汽轮机车间辅助设备的选择

汽轮机车间有部分辅助设备是和一定型式的汽轮机配套的，并由制造厂同汽轮机一起供应，不需要再选择。但对不成套供应的辅助设备，在发电厂设计时进行选择，并对成套供应的部分设备也要校核是否可用。

汽轮机车间辅助设备的选择（或校核）时，应以DL/T5000—2000《火力发电厂设计技术规程》（以下简称“设计规程”）的规定为依据，并根据原则性热力系统计算结果进行选择。

1.凝结水泵

凝结水泵的型式有卧式和立式两种。目前，我国小容量机组的凝结水泵均采用卧式离心泵，大容量机组的凝结水泵则多采用立式离心泵。

凝结水泵容量及台数按照下列原则进行选择：

（1）凝汽式机组。每台凝汽式机组宜装设两台凝结水泵，每台泵容量为最大凝结水量的110%；大容量机组也可装设三台凝结水泵，每台容量为最大凝结水量的55%。

最大凝结水量应考虑：汽轮机最大进汽工况时的凝汽量；进入凝汽器的经常疏水量；当低压加热器疏水泵无备用时，可能进入凝汽器的事故疏水量。

（2）供热式机组。工业抽汽式汽轮机或工业、采暖双抽汽式汽轮机，每台宜装设两台凝结水泵，每台容量为最大凝结水量的55%或110%；采暖抽汽式汽轮机可装设三台凝结水泵，每台容量为最大凝结水量的55%。

图7-1　凝结水泵连接系统简图

最大凝结水量：当补给水正常不补入凝汽器时，按纯凝汽工况计算，其方法与凝汽式汽轮机相同，当补给水正常补入凝汽器时，应按最大抽汽工况计算，计入补给水量后与按纯凝汽工况计算值比较取较大值。

确定凝结水泵的压头时必须考虑：从凝汽器热井到除氧器凝结水入口（包括喷雾头）的介质总阻力Ht（按最大凝结水量计算），另加10%～20%的裕量；除氧器凝结水入口与凝汽器热井最低水位间的水柱静压差Hs；除氧器最大工作压力另加15%裕量；凝汽器的最高真空，如果装有除盐设备还必须考虑凝结水流经除盐设备的流动阻力。

凝结水泵所必需的压头如图7-1所示，可表示为

式中　pd-pc——克服除氧器与凝汽器内压力差所必须的压力，Pa。

凝结水泵所需的功率为

式中　Gcw——凝结水泵流量，m3/h；

Hcw——凝结水泵扬程，Pa；

ηpu——凝结水泵效率。

2.主给水泵的容量和压力选择

主给水泵是热力发电厂主要辅助设备之一，它的任务是在任何情况下，保证不间断地供给锅炉给水。

（1）主给水泵的容量选择：根据DL/T5000—2000规定，125～200MW机组的主给水泵宜采用电动调速给水泵；300～600MMW机组宜装设汽动给水泵作为运行给水泵，其启动用给水泵可采用电动调速给水泵。

对于母管制给水系统，给水泵的总容量及台数应保证在其中一台容量最大的给水泵停用时，其余给水泵能满足系统内部锅炉在最大连续蒸发量时所需的给水量。凝汽式电厂一般取110%。

对单元制的给水系统，给水泵应不少于两台，其中一台备用。给水泵出口额定总容量，汽包炉为锅炉最大连续蒸发量的110%，直流炉为105%，因直流炉没有连续排污，也无汽包水位调节等要求，故容量裕度比汽包炉小。

备用给水泵的流量应根据主给水泵运行的稳定性、可靠性、在全年中可用小时数及该给水泵所连接机组在电网中的作用而定。如主机在系统中带基本负荷，主给水泵的安全可靠性高，备用给水泵的容量可适当减小。

（2）主给水泵的压力选择。汽包锅炉给水泵的扬程可按图7-2所示系统计算。

图7-2　给水泵连接系统简图

给水泵总扬程应为下列各项之和：①除氧器给水箱出口到省煤器进口工质流动总阻力（按锅炉最大连续蒸发量计算）Ht；汽包炉应另加20%裕量；直流炉则另加10%裕量。②锅炉正常水位与除氧器给水箱正常水位间的水柱静压差Hs；直流炉则为锅炉水冷壁炉水汽化始终点标高的平均值与除氧器给水箱正常水位间的水柱静压差。③锅炉最大连续蒸发量时，省煤器入口的进水压力pi。④除氧器额定工况下的工作压力（取负值）pd。因此，给水泵总扬程可表示为

