09余热锅炉汽轮机的原理和结构.ppt

第八章余热锅炉—汽轮机的原理和结构 余热锅炉—汽轮机的原理和结构 概述 余热锅炉的型式 联合循环中的蒸汽循环方案 余热锅炉一汽轮机的热力参数 余热锅炉的结构特点 联合循环汽轮机的结构特点 §8.1 概述 在联合循环中，余热锅炉回收燃气轮机排气余热，产生蒸汽推动汽轮机发电。 §8.1 概述 与常规电站锅炉相比较，余热锅炉没有燃料输送、煤粉制备和燃烧设备，仅有汽水系统。 余热锅炉的汽水系统与电站锅炉基本相似，通常是由汽包、省煤器、蒸发器、过热器以及集箱等换热管簇和容器等组成的，构成了由水变过热蒸汽的三个阶段，即水的加热、饱和水的蒸发、饱和汽的过热。 在有再热的蒸汽循环中则可以加设再热器。 §8.1 概述 中温、大流量工质是余热锅炉一个显著的热力特点。（500-610 ℃ ，120-600kg/s） 燃气轮机排气是完全发展的紊流，流速和温度都很不均匀（烟气流速变化可达±400%，温度不均匀度±55℃） 当燃气轮机轴向排气时，情况就有利得多。 余热锅炉内的换热过程属于低温换热范畴，辐射换热效应可以忽略。它几乎全部依靠对流换热的作用。 §8.1 概述 联合循环中的汽轮机也不同于常规的汽轮机: 在联合循环的蒸汽轮机系统中一般均取消了回热抽汽。 在联合循环中由汽轮机的低压缸排向凝汽器的蒸汽流量要比常规的汽轮机多。 因而相同容量的机组在相同背压下，末级叶片的长度和凝汽器面积都比常规机组高一个等级。 §8.1 概述 余热锅炉一汽轮机的设计要求： 整个系统具有较低的热惯性。由于多数联合循环电站担负调峰任务，启、停频繁。燃气轮机启动很快，从点火到满负荷最快只需要几分钟，在汽轮机启动及带满负荷前，余热锅炉产生的蒸汽通过旁路排到凝汽器或燃气轮机的排气直接通旁通大气，影响电厂的经济性。因此，要求余热锅炉和汽轮机必须具备快速启动的特性，在结构设计方面必须采取相应措施，适应快速启停要求。为适应调峰的需要，机组应具有相当高的抗高周、抗低周疲劳性能。 §8.1 概述 余热锅炉一汽轮机的设计要求： 联合循环中变工况特性是很重要的，在系统控制、热力和结构设计以及联合循环系统构成设计等过程中都要很好考虑。要求由余热锅炉提供的蒸汽热力参数不会因燃气轮机负荷的变化而较大幅度地偏离各负荷工况下的设定值，以防影响汽轮机的安全性和经济性。 余热锅炉一汽轮机一般采用滑压运行，这不但对变工况运行有利，且可同时提高联合循环设计工况和部分负荷时的效率。近来，许多联合循环装置考虑上述特点，其燃气轮机压气机采用进口可调导叶，以尽量减小余热锅炉的进口烟气温度变化幅度。 §8.1 概述 余热锅炉一汽轮机的设计要求： 余热锅炉应具有一定的在无水情况下“干烧”的能力，以避免当烟道旁通阀等元件故障时烧毁余热锅炉，一般“干烧”时的烟气温度应不高于475℃。 控制最大许用的热流量，保证余热锅炉中水循环的安全性 §8.1 概述 余热锅炉一汽轮机的设计要求： 当配置选择性催化反应器（SCR）来控制NOx排放时，必须精心地确定SCR的布置位置，以确保SCR能在一定温度范围内工作，否则无法控制NOx的排放量。 余热锅炉—汽轮机的原理和结构 概述 余热锅炉的型式 联合循环中的蒸汽循环方案 余热锅炉一汽轮机的热力参数 余热锅炉的结构特点 联合循环汽轮机的结构特点 §8.1 余热锅炉的型式 一、按余热锅炉烟气侧热源分类 §8.1 余热锅炉的型式 二、按余热锅炉产生的蒸汽的压力等级分类 目前余热锅炉采用有单压、双压、双压再热、三压、三压再热等五大类的汽水系统。 单压级余热锅炉只生产一种压力的蒸汽供 给汽轮机。 双压或多压级余热锅炉能生产两种不同压力或多种不同压力的蒸汽供给汽轮机。 三、按受热面布置方式分类 1．卧式布置余热锅炉 各级受热面部件的管子是垂直的，烟气横向流过各级受热面。 三、按受热面布置方式分类 2．立式布置余热锅炉 各级受热面部件的管子是水平的，各级受热面部件是沿高度方向布置，烟气自下而上流过各级受热面。 2．立式布置余热锅炉 1．卧式布置余热锅炉 四、按工质工作原理分类 1．自然循环余热锅炉 四、按工质工作原理分类 1．自然循环余热锅炉 管簇中的水汽混合物与下降管中冷水的密度差，是维持蒸发器中汽水混合物自然循环的动力。 1．自然循环余热锅炉 自然循环余热锅炉具有如下优点： ①锅炉重心低，稳定性好，抗风抗震性强； ②垂直管束结垢情况比水平管束均匀，不易造成塑性形变和故障，同时也减缓了结垢量而使锅炉性能下降的问题等； ③锅炉水容量大，有较大的蓄热能力，适应负荷变化能力强，热流量不易超过临界值，对燃气轮机排气热力波动的适应性和自平衡能力都强； ④自动控制要求相