反動(dòng)式汽輪機(jī)回?zé)嵯到y(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)1

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</b></p><p>　　題 目：N600-16.67/537/537反動(dòng)式汽輪機(jī)熱力系統(tǒng)</p><p>　　熱平衡計(jì)算、6號(hào)高壓加熱器設(shè)計(jì)</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　中文摘要.................

2、..............................1</p><p>　　Abstract.......................................1</p><p>　　1. 前言..................................................2</p><p>　　1.1 研究背景........

3、....................................2</p><p>　　1.2 本文主要內(nèi)容........................................3</p><p>　　1.3 哈爾濱第三電廠600MW機(jī)組簡(jiǎn)介........................3</p><p>　　2. 回?zé)嵯到y(tǒng)簡(jiǎn)述及其熱經(jīng)濟(jì)性...

4、..........................4</p><p>　　2.1 給水回?zé)嵯到y(tǒng)簡(jiǎn)述....................................4</p><p>　　2.2 給水回?zé)徇^(guò)程的熱經(jīng)濟(jì)性..............................4</p><p>　　2.3 影響回?zé)徇^(guò)程的熱經(jīng)濟(jì)性因素............

5、..............5</p><p>　　3. 機(jī)組回?zé)嵯到y(tǒng)的熱平衡計(jì)算.............................7</p><p>　　3.1 計(jì)算的目的及基本公式................................7</p><p>　　3.2 計(jì)算的原理及步驟................................

6、....8</p><p>　　3.3 根據(jù)已知條件進(jìn)行熱力計(jì)算............................8</p><p>　　3.4 各汽水流量絕對(duì)值計(jì)算...............................17</p><p>　　4.高壓加熱器簡(jiǎn)介及課題介紹.....................17</p><p

7、>　　4.1 高壓加熱器的作用...................................17</p><p>　　4.2 加熱器的分類(lèi).......................................18</p><p>　　4.3 加熱器工作原理.....................................18</p><p&

8、gt;　　4.4 高壓加熱器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)...............................18</p><p>　　4.5 加熱器的工作流程...................................20</p><p>　　4.6 加熱器的端差.......................................20</p><p>　

9、　5.高壓加熱器的熱力設(shè)計(jì)...................22</p><p>　　5.1 加熱器傳熱計(jì)算的理論基礎(chǔ)...........................22</p><p>　　5.2 加熱器主要技術(shù)參數(shù)的選定及計(jì)算步驟.................22</p><p>　　5.3 編寫(xiě)加熱器傳熱計(jì)算程序.................

10、............26</p><p>　　結(jié)論....................................................26</p><p>　　致謝...........................................27 </p><p>　　參考文獻(xiàn).............................

11、...................27</p><p>　　附錄一 近似熱力過(guò)程曲線..........................28</p><p>　　附錄二 高壓加熱器剖面圖........................29</p><p>　　附錄三 600MW機(jī)組系統(tǒng)結(jié)構(gòu)性示意圖................30</p&

12、gt;<p><b>　　中文摘要</b></p><p>　　隨著生產(chǎn)的發(fā)展和人民生活的提高，迫切需要更多的能源，尤其是電力的供應(yīng)，而火力發(fā)電則是電力生產(chǎn)的重要組成部分。目前火力發(fā)電機(jī)組正向高參數(shù)、大容量方向發(fā)展，提高發(fā)電廠的效率、經(jīng)濟(jì)性、可靠性就成為人們迫切需要解決的新課題。給水回?zé)嵯到y(tǒng)作為發(fā)電廠熱力系統(tǒng)的核心，它對(duì)電廠的熱經(jīng)濟(jì)性起著決定性的作用。</p>&

13、lt;p>　　目前發(fā)電廠普遍采用了回?zé)岢槠麃?lái)加熱鍋爐給水，以提高吸熱的平均溫度，減少吸熱的不可逆損失；同時(shí)降低排汽參數(shù)，使蒸汽能夠最大限度地在汽輪機(jī)中膨脹做功，減少冷源損失。于是在朗肯循環(huán)基礎(chǔ)上采用回?zé)嵫h(huán)，提高循環(huán)效率和熱經(jīng)濟(jì)性。高壓加熱器是利用在汽輪機(jī)內(nèi)已作過(guò)一部分功的蒸汽來(lái)加熱給水，以減少排汽在凝汽器中的熱損失，從而提高循環(huán)熱效率。因此，研究回?zé)岢槠到y(tǒng)以及高壓加熱器的設(shè)計(jì)對(duì)提高電廠的熱經(jīng)濟(jì)性具有重大的理論和實(shí)踐意義。<

14、;/p><p>　　本課題在已修工程熱力學(xué)、汽輪機(jī)原理、熱力發(fā)電廠等課程的基礎(chǔ)上，結(jié)合哈爾濱第三電廠600MW機(jī)組，對(duì)其回?zé)嵯到y(tǒng)進(jìn)行熱平衡計(jì)算，功率校核及6號(hào)高壓加熱器的設(shè)計(jì)，以提高所學(xué)理論知識(shí)的綜合運(yùn)用能力，為我們將來(lái)從事電廠實(shí)際工作打下必要地基礎(chǔ)。</p><p>　　關(guān)鍵詞 汽輪機(jī) 回?zé)嵯到y(tǒng) 高壓加熱器 熱經(jīng)濟(jì)性 600MW機(jī)組</p><p&g

15、t;<b>　　Abstract</b></p><p>　　With the development of production and enhancement of people's living standards, urgent need more energy, especially the electricity supply, and coal-fired power

16、is an important part of power production. Currently firepower aircrew positive high parameter, large capacity direction development, improve the efficiency of power plants, economic, and reliability has become the urgent

17、 need to address the new topic. Water heating system as power plants to the heating system of power plant core, it the</p><p>　　Now widely used to power thermal steam extraction for heating boiler water supp

18、ly, in order to improve the average temperature, reduce collector of heat-trapping irreversible loss; And reduce exhaust steam parameters, make steam can maximize the steam turbine expanding power in cold source, reduce

19、loss. So in lang Ken cycle back on the basis of thermal circulation, improve circulation efficiency and thermal efficiency. High-pressure heater was utilized in the steam turbine already done within th</p><p&g

20、t;　　This topic already repair engineering thermodynamics, in principle, thermal power plants, steam turbine, on the basis of course such as a combination of 600 mw unit of Harbin third power plant, the thermal system to

21、check and thermal equilibrium calculation, power high-pressure heater 6, in order to improve the design of learned of theoretical knowledge comprehensive ability for our future, in practical work to lay the necessary pow

22、er based</p><p>　　Keyword Turbine: Regenerative system High-pressure heater heat economy 600MW Unit</p><p><b>　　1 前言</b></p><p><b>　　1.1研究背景</b></p&

23、gt;<p>　　近十多年來(lái)，大容量、高參數(shù)、高效率的大型發(fā)電機(jī)組在我國(guó)日益普及，由于600MW火力發(fā)電機(jī)組具有容量大、參數(shù)高、能耗低、可靠性高、環(huán)境污染小等特點(diǎn)，在我國(guó)電力工業(yè)發(fā)展規(guī)劃中都把600MW機(jī)組的開(kāi)發(fā)研究和推廣應(yīng)用作為一項(xiàng)重要的內(nèi)容。自1985年來(lái)，全國(guó)已有100多臺(tái)的600MW機(jī)組陸續(xù)地投入了電網(wǎng)運(yùn)行，它們已成為我國(guó)電力系統(tǒng)的主力機(jī)組。</p><p>　　建設(shè)火力發(fā)電廠的目的是把燃料

