09余熱鍋爐汽輪機(jī)的原理和結(jié)構(gòu)

01:47:531第八章

余熱鍋爐—汽輪機(jī)的原理和結(jié)構(gòu)01:47:532余熱鍋爐—汽輪機(jī)的原理和結(jié)構(gòu)概述余熱鍋爐的型式聯(lián)合循環(huán)中的蒸汽循環(huán)方案余熱鍋爐一汽輪機(jī)的熱力參數(shù)余熱鍋爐的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)聯(lián)合循環(huán)汽輪機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)01:47:533§8.1概述在聯(lián)合循環(huán)中，余熱鍋爐回收燃?xì)廨啓C(jī)排氣余熱，產(chǎn)生蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電。01:47:534§8.1概述與常規(guī)電站鍋爐相比較，余熱鍋爐沒有燃料輸送、煤粉制備和燃燒設(shè)備，僅有汽水系統(tǒng)。余熱鍋爐的汽水系統(tǒng)與電站鍋爐基本相似，通常是由汽包、省煤器、蒸發(fā)器、過熱器以及集箱等換熱管簇和容器等組成的，構(gòu)成了由水變過熱蒸汽的三個(gè)階段，即水的加熱、飽和水的蒸發(fā)、飽和汽的過熱。在有再熱的蒸汽循環(huán)中則可以加設(shè)再熱器。01:47:535§8.1概述中溫、大流量工質(zhì)是余熱鍋爐一個(gè)顯著的熱力特點(diǎn)。（500-610℃

，120-600kg/s）燃?xì)廨啓C(jī)排氣是完全發(fā)展的紊流，流速和溫度都很不均勻（煙氣流速變化可達(dá)±400%，溫度不均勻度±55℃）當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)軸向排氣時(shí)，情況就有利得多。余熱鍋爐內(nèi)的換熱過程屬于低溫?fù)Q熱范疇，輻射換熱效應(yīng)可以忽略。它幾乎全部依靠對(duì)流換熱的作用。01:47:536§8.1概述聯(lián)合循環(huán)中的汽輪機(jī)也不同于常規(guī)的汽輪機(jī):在聯(lián)合循環(huán)的蒸汽輪機(jī)系統(tǒng)中一般均取消了回?zé)岢槠?。在?lián)合循環(huán)中由汽輪機(jī)的低壓缸排向凝汽器的蒸汽流量要比常規(guī)的汽輪機(jī)多。因而相同容量的機(jī)組在相同背壓下，末級(jí)葉片的長(zhǎng)度和凝汽器面積都比常規(guī)機(jī)組高一個(gè)等級(jí)。01:47:537§8.1概述余熱鍋爐一汽輪機(jī)的設(shè)計(jì)要求：整個(gè)系統(tǒng)具有較低的熱慣性。由于多數(shù)聯(lián)合循環(huán)電站擔(dān)負(fù)調(diào)峰任務(wù)，啟、停頻繁。燃?xì)廨啓C(jī)啟動(dòng)很快，從點(diǎn)火到滿負(fù)荷最快只需要幾分鐘，在汽輪機(jī)啟動(dòng)及帶滿負(fù)荷前，余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽通過旁路排到凝汽器或燃?xì)廨啓C(jī)的排氣直接通旁通大氣，影響電廠的經(jīng)濟(jì)性。因此，要求余熱鍋爐和汽輪機(jī)必須具備快速啟動(dòng)的特性，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面必須采取相應(yīng)措施，適應(yīng)快速啟停要求。為適應(yīng)調(diào)峰的需要，機(jī)組應(yīng)具有相當(dāng)高的抗高周、抗低周疲勞性能。01:47:538§8.1概述余熱鍋爐一汽輪機(jī)的設(shè)計(jì)要求：聯(lián)合循環(huán)中變工況特性是很重要的，在系統(tǒng)控制、熱力和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)構(gòu)成設(shè)計(jì)等過程中都要很好考慮。要求由余熱鍋爐提供的蒸汽熱力參數(shù)不會(huì)因燃?xì)廨啓C(jī)負(fù)荷的變化而較大幅度地偏離各負(fù)荷工況下的設(shè)定值，以防影響汽輪機(jī)的安全性和經(jīng)濟(jì)性。余熱鍋爐一汽輪機(jī)一般采用滑壓運(yùn)行，這不但對(duì)變工況運(yùn)行有利，且可同時(shí)提高聯(lián)合循環(huán)設(shè)計(jì)工況和部分負(fù)荷時(shí)的效率。近來(lái)，許多聯(lián)合循環(huán)裝置考慮上述特點(diǎn)，其燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)采用進(jìn)口可調(diào)導(dǎo)葉，以盡量減小余熱鍋爐的進(jìn)口煙氣溫度變化幅度。01:47:539§8.1概述余熱鍋爐一汽輪機(jī)的設(shè)計(jì)要求：余熱鍋爐應(yīng)具有一定的在無(wú)水情況下“干燒”的能力，以避免當(dāng)煙道旁通閥等元件故障時(shí)燒毀余熱鍋爐，一般“干燒”時(shí)的煙氣溫度應(yīng)不高于475℃?？刂谱畲笤S用的熱流量，保證余熱鍋爐中水循環(huán)的安全性01:47:5310§8.1概述余熱鍋爐一汽輪機(jī)的設(shè)計(jì)要求：當(dāng)配置選擇性催化反應(yīng)器（SCR）來(lái)控制NOx排放時(shí)，必須精心地確定SCR的布置位置，以確保SCR能在一定溫度范圍內(nèi)工作，否則無(wú)法控制NOx的排放量。01:47:5311余熱鍋爐—汽輪機(jī)的原理和結(jié)構(gòu)概述余熱鍋爐的型式聯(lián)合循環(huán)中的蒸汽循環(huán)方案余熱鍋爐一汽輪機(jī)的熱力參數(shù)余熱鍋爐的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)聯(lián)合循環(huán)汽輪機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)01:47:5312§8.1余熱鍋爐的型式一、按余熱鍋爐煙氣側(cè)熱源分類余熱鍋爐無(wú)補(bǔ)燃的余熱鍋爐：這種余熱鍋爐單純回收燃?xì)廨啓C(jī)排氣的熱量，產(chǎn)生一定壓力和溫度的蒸汽。有補(bǔ)燃的余熱鍋爐：由于燃?xì)廨啓C(jī)排氣中含有14％～18％的氧，可在余熱鍋爐的恰當(dāng)位置安裝補(bǔ)燃燃燒器，補(bǔ)充天然氣和燃油等燃料進(jìn)行燃燒，提高煙氣溫度，還可保持蒸汽參數(shù)和負(fù)荷穩(wěn)定，以相應(yīng)提高蒸汽參數(shù)和產(chǎn)量，改善聯(lián)合循環(huán)的變工況特性。01:47:5313§8.1余熱鍋爐的型式二、按余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽的壓力等級(jí)分類目前余熱鍋爐采用有單壓、雙壓、雙壓再熱、三壓、三壓再熱等五大類的汽水系統(tǒng)。單壓級(jí)余熱鍋爐只生產(chǎn)一種壓力的蒸汽供給汽輪機(jī)。雙壓或多壓級(jí)余熱鍋爐能生產(chǎn)兩種不同壓力或多種不同壓力的蒸汽供給汽輪機(jī)。01:47:5314三、按受熱面布置方式分類1．臥式布置余熱鍋爐各級(jí)受熱面部件的管子是垂直的，煙氣橫向流過各級(jí)受熱面。01:47:5315三、按受熱面布置方式分類2．立式布置余熱鍋爐各級(jí)受熱面部件的管子是水平的，各級(jí)受熱面部件是沿高度方向布置，煙氣自下而上流過各級(jí)受熱面。01:47:53162．立式布置余熱鍋爐1．臥式布置余熱鍋爐

