基本型式1.单母管制全厂锅炉生产的蒸汽集中引至一根母管，再由母管分别送至各机组。要求各炉参数一致。机炉数目可不同。一台机、炉故障不影响整个电厂运行。基本型式2.切换母管制机炉一一对应。各单元之间有切换阀与母管连通。以上两种系统多用于中、小容量电厂。特点是运行灵活，但管道
7、较长，阀门附件多基本型式3.单元制一机配一炉，组成独立单元。优点：系统简单、压损和散热小，便于集中控制。缺点：各单元不能切换，停机必停炉、停炉必停机。大容量再热机组普遍采用！主蒸汽管道再热热段管道再热冷段管道单元制系统的连接方式1.双管国产200MW机组特点：管径小，但温度偏差大，需要采取混温措施中间联络管单元制系统的连接方式2.单管双管国产引进型300MW机组特点：管径大，有利于汽轮机两侧进汽温度一致单元制系统的连接方式3.双管单管双管国产引进型600MW机组特点：有利于汽轮机两侧进汽温度一致阀门及附件设置自动主汽门的作用：1。正常停机时切断主蒸汽；2。甩负荷时或汽轮机故障时迅速（0.10.
8、3s）切断进汽（联锁信号同时送至各抽汽管道的逆止阀）流量测量装置电动隔离门的作用：在锅炉水压实验和汽轮机临时检修时严密隔离锅炉和汽轮机，防止压力水进入汽轮机使主蒸汽管道压力损失增大，使主蒸汽管道压力损失增大，做功能做功能力力降低！降低！蒸汽管道压损和汽温偏差措施1：采用大直径单管 减少沿程阻力，降低管道压力损失减少管道温度偏差，消除汽缸的温差应力单管长度为管道直径的1320倍，以便充分混温蒸汽管道压损和汽温偏差措施2：减少管道阀门及附件 取消流量测量装置取消电动隔离门水压实验时的隔离防进水作用：专用堵板甩负荷时的严密隔离进汽作用：自动主汽门的可靠的严密性减少局部阻力，降低管道压力损失1000M
9、W机组的主蒸汽系统双管高压缸排汽逆止阀1.管路布置：双管，设中间联络管2.阀门附件设置：不设流量测量装置和电动隔离门，锅炉受热面侧设水压实验堵板阀，试验后可拆除3. 保护装置：锅炉侧设弹簧安全阀（消音器）进行超压保护；设电磁泄压阀，是超压保护的辅助措施，以避免安全阀频繁动作。4.疏水管道：启、停时的疏水，排至凝汽器四个主汽门前各设一个疏水点设置一个截止阀和一个气动薄膜调节阀 主蒸汽系统1.管路布置：双管单管双管2. 保护装置： 高压缸排汽逆止阀：防止旁路蒸汽倒流入汽轮机引起超速；防止再热器喷水减温器失灵时汽轮机进水，导致水击事故 设弹簧安全阀（消音器） 设水压实验堵板阀 再热器喷水减温器（减温
10、水来自给水泵中间抽头，供事故时用）冷再热蒸汽系统3.疏水管道：危险性大原因：启停，2高加，高压旁路，减温水高压缸排汽逆止阀前、后各设一个疏水点疏水先收集至疏水罐，再排至凝汽器 4.蒸汽的其它用途： 2高加再热冷段蒸汽作为辅助蒸汽系统在启动及低负荷时的汽源，作为给水泵驱动小汽轮机的备用高压汽源。（正常运行时，它们的汽源都是四段抽汽）冷再热蒸汽系统1.管路布置：双管，设中间联络管中压联合汽门中压主汽门中压调节汽门2.保护装置：设弹簧安全阀（消音器） 设水压实验堵板阀3.疏水管道：蒸汽比容大，管道较粗，疏水量大两个中压联合汽门前各设一个疏水点疏水先收集至疏水罐，再排至凝汽器排至凝汽器热再热蒸汽系统（
11、二）（二） 旁路系统旁路系统内容提要旁路系统的类型旁路系统的作用旁路系统的容量选择旁路系统的执行机构1000MW机组旁路系统实例旁路系统：某些特定情况下，高参数蒸汽不进入汽轮机，而是经过与汽轮机并联的减温减压装置后，进入再热器或直排入凝汽器的连接系统。 旁路系统锅炉和汽轮机的启动过程锅炉和汽轮机的启动过程锅炉和汽轮机的停用过程锅炉和汽轮机的停用过程汽轮机故障时锅炉工况的调整过程汽轮机故障时锅炉工况的调整过程协调协调+ +保护保护旁路系统的类型高压旁路：新蒸汽减温减压再热器低压旁路：再热热段蒸汽减温减压凝汽器凝汽器喉部减温器大旁路：新蒸汽减温减压凝汽器实际工程实际工程中，一中，一般将这般将这三种
12、旁三种旁路组合路组合进行使进行使用！用！过热器再热器凝汽器高压缸中低压缸1。保护再热器锅炉点火、汽轮机冲转前停机不停炉工况电网事故甩负荷 旁路系统的作用汽轮机高压缸汽轮机高压缸无排汽无排汽再再热器无蒸汽热器无蒸汽流过，处于流过，处于干烧干烧状态状态使用高压旁路使用高压旁路将新蒸汽引将新蒸汽引入再热器，入再热器，起到起到冷却和冷却和保护的作用保护的作用2。回收工质，降低噪音锅炉不投油稳燃负荷约30汽轮机空载汽耗量为510使用旁路将多使用旁路将多余蒸汽引入余蒸汽引入凝汽器，起凝汽器，起到到调节的作调节的作用用启停及甩负启停及甩负荷工况下荷工况下锅炉产汽锅炉产汽量量大于大于汽汽轮机耗汽轮机耗汽量量3