24、的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，并由送變電設(shè)施把電能輸送到各個(gè)用戶。而當(dāng)前我國(guó)電力需求大而能源供應(yīng)緊張，作為發(fā)電單位，其任務(wù)已不再是簡(jiǎn)單地完成年度發(fā)電任務(wù)指標(biāo)，而是要從經(jīng)濟(jì)的角度出發(fā)，用較少的燃料發(fā)出盡可能多的電能，這就要求電廠在安全、可靠運(yùn)行的前提即滿足社會(huì)的需要，又要對(duì)自身機(jī)組的性能有全面的了解，不斷提高機(jī)組效率，降低能源消耗，以最少的投入獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益。</p><p>　　電廠的熱力系統(tǒng)中，為減少循環(huán)的冷源損失，

25、設(shè)法從汽輪機(jī)的某些中間級(jí)引出部分做過(guò)功的蒸汽，用來(lái)加熱鍋爐的給水，減少了排汽在凝汽器中的熱損失，使蒸汽的熱量得到了充分的利用，提高了整個(gè)循環(huán)的熱效率。給水回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)是提高火力發(fā)廠效率的重要措施之一，現(xiàn)代大型熱力發(fā)電廠幾乎毫無(wú)例外的采用了回?zé)嵫h(huán)?；?zé)嵫h(huán)是由回?zé)峒訜崞?、回?zé)岢槠艿?、水管道、疏水管道、疏水泵及管道附件組成的一個(gè)加熱系統(tǒng)，而回?zé)峒訜崞魇窃撓到y(tǒng)的核心。</p><p>　　1.2本文的主要內(nèi)容<

26、;/p><p>　　本文以哈爾濱第三電廠600MW機(jī)組給水回?zé)嵯到y(tǒng)以及高壓加熱器為研究對(duì)象，研究方向就是要保證機(jī)組的額定功率的條件下，確定各級(jí)回?zé)岢槠康姆峙?，熱?jīng)濟(jì)性及高壓加熱器的技術(shù)參數(shù)的選擇，最大限度地提高機(jī)組效率。本文共分兩大部分，第一部分進(jìn)行回?zé)嵯到y(tǒng)的熱平衡計(jì)算;第二部分進(jìn)行高壓加熱器的熱力設(shè)計(jì)。</p><p>　　第一部分評(píng)價(jià)發(fā)電廠熱經(jīng)濟(jì)性主要有兩種方法：以熱力學(xué)第一定律為基礎(chǔ)的

27、熱量法（熱效率法）；以熱力學(xué)第二定律為基礎(chǔ)的熵方法(做功能力損失法)。</p><p>　　熱量法是以燃料化學(xué)能從數(shù)量上被利用的程度來(lái)評(píng)價(jià)電廠的熱經(jīng)濟(jì)性，一般用于熱經(jīng)濟(jì)性定量分析。</p><p>　　熵方法是以燃料化學(xué)能的做功能力被利用的程度來(lái)評(píng)價(jià)電廠的熱經(jīng)濟(jì)性，一般用于電廠熱經(jīng)濟(jì)性的定性分析。</p><p>　　第一定律分析法主要有熱平衡法、循環(huán)函數(shù)法、等效熱

28、降法、矩陣法、偏微分理論的應(yīng)用；第二定律分析法主要是熱經(jīng)濟(jì)學(xué)法。</p><p>　　第二部分以給水回?zé)嵯到y(tǒng)高壓加熱器為研究對(duì)象，結(jié)合以前大容量機(jī)組高壓加熱器設(shè)計(jì)、運(yùn)行中存在高故障率問(wèn)題，從高壓加熱器的安全、經(jīng)濟(jì)性出發(fā)，研究回?zé)嵫h(huán)系統(tǒng)主要參數(shù)的選擇原則和熱力計(jì)算特點(diǎn)，探討高壓加熱器設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)特點(diǎn)及其優(yōu)化。通過(guò)哈爾濱第三電廠600MW機(jī)組高壓加熱器運(yùn)行中汽側(cè)水位存在的缺陷進(jìn)行試驗(yàn)調(diào)整原因分析，提出并現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行水

29、位測(cè)量系統(tǒng)的改造、完善和最佳水位調(diào)整：同時(shí)研究分析高壓加熱器切除對(duì)機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)性的影響。 </p><p>　　1.3哈爾濱第三電廠600MW機(jī)組簡(jiǎn)介</p><p>　　該機(jī)組是哈爾濱汽輪機(jī)廠制造的亞臨界壓力、一次中間再熱、單軸、反動(dòng)式、四缸四排汽機(jī)組。該機(jī)組適用于大型電網(wǎng)中承擔(dān)調(diào)峰負(fù)荷。</p><p>　　汽輪機(jī)采用噴嘴調(diào)節(jié)方式，共有四組噴嘴組。進(jìn)

30、氣閥是由兩根主蒸汽管從運(yùn)行層下部進(jìn)入置于該機(jī)兩側(cè)的兩個(gè)高壓主汽調(diào)節(jié)聯(lián)合閥，由兩側(cè)各兩個(gè)調(diào)節(jié)閥流出，經(jīng)過(guò)4根高壓導(dǎo)汽管對(duì)稱(chēng)地進(jìn)入高壓缸噴嘴室。從汽輪機(jī)組機(jī)頭向發(fā)電機(jī)看去，高壓缸各級(jí)為反動(dòng)式布置。蒸汽經(jīng)過(guò)4組噴嘴組進(jìn)入調(diào)節(jié)級(jí)及10級(jí)高壓壓力級(jí)后，有高壓缸下部?jī)蓚?cè)排出，經(jīng)冷段再熱管進(jìn)入再熱器。再熱后的蒸汽由熱段再熱管送至機(jī)組兩側(cè)的中壓主汽調(diào)節(jié)聯(lián)合閥，再經(jīng)4根中壓導(dǎo)汽管從中壓缸中部進(jìn)入雙流程的中壓缸。在中壓缸中經(jīng)過(guò)正反各9級(jí)反動(dòng)式壓力級(jí)后，從中

31、壓缸兩端上部4個(gè)排汽口排出，合并成兩根通氣管，分別進(jìn)入A、B低壓缸。低壓缸是雙分流結(jié)構(gòu)，蒸汽從中部進(jìn)入，經(jīng)正反各7級(jí)反動(dòng)式壓力級(jí)后，從4個(gè)排氣口向下排入2個(gè)凝汽器。</p><p>　　該機(jī)組采用高壓缸啟動(dòng)，也可以用中壓缸啟動(dòng)。</p><p>　　汽輪機(jī)的高、中壓缸都是雙層結(jié)構(gòu)，內(nèi)外缸都具有水平中分面。低壓缸為三層結(jié)構(gòu)（外缸、內(nèi)缸A、內(nèi)缸B），由鋼板焊接制成。</p>&l

32、t;p>　　汽輪機(jī)高、中低壓轉(zhuǎn)子均為有中心孔的整鍛轉(zhuǎn)子。</p><p>　　四臺(tái)低壓加熱器為表面式，臥式布置，三臺(tái)高壓加熱器也均為表面式，臥式布置。除氧器為滑壓運(yùn)行。凝結(jié)水精處理采用低壓系統(tǒng)。</p><p>　　汽輪機(jī)共有8段用于回?zé)嵯到y(tǒng)加熱的非調(diào)整抽汽，分別置于高壓缸第8級(jí)后（用于8號(hào)高壓加熱器）、第11級(jí)后（高壓缸排汽，用于7號(hào)高壓加熱器）、中壓缸第16級(jí)后（用于6號(hào)高壓加熱