01:47:5317四、按工質(zhì)工作原理分類1．自然循環(huán)余熱鍋爐

01:47:5318四、按工質(zhì)工作原理分類1．自然循環(huán)余熱鍋爐管簇中的水汽混合物與下降管中冷水的密度差，是維持蒸發(fā)器中汽水混合物自然循環(huán)的動(dòng)力。01:47:53191．自然循環(huán)余熱鍋爐自然循環(huán)余熱鍋爐具有如下優(yōu)點(diǎn)：①鍋爐重心低，穩(wěn)定性好，抗風(fēng)抗震性強(qiáng)；②垂直管束結(jié)垢情況比水平管束均勻，不易造成塑性形變和故障，同時(shí)也減緩了結(jié)垢量而使鍋爐性能下降的問題等；③鍋爐水容量大，有較大的蓄熱能力，適應(yīng)負(fù)荷變化能力強(qiáng)，熱流量不易超過臨界值，對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)排氣熱力波動(dòng)的適應(yīng)性和自平衡能力都強(qiáng)；④自動(dòng)控制要求相對(duì)不高。01:47:53201．自然循環(huán)余熱鍋爐自然循環(huán)余熱鍋爐的缺點(diǎn)如下：①蒸發(fā)受熱面為立式水管，常布置于臥式煙道，因此占地面積大；②鍋爐水容量大，啟停及變負(fù)荷速度慢；③自然循環(huán)有時(shí)不能采用直通煙道，而需要加一些擋板，因而會(huì)增加燃?xì)獾牧鲃?dòng)阻力，對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)的工作不利。01:47:53212．強(qiáng)制循環(huán)余熱鍋爐

強(qiáng)制循環(huán)余熱鍋爐中的煙氣通?？偸谴怪钡亓鬟^水平方向布置的管簇的。從汽包下部引出的水借助于強(qiáng)制循環(huán)泵壓入蒸發(fā)器的管簇，水在蒸發(fā)器內(nèi)吸收煙氣熱量，部分水變成蒸汽，然后蒸發(fā)器內(nèi)的汽水混合物經(jīng)導(dǎo)管流入汽包。01:47:53222．強(qiáng)制循環(huán)余熱鍋爐1．臥式布置余熱鍋爐

01:47:53232．強(qiáng)制循環(huán)余熱鍋爐

強(qiáng)制循環(huán)余熱鍋爐具有如下優(yōu)點(diǎn)：①采用小管徑，重量輕，尺寸小，結(jié)構(gòu)緊湊。②常布置于立式煙道，煙囪與鍋爐合二為一省空間，占地面積小。③蒸發(fā)受熱面中循環(huán)倍率A＝3~5，工質(zhì)靠強(qiáng)制循環(huán)進(jìn)行流動(dòng)，可以采用較小的汽包直徑，以及上升和下降管管徑。④因?yàn)樵趩?dòng)或低負(fù)荷時(shí)可用強(qiáng)制循環(huán)的工質(zhì)來(lái)使各承壓部件得到均勻加熱，鍋爐水容量小，升溫、升壓速率高，啟動(dòng)快，機(jī)動(dòng)性好，負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍大，適應(yīng)調(diào)峰運(yùn)行。它比自然循環(huán)余熱鍋爐略短些。⑤燃?xì)獾淖枇θ菀卓刂?。⑥利用爐水循環(huán)泵能快速和徹底地進(jìn)行水冷壁酸洗，周期短、費(fèi)用低。⑦結(jié)構(gòu)上便于采用標(biāo)準(zhǔn)化元件和大型模塊組件，制造成本和安裝費(fèi)用都較低。01:47:53242．強(qiáng)制循環(huán)余熱鍋爐強(qiáng)制循環(huán)余熱鍋爐的缺點(diǎn)如下：①必須裝設(shè)高溫鍋水循環(huán)泵，增加電耗，提高運(yùn)行費(fèi)用，且可靠性差。②鍋爐重心較高，穩(wěn)定性較差，不利抗風(fēng)抗震。③強(qiáng)制循環(huán)余熱鍋爐必須支撐較重的設(shè)備，它的基礎(chǔ)很重，需要耗費(fèi)更多的結(jié)構(gòu)支撐鋼。閥門和輔件必需布置在不同的標(biāo)高上，致使操作和維護(hù)都很困難。④容易發(fā)生汽水分層現(xiàn)象，而且沉結(jié)在水平管子底部的結(jié)垢要比含有蒸汽的管子頂部要少，這種沿管子周圍結(jié)垢的差異會(huì)造成溫度梯度、不同程度的傳熱和膨脹，其結(jié)果將使強(qiáng)制循環(huán)的余熱鍋爐容易發(fā)生腐蝕、燒壞、塑性變形和事故。⑤為了避免在水平管簇中發(fā)生汽水分層現(xiàn)象，流體的最小臨界流速約為2.1—3.0m／s。⑥采用小彎頭，制造工藝復(fù)雜。01:47:53252．強(qiáng)制循環(huán)余熱鍋爐

采用強(qiáng)制循環(huán)雖能加速管簇內(nèi)的水流速度，對(duì)改善水側(cè)的換熱系數(shù)是有利的，但是鍋爐的傳熱系數(shù)主要取決于煙氣側(cè)對(duì)管壁的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，因而在煙氣流動(dòng)情況相似的情況下，相對(duì)于同樣的換熱負(fù)荷，強(qiáng)制循環(huán)與自然循環(huán)余熱鍋爐的換熱面積是很接近的。01:47:53263．直流余熱鍋爐

直流余熱鍋爐靠給水泵的壓頭將給水一次通過各受熱面變成過熱蒸汽。由于沒有汽包，在蒸發(fā)和過熱受熱面之間無(wú)固定分界點(diǎn)。01:47:53273．直流余熱鍋爐

