熱力發(fā)電廠課程設(shè)計

1、一、課程設(shè)計題目火力發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)擬定和計算二、課程設(shè)計目的 進一步鞏固本課程中所學到的專業(yè)理論，訓練電廠工程師必備的專業(yè)技能，著重培養(yǎng)學生獨立分析問題、解決問題的能力，以適應(yīng)將來從事電力行業(yè)或非電力行業(yè)專業(yè)技術(shù)工作的實際需要。三、課程設(shè)計要求1、 熟練掌握發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)擬定和計算的方法、步驟；2、 培養(yǎng)熟練查閱技術(shù)資料、獲取和分析技術(shù)數(shù)據(jù)的能力；3、 培養(yǎng)工程技術(shù)人員應(yīng)有的嚴謹作風和認真負責的工作態(tài)度。4、全部工作必須獨立完成。四、課程設(shè)計內(nèi)容國產(chǎn)300MW汽輪機發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)擬定和計算（額定工況）（1）、原始資料A、制造廠提供的原始資料a、汽輪機型式和參數(shù) 國產(chǎn)N300-

2、16.18/550/550機組 p0=16.18MPa, t0=550, pr1=3.58MPa, tr1=336.8, pr2=3.23MPa, tr2=550, pc=0.0051Mpab、回熱系統(tǒng)參數(shù) pfw=21.35MPa, pcw=1.72MPa項目 單位 一抽 二抽 三抽 四抽 五抽 六抽 七抽 八抽加熱器編號 H1 H2 H3 H4 H5 H6 H7 H8抽汽壓力 MPa 5.16 3.58 1.46 0.744 0.476 0.27 0.082 0.0173抽汽溫度 383.9 336.8 434.6 345 292.4 231.9 123.8 56.9端差 -0.5 2 0

3、 0 0 2 3 3注：各抽汽管壓降取5%P； 各加熱器效率取0.97; 下端差取6 各軸封漏汽量(kg/h)：Dsg1=5854（去H1）Dsg2=262.5（去H3）Dsg3=4509（去H4）Dsg4=2931.5（去H7）Dsg5=452（去C）Dsg6=508（去SG） 各軸封漏汽焓(kJ/kg)：hsg1=3383.7 hsg2=3508.6 hsg3=3228.8 hsg4=3290.5 hsg5=2716.8 hsg6=2749.9c、鍋爐型式和參數(shù) 國產(chǎn)DG1000/16.67/555型亞臨界中間再熱自然循環(huán)汽包爐 額定蒸發(fā)量1000t/h 過熱蒸汽參數(shù)psu=16.67MP

4、a,tsu=555 汽包壓力pb=18.63Mpa 給水溫度tfw=260鍋爐效率b=0.92管道效率p=0.96B、其他已知數(shù)據(jù) 汽機進汽節(jié)流損失0.02Po 中壓汽門節(jié)流損失0.02Pr2 鍋爐排污量Dpw=0.01Db 全廠汽水損失DL=0.01Db 化學補充水壓力0.39 Mpa，溫度20 機電效率mg=0.9924*0.987 排污擴容器效率f=0.98 排污擴容器壓力Pf=0.8（2）任務(wù)A、擬定發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)B、繪制發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)圖C、發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)計算（額定工況）a、作汽輪機熱力過程線b、作汽水參數(shù)表c、鍋爐連續(xù)排污利用系統(tǒng)計算d、高加組計算e、除氧器計算f、

5、低加組計算g、汽輪機汽耗量及各項汽水流量計算i、汽輪機功率校核j、熱經(jīng)濟指標計算5、 設(shè)計計算書A、 擬定發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)：該發(fā)電廠為凝氣式電廠，規(guī)劃容量300MW，選用凝氣式機組，蒸汽初參數(shù)：過熱蒸汽壓力p0=16.18MPa，溫度t0=550。該系統(tǒng)共有八級不調(diào)節(jié)抽汽，其中第一、二、三級抽汽分別供三臺高壓加熱器，第五、六、七、八級抽汽分別供四臺低壓加熱器，第四級抽汽作為除氧器的加熱熱源。三臺高壓回熱加熱器均設(shè)有疏水冷卻器和內(nèi)置式蒸汽冷卻器，同時設(shè)有內(nèi)置式蒸汽冷卻器的還有H5低壓加熱器。18號加熱器均采用疏水逐級自流的疏水方式，其中三臺高加疏水最后流入除氧器，四臺低加和軸封冷卻器疏水最終