33、器）、第20級(jí)后（即中壓缸排汽，用于除氧器和給水泵小汽輪機(jī)），以及低壓缸A/B第22、24、25、26級(jí)后（分別用于4、3、2、1號(hào)低壓加熱器）。</p><p>　　2回?zé)嵯到y(tǒng)簡(jiǎn)述及其熱經(jīng)濟(jì)性</p><p>　　2.1給水回?zé)嵯到y(tǒng)簡(jiǎn)述</p><p>　　給水回?zé)峒訜崾侵冈谄啓C(jī)某些中間級(jí)抽出部分蒸汽，送入回?zé)峒訜崞鲗?duì)鍋爐給水進(jìn)行加熱的過(guò)程；與之相應(yīng)的熱力循環(huán)叫

34、回?zé)嵫h(huán)。</p><p>　　給水回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)意義在于采用給水回?zé)嵋院?，一方面，回?zé)崾蛊啓C(jī)進(jìn)入凝汽器的蒸汽量減少了。由熱量法可知，汽輪機(jī)冷源損失降低了;另一方面，回?zé)崽岣吡隋仩t的給水溫度，使工質(zhì)在鍋爐內(nèi)的平均吸熱溫度提高，使鍋爐的傳熱溫差降低。同時(shí)，汽輪機(jī)抽汽加熱給水的傳熱溫差比水在鍋爐中利用煙氣所進(jìn)行加熱時(shí)的溫差小得多，因而由熵分析法可知，做功能力損失減少了。</p><p>　　由

35、于給水溫度的提高而使回?zé)嵫h(huán)吸熱過(guò)程平均溫度提高，理想循環(huán)熱效率也增加了，提高了電廠的熱經(jīng)濟(jì)性。</p><p>　　2.2給水回?zé)峒訜岬臒峤?jīng)濟(jì)性</p><p>　　給水回?zé)峒訜岬臒峤?jīng)濟(jì)性主要是以回?zé)嵫h(huán)汽輪機(jī)絕對(duì)內(nèi)效率來(lái)衡量。在其他條件相同的情況下，采用給水回?zé)峒訜?，可以使汽輪機(jī)組的絕對(duì)內(nèi)效率提高，且回?zé)岢槠麆?dòng)力系數(shù)愈大，絕對(duì)內(nèi)效率愈高。</p><p>　　具

36、有回?zé)岢闅獾钠啓C(jī)，每1kg新蒸汽所作的總內(nèi)功由回?zé)岢槠鰞?nèi)功和凝汽流做內(nèi)功組成。由于抽汽做功后沒(méi)有冷源熱損失，在總內(nèi)功恒定的可比條件下，抽汽做內(nèi)功愈大，凝汽流做內(nèi)功愈小，冷源損失愈小，汽輪機(jī)絕對(duì)內(nèi)效率增加的愈多。</p><p>　　對(duì)于多級(jí)回?zé)嵫h(huán)，壓力較低的回?zé)岢槠龉Υ笥趬毫^高的回?zé)岢槠龉Υ笥趬毫^高的回?zé)岢槠龉?。因此，盡可能利用低壓回?zé)岢槠?，將?huì)獲得更好的效益。</p><p&

37、gt;　　所以，在蒸汽初、終參數(shù)相同的情況下，采用回?zé)嵫h(huán)的機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性比朗肯循環(huán)機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性有顯著提高。</p><p>　　2.3影響回?zé)徇^(guò)程的熱經(jīng)濟(jì)性的因素</p><p>　　在采用回?zé)嵫h(huán)的發(fā)電廠，影響回?zé)徇^(guò)程熱經(jīng)濟(jì)性的主要因素有：多級(jí)回?zé)峤o水總焓升（溫升）在各加熱器間的加熱分配；鍋爐最佳給水溫度;回?zé)峒訜峒?jí)數(shù)z。三者緊密聯(lián)系， 互有影響。</p><p>

38、;　　2.3.1多級(jí)回?zé)峤o水總焓升（溫升）在各加熱器間的加熱分配</p><p>　　在汽輪機(jī)回?zé)嵯到y(tǒng)中，各個(gè)加熱器給水焓升大小對(duì)回?zé)嵯到y(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性產(chǎn)生很大的影響。因此，在汽輪機(jī)熱力系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，加熱器給水焓升的選擇一直是設(shè)計(jì)和運(yùn)行部門(mén)普遍重視的一個(gè)問(wèn)題。目前，加熱器給水焓升分配方法主要有：平均分配、等焓降分配、幾何級(jí)數(shù)分配、等效熱降法以及循環(huán)函數(shù)法等，這些方法由于各自的假定條件不同，所得到的結(jié)果也不相同，實(shí)際

39、應(yīng)用中尚沒(méi)有一種人們普遍公認(rèn)的加熱器焓升分配方法。</p><p>　　同一回?zé)嵯到y(tǒng)中，每個(gè)加熱器的焓升分配差別較大，各機(jī)組焓升分配并沒(méi)有恪守某種規(guī)律，而是以系統(tǒng)最高的經(jīng)濟(jì)效率為目標(biāo)分配的。工程上一般采用了最簡(jiǎn)單的平均分配法，平均分配法是各級(jí)加熱器內(nèi)水焓升相等的最佳回?zé)岱峙浞?，但還必須考慮到汽輪機(jī)本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。</p><p>　　現(xiàn)有的幾種比較成熟的加熱器給水焓升分配方法，均是在理想回

40、熱循環(huán)的基礎(chǔ)上得到的，即假定全部為混合式加熱器、加熱器端差為零、不計(jì)新蒸汽、抽汽壓損和給水泵耗功、忽略加熱器的散熱損失。同時(shí)也不考慮中間再熱及汽輪機(jī)軸封漏汽。則得到理想回?zé)嵫h(huán)絕對(duì)內(nèi)效率為：</p><p>　　式中，為汽輪機(jī)凝汽份額， 為單位質(zhì)量排汽在表示單位質(zhì)量排氣在凝汽器中的放熱量，、、、、為抽汽在各加熱器中的放熱量， 為主蒸汽比焓，、、、、、分別分別表示單位質(zhì)量給水或凝結(jié)水在各級(jí)加熱器中的焓升，kJ／kg

41、。</p><p>　　使為最大的回?zé)岱峙錇樽罴鸦責(zé)岱峙?，即按照下列條件對(duì)求極值：</p><p><b>　　，，</b></p><p>　　2.3.2最佳給水溫度</p><p>　　回?zé)嵫h(huán)汽輪機(jī)的絕對(duì)內(nèi)效率為最大值時(shí)對(duì)應(yīng)的給水溫度稱(chēng)為熱力學(xué)上的最佳給水溫度。隨著給水溫度的的提高，一方面，與之對(duì)應(yīng)的回?zé)岢槠麎毫﹄S

42、之增加。這樣，抽汽在汽輪機(jī)中做功減少，做功不足系數(shù)增加。另一方面，隨著給水溫度的提高，工質(zhì)在鍋爐中的吸熱量將會(huì)減少，汽輪機(jī)熱耗率以及絕對(duì)電耗率也會(huì)受雙重影響，反之亦然。因此，理論上存在著最佳給水溫度。</p><p>　　單級(jí)回?zé)崞啓C(jī)的絕對(duì)內(nèi)效率達(dá)到最大值時(shí)回?zé)岬慕o水溫度為=（其中為新蒸汽壓力下的飽和水溫度，為凝汽器壓力下的飽和水溫度），此溫度為回?zé)岬淖罴呀o水溫度。多級(jí)抽汽回?zé)嵫h(huán)的最佳給水溫度與回?zé)峒?jí)數(shù)、回?zé)?/p>