優(yōu)點(diǎn)是蒸發(fā)受熱面布置自由，加工制造較方便，金屬耗量較少。由于熱容量小，故調(diào)節(jié)反應(yīng)快，負(fù)荷適應(yīng)性強(qiáng)，啟停迅速，最低負(fù)荷一般可比汽包鍋爐低。01:47:53283．直流余熱鍋爐缺點(diǎn)是給水品質(zhì)和自動(dòng)調(diào)節(jié)要求高，給水泵電耗大，并且要用高級(jí)合金，成本較高，經(jīng)濟(jì)性不一定有利。還需注意以下幾點(diǎn)：避免在水冷壁內(nèi)發(fā)生膜態(tài)沸騰或類膜態(tài)沸騰；防止水動(dòng)力特性不穩(wěn)定及熱偏差過大；設(shè)置專門的啟動(dòng)旁路系統(tǒng)，減少熱損失和工質(zhì)損失。膜態(tài)沸騰：蒸發(fā)管內(nèi)隨著汽、水兩相流中含汽率的增大，附壁水膜逐漸減薄，當(dāng)水膜被撕破且汽流核心夾帶的散狀水滴幾乎又不回落到管壁時(shí)，管壁便被一層過熱蒸汽覆蓋，導(dǎo)致管壁對(duì)工質(zhì)放熱系數(shù)急劇下降，壁溫急劇上升的管內(nèi)傳熱模式01:47:53293．直流余熱鍋爐隨著燃?xì)廨啓C(jī)單機(jī)功率的增大，聯(lián)合循環(huán)裝置的蒸汽初參數(shù)逐步提高，當(dāng)蒸汽壓力增至16MPa以上時(shí)，選用直流余熱鍋爐可以有效的提高聯(lián)合循環(huán)裝置的熱效率。01:47:5330余熱鍋爐的型式直流循環(huán)方式主要應(yīng)用在與大型燃?xì)廨啓C(jī)配套的亞臨界、超臨界壓力余熱鍋爐中，而且是超臨界壓力鍋爐的唯一形式。在設(shè)計(jì)余熱鍋爐時(shí)應(yīng)根據(jù)總體特性的要求，如負(fù)荷的性質(zhì)、機(jī)組起停的周期特點(diǎn)、經(jīng)濟(jì)性和安全性要求等因素，合理地選擇余熱鍋爐的循環(huán)方式。通常認(rèn)為，當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)的負(fù)荷變化較大，或者啟停比較頻繁時(shí)，采用強(qiáng)制循環(huán)比較合理。01:47:5331余熱鍋爐的型式在某些特定的情況下，尤其是在多壓系統(tǒng)中，也采用自然循環(huán)、強(qiáng)制循環(huán)和直流循環(huán)中兩種兼有的復(fù)合循環(huán)方式。01:47:5332余熱鍋爐—汽輪機(jī)的原理和結(jié)構(gòu)概述余熱鍋爐的型式聯(lián)合循環(huán)中的蒸汽循環(huán)方案余熱鍋爐一汽輪機(jī)的熱力參數(shù)余熱鍋爐的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)聯(lián)合循環(huán)汽輪機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)01:47:5333§8.3聯(lián)合循環(huán)中的蒸汽循環(huán)方案在燃?xì)?-蒸汽聯(lián)合循環(huán)中，蒸汽循環(huán)系統(tǒng)方案對(duì)于聯(lián)合循環(huán)效率、結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，乃至投資費(fèi)用都有明顯的影響。01:47:5334§8.3聯(lián)合循環(huán)中的蒸汽循環(huán)方案一、單壓蒸汽循環(huán)01:47:5335一、單壓蒸汽循環(huán)單壓的余熱鍋爐—汽輪機(jī)雖然設(shè)備費(fèi)用低，但熱效率也低。單壓系統(tǒng)的優(yōu)化主要是飽和蒸汽壓力等級(jí)。對(duì)蒸汽循環(huán)來(lái)說，高的蒸汽初壓就意味著高的比功。而對(duì)于余熱鍋爐來(lái)說，當(dāng)飽和壓力提高時(shí)，蒸汽流量將隨之減小，因而致使排煙溫度明顯上升；與此同時(shí)，蒸汽或水與煙氣之間的平均傳熱溫差也減小，對(duì)于相同的傳熱量所需的傳熱面積也就增加，余熱鍋爐成本也要增高。通常，單壓汽水系統(tǒng)僅適合于低排氣溫度的燃?xì)廨啓C(jī)。01:47:5336

二、多壓蒸汽循環(huán)當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)的排氣流量大于120kg/s、排氣溫度高于510℃時(shí)，如果采用單壓蒸汽循環(huán)，余熱鍋爐的排煙溫度就過高，排煙損失太大，合理的解決辦法是采用多壓系統(tǒng)。通常可以采用雙壓或三壓的汽水系統(tǒng)，以便提高余熱鍋爐的熱效率。01:47:5337

二、多壓蒸汽循環(huán)

雙壓／三壓蒸汽循環(huán)系統(tǒng)是指余熱鍋爐中產(chǎn)生兩種（高壓和低壓）／三種（高壓、中壓和低壓）不同壓力等級(jí)的蒸汽，高壓蒸汽即汽輪機(jī)入口的壓力蒸汽，中壓／低壓蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)的中間壓力相當(dāng)?shù)募?jí)中做功。01:47:53381、雙壓無(wú)再熱蒸汽循環(huán)1-高壓過熱器2-高壓蒸發(fā)器3-高壓省煤器4-低壓蒸發(fā)器5-低壓省煤器6-低壓汽包7-低壓循環(huán)水泵8-給水泵9-高壓汽包10-高壓循環(huán)水泵01:47:5339

2．簡(jiǎn)化的雙壓無(wú)再熱聯(lián)合循環(huán)在省煤器后，增設(shè)一套低壓蒸汽加熱回路，利用它來(lái)產(chǎn)生除氧器所需要的飽和蒸汽（0.31MPa／135℃）。這樣可以降低余熱鍋爐的排氣溫度，提高余熱鍋爐的當(dāng)量效率。通過這個(gè)方法，煙氣溫度可降低到150℃左右，除氧器就不再需要從汽輪機(jī)中抽取低壓蒸汽來(lái)加熱給水，由此增大了汽輪機(jī)的作功量，并可以使聯(lián)合循環(huán)的總效率增加2.5％。01:47:5340

3、三壓無(wú)再熱蒸汽循環(huán)01:47:5341二、多壓蒸汽循環(huán)采用雙壓或三壓汽水發(fā)生系統(tǒng)是提高余熱鍋爐熱效率的重要措施。計(jì)算表明，當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)排煙溫度在530—580℃范圍時(shí)，若采用雙壓系統(tǒng)來(lái)代替單壓系統(tǒng)，可以使余熱鍋爐的排氣溫度降低35—60℃，則可使傳熱能量損失降低一半，相當(dāng)于余熱鍋爐的效率提高約3％。這時(shí)再改為三壓系統(tǒng)，余熱回收效率還會(huì)提高一點(diǎn)，但幅度已大為下降，而投資成本增加很多，不一定有利。如果把在余熱鍋爐低壓汽水系統(tǒng)中產(chǎn)生的低壓蒸汽供到汽輪機(jī)的低壓部分去發(fā)電，汽輪機(jī)的功率大約可以增加6％左右，即聯(lián)合循環(huán)的熱效率大致能提高1.5％—2％左右。01:47:5342三、多壓再熱蒸汽循環(huán)余熱鍋爐型的聯(lián)合循環(huán)，只有在燃?xì)廨啓C(jī)排氣溫度在600℃以上采用高壓蒸汽初參數(shù)時(shí)才可能采用蒸汽再熱。對(duì)于新一代高溫、高性能燃?xì)廨啓C(jī)，排氣溫度很高（＞580℃），余熱鍋爐采用更加完善的三壓再熱汽水系統(tǒng)更為合適，因?yàn)椴粌H能采用高的蒸汽參數(shù)，而且能使排煙溫度比較低，平均傳熱溫差小，余熱回收非常充分。01:47:5343三壓再熱循環(huán)三壓再熱的概念是汽輪機(jī)除了高壓進(jìn)汽及低壓補(bǔ)汽外，汽輪機(jī)高壓缸排汽與余熱鍋爐的中壓供汽相混合，在進(jìn)入余熱鍋爐的再熱器吸熱，以提高汽輪機(jī)中壓進(jìn)汽（再熱）的溫度，這就形成了三壓再熱蒸汽循環(huán)。01:47:53441，雙壓再熱蒸汽循環(huán)01:47:53452.三壓再熱蒸汽循環(huán)太陽(yáng)宮電廠采用01:47:534601:47:5347聯(lián)合循環(huán)中的蒸汽循環(huán)方案綜上所述，聯(lián)合循環(huán)中蒸汽循環(huán)的類型主要有以下幾種：①單壓無(wú)再熱的蒸汽循環(huán)系統(tǒng)；②雙壓無(wú)再熱的蒸汽循環(huán)系統(tǒng)；③雙壓有再熱的蒸汽循環(huán)系統(tǒng)；④三壓無(wú)再熱的蒸汽循環(huán)系統(tǒng)；⑤三壓有再熱的蒸汽循環(huán)系統(tǒng)。01:47:5348聯(lián)合循環(huán)中的蒸汽循環(huán)方案01:47:5349聯(lián)合循環(huán)中的蒸汽循環(huán)方案顯然，在改變蒸汽的循環(huán)系統(tǒng)時(shí)，汽輪機(jī)的循環(huán)效率在不斷地發(fā)生著變化，從而影響到聯(lián)合循環(huán)效率的改變。實(shí)際上，由單壓蒸汽循環(huán)系統(tǒng)向雙壓和三壓蒸汽循環(huán)系統(tǒng)發(fā)展時(shí)，余熱鍋爐的排氣溫度就會(huì)有進(jìn)一步降低的可能，即能提高余熱鍋爐的當(dāng)量效率，它同時(shí)有增大聯(lián)合循環(huán)效率的作用。01:47:5350余熱鍋爐—汽輪機(jī)的原理和結(jié)構(gòu)概述余熱鍋爐的型式聯(lián)合循環(huán)中的蒸汽循環(huán)方案余熱鍋爐一汽輪機(jī)的熱力參數(shù)余熱鍋爐的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)聯(lián)合循環(huán)汽輪機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)01:47:5351§8.4余熱鍋爐—汽輪機(jī)的熱力參數(shù)余熱鍋爐回收排氣熱量的程度對(duì)聯(lián)合循環(huán)的效率影響很大，而影響余熱鍋爐回收熱量的因素，除汽水系統(tǒng)的配置方式、換熱元件傳熱效果的優(yōu)劣外，主要與蒸汽壓力、余熱鍋爐節(jié)點(diǎn)溫差和露點(diǎn)等熱力參數(shù)有關(guān)。01:47:5352§8.4余熱鍋爐—汽輪機(jī)的熱力參數(shù)一、余熱鍋爐—汽輪機(jī)的蒸汽參數(shù)而余熱鍋爐可以設(shè)計(jì)成在相當(dāng)大的壓力范圍內(nèi)產(chǎn)生蒸汽，因此蒸汽壓力通常取決于汽輪機(jī)的功率大小，當(dāng)功率較小時(shí)，壓力偏高則進(jìn)汽的容積流量較小，通流部分的噴嘴和動(dòng)葉高度較短，內(nèi)效率較低，故汽壓要低一些，反之，當(dāng)汽機(jī)功率大則汽壓要高，且宜采用再熱，以降低汽輪機(jī)低壓部分的蒸汽濕度，提高機(jī)組效率和末級(jí)動(dòng)葉工作壽命。01:47:5353一、余熱鍋爐—汽輪機(jī)的蒸汽參數(shù)對(duì)應(yīng)某一TFW（鍋爐給水溫度）存在最佳psΔqCC隨ps的變化很緩慢，即ps偏離最佳狀況不多時(shí)對(duì)qcc的影響很小。

