火电厂热工检测系统课程设计-再热蒸汽系统的设计

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工作原理

再热蒸汽系统是指从汽轮机高压缸排汽口经锅炉再热器全部蒸汽管道和分支管道.

分析再热蒸汽系统温度控制的原理,要从影响再热蒸汽温度的两个因素来分析: 蒸汽负荷和烟气热量: 其中蒸汽负荷由用户决定,变化不会太大,所以我们主要依靠改变烟气流量来控制再热蒸汽温度.在学习过热蒸汽的调节中,我们知道可以通过喷水来减温,但是对于再热蒸汽来说,喷水减温是一种不经济的做法,只能作为事故应急处理使用.另外在低负荷时还可以适当增大炉膛进风量,作为再热蒸汽温度调节的辅助手段.

本机组过锅炉再热蒸汽温度控制在(574$\pm$5)C范围内,两侧汽温偏差小于15°C,其主要控制手段是通过配合调整撰动燃烧器角度和分隔烟气挡板,达到控制再热蒸汽温度的目的,保证调温挡板的开度不小于30%,防止由于阻力增大面积灰.在两级再热器之间设置了喷水减温器作为再热蒸汽温度的粗调,一般是在事故情况使用,即再热器入口汽温超过允许值时,而烟气挡板已调至极限位置,这时投入再热蒸汽喷水减温调节,用以控制再热汽湿,保护设备安全.减温水取自给水泵中间抽头,分为两路,每路上均设置流量测量装置和电动调节阀(进口),调节阀后设置有电动闸阀.锅炉在正常运行状态下,此系统一般不投入运行.

主要设备

该系统的主要设备只有再热器: 再热器可以将做过功的低压蒸汽加热到与过热蒸汽相近的温度.再热器的作用有两条:

1. 降低汽轮机排气的湿度,有利于保护汽轮机叶片.
2. 可以提高汽轮机的相对内效率和绝对内效率,理论上,再热级数越多,汽轮机内效率越高,但是汽轮机内效率存在理论上的极限,且多次再热会使系统复杂,因此再热级数一般不超过两级.

检测参数

我们研究的是再热蒸汽系统,因此我们所检测的的主要就是再热蒸汽的温度和压力.蒸汽温度常用热电偶来测量,蒸汽压力使用差压变送器测量.测点位置一般位于水冷壁的入口和出口处.

再热蒸汽温度和压力: 再热器一般布置在锅炉的后烟井或水平烟道中,使得它具有对流式的蒸汽温度静态特性.因此,机组负荷的变化(蒸汽流量变化)对再热蒸汽温度有很大的影响,再热器入口工质状况取决于汽轮机高压缸排气工况,这两种因素使得再热蒸汽温度的变化幅度较主蒸汽温度大得多.再热蒸汽压力对循环热效率影响较大,再热蒸汽系统管道的压降对机组热经济性的影响很大,因此为保证再热器、汽轮机等热力设备的安全,提高机组的运行效率和经济性,需要对再热蒸汽温度、压力进行测量.

热控系统图

书上原本的热控系统图

1. 锅炉再热蒸汽热控系统图

   

2. 汽轮机再热蒸汽热控系统图

   

我们对书上设计的热控系统图的改进

结合两个模块中再热蒸汽的作用,我们对书上原有的热控系统图做出如下改进:

1. 对锅炉再热蒸汽热控系统图的改进:

   在锅炉中,再热器的主要作用就是将汽轮机乏汽加热到接近过热蒸汽的温度并重新送入汽轮机做功,因此在过热蒸汽的温度控制中要注意是不要滥用喷水减温,因为这会拉低热源的平均温度.我们对原有设计做出如下改进:

   1. 我们在锅炉再热器受热面前后加入温度变送器,测量过热器加热前后的蒸汽温度.这两个温度信号用来指导锅炉烟气挡板的动作以调节再热蒸汽的温度,在这构成了一组前馈-反馈控制.
   2. 为防止喷水减温器误动影响热效率,因此在减温器前方入口设置温度变送器双冗余,防止误动

2. 对汽轮机再热蒸汽热控系统图的改进:

   在汽轮机中,过热蒸汽的主要作用是作为轴端汽封,防止工质逃逸,因此我们对书上的热控系统图做出如下改进:

   1. 我们入口的锅炉再热蒸汽处设置了温度变送器, 用以指导锅炉烟气挡板的动作.
   2. 我们在乏汽沿汽轮机进出口处均设置了压力变送器和温度变送器.

改进后的热控系统图

设备清册

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