43、加熱在各級(jí)之間的分配有關(guān)。</p><p>　　按焓降分配法，最佳給水溫度的焓值為</p><p>　　經(jīng)濟(jì)上的最佳給水溫度與整個(gè)裝置的綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)性有關(guān)。給水溫度的提高，將使鍋爐設(shè)備投資增加，或使鍋爐排煙溫度升高從而降低了鍋爐效率。因此，經(jīng)濟(jì)上最有利的給水溫度的確定，應(yīng)在保證系統(tǒng)簡(jiǎn)單、工作可靠、回?zé)岬氖找孀阋匝a(bǔ)償和超過(guò)設(shè)備費(fèi)用的增加時(shí)，才是合理的。實(shí)際給水溫度要低于理論上的最佳值，通?？?/p>

44、以取為。</p><p>　　2.3.3給水回?zé)峒訜峒?jí)數(shù)</p><p>　　當(dāng)給水溫度一定時(shí)，隨著回?zé)峒?jí)數(shù)z的增加冷源損失將減小，汽輪機(jī)絕對(duì)內(nèi)效率將增加。</p><p>　　由熱量法可知，隨著回?zé)峒?jí)數(shù)的增加，能更充分地利用較低壓抽汽，從而使回?zé)岢槠龉υ黾樱瑒?dòng)力系數(shù)增加，因此回?zé)嵫h(huán)的效率也提高了。</p><p>　　當(dāng)給水溫度一定時(shí)，

45、回?zé)峒訜岬募?jí)數(shù)z越多，循環(huán)熱效率越高。但是隨著加熱級(jí)數(shù)的增多，回?zé)嵫h(huán)效率的增加值逐漸減少。</p><p>　　在選擇回?zé)峒訜峒?jí)數(shù)時(shí)，應(yīng)該考慮到每增加一級(jí)加熱器就要增加設(shè)備投資費(fèi)用，所增加的費(fèi)用應(yīng)當(dāng)從節(jié)約燃料的收益中得到補(bǔ)償。同時(shí)還要盡量避免發(fā)電廠的熱力系統(tǒng)過(guò)于復(fù)雜，以保證運(yùn)行的可靠性。因此，小機(jī)組一般1-3級(jí)，大機(jī)組7-9級(jí)。</p><p>　　3 機(jī)組回?zé)嵯到y(tǒng)的熱平衡計(jì)算</

46、p><p>　　3.1.計(jì)算的目的及基本公式</p><p>　　3.1.1．計(jì)算的目的</p><p>　　機(jī)組原則性熱力系統(tǒng)計(jì)算，是發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)計(jì)算的基礎(chǔ)和核心。計(jì)算的目的是：確定汽輪機(jī)組在某一工況下的熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和各部分汽水流量；根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果選擇有關(guān)的輔助設(shè)備和汽水管道；確定某些工況下汽輪機(jī)的功率或新汽耗量；</p><p>　　

47、原則性熱力系統(tǒng)計(jì)算有“定功率計(jì)算”和“定流量計(jì)算”兩種。對(duì)負(fù)荷已給定情況下的計(jì)算，稱(chēng)為“定功率計(jì)算”，其結(jié)果為給定功率下汽輪機(jī)新汽耗量、各抽汽量及熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。當(dāng)給定汽輪機(jī)進(jìn)汽量情況下，進(jìn)行熱力系統(tǒng)計(jì)算，稱(chēng)為“定流量計(jì)算”，其結(jié)果是求得給定流量下汽輪發(fā)電機(jī)組的功率及其熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。本次計(jì)算采用的是定功率計(jì)算。</p><p>　　3.1.2．計(jì)算的基本公式</p><p>　　要對(duì)回?zé)嵯到y(tǒng)進(jìn)

48、行計(jì)算，必須已知計(jì)算工況下機(jī)組的類(lèi)型、容量、初終參數(shù)、回?zé)釁?shù)、再熱參數(shù)及供熱抽汽參數(shù)、回?zé)嵯到y(tǒng)的連接方式，機(jī)組的相對(duì)內(nèi)效率，機(jī)械效率和發(fā)電機(jī)效率等。</p><p>　　具體計(jì)算的三個(gè)基本理論公式：</p><p>　?。?）加熱器熱平衡式</p><p>　　吸熱量=放熱量或流入熱量=流出熱量</p><p>　　通過(guò)熱平衡式可求出抽氣量

49、</p><p>　　(2)汽輪機(jī)物質(zhì)平衡式</p><p><b>　　D=D-或-</b></p><p>　　通過(guò)物質(zhì)平衡式可求出凝氣流量</p><p>　?。?）汽輪機(jī)功率方程式</p><p><b>　　3600Pe==D</b></p><

50、p>　　其中 =Dh+Dq--Dh</p><p><b>　　=h+q--h</b></p><p>　　通過(guò)功率計(jì)算式可求出汽輪機(jī)新汽耗量，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步計(jì)算出機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。</p><p>　　3.2計(jì)算方法和步驟</p><p>　　3.2.1．計(jì)算方法</p><p>

51、　　回?zé)嵯到y(tǒng)計(jì)算方法有多種，有傳統(tǒng)的常規(guī)計(jì)算法、等效熱降法、循環(huán)函數(shù)法以及矩陣法等。但常規(guī)計(jì)算法是最基本的一種方法，掌握這種方法有助于更好地理解和掌握其他方法。</p><p>　　3.2.2．計(jì)算步驟</p><p><b>　　（1）整理原始資料</b></p><p>　　根據(jù)已給定的資料，通過(guò)查表、查圖合理選擇有關(guān)數(shù)據(jù)并列出計(jì)算所需的參

52、數(shù)表。</p><p>　?。?）回?zé)岢闅饬坑?jì)算</p><p>　　對(duì)凝氣式機(jī)組按由高到底進(jìn)行回?zé)岢槠緿或抽汽系數(shù)的計(jì)算。</p><p>　?。?）物質(zhì)平衡式計(jì)算</p><p>　　由物質(zhì)平衡式可計(jì)算出凝汽流量D或凝氣系數(shù)或新汽耗量</p><p><b>　?。?）計(jì)算結(jié)果較核</b>&

53、lt;/p><p>　　利用物質(zhì)平衡式或汽輪機(jī)功率方程式進(jìn)行校核，誤差范圍1％～2％</p><p>　　3.3 根據(jù)已知條件進(jìn)行熱力計(jì)算</p><p>　　★設(shè)計(jì)題目：600MW汽輪機(jī)組回?zé)嵯到y(tǒng)熱平衡計(jì)算</p><p>　　設(shè)計(jì)題目為模仿我國(guó)哈爾濱汽輪機(jī)廠生產(chǎn)600MW汽輪機(jī)組，進(jìn)行熱平衡計(jì)算、加熱器熱力設(shè)計(jì)。目的在于讓學(xué)生受一次工程訓(xùn)練。

54、</p><p><b>　　★給定條件：</b></p><p>　　型號(hào)：N600-16.67/537/537汽輪機(jī)（反動(dòng)式）</p><p>　　全名：亞臨界壓力、一次中間再熱、單軸、反動(dòng)式、四缸四排汽汽輪機(jī)</p><p>　　★主要技術(shù)參數(shù)： （參考書(shū)P22之表7-1）</p><p&g