這就為選用ps值帶來(lái)了方便。01:47:5354一、余熱鍋爐—汽輪機(jī)的蒸汽參數(shù)

對(duì)于常規(guī)電站汽輪機(jī)蒸汽循環(huán)來(lái)說，采用抽汽回?zé)嵫h(huán)來(lái)加熱鍋爐給水，可有效地提高蒸汽循環(huán)效率。但對(duì)聯(lián)合循環(huán)來(lái)說，這樣做并不都能提高循環(huán)效率，有的反而使循環(huán)效率下降。這是因?yàn)?，余熱鍋爐型聯(lián)合循環(huán)當(dāng)采用抽汽回?zé)嵫h(huán)后，鍋爐給水溫度大大提高，使余熱鍋爐的排煙溫度明顯提高，鍋爐中回收的熱量減少，結(jié)果使循環(huán)效率降低，因此，在聯(lián)合循環(huán)的蒸汽輪機(jī)系統(tǒng)中一般均取消了回?zé)岢槠?1:47:5355一、余熱鍋爐—汽輪機(jī)的蒸汽參數(shù)

對(duì)雙壓循環(huán)也存在著參數(shù)優(yōu)化的問題。01:47:5356一、余熱鍋爐—汽輪機(jī)的蒸汽01:47:5357一、余熱鍋爐—汽輪機(jī)的蒸汽01:47:5358一、余熱鍋爐—汽輪機(jī)的蒸汽從以上可以發(fā)現(xiàn)，在聯(lián)合循環(huán)中使用的汽輪機(jī)之主蒸汽壓力一般不是很高的，通常都介于高壓或次高壓的范圍內(nèi)。這是由于在選擇主蒸汽壓力時(shí)，需要綜合考慮以下幾方面影響的緣故，即：①對(duì)整個(gè)聯(lián)合循環(huán)性能的影響；②對(duì)汽輪機(jī)效率的影響；③對(duì)汽輪機(jī)作功量的影響（它主要是通過對(duì)主蒸汽流量和二次蒸汽流量的影響來(lái)體現(xiàn)的）；④對(duì)汽輪機(jī)排汽濕度的影響。01:47:5359一、余熱鍋爐—汽輪機(jī)的蒸汽增加壓力級(jí)別就會(huì)升高壓力以及承壓件的厚度?？偟膩?lái)說，壓力越高啟動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)，啟動(dòng)速度也會(huì)降低，運(yùn)行靈活性差。對(duì)投資費(fèi)用而言，增加壓力和擴(kuò)充壓力系統(tǒng)就要相應(yīng)地增加泵、汽包和維修量，從而增加成本，而且增加幅度完全不與可回收的能量成正比。維護(hù)費(fèi)用會(huì)增加。01:47:5360一、余熱鍋爐—汽輪機(jī)的蒸汽隨著燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣溫度的增大，機(jī)組功率相應(yīng)增大，汽機(jī)的進(jìn)汽參數(shù)也有相應(yīng)提高，可達(dá)16MPa，甚至采用超臨界蒸汽參數(shù)。如GEMS7001H／9001H燃機(jī)組成的聯(lián)合循環(huán)，汽機(jī)進(jìn)汽參數(shù)為16.5MPa／566℃／566℃。01:47:5361二、余熱鍋爐的熱端溫差、接點(diǎn)溫差和接近點(diǎn)溫差在余熱鍋爐的熱力系統(tǒng)中存在一個(gè)熱端溫差△Ts節(jié)點(diǎn)溫差△Tp接近點(diǎn)溫差ΔTa01:47:53621、熱端溫差熱端溫差△TS是指換熱過程中過熱器入口煙氣與過熱器出口過熱蒸汽之間的溫差。降低熱端溫差，可以得到較高的過熱度，從而提高過熱蒸汽品質(zhì)。但降低熱端溫差，同時(shí)也會(huì)使過熱器的對(duì)數(shù)平均溫差降低，也就是增大了過熱器的傳熱面積，加大了金屬耗量。大量計(jì)算表明，當(dāng)熱端溫差選擇在30—60℃范圍內(nèi)，是比較合適的。01:47:53632、節(jié)點(diǎn)溫差節(jié)點(diǎn)溫差△TP也叫窄點(diǎn)溫差，是換熱過程中蒸發(fā)器出口煙氣與被加熱的飽和水汽之間的最小溫差，通常是圖⒏12余熱鍋爐T－Q圖中最窄的部位。01:47:53642、節(jié)點(diǎn)溫差當(dāng)節(jié)點(diǎn)溫差減小時(shí)，余熱鍋爐的排氣溫度會(huì)下降，煙氣余熱回收量會(huì)增大，蒸汽產(chǎn)量和汽輪機(jī)輸出功都隨之增加，即對(duì)應(yīng)著高的余熱鍋爐熱效率，但平均傳熱溫差也隨之減小，這必將增大余熱鍋爐的換熱面積。01:47:53652、節(jié)點(diǎn)溫差圖⒏14中給出了“單壓汽水發(fā)生系統(tǒng)”的余熱鍋爐的熱效率與節(jié)點(diǎn)溫差ΔTp以及相對(duì)總換熱面積之間的變化關(guān)系。由圖可知，當(dāng)節(jié)點(diǎn)溫差減小時(shí)，由于余熱鍋爐換熱面積的增加幅度較大，鍋爐的投資費(fèi)用就會(huì)增大很多。但當(dāng)節(jié)點(diǎn)溫差取得比設(shè)計(jì)點(diǎn)值大時(shí)，總投資費(fèi)用和單位熱回收費(fèi)用的減小程度卻要緩和一些。01:47:53662、節(jié)點(diǎn)溫差對(duì)于多壓或多壓再熱系統(tǒng)，還存在多個(gè)△Tp優(yōu)化及其組合的問題。由圖可見，雙壓余熱鍋爐的兩個(gè)ΔTp最佳分配是相等或低壓系統(tǒng)的稍高。01:47:53672、節(jié)點(diǎn)溫差從投資費(fèi)用以及聯(lián)合循環(huán)最佳效率的角度方面考慮，必然存在一個(gè)如何合理地選擇余熱鍋爐節(jié)點(diǎn)溫差的問題。目前ΔTp的一般范圍為10—20℃，最低的達(dá)7℃。01:47:53683、接近點(diǎn)溫差接近點(diǎn)溫差△Ta是指余熱鍋爐省煤器出口壓力下飽和水溫度和出口水溫之間的溫差。01:47:53693、接近點(diǎn)溫差由圖中可以看出，接近點(diǎn)溫差增大時(shí)，余熱鍋爐的總換熱面積會(huì)增加。這是由于省煤器的對(duì)數(shù)平均溫差雖略有增大，致使其換熱面積有所減小，但蒸發(fā)器的對(duì)數(shù)平均溫差卻會(huì)減小較多，致使蒸發(fā)器的換熱面積會(huì)增太甚多的緣故。當(dāng)然，那時(shí)過熱器的換熱面積是保持不變的，結(jié)果是余熱鍋爐的總換熱面積要增大。由此可知，當(dāng)節(jié)點(diǎn)溫差選定后，減小接近點(diǎn)溫差有利于減小余熱鍋爐的總換熱面積和投資費(fèi)用。01:47:53703、接近點(diǎn)溫差當(dāng)進(jìn)入的燃?xì)鉁囟入S著機(jī)組負(fù)荷的減小而降低時(shí)，由于余熱鍋爐滑壓運(yùn)行，T5下降，接近點(diǎn)溫差是會(huì)隨之減小的。顯然，如果設(shè)計(jì)時(shí)接近點(diǎn)溫差取得過小，那么在部分負(fù)荷工況下或啟動(dòng)過程中，省煤器內(nèi)就會(huì)發(fā)生部分給水蒸發(fā)汽化的問題，將導(dǎo)致部分省煤器管壁過熱現(xiàn)象，對(duì)于自然循環(huán)余熱鍋爐則可能導(dǎo)致水動(dòng)力循環(huán)破壞，而對(duì)于強(qiáng)制循環(huán)余熱鍋爐則可能導(dǎo)致強(qiáng)制循環(huán)泵產(chǎn)生汽蝕。01:47:53713、接近點(diǎn)溫差省煤器設(shè)計(jì)要保證在最低的外界環(huán)境溫度下運(yùn)行時(shí)，ΔTa不出現(xiàn)零值和負(fù)值，否則要采用煙氣側(cè)或水側(cè)旁通辦法來(lái)避免汽化。由圖⒏16所示曲線的斜率變化趨勢(shì)中可以看到，接近點(diǎn)溫差取在5—20℃范圍內(nèi)是合適的。在設(shè)計(jì)余熱鍋爐時(shí)，應(yīng)該權(quán)衡各種因素，按照使聯(lián)合循環(huán)效率或投資費(fèi)用最優(yōu)化的設(shè)計(jì)原則，來(lái)考慮節(jié)點(diǎn)溫差、接近點(diǎn)溫差對(duì)換熱面積的影響關(guān)系。01:47:5372

