[科普中国]-原则性热力系统

组成

原则性热力系统主要由主要由下列各局部系统组成：（1）主蒸汽及再热蒸汽管道系统；（2）主给水系统；（3）除氧器和给水箱系统；（4）主凝汽水系统；（5）补充水系统；（6）锅炉连续排污及利用系统等。

拟定及计算目的原则性热力系统简单、明确地反映了热力过程的本质，表明了工质的能量转换和热量 利用过程，以及技术完善程度和热经济性。拟定合理的原则性热力系统是热电厂设计中的 一个重要内容。

在中、小型热电厂设计中，一般先确定机、炉型式和容量，然后根据制造厂的资料拟 定原则性热力系统。原则性热力系统主要包括主蒸汽系统，锅炉给水系统，锅炉排污利用 系统，补充水系统和供热系统等。

通过原则性热力系统的计算可以确定不同运行工况时各部分的汽水流量及其参数和热经济指标，以分析热电厂的安全性和经济性。最大负荷工况的计算是选择锅炉、汽机热力系统辅助设备和管道的依据。

资料数据处理1.原则性热力系统计算必须具备的资料：

(1)原则性热力系统。

(2)给定的热电厂工况： 对于仅有全年性工艺热负荷的热电厂，一般只算两种工况： 电热负荷最大时的最大工况和最大电负荷、平均热负荷时的平均工况。另外，对于有供暖 热负荷的热电厂，还要计非采暖季工况。在这三种工况中，电负荷均为最大电负荷，而热 负荷分别为采暖季最大热负荷、平均热负荷和非采暖季工况时的最小热负荷。

(3) 汽轮机技术特性资料： 一般包括汽轮机型式、容量; 额定工况时的初参数、终参 数; 调整及不调整抽汽的参数、调整抽汽量及调整范围; 锅炉给水温度; 汽轮机相对内效 率; 汽轮机的机械效率和发电机效率等。

(4)化学补充水的水质、水温资料; 锅炉连续排污量及有关供热方面的资料等。

2.常用数据的选取

下列数据在资料不全的情况下可供参考。

(1)锅炉效率根据锅炉类别可取用下述数值：

锅炉类别： 链条炉；煤粉炉；沸腾炉；旋风炉；循环流化床锅炉。

锅炉效率：0.72～0.85； 0.85～0.90； 0.65～0.70； 0.85； 0.85～0.90。

(2)汽轮机相对内效率、机械效率及发电机效率的常见数值如下：

汽轮机额定功率 (kW) 750～6000 12000～25000 50000

汽轮机相对内效率ηri 0.7～0.8 0.75～0.85 0.85～0.87

汽轮机机械效率ηm 0.95～0.98 0.97～0.99 ～0.99

发电机效率ηg 0.93～0.96 0.96～0.97 0.98～0.985

(3)热电厂内管道效率ηp，计算工质损失时，取0.96；不计工质损失时，取0.99。

(4)热网效率，热电厂内部热网取0.99；热电厂内外热网总效率取0.95。

(5)各种热交换器效率，包括高、低压加热器、除氧器和热交换器，一般取0.96～ 0.98。

(6) 热交换器端温差，取3～7℃。

(7)锅炉排污率，一般不超过下列数值：1) 以化学除盐水或蒸馏水为补给水的凝汽式电厂为1%；2) 以化学除盐水或蒸馏水为补给水的供热式电厂为2%；3) 以化学软化水为补给水的凝汽式电厂为2%；4) 以化学软化水为补给水的供热式电厂为5%。

(8) 厂内汽水损失，取锅炉蒸发量的3%。

(9)轴封用汽量，取汽轮机汽耗量的1%。轴封加热器的蒸汽焓取略高一级抽汽的焓 (等于调节级汽室中蒸汽的焓)，有衡压箱时取衡压箱的压力。

(10)蒸汽抽气器的汽耗量，取汽轮机汽耗量的0.5%～1%。

(11) 主汽门至调节汽门间的压降损失，取蒸汽初压的3%～7%。

(12)各种抽汽管道的压降，一般取该级抽汽压力的4%～8%。

(13) 生水水温，一般取5～20℃。

(14) 热网补水量，一般取热网循环水量的1%～2%。

(15) 进入凝汽器的蒸汽干度，取0.88～0.95。

(16)凝汽器出口凝结水温度，可近似取凝汽器压力下的饱和水温度。

计算方法与步骤(1)根据热负荷、电负荷初步选定锅炉及汽轮机组，并根据机组特性拟定原则性热力系统图。

(2)根据汽机厂提供的汽轮机特性资料，在焓熵图上绘出蒸汽在汽轮机内的工作过程线，以确定其汽水参数；并整理成汽水参数综合表。

(3)列出通过各设备的汽、水物质平衡式和热平衡式，并联立求解。

列物质平衡式时，要标出汽轮机与有关辅助设备(减压减温装置、抽气器、轴封加热 器等) 的汽耗量以及汽水工质漏损，这些汽耗量均以汽轮机汽耗量的份额来表示。

列热平衡式时，一般从供热设备(热网加热器)、水处理设备及锅炉排污扩容器开始， 然后计算高压加热器、除氧器、最后计算低压加热器。一般最好将抽气器冷却器与相邻的低压加热器、轴封加热器与其后面(按主凝结水流动方向) 的回热加热器并为一体计算。通过计算可得到流经各设备的工质参数及数量 (数量一般以汽轮机汽耗量的份额来表示)。

一般先进行物质平衡计算，以确定锅炉、汽轮机组的选择是否合适。在机组选择较有把握时物质平衡和热平衡计算可同时进行。

(4)用汽轮机的功率方程式计算其汽耗量，以及各部分的汽水流量，并进行校核。对抽汽机组需预先估算热电厂 (或每台汽轮机) 的汽耗量，求得供热抽汽占总汽耗量的份额，再代入功率方程式计算汽耗量，并把计算值与估算值作比较，误差应在5%以内，否则应重新估算。2