55、t;　　額度功率：600MW</p><p><b>　　冷卻水溫度：20℃</b></p><p>　　排汽壓力：0.0049MPa</p><p>　　給水溫度：272.6 ℃</p><p>　　工作轉(zhuǎn)速：3000r/min；</p><p><b>　　控制系統(tǒng)：DEH</

56、b></p><p><b>　　通流級(jí)數(shù)：57級(jí)</b></p><p>　　高壓部分：（1調(diào)節(jié)級(jí)+10反動(dòng)級(jí)</p><p>　　中壓部分： 2×9 級(jí)</p><p>　　低壓部分： （2×7） +（2×7）</p><p>　　3.3.1高壓缸：（1

57、調(diào)節(jié)級(jí)+10反動(dòng)級(jí)）</p><p>　　主蒸汽壓力： p=16.67 MPa</p><p>　　主蒸汽溫度： t=537 ℃</p><p>　　主蒸汽初焓值： =3394.4 kJ/kg</p><p>　　主蒸汽流量： D=1783

58、 t/h</p><p>　　高壓缸排汽壓力： P=3.522 MPa</p><p>　　高壓缸排汽溫度： t=312 ℃ </p><p>　　高壓缸排汽焓值： h=3010.4 kJ/kg</p><p>　　高壓缸排汽流量： D=1474.59 t/h（去中壓

59、缸部分）</p><p>　　3.3.2中壓缸 2×9 級(jí)</p><p>　　再熱蒸汽壓力： P=3.205 MPa</p><p>　　再熱蒸汽溫度： t=537 ℃</p><p>　　再熱蒸汽初焓值： h=3536.9 kJ/kg</p>&l

60、t;p>　　再熱蒸汽流量： D=1474.59 t/h</p><p>　　中壓缸排汽壓力： P=0.7813 MPa</p><p>　　中壓缸排汽溫度： t=333℃ </p><p>　　中壓缸排汽焓值： h=3126.6 kJ/kg</p><p>　　

61、中壓缸排汽流量： D=1393.25 t/h（去低壓缸部分）</p><p>　　3.3.3低壓缸 （2×7） +（2×7） 級(jí)</p><p>　　進(jìn)汽壓力： p=0.7813 MPa</p><p>　　進(jìn)汽溫度： t=333 ℃</p><

62、;p>　　進(jìn)汽初焓值： h=3126.6 kJ/kg</p><p>　　進(jìn)汽流量： D=1393.25 t/h</p><p>　　低壓缸排汽壓力： p=0.0049 MPa</p><p>　　低壓缸排汽焓值： h=2333 kJ/kg</p><

63、;p>　　低壓缸排汽流量： D=1071.35 t/h（去凝汽器）</p><p>　　3.3.4回?zé)嵯到y(tǒng)：</p><p><b>　　共8段抽汽分別在</b></p><p>　　高壓缸第8級(jí)后（對(duì)8號(hào)高壓加熱器）</p><p>　　高壓缸第11級(jí)后（即高壓缸排汽，對(duì)7號(hào)高壓加熱器）<

64、/p><p>　　中壓缸第16級(jí)后（對(duì)6號(hào)高壓加熱器）</p><p>　　中壓缸第20級(jí)后（即中壓缸排汽，用于除氧器、小汽輪機(jī)）</p><p>　　低壓缸A/B第22、24、25、26級(jí)后（分別對(duì)4、3、2、1號(hào)高壓加熱器）</p><p>　　3.3.5熱力系統(tǒng)圖（下頁(yè)）</p><p>　　3.3.6機(jī)組回?zé)嵊?jì)算參

65、數(shù)列表</p><p>　　該機(jī)采用大氣式除氧器，除氧器壓力為0.7574Mpa，對(duì)應(yīng)的飽和水溫度168.2℃。</p><p>　　根據(jù)給水溫度℃，可得高壓加熱器給水出口溫度272.6℃，且除氧器出口水溫℃，根據(jù)等溫升（等比焓升）分配原則得、高壓加熱器給水出口水溫：</p><p>　　取199.1℃。同樣可以選取高壓加熱器的給水出口水溫℃。</p>

66、<p>　　由于凝汽器的壓力為0.0049Mpa，其對(duì)應(yīng)的飽和溫度為32.538℃，根據(jù)等比溫升分配原則可以依次得出低壓加熱器的給水出口水溫，</p><p>　　表3-1 600MW凝氣式汽輪機(jī)加熱器汽水參數(shù)</p><p>　　3.3.7 計(jì)算回?zé)岢槠禂?shù)及凝汽系數(shù)</p><p>　　采用相對(duì)量方法進(jìn)行計(jì)算</p><p>

67、;　　(1)8號(hào)高壓加熱器的計(jì)算</p><p><b>　　H8的疏水系數(shù)</b></p><p>　　(2)7號(hào)高壓加熱器H7的計(jì)算</p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=0.0844</b></p><p>　　H7

68、的疏水系數(shù)=0.061+0.0844=0.1454</p><p>　　再熱蒸汽系數(shù)==1-0.061-0.0844=0.8546</p><p>　　(3) 6號(hào)高壓加熱器H6的計(jì)算</p><p>　　因?yàn)槌跗鞒隹谒M(jìn)入六號(hào)高壓加熱器，而水是不可壓縮流體，所以進(jìn)入六號(hào)高加的給水焓值可以按除氧器出口水焓值計(jì)算，即由熱平衡得：</p><p&g

69、t;<b>　　=</b></p><p><b>　　=0.03322</b></p><p>　　H6的疏水系數(shù)=0.1454+0.03322=0.1786</p><p>　　(4)除氧器HD的計(jì)算</p><p>　　因?yàn)檫M(jìn)入除氧器的軸封蒸汽量很少，所以可以忽略軸封抽汽，由除氧</p&

70、gt;<p>　　物質(zhì)平衡可知除氧器的進(jìn)水系數(shù)c4=1-5-d6</p><p><b>　　由能量平衡：</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=0.0523</b></p><p>　　除氧器的HD進(jìn)水系數(shù)</p&g

71、t;<p>　　=1-0.0523-0.1786=0.76914 </p><p>　　(5)4號(hào)低壓加熱器H4的計(jì)算</p><p>　　直接由H4的熱平衡可得</p><p><b>　　=0.0402</b></p><p>　　H4的疏水系數(shù)為==0.0402</p><p>

72、;　　(6) 3號(hào)低壓加熱器H3的計(jì)算</p><p><b>　　同理，有</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=0.02626</b></p><p>　　H3的疏水系數(shù)αd3=+=0.0402+0.02626=0.06646<

73、/p><p>　　(7) 2號(hào)低壓加熱器H2的計(jì)算</p><p><b>　　2=</b></p><p><b>　　=0.02914</b></p><p>　　H2的疏水系數(shù)αd2=2+αd3=0.02914+0.06646=0.0956</p><p>　　（8）1號(hào)低

74、壓加熱器H1的計(jì)算</p><p>　　為了計(jì)算方便，將1號(hào)低壓加熱器與SG(軸封加熱器)和凝汽器進(jìn)行整體分析，并忽略軸封抽汽。</p><p>　　由熱井的物質(zhì)平衡式，可得： 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。（1）</p><p>　　能量平衡：。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。（2）

75、 </p><p>　　由（1）得: =0.6635－</p><p><b>　　代入（2）式：</b></p><p>　　α12505.4+0.0956277.1+(0.6635－α1)136.2=0.76914254.8</p><p>　　α1=0.02936</p><p