三、余熱鍋爐的排煙溫度對(duì)于余熱鍋爐來(lái)說，降低排煙溫度就意味著排煙熱量損失減小，也就是燃?xì)廨啓C(jī)排氣余熱被回收得充分，即余熱鍋爐的當(dāng)量效率高。但余熱鍋爐出口的排氣溫度常常不是獨(dú)立的熱力變量，而與所選的蒸汽循環(huán)型式、節(jié)點(diǎn)溫差以及燃料中的硫含量有密切關(guān)系。01:47:5373

三、余熱鍋爐的排煙溫度當(dāng)節(jié)點(diǎn)溫差選很較小時(shí)，余熱鍋爐出口的排煙溫度就能降低。當(dāng)采用雙壓或三壓蒸汽循環(huán)時(shí)，T5*可以比單壓式蒸汽循環(huán)降低很多。例如，單壓系統(tǒng)排煙溫度就比較高，為150—180℃，雙壓系統(tǒng)為100—150℃，三壓系統(tǒng)的排煙溫度最低，可達(dá)80－100℃。降低排煙溫度還要受到露點(diǎn)溫度（排煙中水蒸汽開始凝結(jié)的溫度）的制約，因?yàn)楫?dāng)燃?xì)廨啓C(jī)燃用含硫較高的燃料時(shí)，排氣中含有較多的S02，水蒸汽凝結(jié)時(shí)它就變?yōu)閬喠蛩岫g金屬壁面，所以余熱鍋爐的排煙溫度應(yīng)高于露點(diǎn)。01:47:5374

四、煙氣側(cè)壓損系數(shù)的優(yōu)化當(dāng)余熱鍋爐采用減小節(jié)點(diǎn)溫差和多壓汽水系統(tǒng)來(lái)提高熱力性能時(shí)，由于余熱鍋爐傳熱面積的增加致使煙氣側(cè)流阻增大，從而導(dǎo)致燃?xì)廨啓C(jī)背壓上升，功率和效率下降。一般來(lái)說，燃?xì)廨啓C(jī)背壓每增加1kPa，其功率下降0.6％--0.7％，熱耗率會(huì)增大0.6％--0.7％。01:47:5375余熱鍋爐—汽輪機(jī)的原理和結(jié)構(gòu)概述余熱鍋爐的型式聯(lián)合循環(huán)中的蒸汽循環(huán)方案余熱鍋爐一汽輪機(jī)的熱力參數(shù)余熱鍋爐的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)聯(lián)合循環(huán)汽輪機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)01:47:5376§8.5余熱鍋爐的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)一、余熱鍋爐的本體結(jié)構(gòu)余熱鍋爐本體包括入口過渡段煙道、過熱器和箱體、蒸發(fā)器和箱體、省煤器和箱體、汽包、出口過渡段煙道、構(gòu)架和平臺(tái)樓梯等組件，01:47:5377一、余熱鍋爐的本體結(jié)構(gòu)

01:47:5378一、余熱鍋爐的本體結(jié)構(gòu)1．臥式布置余熱鍋爐

01:47:5379一、余熱鍋爐的本體結(jié)構(gòu)（一）入口、出口過渡段煙道入口、出口過渡段煙道由內(nèi)壁耐熱不銹鋼鋼板、中間保溫層和箱體鋼板、外壁鋁合金護(hù)板組成。內(nèi)壁耐熱不銹鋼鋼板之間的接縫處，必須考慮膨脹和密封的要求。為了保證煙氣均勻地流入過熱器段，入口過渡段煙道內(nèi)常常裝有導(dǎo)流板。

01:47:5380一、余熱鍋爐的本體結(jié)構(gòu)（二）受熱面組件受熱面組件指的是各壓力等級(jí)的過熱器、蒸發(fā)器、省煤器和給水加熱器等。各組件由管束、聯(lián)箱、支吊架（或固定架）等組成。01:47:5381一、余熱鍋爐的本體結(jié)構(gòu)（二）受熱面組件