6、流入凝汽器。B、繪制發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)圖C、發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)計算（1） 計算原始資料1、 汽輪機型式及參數(shù)（1） 機組型式：亞臨界、一次中間再熱、三缸二排汽、單軸凝氣式汽輪機；（2） 額定功率：300MW；（3） 主蒸汽參數(shù)：p0=16.18MPa，t0=550；（4） 再熱蒸汽參數(shù)：冷段：pr1=3.58MPa,tr1=336.8；熱段：pr2=3.23MPa, tr2=550；（5） 汽輪機排汽壓力：pc=0.0051MPa，排汽干度：取xc=0.93，排汽比焓：查圖知hc=2392.6kj/kg。2、 回熱加熱系統(tǒng)參數(shù)（1） 機組各級回熱抽汽參數(shù)表（表1-1）(端差值為自己選擇 與

7、本組其他同學不同)項目單位H1H2H3H4H5H6H7H8抽汽壓力PjMPa5.163.581.460.7440.4760.270.0820.0173抽汽溫度tj383.9336.8434.6345293.4231.9123.856.9抽汽焓kj/kg3151.53068.53330.23151.63050.62931.32725.62603.5加熱器上端差-0.52000233加熱器下端差888水側(cè)壓力pwMPa21.3521.3521.350.69941.721.721.721.72抽汽管道壓損%66666666(2) 給水溫度：tfw=260，給水焓hfw：1133.5kj/kg。(3)

8、 小汽輪機排汽壓力：pc,xj=0.0068MPa，汽耗量0.034Do（自己選?。?。3、 鍋爐型式及參數(shù)（1） 鍋爐型式：國產(chǎn)DG300/16.67/555型亞臨界中間再熱自然循環(huán)汽包爐；（2） 額定蒸發(fā)量：Db=1000t/h;（3） 額定過熱蒸汽壓力：pb=16.67MPa，額定再熱蒸汽壓力：pr=3.7MPa；（4） 額定過熱蒸汽溫度：tb=555，額定再熱氣溫：tr=555；（5） 汽包壓力：pdu=18.63MPa；（6） 鍋爐熱效率：b=0.9127（7） 管道效率：p=0.9854、 其他數(shù)據(jù)（1） 汽輪機進汽截流損失：，中壓缸進汽截流損失：；（2） 軸封加熱器壓力：0.095

9、MPa，軸封加熱器進汽比焓：hsg=2749.9kj/kg;（3） 軸封漏汽數(shù)據(jù)（表1-2）（假設(shè)D0=900t/h）軸封漏汽點1（去H1）2（去H3）3（去H4）4（去H7）5（去C）6（去SG）漏汽量Dsgj，kg/h5854262.545092931.545250814517漏汽比焓hsgj,kj/kg3383.73508.63223.83290.52716.82749.9漏汽系數(shù)asgj 0.0065 0.0003 0.00500.00330.00050.00060.0162(4) 汽輪機機械效率：m=0.9924，發(fā)電機效率：g=0.987；(5) 化學補充水壓力：Pma=0.39M

10、Pa;補充水溫度：tma=20；(6) 鍋爐排污量：Dpw=0.01Db;排污擴容器效率：f=0.98，壓力Pf=0.8MPa(7) 各加熱器效率：0.98；(8) 廠用電率：=0.07；(2) 簡化條件1、 忽略凝結(jié)水泵介質(zhì)的比焓升；2、 忽略加熱器和抽汽器管道間的散熱損失。（3） 汽輪機進汽參數(shù)的計算1、 主蒸汽參數(shù) 由主汽門前壓力p0=16.18MPa，溫度t0=550 ，查水蒸氣性質(zhì)表知主蒸汽比焓值h0=3435.656kj/kg。 主汽門后壓力p0'=（1-p1）p0=0.98*16.18=15.856MPa，由h0'=h0=3435.656kj/kg,查焓熵圖知主汽