76、>　?。?）凝汽系數(shù)αc的計(jì)算與物質(zhì)平衡校核</p><p>　　由熱井的物質(zhì)平衡式計(jì)算αc=0.6635-0.02936=0.63414</p><p>　　由汽輪機(jī)通流部分物質(zhì)平衡來(lái)計(jì)算αc</p><p><b>　　αc=1－</b></p><p>　　=1-0.02936-0.02914-0.02626

77、-0.0402-0.0523-0.03322-0.0844－0.061</p><p><b>　　=0.63414</b></p><p>　　兩者計(jì)算結(jié)果相同，表明以上計(jì)算完全正確。</p><p>　　3.3.8新汽量計(jì)算及功率校核</p><p>　　根據(jù)抽汽做功不足多耗新汽的公式來(lái)計(jì)算D</p>

78、<p>　　D=D/β= D/(1－)</p><p><b>　　計(jì)算D</b></p><p>　　=-=3536.9-3010.4=526.5(KJ/h)</p><p><b>　　凝汽器的比內(nèi)功為</b></p><p>　　= h0+ －=3394.4+526.5－2333=1

79、587.9(KJ/h)</p><p>　　D =10-3==1394.952（KJ/h）</p><p><b>　　(2) 計(jì)算D</b></p><p>　　各級(jí)抽汽不足系數(shù)YJ如下： </p><p>　　== =0.8262</p><p>　　Y===0.7852</p>

80、<p>　　Y= (h－h(huán)C)/Wic=(3316.7－2333)/1587.9=0.6195</p><p>　　Y=(h－h(huán)c)/ Wic =(3125.6－2333)/1587.9=0.4992 </p><p>　　Y=(h－h(huán)c)/ Wic =(2931.6－2333)/1587.9=0.3770</p><p>　　Y=(h－h(huán)c

81、)/ Wic =(2754.6－2333)/1587.9=0.2655</p><p>　　Y=(h－h(huán)c)/ Wic =(2636－2333)/1587.9=0.1908</p><p>　　Y=(h－h(huán)c)/ Wic =(2505.4－2333)/1589.7=0.1086</p><p>　　于是,抽氣做功不足汽耗增加系數(shù)為</p>&

82、lt;p>　　=1/(1-)=1/[1-(0.003188+0.00556+0.00697+0.01516+0.02611+0.0206+0.0663+0.0504)]=1/(1-0.1943)=1.2412</p><p>　　則汽輪機(jī)的新蒸汽量D=Dβ=1394.9521.2412=1731.4144t/h</p><p>　　表3-2 、 和 的計(jì)算數(shù)據(jù)</

83、p><p><b>　?。?）功率校核</b></p><p>　　1 Kg 新汽比內(nèi)功（其中計(jì)算數(shù)據(jù)見(jiàn)上表）</p><p>　　=3394.4+0.8546526.5（73.559+76.813+72.336+117.851+163.469+ 110.181 +254.078+190.222+1479.36）</p><p&

84、gt;　　=1306.457KJ/Kg</p><p>　　據(jù)此,可得汽輪發(fā)電機(jī)功率為</p><p>　　=D0ηmηg/3600=1730.551306.4570.990.985/3600</p><p>　　=612.418MW</p><p><b>　　計(jì)算誤差：</b></p><p>

85、;<b>　　===2.07%</b></p><p>　　誤差非常小，在工程允許的范圍內(nèi)，表示上述計(jì)算正確 </p><p>　　3.3.9熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)</p><p>　　根據(jù)給水溫度=272.6℃,給水壓力16.83MPa，查焓熵軟件，可得給水比焓=1194.76042KJ/Kg。</p><p>　　1kg新蒸汽

86、的比熱耗q:</p><p>　　=h+ =3394.4+0.8546526.5- 1194.7604 =2649.587KJ/Kg</p><p><b>　　汽輪機(jī)絕對(duì)內(nèi)效率：</b></p><p>　　η= ==49.3079% </p><p>　　汽輪發(fā)電機(jī)組絕對(duì)內(nèi)效率:</p><p&g

87、t;　　ηe=ηηη=0.4930790.990.985=48.0826%</p><p>　　汽輪發(fā)電機(jī)組熱耗率：</p><p>　　q=3600/ηe=3600/0.480826=7487.1159kJ/(KWh)</p><p>　　汽輪發(fā)電機(jī)組汽耗率：</p><p>　　d=q/q=7487.1159/2649.587=2.825

88、8kJ/(KWh)</p><p>　　3.4各汽水流量絕對(duì)值計(jì)算</p><p>　　由=求出各處，見(jiàn)表3-2</p><p>　　4 高壓加熱器簡(jiǎn)介及課題介紹</p><p>　　4.1高壓加熱器的作用</p><p>　　回?zé)嵫h(huán)是提高火電廠效率的措施之一，現(xiàn)代大型熱力發(fā)電廠幾乎毫無(wú)例外的采用了回?zé)嵫h(huán)。回?zé)嵫h(huán)

89、是由回?zé)峒訜崞?、回?zé)岢闅夤艿馈⑺艿?、疏水管道等組成的一個(gè)加熱系統(tǒng)，而回?zé)峒訜崞魇窃撓到y(tǒng)的核心。高壓加熱器能否正常投入運(yùn)行，對(duì)火力發(fā)電廠汽輪機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性和出力有很大影響，隨著火力發(fā)電機(jī)組向大容量、高參數(shù)發(fā)展，高壓加熱器承受的給水壓力和溫度相應(yīng)提高，因此給水加熱器的合理設(shè)計(jì)將嚴(yán)重影響機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)性，尤其高壓加熱器能否正常運(yùn)行是給水設(shè)計(jì)溫度的直接保證，從而對(duì)提高機(jī)組效率和保證出力存在直接的影響。</p><p>　

90、　4.2 加熱器的分類(lèi)及國(guó)內(nèi)機(jī)組對(duì)加熱器的選用</p><p><b>　　4.2.1 分類(lèi)</b></p><p>　　加熱器按照內(nèi)部汽、水接觸方式的不同，可分為混合式加熱器與表面式加熱器兩類(lèi)；按照受熱面的布置方式，可分為立式和臥式兩種。</p><p><b>　　4.2.2 選用</b></p><

91、;p>　　全部由混合式加熱器組成的回?zé)嵯到y(tǒng)較為復(fù)雜，因而導(dǎo)致回?zé)嵯到y(tǒng)運(yùn)行安全性、可靠性低、系統(tǒng)投資大。一方面由于凝結(jié)水需要依靠水泵提高壓力后才能進(jìn)入比凝汽器壓力高的混合式加熱器內(nèi)，在該加熱器內(nèi)凝結(jié)水被加熱至該加熱器壓力下的飽和水溫度，其壓力也與加熱器內(nèi)蒸汽壓力一致，欲使其在更高壓力的混合式加熱器內(nèi)被加熱，還得借助于水泵來(lái)重復(fù)該過(guò)程。另一方面為防止輸送飽和水的水泵發(fā)生汽蝕，水泵應(yīng)有正的吸入水頭，需設(shè)置一水箱安裝在適合高度，水箱還要具

92、有一定的容量來(lái)確保負(fù)荷波動(dòng)時(shí)運(yùn)行的可靠性。如再考慮各級(jí)水泵的備用，則該回?zé)嵯到y(tǒng)的復(fù)雜性也就不難理解了。設(shè)備多、造價(jià)高、主廠房布置復(fù)雜、土建投資大、安全可靠性低使該系統(tǒng)的應(yīng)用受到限制。</p><p>　　目前我國(guó)300、600MW以上機(jī)組回?zé)嵯到y(tǒng)多采用表面式加熱器中的臥式加熱器。</p><p>　　4.3 加熱器工作原理</p><p>　　加熱蒸汽與給水分別由蒸