各箱體構(gòu)成了布置有相應(yīng)受熱面組件的煙道。箱體壁是由內(nèi)壁襯板、中間保溫層和箱體鋼板、外壁鋁合金護(hù)板組成，位于高溫?zé)煔鈪^(qū)域的箱體鋼板采用耐熱不銹鋼鋼板，位于低溫?zé)煔鈪^(qū)域的箱體鋼板，有的余熱鍋爐采用碳鋼鋼板。01:47:5382一、余熱鍋爐的本體結(jié)構(gòu)（二）受熱面組件各受熱面組件位于煙道內(nèi)的管段采用鰭片管。由于采用螺旋鰭片管取代光管傳熱元件，其傳熱面積是光管傳熱面的5～10倍，可把傳熱系數(shù)提高2.5倍以上。因此，采用鰭片管可以使余熱鍋爐體積小，結(jié)構(gòu)更為緊湊。01:47:5383（二）受熱面組件通常，螺旋鰭片管的受熱面由兩部分組成，即鰭片本身和鰭片間的光管外表面。在同樣的煙氣介質(zhì)，煙氣溫度和煙氣速度之下，管徑愈小，鰭片愈高，節(jié)距愈密，則傳熱效果愈佳。提高鰭片高度，降低鰭片節(jié)距，使傳熱系數(shù)下降而受熱面迅速上升。由于受熱面的影響更大，傳熱量增加，故總體傳熱效果提高。而鰭片厚度的大小對(duì)傳熱系數(shù)影響不大。01:47:5384（二）受熱面組件針對(duì)不同燃料種類，鰭片的結(jié)構(gòu)參數(shù)會(huì)有所區(qū)別。對(duì)燃用重油的燃?xì)廨啓C(jī)，其排氣中含SO2

和灰份較多，受熱面易污染，一般選用節(jié)距較大的螺旋鰭片管組；而燃用輕油或天然氣時(shí)，其排氣相對(duì)較清潔，則節(jié)距可小一些。為進(jìn)一步提高傳熱效率，近年來(lái)還出現(xiàn)了采用鋸齒形鰭片管的受熱面。01:47:5385（二）受熱面組件管束的排列有錯(cuò)列與順列兩種，錯(cuò)列管束的傳熱優(yōu)于順列管束約20％，但其煙氣阻力大，管間支撐定位裝置的設(shè)計(jì)比較困難，對(duì)于燒重質(zhì)燃料的聯(lián)合循環(huán)機(jī)組不利于吹灰。管子彎頭采用光管，處在高溫?zé)煹酪酝猓滚捚芎蛷濐^（光管）之間焊縫不和高溫?zé)煔饨佑|。至于管簇的熱膨脹問題則可以用吊裝管簇的方法來(lái)解決。01:47:5386（二）受熱面組件余熱鍋爐的過熱器有疏水型和不可疏水型兩種。水平布置蛇形管或帶下聯(lián)箱垂直布置的管柬屬于疏水型；垂直布置蛇形管組屬于不可疏水型。不可疏水型過熱器有啟動(dòng)時(shí)積水不易帶走的缺點(diǎn)，熱應(yīng)力大，因此較少采用。過熱器區(qū)段的煙氣溫度水平相對(duì)較高，因此管束的橫向節(jié)距通常比其他受熱面大或者鰭片節(jié)距較大，以防在過熱段煙氣側(cè)形成較大的壓力損失。省煤器的結(jié)構(gòu)與過熱器基本一致。01:47:5387（二）受熱面組件自然循環(huán)余熱鍋爐的蒸發(fā)器傳熱管束通常是2～3排一組并聯(lián)焊接在上下（或前后）的混合聯(lián)箱上，上聯(lián)箱由汽水導(dǎo)出管與汽包連接，汽水混合物在汽包中進(jìn)行汽水分離，水經(jīng)下降管返回下聯(lián)箱，蒸汽進(jìn)入過熱器過熱。強(qiáng)制循環(huán)的蒸發(fā)器依靠循環(huán)水泵建立汽水的循環(huán)流動(dòng)，通常采用較小直徑的管子，因而使結(jié)構(gòu)緊湊，同時(shí)也減少了鍋爐的水容積和運(yùn)行熱慣性，有利于實(shí)現(xiàn)快速啟動(dòng)和負(fù)荷迅速變動(dòng)的要求。01:47:5388（二）受熱面組件過熱器和省煤器通常為逆流布置，蒸發(fā)器為順流布置，目的是減少蒸發(fā)器工質(zhì)的流動(dòng)阻力，降低循環(huán)泵的功耗。但也有對(duì)強(qiáng)制循環(huán)余熱鍋爐的高壓蒸發(fā)器采用逆流布置，以增加節(jié)點(diǎn)溫差，減少受熱面積。01:47:5389（三）汽包聯(lián)合循環(huán)余熱鍋爐是蒸汽壓力相對(duì)較低的循環(huán)鍋爐，帶有臥式汽包。對(duì)立式余熱鍋爐，汽包設(shè)置于前（或后）側(cè)的鋼架上，通常采用懸吊方式固定在構(gòu)架的梁上，并采用撓性支架，以減少各連接管受熱膨脹對(duì)汽包產(chǎn)生的附加應(yīng)力。臥式余熱鍋爐的汽包則多設(shè)置于蒸發(fā)器上部。01:47:5390（三）汽包余熱鍋爐汽包內(nèi)部裝置與常規(guī)鍋爐類似。蒸發(fā)器出口的汽水混合物經(jīng)導(dǎo)管引入汽包，在多孔分離折流板進(jìn)行汽水分離，分離出的水下落到水空間，汽向上流動(dòng)，經(jīng)洗滌器和鋼絲網(wǎng)除霧器進(jìn)一步分離水，然后蒸汽經(jīng)蒸汽出口管通往過熱器。汽包下部有下降管，在下降管入口處裝有旋渦破壞器，防止蒸汽帶入下降管。01:47:5391（三）汽包

汽包內(nèi)還有來(lái)自省煤器的進(jìn)水管、連續(xù)和定期排污管、加藥管等。對(duì)于臥式布置的余熱鍋爐，定期排污管位于蒸發(fā)器下部聯(lián)箱底部。由于給水溫度比汽包壁溫度低，汽包直接與給水管接頭連接會(huì)產(chǎn)生較大熱應(yīng)力，一般采用雙套管結(jié)構(gòu)來(lái)減少熱應(yīng)力。因?yàn)橛酂徨仩t在啟動(dòng)過程和升負(fù)荷過程中的增速主要受限于汽包的熱膨脹，故汽包的壁面應(yīng)盡可能地薄。01:47:5392（四）整體式除氧器可將除氧裝置簡(jiǎn)化成兩種換熱器的組合，即由一表面式換熱器（低壓蒸發(fā)器）和混和式加熱器（除氧器和水箱）構(gòu)成。它不僅具有除氧貯水功能，還有余熱鍋爐低壓汽包的汽水分離功能，所以通常稱之為“整體壓力式除氧器”。01:47:5393（四）整體式除氧器在聯(lián)合循環(huán)中，進(jìn)入除氧器需要加熱的凝結(jié)水溫度約40℃，補(bǔ)給水25℃左右，為了利用低品位熱能只能采用微正壓。根據(jù)余熱鍋爐系統(tǒng)本身單壓、雙壓、三壓或多壓的要求，可將除氧器設(shè)計(jì)成壓力式、大氣式或真空式。通常，三壓或多壓余熱鍋爐系統(tǒng)配置大氣式或真空式除氧器，而單壓、雙壓的余熱鍋爐系統(tǒng)通常配置壓力式除氧器。01:47:5394（四）整體式除氧器這種整體式除氧器具有“自生蒸汽”的不可調(diào)節(jié)性，但具有自平性，以保證除氧效果。整體式除氧裝置由分離器、除氧器、除氧水箱（低壓汽包）組成。01:47:5395（1）分離器