13、。协调启动参数和流量，缩短启动时间，减少汽轮机的寿命损耗旁路系统的作用使用旁路将多使用旁路将多余蒸汽引入余蒸汽引入凝汽器，起凝汽器，起到到调节的作调节的作用用滑参数启动滑参数启动时，锅炉时，锅炉参数和流参数和流量不断提量不断提高，单纯高，单纯调整锅炉调整锅炉燃烧难以燃烧难以满足要求满足要求汽轮机启动过程中金属温度变化幅度和变化率越小，汽轮机汽轮机启动过程中金属温度变化幅度和变化率越小，汽轮机的寿命损耗系数越小的寿命损耗系数越小 满足汽轮机启满足汽轮机启动时的金属动时的金属温度要求，温度要求，减少寿命损减少寿命损耗耗4。电网故障或机组甩负荷时，锅炉能维持热备用状态或带厂用电运行旁路系统的作用5。
14、防止锅炉超压只有容量达只有容量达100100的旁路的旁路才具有此功能才具有此功能汽轮机故障紧急停炉旁路开启、排汽旁路开启、排汽防止锅炉超压，防止锅炉超压，并减少锅炉并减少锅炉安全阀的起安全阀的起跳次数跳次数兼有锅炉过热器出兼有锅炉过热器出口的弹簧安全阀口的弹簧安全阀和泄压阀的功能，和泄压阀的功能，我国称我国称“三用阀三用阀”典型设计：SULZER常用旁路系统的型式三级旁路：高压旁路+低压旁路+大旁路功能全、系统复杂，国产早期200MW机组采用，现少用少数原苏联引进机组（盘山一期，伊敏一期500MW）两级串联旁路：高压旁路+低压旁路功能全、系统比三级旁路简单，现在使用最多，可选择不同容量两级并联
15、旁路：高压旁路+大旁路国产早期300MW机组采用，现少用常用旁路系统的型式单级整机旁路：大旁路功能不全（不能保护再热器）、系统简单、投资较小无旁路措施：再热器布置于烟温较低区域（800850）；启动时监视炉膛出口温度，防止再热器管束超温；汽轮机故障时，宜停机停炉再热器采用耐高温的奥氏体钢；滑参数启动，并控制启动过程中的燃烧使烟温不超过450；引进日本、意大利300MW机组旁路系统的减温水高压旁路的减温水来自给水泵出口低压旁路的减温水来自凝结水泵出口凝汽器喉部三级减温（减至60左右）水来自凝结水泵出口旁路系统的容量选择原则：容量根据旁路需要达到的功能选择启动时冲转汽轮机的容量要求：30容量以上锅
16、炉最低稳燃负荷的容量要求：30容量以上保护锅炉再热器的容量要求：1020容量具有防超压功能的容量要求：100容量设计规程规定：锅炉最大连续蒸发量的设计规程规定：锅炉最大连续蒸发量的30403040此外还需考虑减温水量，根据蒸汽和喷水总量设计管道喷水系数喷水量蒸汽量高压旁路：0.10.2低压旁路：0.40.7旁路系统的执行机构液动：力矩大，动作时间快（35s）控制系统复杂，需要液动设备，维护工作量大电动：力矩小，动作时间慢（40s）控制灵活，维护简单1000MW机组典型机旁路：浙江玉环、江苏泰州：两级串联旁路，35%容量（哈锅三菱技术锅炉，再热器不允许干烧）高压旁路阀：26.25MPa/6006
17、.393MPa/377.8低压旁路阀：5.746MPa/6000.86MPa/180单台造价800900万元RMB山东邹县：一级大旁路，25%容量（东锅BHK技术锅炉，再热器允许干烧） 27.03MPa/6101.6MPa/250外高桥三期、浙江宁海：100三用阀旁路（上锅阿尔斯通技术，没有过热器安全阀）单台阀门投资达13001400万元RMB高压旁路系统实例高压缸锅炉高过出口联箱来再热器入口集箱主给水减温水来高压旁路蒸汽减温减压阀：减温、减压、消音、调节蒸汽流量喷水调节阀：降低减温水压力、调节减温水流量喷水隔离阀：开、关减温水低压旁路系统实例低压旁路低压旁路中压缸低压缸低压缸高温再热器出口凝汽器凝汽器凝结水减温水系统来凝结水减温水系统来三级减温三级减温凝结水减温水系统来凝结水减温水系统来单级整机大旁路系统实例本节思考题1.识读1000MW机组的主蒸汽系统，说明该系统采用了哪些保护措施，采用了哪些消除主蒸汽压力损失和温度偏差的措施？2.旁路系统有哪些作用？3.画出两级串联旁路系统的示意图，并标明减温水来源。