93、汽入口和給水入口進(jìn)入加熱器內(nèi)，通過(guò)金屬管壁進(jìn)行換熱，通常水在管內(nèi)流動(dòng)，加熱蒸汽在管外沖刷，蒸汽利用凝結(jié)時(shí)放出的汽化潛熱來(lái)加熱給水，最終吸熱升溫后的給水從水室上部給水出口離開(kāi)加熱器，放熱后的蒸汽凝結(jié)下來(lái)成為加熱器的疏水（為區(qū)別主凝結(jié)水而稱(chēng)之為疏水）由疏水出口流出。</p><p>　　4.4 高壓加熱器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)</p><p>　　高壓加熱器由殼體、管板、管束、和隔板等主要部件組成，在殼體

94、內(nèi)腔上部設(shè)置蒸汽凝結(jié)段，下部設(shè)置疏水冷卻段，進(jìn)、出水管頂端設(shè)置給水進(jìn)口和給水出口。當(dāng)過(guò)熱蒸汽由進(jìn)口進(jìn)入殼體后即可將上部主螺管內(nèi)的給水加熱，蒸汽凝結(jié)為水后，凝結(jié)的熱水又可將下部疏冷螺管內(nèi)的部分給水加熱，被利用后的凝結(jié)水經(jīng)疏水出口被疏流出體外。</p><p>　　圖4-1是哈爾濱第三電廠高壓加熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。</p><p>　　由上圖可以看出加熱器由筒體、板管、U形管束和隔板等主要部件組

95、成。給水由給水進(jìn)口處進(jìn)入水室下部，通過(guò)U形管束吸熱升溫后從水室上部給水出口處離開(kāi)加熱器。加熱蒸汽由入口進(jìn)入筒體，經(jīng)過(guò)蒸汽冷卻段、冷凝段、疏水冷卻段后蒸汽由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，最后由疏水出口流出。筒體的右側(cè)是加熱器水室。它采用半球形、小開(kāi)口的形式。水室內(nèi)有一分流隔板，將進(jìn)出水隔開(kāi)。分流隔板焊接在管板上，分流隔板靠近水側(cè)與給水出水管的內(nèi)套管相焊接，這樣可以避免管、殼交接處的尖峰應(yīng)力。水室上還有排氣接管、安全閥座和化學(xué)清洗接頭。</p>

96、<p>　　高壓加熱器管束的壁厚很小，而管板卻很厚，為了可靠地將他們連接起來(lái)，并保證在高溫高壓、工況變化時(shí)不發(fā)生泄漏，采用了焊接加爆脹的連接方法。脹管采用全爆脹方法，目地是消除管子與板管之間的間隙，這樣既可以防止泄露、避免間隙內(nèi)腐蝕加劇，又可以在運(yùn)行中減少振動(dòng)；而且，管子與管板之間的熱傳導(dǎo)性能也得到改善，管子與管板的溫度較快地得到均勻。由于該機(jī)組的加熱器管子采用碳鋼材料，故爆脹之前在進(jìn)水側(cè)的管端套上不修鋼套管，不銹鋼套管在

97、爆炸脹管的同時(shí)脹緊于管子內(nèi)壁。</p><p>　　過(guò)熱蒸汽冷卻段位于給水的下游出口段。他由包殼包圍著的給水出口端給定長(zhǎng)度的全部管段組成。過(guò)熱蒸汽從套管進(jìn)入本段，采用套管的目的就將高溫蒸汽與入口接管座根部、殼體及管板隔開(kāi)。過(guò)熱段的包殼以該套管為中心，可以向四周自由膨脹。該段中配置了適當(dāng)形式的個(gè)隔板，使蒸汽以給定的流速均勻地通過(guò)管子，達(dá)到良好的換熱效果。蒸汽進(jìn)口接管座下方，設(shè)有一塊不銹鋼防沖板，避免了蒸汽直接沖擊管

98、束。</p><p>　　從過(guò)熱段流出的蒸汽進(jìn)入冷凝段。冷凝段主要是利用蒸汽凝結(jié)時(shí)放出汽化潛熱來(lái)加熱給水。一組隔板使蒸汽沿著加熱器長(zhǎng)度方向均勻地分布。它們?cè)诩訜崞鞯纳喜苛舫鲆欢ǖ恼羝ǖ?，讓蒸汽均勻地自上而下流?dòng)，并逐漸凝結(jié)，蒸汽由氣態(tài)變成液態(tài)。此時(shí)該組隔板主要起著支承和防振的功能。</p><p>　　在加熱器殼體的左側(cè)（見(jiàn)上圖所示的位置）用不銹鋼板分割出一段獨(dú)立的疏水?dāng)U容室，使上一級(jí)的

99、疏水在這里擴(kuò)容后再進(jìn)入冷凝段，有效地避免了疏水對(duì)管束的沖擊或振動(dòng)。</p><p>　　疏水冷卻段位于給水進(jìn)口流程側(cè)（在上圖所示臥式加熱器的下方）。它采用內(nèi)置式全流程虹吸式結(jié)構(gòu)。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、可靠，需要的靜壓頭小，凝結(jié)疏水不浸沐換熱面、能利用全部換熱面；設(shè)計(jì)時(shí)還選取較低流速，隔板開(kāi)口面積相近，雙進(jìn)口虹吸口，對(duì)平均對(duì)數(shù)溫度進(jìn)行修正等，這樣壓力損失減小，避免汽化，保證良好的液態(tài)換熱性能。它用包殼板把該流程的

100、所有管子密封起來(lái)，并用一塊較厚的端板將冷凝段與疏水冷卻段隔開(kāi)。端板的作用是，當(dāng)蒸汽進(jìn)入端板的管孔和管子外表面之間的間隙時(shí)，被凝結(jié)而形成水密封，以阻止蒸汽泄漏該段內(nèi)。由上圖還可以看出，疏水冷卻段的入口4在正常疏水水位之下，這就使蒸汽無(wú)法進(jìn)入疏水冷卻段，而疏水則可以由這一加熱器殼體的低部進(jìn)入該段，然后由一段隔板引導(dǎo)向上流動(dòng)。在此過(guò)程中，疏水進(jìn)一步放熱，溫度降到飽和溫度以下，最后從位于疏水冷卻段頂部的殼體側(cè)面疏水口19流出。這種疏水出口的設(shè)置

101、，便于在運(yùn)行前排放殼體內(nèi)的氣體。</p><p>　　在該機(jī)組的回?zé)嵯到y(tǒng)中，6號(hào)高壓加熱器采用的是管板-U形管表面式回?zé)峒訜崞鳌?lt;/p><p>　　4.5加熱器工作流程</p><p>　　在該機(jī)組的回?zé)嵯到y(tǒng)中，6號(hào)高壓加熱器具有過(guò)熱蒸汽冷卻段和疏水冷卻段。蒸汽首先進(jìn)入過(guò)熱蒸汽冷卻段，在隔板的引導(dǎo)下曲折流動(dòng)，把大部分過(guò)熱度所含熱量傳遞給主凝結(jié)水，到出口時(shí)，蒸汽已接