外置分離器采用離心式結(jié)構(gòu)，由內(nèi)外筒、上下封頭構(gòu)成，立置于除氧水箱上，來(lái)自低壓蒸發(fā)器的汽水混和物先經(jīng)切向口進(jìn)入夾套內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)，水經(jīng)分離沿壁流下，最后經(jīng)節(jié)流孔板進(jìn)入水箱，分離出的蒸汽進(jìn)入內(nèi)筒進(jìn)下步旋轉(zhuǎn)分離，再經(jīng)穩(wěn)流板通過管道進(jìn)入除氧器，作一、二次加熱蒸汽用。01:47:5396（2）除氧器

除氧器采用立式雙封頭結(jié)構(gòu)，內(nèi)設(shè)配水箱、噴嘴、金屬矩鞍環(huán)填料等。主凝結(jié)水與補(bǔ)水進(jìn)入配水箱后，經(jīng)24只噴嘴，噴灑成霧狀水滴，該段有足夠的空間，布置足夠的加熱面積和汽水接觸加熱時(shí)間，下設(shè)的填料足以完成深度除氧傳熱傳質(zhì)需要。從分離器來(lái)的蒸汽通過分配管分成一、二次蒸汽分別進(jìn)入噴霧和填料區(qū)，蒸汽管道設(shè)計(jì)要使噴霧和填料區(qū)蒸汽分配合理。01:47:5397（3）除氧水箱（低壓汽包）

除氧水箱為臥式、雙鞍座結(jié)構(gòu)。滿是連續(xù)供給鍋爐≥15min以上的給水需要。余熱鍋爐啟動(dòng)時(shí)，低壓受熱面產(chǎn)生的蒸汽量不能立即滿足除氧器用汽量，在系統(tǒng)設(shè)置需考慮外接汽源。將中壓（或高壓）汽包引出一根蒸汽管，經(jīng)過減壓節(jié)流等措施接入除氧水箱，待低壓受熱面產(chǎn)汽量達(dá)到除氧器設(shè)計(jì)要求用汽量時(shí)，即可關(guān)閉外接汽源。01:47:5398（五）支撐、構(gòu)架、平臺(tái)樓梯

余熱鍋爐本體的支撐根據(jù)容量和型式的不同，可采用自立支撐型和鋼架懸吊型。立式布置的鍋爐通常采用鋼結(jié)構(gòu)式的懸吊方式，允許受熱面向下膨脹；臥式布置的余熱鍋爐可采用自立支撐型或懸吊型，即在高度方向的中間部位增加支撐點(diǎn)、支撐點(diǎn)全部采用焊接固定，以利于抗震和維修。01:47:5399（五）支撐、構(gòu)架、平臺(tái)樓梯為了具有快速啟動(dòng)和跟蹤負(fù)荷的能力，余熱鍋爐都采用柔性結(jié)構(gòu)的承載支柱，可緩沖鍋爐本體由熱膨脹而產(chǎn)生的伸縮。構(gòu)架是用優(yōu)質(zhì)碳素鋼組成的框架結(jié)構(gòu)。為了不使鍋爐本體、傳熱管、管夾等受到不必要的應(yīng)力影響，應(yīng)限制支撐梁的撓度，以確保與本體的適當(dāng)間隔。此外，應(yīng)采取防震措施。01:47:53100（五）支撐、構(gòu)架、平臺(tái)樓梯鍋爐受熱管束的支撐同本體一樣有著兩種支撐方式。臥式鍋爐的傳熱管屏垂直布置，可采用自立式底部支撐結(jié)構(gòu)和上梁懸吊支撐結(jié)構(gòu)。立式鍋爐受熱管束水平布置，通常采用上梁懸吊支撐結(jié)構(gòu)。不論哪一種方式都應(yīng)根據(jù)傳熱管規(guī)格、管屏結(jié)構(gòu)以及安裝和地理?xiàng)l仲的不同來(lái)選擇。01:47:53101（五）支撐、構(gòu)架、平臺(tái)樓梯為了檢查和維修需要，余熱鍋爐周圍布置有幾層固定在構(gòu)架上的平臺(tái)樓梯，通往各級(jí)受熱面的檢修門和汽包等處。01:47:53102(六）輕型護(hù)板爐墻和保溫聯(lián)合循環(huán)余熱鍋爐煙道內(nèi)通過的為高溫?zé)煔猓麄€(gè)煙道系統(tǒng)為受熱元件。余熱鍋爐大都采用輕型爐墻，由支撐架、護(hù)板、耐火層、絕熱層組成。在鍋爐本體內(nèi)部或外部敷設(shè)絕熱材料降低散熱損失。經(jīng)過對(duì)護(hù)板、煙道的保溫，外表面溫度降至60℃左右，達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定要求。01:47:53103(六）輕型護(hù)板爐墻和保溫絕熱材料敷設(shè)于內(nèi)部，其爐墻在外部，爐墻的溫度被抑制得較低，是冷爐墻，即使在煙氣溫度較高的上游側(cè)也可用碳鋼材料，而且本體的熱膨脹也可以得到有效抑制，有利于支撐結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化。但是，將保溫層布置于爐內(nèi)，這時(shí)煙氣的湍流很容易損害內(nèi)保溫層蒙皮，造成煙氣進(jìn)入保溫層而滯留于冷爐墻造成酸腐蝕的現(xiàn)象。01:47:53104(六）輕型護(hù)板爐墻和保溫在爐墻外表面敷設(shè)絕熱材料，爐墻直接與熱煙氣接觸，保持高溫，因此可有效避免露點(diǎn)現(xiàn)象，不會(huì)產(chǎn)生酸腐蝕現(xiàn)象。在余熱鍋爐停爐時(shí)，可以用堿性水直接沖洗受熱面，而不會(huì)對(duì)鍋爐造成任何損傷，并可使外部保溫，施工簡(jiǎn)單，但必須考慮熱膨脹問題。01:47:53105二、余熱鍋爐的輔助系統(tǒng)（一）煙氣系統(tǒng)在多數(shù)聯(lián)合循環(huán)裝置中，都在燃?xì)廨啓C(jī)與余熱鍋爐之間設(shè)置旁通煙道，以避免余熱鍋爐檢修或故障時(shí)影響燃?xì)廨啓C(jī)正常運(yùn)行。從燃?xì)廨啓C(jī)排出的高溫?zé)煔庥袃陕烦隹冢阂宦愤M(jìn)入余熱鍋爐，流過各級(jí)受熱面，從主煙囪排入大氣；另一路進(jìn)入旁通煙囪，排入大氣。每路煙道上裝有百葉窗式的擋板，余熱鍋爐入口煙道上裝的擋板稱“入口擋板”或“隔離擋板”，旁通煙道上裝的擋板稱“旁通擋板”，見圖⒏24。有些余熱鍋爐上，把入口擋板和旁通擋板合二為一，稱為“轉(zhuǎn)向器擋板”或“切換擋板”.01:47:53106（一）煙氣系統(tǒng)01:47:53107（一）煙氣系統(tǒng)