对于超高参数以上机组，为了保证高转速主给水泵不发生汽蚀，通常在主给水泵之前另配置一台低转速（约1500r/min）水泵，称为前置泵。

当装有前置泵时，在给水泵扬程计算中还应考虑前置泵的扬程。

3.除氧器及给水箱

除氧器的总容量应根据最大给水消耗量来选择，通常每台机组宜配一台除氧器。高压及中间再热凝汽式机组宜配一级高压除氧器；高压供热式机组或中间再热供热机组，在保证给水含氧量合格的条件下，可采用一级高压除氧器；否则，应考虑采用两级除氧器。

给水箱的有效总容量：200MW及以下机组为10～15min的锅炉最大连续蒸发量时的给水消耗量；200MW以上机组为5～10min的锅炉最大连续蒸发量时的给水消耗量。

4.扩容器的计算与选择

（1）锅炉连续排污扩容器。对汽包锅炉适宜采用一级连续排污扩容系统。对于高压热电厂的汽包锅炉，鉴于补充水量大，可考虑采用两级连续排污扩容系统。100MW及以下机组，适宜两台锅炉共设一套排污扩容系统；125MW及以上机组，宜每台锅炉设一套排污扩容系统。连续排污扩容器的容量按锅炉连续排污水量及有关参数计算。

（2）定期排污扩容器。由于电厂中每台锅炉定期排污时间不尽一致，所以全厂锅炉可公用一个定期排污扩容器，其容量应考虑锅炉事故放水的需要，通常按全厂最大容量锅炉的定期排污量计算，并考虑一定的富裕量。定期排污水量很难得到精确数值，一般按锅炉额定蒸发量的0.5%～1.1%选用。(www.xing528.com)

（3）疏水扩容器。疏水扩容器的扩容水量应考虑到各种不同参数的放水和设备的不同运行方式，一般可按一台机组在启动时的启动疏水量和其他机组运行时的经常疏水量的总和来考虑。在设计时，可按典型设计或用同类机组的疏水量取用。

连续排污扩容器、定期排污扩容器、疏水扩容器的工作原理和扩容器容积的计算方法都是相同的，现以连续排污扩容器为例，介绍扩容器容积的计算方法。

扩容器的汽空间容积计算：

式中　Vf——扩容器的汽空间容积，m3；

Dbl——进入扩容器的排污水量，kg/h；

αf——扩容器中分离出来的蒸汽占排污水量的百分数，%；

vf——扩容蒸汽的比体积，m3/kg；

R——扩容器蒸发强度（即单位容积允许产生的蒸汽量），对于连续排污扩容器和疏水扩容器，R=800～1000m3/（m3·h），对定期排污扩容器，R=2000m3/（m3·h）。

扩容器的总容积：

式中　Vw——扩容器水空间容积，通常取Vw=（0.2～0.3）Vf。

5.疏水箱和疏水泵的选择

主蒸汽采用母管制系统的发电厂，宜装设两个疏水箱，其总容量为30～60m3。疏水泵应采用两台，每台疏水泵的容量，按在半小时内将一个疏水箱的存水全部打出的要求选择。当机组台数较多时，可考虑第二组疏水设施。

中间再热机组或主蒸汽采用单元制系统的高压凝汽式发电厂，由于其高温高压机组及中间再热机组在运行中疏水量很少，并且对汽水品质要求非常严格，常因水质不合格而废弃不用，所以可以不设疏水箱和疏水泵。

6.低位水箱及低位水泵的选择

当主蒸汽采用母管制系统且低位疏水量较大、水质好，可以利用时，宜装设一个容量为5m3的低位水箱和一台低位水泵。低位水泵的容量应按在半小时内将低位水箱的存水全部打出的要求选择。

当机组台数较多时，可根据需要装设第二组低位疏放水设施。

7.暖风器的选择计算

暖风器是用蒸汽加热空气的一种热交换器。其作用是解决锅炉因燃用高硫分的煤，或某些锅炉低负荷时（如调峰机组和中间负荷机组等），所造成的尾部烟道低温腐蚀及堵灰问题。

暖风器片可以水平、侧立或垂直安装，分别称为卧式、侧式或立式暖风器片。通常风道垂直地面时，可选用卧式暖风器片。风道水平布置时，可选用侧式或立式暖风器片。根据风道截面、风量和温升的不同，暖风器片可以串联或并联使用。暖风器的选择计算如下：

（1）计算空气达到预定温升所需热量Q

式中　G——空气质量流量，kg/h；

cp——暖风器进出口平均风温下的空气比定压热容，kJ/（kg·K）；

、——暖风器进、出口风温，℃。

（2）计算所需换热面积A1

式中　K——暖风器传热系数，W/（m2·K）；

Δtm——对数平均温压，K；

ts——暖风器进口蒸汽的饱和温度，℃。

（3）实际选用换热面积A2

式中　η——安全系数，一般取η=1.20～1.28。

（4）暖风器风侧阻力∑Δp

式中　Δp——每排管子的阻力，Pa；

n——暖风器管排总数。

为了节能，通常暖风器总阻力小于490.3Pa。