102、近飽和狀態(tài)，但還是有少量的過(guò)熱度。然后流至冷卻段，在隔板的引導(dǎo)下均勻地流向該段的各個(gè)部分，由下而上橫向流過(guò)管束，放出汽化潛熱后凝結(jié)成水，稱(chēng)為疏水；外來(lái)的上一級(jí)疏水經(jīng)擴(kuò)容后也進(jìn)入冷凝段。積聚在殼體底部的疏水，經(jīng)端板底部的吸水口進(jìn)入輸水冷卻段，在一組隔板的引導(dǎo)下向上流動(dòng)，最后在位于該段頂部殼體側(cè)面的疏水管輸出。與此同時(shí)，給水（主凝結(jié)水）由進(jìn)口管在水室下部進(jìn)入水室，然后經(jīng)U形管束由上而下一次吸收疏水冷卻段、凝結(jié)段、蒸汽冷卻段的熱量，最后在水室

103、的上部出水管流出。</p><p>　　4.6表面式加熱器的端差</p><p>　　對(duì)于無(wú)疏水冷卻器的疏水溫度為加熱器筒體內(nèi)蒸汽壓力下的飽和溫度，由于金屬壁面熱阻的存在，管內(nèi)流動(dòng)的水在吸熱升溫后的出口溫度比疏水溫度要低，它們的差值稱(chēng)之為端差（即加熱器壓力下飽和水溫度與出口水溫度之差，也稱(chēng)上端差）。表面式加熱器的端差，有時(shí)也稱(chēng)之為上端差（出口端差）,若不特別注明，通常都是指加熱器汽側(cè)出口疏

104、水溫度（飽和溫度）與水側(cè)出口溫度之差。</p><p><b>　　如圖所示，圖</b></p><p>　　中加熱蒸汽以過(guò)熱狀態(tài)1進(jìn)入加熱器筒體，放熱過(guò)程中溫度下降、冷凝至汽側(cè)壓力下對(duì)應(yīng)的飽和狀態(tài)2，以疏水溫度離開(kāi)加熱器，而給水或凝結(jié)水則以溫度為的狀態(tài)點(diǎn)a進(jìn)入加熱器水側(cè)，吸熱升溫后以溫度為的狀態(tài)點(diǎn)b點(diǎn)離開(kāi)。由于金屬管壁傳熱熱阻的存在以及結(jié)構(gòu)布置的原因，普通的表面式回

105、熱加熱器的比要小，通常用代表加熱器的端差。</p><p>　　顯然端差越小，熱經(jīng)濟(jì)性就越好。可以從兩方面來(lái)理解，一方面如加熱器出口水溫不變，端差減小意味著不需要原來(lái)那么高，回?zé)岢闅鈮毫梢越档鸵恍?，回?zé)岢闅庾龉υ黾樱瑹峤?jīng)濟(jì)性變好；另一方面如加熱蒸汽壓力不變，不變，端差減小意味著出口水溫升高，其結(jié)果是減小了壓力較高的回?zé)岢闅庾龉Ρ榷黾恿藟毫^低的回?zé)岢闅庾龉Ρ?，熱?jīng)濟(jì)性得到改善。例如一臺(tái)大型機(jī)組全部高壓加熱器的

106、端差降低1℃，機(jī)組熱耗率就可降低約0.06。</p><p>　　加熱器端差究竟選擇多少為宜。上圖還可以看出隨著換熱面積A的增加，是減小的，它們有如下的關(guān)系：</p><p>　　式中 A-------金屬換熱面積，；</p><p>　　------水進(jìn)、出口的溫度差，℃；</p><p>　　K-------傳熱系數(shù)，℃);</p

107、><p>　　G---------水的流量，；</p><p>　　-------水的比定壓熱容，℃).</p><p>　　因此，減少端差是以付出金屬耗量和投資為代價(jià)的，我國(guó)某制造廠為節(jié)約成本，將端差增加1℃，金屬換熱面減少了4。各國(guó)根據(jù)自己的鋼材、燃料比價(jià)的國(guó)情，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定相對(duì)合理的端差。我國(guó)加熱器端差，一般當(dāng)無(wú)過(guò)熱蒸汽冷卻段時(shí)，=3～6℃；有過(guò)熱蒸汽冷卻

108、段時(shí)，=-1～2℃。機(jī)組容量大減小的效益好，應(yīng)選較小值。</p><p>　　5 高壓加熱器熱力設(shè)計(jì)</p><p>　　5.1加熱器傳熱計(jì)算的理論基礎(chǔ)</p><p>　　通常用的加熱器熱計(jì)算的方法有兩種：平均溫差法和傳熱單元數(shù)法。本文主要采用的是平均溫差法。所謂平均溫差法，是指在加熱器換熱過(guò)程中，蒸汽沿流程放出熱量溫度不斷下降，給水沿流程吸熱而溫度上升，且蒸汽

109、和給水間的溫差沿流程是不斷變化的。因此，當(dāng)利用傳熱方程來(lái)計(jì)算整個(gè)傳熱面上的熱流量時(shí)，必須使用整個(gè)傳熱面上的平均溫差，在工程應(yīng)用中通常使用的是對(duì)數(shù)平均溫差。</p><p>　　不論是順流還是逆流，對(duì)數(shù)平均溫差可統(tǒng)一用以下計(jì)算式表示：</p><p>　　式中，為平均對(duì)數(shù)溫差；、分別為加熱器中最大傳熱溫差和最小傳熱溫差。</p><p>　　計(jì)算出平均對(duì)數(shù)溫差后可以建

110、立傳熱方程式及熱平衡方程：</p><p><b>　　， ，</b></p><p>　　其中，不是獨(dú)立變量，因?yàn)橹灰_定了蒸汽和給水的流動(dòng)布置及進(jìn)、出口</p><p>　　溫度，就可以計(jì)算出來(lái)。因此，上述方程中共有8個(gè)變量，必須給定其中的五個(gè)變量才能進(jìn)行計(jì)算。</p><p>　　5.2加熱器主要技術(shù)參數(shù)的選定

111、及計(jì)算步驟</p><p>　　由第三部分計(jì)算可知，流進(jìn)6號(hào)高壓加熱器的水溫度為=171.5,流量，流出水溫度為199.1，加熱蒸汽絕對(duì)壓力為=1.588 Mpa，疏水出口溫度=179.5</p><p>　?。?）選定6號(hào)高壓加熱器熱器的部分結(jié)構(gòu)參數(shù)</p><p>　　初步選定管程=2，每管程有=1500根管，總的管子根數(shù)為=3000根管。管子的排列方式采用等邊

112、三角形排列，在垂直列上管子平均數(shù)為=60根。選定管子外徑d=18mm，管子壁厚為=2mm，內(nèi)徑=14mm。</p><p>　　（2）求對(duì)數(shù)平均溫差</p><p>　　查水蒸汽物性參數(shù)表，=1.588 Mpa時(shí)，飽和蒸汽溫度，故</p><p>　　=201.01-171.5=29.96</p><p>　　=199.1-179.5=19.

113、6</p><p>　　即對(duì)數(shù)平均溫差==24.41</p><p><b>　?。?）求換熱量Q</b></p><p>　　水的平均溫度，查水蒸汽物性參數(shù)表得：水的比熱4.4393，故</p><p>　　=494.89=6.0636W</p><p>　?。?）蒸汽側(cè)冷凝換熱系數(shù)</p

114、><p>　　1．定性溫度為冷凝液膜平均溫度，但壁溫為未知，故用試算法。因蒸汽側(cè)一般均大于水側(cè)，故壁溫應(yīng)接近蒸汽溫度。現(xiàn)假定=190，則</p><p>　　由查水的物性參數(shù)：；；；又由=1.588 Mpa查得：1934.73KJ/Kg。</p><p><b>　　2．計(jì)算換熱系數(shù)：</b></p><p><b&g