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1、第6章 余热锅炉与联合循环的汽水系统,余热锅炉系统及设计要求,在联合循环中余热锅炉是回收燃气轮机的排气余热,借以产生推动蒸汽轮机发电所需蒸汽的换热设备。 余热锅炉是由省煤器、蒸发器、过热器以及集箱和锅筒等换热管簇和容器等组成 余热锅炉分类 汽水发生系统不同分: 单压余热锅炉 双压余热锅炉 三压余热锅炉 按循环驱动力分: 自然循环余热锅炉 强制循环余热锅炉,1-余热锅炉 2-除氧器 3-凝汽器 4-蒸汽透平 5-发电机 6-燃气透平 7-燃烧室 8-压气机 9-高压过热器 10-高压蒸发器 11-锅筒 12-高压省煤器 13-低压蒸发器,余热锅炉的汽水系统,自然循环方式的余热锅炉,1- 膨胀节2
2、-进口烟道3-内部保温材料4-锅筒5-烟囱6-出口烟道 7-膨胀节8-省煤器段9-下降管10-蒸发器11-过热器段 12-人孔 13-整体结构钢 14-上升管,强制循环方式的余热锅炉,1-蒸发器和过热器 2-省煤器 3-上部过渡段 4-烟囱 5-锅筒 6-钢架 7-弯烟道(侧向进口) 8-进口段,两种循环方式对余热锅炉的影响关系,余热锅炉设计要求,追求尽可能高的当量效率 适当减少燃气侧的压损 快速启动 变工况稳定性好 尽量避免管束烧坏和腐蚀 利于制造安装及检修,概念及影响 节点温差 指余热锅炉小蒸发器入口处燃气的温度 与饱和水温度 之间的差值,即 节点温差下降,锅炉总换热面积增加,排烟温度下降
3、,流量增加,功率增大。 一般选取820C。 接近点温差 指余热锅炉中省煤器出口的水温 与相应压力下饱和水温 之间的差值,即 接近点温差增大,换热面积增大;如果接近点温差过小,易出现省煤器过热,受限。 一般选取520C。,节点温差及接近点温差的选择,在“单压汽水发生系统”的余热锅炉中 Q=f(T)的关系,在“双压汽水发生系统”的余热锅炉中 Q=f(T)的关系,相对总投资费用和相对单位热回收费用 随 的变化关系,余热锅炉设计参数的选择,主蒸汽参数,再热蒸汽参数 考虑管束、阀门压损,管束散热损失 主蒸汽压力大约要比蒸汽轮机入口处的蒸汽压力高3左右,主蒸汽温度大约要高34 再热蒸汽的压力则要比从蒸汽轮
4、机的再热蒸汽抽出口的压力低1214左右 余热锅炉出口的排气温度 与所选用的蒸汽循环型式、节点温差以及燃料中的硫含量有密切关系 下降受到一定的限制 如燃料含硫量较高,应比酸露点高10C :110C130C 如燃料含硫量较低,应比露点高10C:80C90C,燃料的硫含量的转化率X和过量空气系数对燃气酸露点的影响,材料的腐蚀损失与排气温度、硫酸浓度的变化关系,余热锅炉的变工况特性,滑压运行时蒸汽压力的变化,滑压运行时蒸汽流量的变化,余热锅炉中当蒸汽压力恒定时 过热蒸汽温度的变工况特性,余热锅炉中接近点温差的变工况特性,时间 min,过热蒸汽温度,过热蒸汽流量,起动过程中,蒸汽流量和蒸汽温度随时间的变
5、化关系,余热锅炉的汽水系统,1-省煤器 2-蒸发器 3-过热器 4-锅筒 单压无再热循环的余热锅炉之汽水系统,强制循环的余热锅炉中双压无再热循环的汽水系统 1-高压过热器 2-高压蒸发器 3- 高压省煤器 4-低压蒸发器 5-低压省煤器 6-低压锅筒 7-给水传送泵 8-高压锅筒,强制循环的余 热锅炉中双压有再热循环的汽水系统 1-高压蒸发器 2-低压过热气 3-高压省煤器 4-低压蒸发器 5-低压省煤器 6-低压锅筒 7 -给水传送泵 8-高压锅筒 9-高压过热器 10-再热器,1-冷凝水加热器 2-整体除氧器 3-低厂蒸发器 4-给水传送泵 5-中压省煤器 6-高压省煤器 7-中压锅筒 8
6、-中压蒸发器 9-高压省煤器 10-中压过热器 11-高压锅筒 12-高压蒸发器 13-高压过热器 三压无再热但带整体除氧器的余热锅炉之汽水系统,1-冷凝水加热器2-整体除氧器3-低压蒸发器4-给水泵5-中压省煤器6-高压省煤器(第1级) 7-中压锅筒8-中压蒸发器9-高压省煤器(第2级) 10-中压过热器 11-高压锅筒 12-高压蒸发器 13-再热器14-温度控制器15-高压过热器 三压有再热但带整体除氧器的余热锅炉之汽水系统,l-压气机 2-燃烧室 3-燃气透平4-烟道旁通阀 5-过热器6-蒸发器 7-省煤器8-单压锅简 9-蒸汽轮机 10-高压旁通阀11-低压旁通阀 12-凝汽器 13
7、-水泵14-除氧器15-高压给水泵16-加热回路的水泵 17-低压锅筒 18-低压给水泵 19-加热回路的蒸发器 20-余热锅炉 设有低压蒸汽加热回路的单压汽水系统之余热锅炉,设有加热回路的单压汽水系统余热锅炉中的关系曲线,1-空气滤清器2-压气机3-燃烧室4-燃气透平5-发电机6-蒸汽轮机7-凝汽器8-余热锅炉9-除氧器 LP-低压 IP-中压 HP-高压 E-省煤器B-蒸发器S-过热器RH-再热器 三压式再热循环的余热锅炉之汽水系统,三压式再热循环的余热锅炉的Q=f(T)图,Tapada do Outeiro电站的三压式再热循环的余热锅炉之汽水系统,余热锅炉设计时需要考虑的一些问题,整个系统应具有较低的热惯性 ,以满足快速起停的要求 蒸汽热力参数的稳定性 提高余热锅炉的当量效率 合理控制NOx排放 具有一定的在无水情况下“干烧”的能力,
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