11、門后氣溫t0'=548.9 。2、 再熱蒸汽參數(shù)由高壓缸出口壓力pr1=3.58MPa,溫度tr1=336.8，查焓熵圖知冷段再熱蒸汽比焓值hr1=3072.4kj/kg。由中聯(lián)門前壓力pr2=3.23MPa，溫度tr2=550，查焓熵圖知熱段再熱蒸汽比焓值hr2=3566.3kj/kg。主汽門后壓力prh'=（1-p2）*prh=0.98*3.23=3.165MPa。由prh'=3.165MPa，hr2'=hr2=3566.3kj/kg,查焓熵圖知中聯(lián)門后氣溫tr'=549.9 。qrh=hr2-hr1=3566.3-3072.4=493.9kj/kg

12、.根據(jù)以上數(shù)據(jù)以及表1-1各抽汽壓力點參數(shù)，在h-s圖上繪制出汽輪機的汽態(tài)膨脹過程曲線如下：（四）各加熱器進、出口參數(shù)計算（見表1-3）表1-3 回熱系統(tǒng)計算點參數(shù)項目單位H1H2H3H4H5H6H7H8SGC數(shù)據(jù)來源加熱蒸汽抽汽壓力pjMpa5.163.581.460.7440.4760.270.0820.01730.0051已知抽汽壓損pj%55 555555已知加熱器汽側(cè)壓力pj'MPa4.9023.4011.3870.70680.45220.25650.07790.01640.095pj'=（1-pj）pj抽汽焓hjkj/kg3157.73073.93331.53152

13、.63049.32931.92726.12602.12392.6查焓熵圖軸封汽焓hsgjKj/kg3383.73508.63228.83290.52749.92716.8已知pj'飽和水溫度tsj262.71243.86197.02165.34149.99129.9794.1556.9697.933.23由pj'查焓熵圖pj'飽和水焓hj'Kj/kg1148.321056.03838.97698.85632.22546.25394.44238.43139.17由pj'查焓熵圖被加熱水加熱器端差j-0.520002330已知加熱器出口水溫度tj263.21

14、241.86197.02165.34149.99127.9791.1553.96tsj-j加熱器水側(cè)壓力pwMPa21.3521.3521.350.69941.721.721.721.72已知加熱器出口水焓hwjKj/kg1149.181049.00847.95697.2632.98538.72383.08227.35由pw、tj查焓熵圖疏水疏水冷卻器端差555疏水冷卻器出口水溫ts'246.3202.1172.9ts'=tj+1+疏水冷卻器后疏水焓hwjdKj/kg1067.5862.5826.0查焓熵圖1）計算給水泵焓升：假設(shè)除氧器水面高度Hpu=20 m，則泵入口靜壓為：

15、=+Hpu=0.6994+975×10-6×9.8×20=0.8905 MPa除氧器至給水泵水的平均密度，kg/m3；給水泵內(nèi)介質(zhì)的平均壓力：=0.5（+）=0.5×（21.35+0.6994）=11.12 MPa給水泵內(nèi)介質(zhì)的平均比焓：取=697.2 kJ/kg，（除氧器出口飽和水比焓）根據(jù)=11.12 MPa，=697.2 kJ/kg查h-s圖，得介質(zhì)的平均比容=0.001099 m3/kg則給水泵內(nèi)介質(zhì)平均焓升為：取泵的效率pu=0.8464，=-=26.56 kJ/kg2）計算高壓加熱器H1：加熱器壓力：p1=p1 -p1=5.16×（

16、1-0.06）=4.85 MPa式中：p1、p1分別為第一抽汽口壓力及管道壓損；由p1=4.85MPa，查h-s圖得加熱器汽側(cè)飽和水溫為tsl=262.1；H1出口水溫t1=tsl-1=262.1-(-0.3)=262.4；1加熱器上端差；H1疏水溫度t1'= tj+1+=238.3+8=246.3；:加熱器下端差；3）根據(jù)pw,1=21.35 MPa，t1=262.1，查h-s圖，得H1出口水比焓為hw,1=1145.0kj/kg; 根據(jù)p1=4.85 MPa，t1'=246.3，查h-s圖，得H1疏水比焓為hd,1=1067.5 kJ/kg。至此，高壓加熱器H1的進、出口汽