燃?xì)廨啓C(jī)工作而余熱鍋爐不工作時(shí)，旁通擋板開啟，入口擋板關(guān)閉。燃?xì)廨啓C(jī)和余熱鍋爐同時(shí)工作時(shí)，旁通擋板關(guān)閉，入口擋板開啟。有的余熱鍋爐，在余熱鍋爐入口煙道處還裝有截?cái)嗖灏澹谌細(xì)廨啓C(jī)工作而余熱鍋爐較長(zhǎng)時(shí)期不工作情況下，把插板插入煙道，燃?xì)廨啓C(jī)和余熱鍋爐完全隔離。在立式布置的余熱鍋爐中，通常在鍋爐出口主煙囪處裝有百葉窗式的擋板，稱“防雨擋板”。對(duì)于啟停頻繁的余熱鍋爐，在停爐時(shí)關(guān)閉防雨擋板，能保存熱量，以便隨時(shí)快速熱啟動(dòng)余熱鍋爐。另外，當(dāng)鍋爐停運(yùn)時(shí)，還可以阻止雨、雪或外來(lái)雜物進(jìn)入鍋爐。01:47:53108（一）煙氣系統(tǒng)由于煙道受熱后要伸長(zhǎng)，會(huì)對(duì)煙道的支架產(chǎn)生熱應(yīng)力，采用膨脹節(jié)能吸收煙道的伸長(zhǎng)量，可以減小熱應(yīng)力。在余熱鍋爐頻繁啟動(dòng)的情況下，金屬膨脹節(jié)易于疲勞破壞。而非金屬密封材料的柔韌性高，提高了膨脹節(jié)的壽命，且其表面非金屬材料在失效后易于更換。因此，廣泛采用的是非金屬膨脹節(jié)。01:47:53109（二）強(qiáng)制循環(huán)水泵為了使強(qiáng)制循環(huán)余熱鍋爐中水循環(huán)的正常運(yùn)行，強(qiáng)制循環(huán)水泵的選擇及其性能是至關(guān)重要的。在下降管系統(tǒng)中裝有循環(huán)泵，揚(yáng)程一般為0.25—0.35MPa，水循環(huán)的運(yùn)動(dòng)壓比可從自然循環(huán)時(shí)的0.05—0.1MPa提高到0.3MPa。循環(huán)水質(zhì)量流速按防止汽水分層的最小質(zhì)量流速設(shè)計(jì)，一般取為280—320kg/s。循環(huán)水倍率通常為1.3—2.5，以便能選用容量小、耗電省的強(qiáng)制循環(huán)水泵。強(qiáng)制循環(huán)水泵一般通過焊接懸吊在下降管道上，不加任何支座，可以隨管道受熱膨脹而自由移動(dòng)。強(qiáng)制循環(huán)水泵的工作介質(zhì)是高溫高壓的爐水，必須具有良好的密封性能。01:47:53110（三）吹灰系統(tǒng)如果燃?xì)廨啓C(jī)燃用重油或原油，余熱鍋爐各級(jí)受熱面管束外壁面會(huì)沾污，影響傳熱效果，因此，各級(jí)受熱面必須裝有吹灰器，將管束外壁面上的沾污吹掉。長(zhǎng)伸縮式吹灰器已被廣泛采用。吹灰器工作介質(zhì)是經(jīng)減溫減壓的過熱蒸汽。通常在每層受熱面前都布置吹灰器，每層2—3只。01:47:53111（三）吹灰系統(tǒng)01:47:53112余熱鍋爐—汽輪機(jī)的原理和結(jié)構(gòu)概述余熱鍋爐的型式聯(lián)合循環(huán)中的蒸汽循環(huán)方案余熱鍋爐一汽輪機(jī)的熱力參數(shù)余熱鍋爐的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)聯(lián)合循環(huán)汽輪機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)01:47:53113§8.6聯(lián)合循環(huán)汽輪機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)燃?xì)庖徽羝?lián)合循環(huán)中的汽輪機(jī)具有啟動(dòng)快速、調(diào)峰性能高、滑參數(shù)運(yùn)行、排汽量大等特點(diǎn)，在結(jié)構(gòu)和運(yùn)行上有別于常規(guī)的電站汽輪機(jī)。01:47:53114§8.6聯(lián)合循環(huán)汽輪機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)一、汽缸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

由于聯(lián)合循環(huán)汽輪機(jī)不（或較少）設(shè)置抽汽口，在多壓汽輪機(jī)中反而要在低壓部位注入大量二次蒸汽，所以排汽缸的環(huán)形面積尺寸和排汽量比同容量等級(jí)的常規(guī)火電機(jī)組大很多。由于汽輪機(jī)末級(jí)葉片長(zhǎng)度的限制，允許通過的蒸汽體積流量是有限的，根據(jù)汽輪機(jī)功率等級(jí)之不同，汽輪機(jī)低壓缸可以設(shè)計(jì)成為單缸單流式、單缸雙流式和雙缸雙流式的結(jié)構(gòu)型式。01:47:53115一、汽缸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)不設(shè)置抽汽口的單缸汽輪機(jī)可以設(shè)計(jì)成軸向排汽或側(cè)向排汽。采用軸向排汽的方案具有以下一些優(yōu)點(diǎn)，即：①軸向通流的阻力損失?。虎谳S向通流加強(qiáng)了機(jī)組的對(duì)稱性，有利于快速起動(dòng)；③軸向排汽可以使機(jī)組不設(shè)置兩層的運(yùn)行平臺(tái)。因而可以使用標(biāo)高較低的廠房結(jié)構(gòu)，降低廠房造價(jià)。但由于單缸軸向排汽的體積流量有限，因而只能用于功率較小的汽輪機(jī)中。01:47:53116一、汽缸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為了滿足滑壓運(yùn)行的要求，汽輪機(jī)通常采用全周進(jìn)汽，無(wú)調(diào)節(jié)級(jí)，運(yùn)行時(shí)調(diào)節(jié)閥通常都全開。全周進(jìn)汽利于減小上下缸溫差，使溫度分布均勻，使高溫區(qū)域的溫度梯度得到有效控制，且能降低第一級(jí)動(dòng)葉的動(dòng)應(yīng)力，提高快速啟動(dòng)的安全可靠性。全周進(jìn)汽full-arcadmission蒸汽通過布置在整個(gè)圓周上的噴嘴或靜葉進(jìn)汽的方式。01:47:53117一、汽缸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為了盡量減小汽輪機(jī)快速啟停過程中的熱變形和熱應(yīng)力，汽缸設(shè)計(jì)充分考慮結(jié)構(gòu)對(duì)稱，包括主汽閥、調(diào)節(jié)閥、導(dǎo)汽管、外接管道等一般要盡可能布置對(duì)稱。汽缸的結(jié)構(gòu)要設(shè)計(jì)成等強(qiáng)度壁厚，不同壓力段壁厚不同，在關(guān)鍵部位要控制其幾何形狀。汽缸的中分面法蘭盡可能采用高窄法蘭結(jié)構(gòu)，中分面螺栓盡可能靠近轉(zhuǎn)子軸心，使法蘭和螺栓比較容易加熱和膨脹，以降低內(nèi)外溫差造成的熱應(yīng)力。01:47:53118一、汽缸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)低壓汽源（補(bǔ)汽）進(jìn)入汽缸腔室的流道要光滑流暢，流速低，壓力損失小，與主汽汽流的溫度差別小，并盡可能地降低補(bǔ)汽與主流汽流的混合損失。汽缸與前軸承座下部采用定中心梁的推拉結(jié)構(gòu)，使機(jī)組在頻繁啟停過程中膨脹收縮順暢，并防止汽缸跑偏。有的汽輪機(jī)在自由端由一個(gè)垂直柔性底盤結(jié)構(gòu)支撐，以消除滑動(dòng)支撐可能產(chǎn)生的卡澀問題。01:47:53119二、轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為適應(yīng)快速啟停及提高工作壽命，聯(lián)合循環(huán)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的高溫工作區(qū)常采用小直徑，小軸徑使瞬時(shí)熱應(yīng)力最小