17、水參數(shù)已全部算出，同理，可得H2H8各級的進、出口汽水參數(shù)，如表1-3所示。(5) 鍋爐連續(xù)排污利用系統(tǒng)及有關(guān)流量計算。（見表1-4） 由于計算前汽輪機進汽量未知，故選取D0=900t/h進行計算，最后校核。表1-4 相關(guān)流量及排污利用系數(shù)各點比焓值計算序號項目符號單位計算公式及數(shù)據(jù)來源數(shù)值絕對值相對值1進入汽輪機做功的蒸汽D0kg/hD012汽輪機總進汽量D0'kg/hD0+Dsg1+Dsg2+Dsg3+Dsg4+Dsg5+Dsg61.016177D01.0161773鍋爐蒸發(fā)量Dbkg/hD0'+Dl1.027321D01.0273214鍋爐連續(xù)排污量Dblkg/h0.01

18、Db0.0111445鍋爐給水量Dfwkg/hDb+Dbl1.038465D01.0384656鍋爐排污水比焓hbkJ/kg由汽包壓力pb=18.63MPa查得1818.57排污擴容器的蒸汽比焓hfkJ/kg擴容器壓力pf=0.8MPa，干度x=0.98查表2726.68排污擴容器的排污水比焓hbl'kJ/kg由擴容器壓力pf=0.8MPa查表726.79擴容蒸汽系數(shù)fblhb'h=fhf+(bl-f)hbl'0.00557110擴容器排污水系數(shù)ablbl-f0.00557311補充水量Dmakg/hDl+Dbl'0.016715D00.01671512補充水比

19、焓hmakJ/kg由pma和tma查表84.313排污冷卻器出口補充水比焓hmakJ/kgbl'（hbl'-hbl）h=ma（hma'-hma）244.1（六）各項抽汽系數(shù)計算根據(jù)各個加熱器熱平衡可知： （1）H1加熱器熱平衡方程為 即 (1)（2）H2加熱器熱平衡方程為即 (2)（3）H3加熱器熱平衡方程為即(3)（4） 除氧器物質(zhì)平衡方程為 即 H4加熱器熱平衡方程為 代入得.(4)（5）H5加熱器熱平衡方程為即 (5)（6）H6加熱器熱平衡方程為即 .(6)（7）H7加熱器熱平衡方程為即 (7)（8） H8加熱器和SG軸封加熱器為計算方便，將H8與SG作為一個整體

20、考慮，采用圖 所示的熱平衡范圍來列出物質(zhì)平衡式。由熱井的物質(zhì)平衡式，可得根據(jù)吸熱量=放熱量寫出熱平衡方程式將消去，即(8)采用并聯(lián)法解上述8個方程，方程（1）（8）經(jīng)代入數(shù)據(jù)、整理最后得如下形式寫成矩陣方程 即 其中 代入數(shù)據(jù)得，用計算機解方程組得 汽輪機通流部分流量平衡：用凝汽器質(zhì)量平衡驗算： 二者相等說明計算正確。（7） 計算匯總及核算1. 新汽量校核及汽輪機各項汽水流量 (1) 計算凝汽的比內(nèi)功為 (2) 計算各級抽汽做功不足系數(shù)如下表：表1-5的計算式0.81940.04990.04090.76500.08830.06750.60990.05990.03650.49370.0103 0

21、.005080.42660.03200.01370.39070.05240.02050.25760.04520.01160.13610.01350.001840.19760.64390.00650.004190.72500.00030.000220.54000.00500.00270.58330.00330.001920.21060.00050.000110.23210.00060.000140.00928則汽輪機新汽耗量 與假設(shè)值接近誤差 故可知假設(shè)合理。 表1-6汽輪機各項汽水流量項目符號系數(shù)axDx=ax*D0 (t/h)項目符號系數(shù)axDx=ax*Dc (t/h) 汽機總汽耗1.016177914.5593鍋爐給水1.038465934.6185再熱蒸汽0.8618735.12蒸發(fā)量1.027321924.5889排汽0.6363572.67化學補充水0.01671515.0435一級抽汽0.049944.91連續(xù)排污擴容蒸汽0.0055715.0139二級抽汽 0.088379.47小汽輪機用汽0.03430.6三級抽汽0.055930.31排污水0.0055735.0157四級抽汽0.0103 9.23去H1漏汽0.00655.85五級抽汽 0.032028.8去H3漏汽0.00030.27六級抽