600MW凝汽式機(jī)組全廠原則性熱力系統(tǒng)計算

1、華北電力大學(xué)熱力發(fā)電廠課程設(shè)計熱力發(fā)電廠課程設(shè)計題目：國產(chǎn)600MW凝汽式機(jī)組全廠原則性熱力系統(tǒng)設(shè)計計算指導(dǎo)教師：李驚濤 專 業(yè): 熱能與動力工程 班 級：熱能09學(xué) 號：1091姓 名： 能源動力與機(jī)械工程學(xué)院目 錄一、課程設(shè)計的目的2二、計算任務(wù)2三、計算原始資料23.1汽輪機(jī)形式及參數(shù)23.2回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)參數(shù)23.3鍋爐型式及參數(shù)33.4其他數(shù)據(jù)33.5 簡化條件4四、熱系統(tǒng)計算44.1汽水平衡計算44.2汽輪機(jī)進(jìn)汽參數(shù)計算44.3 輔助計算54.4各級加熱器進(jìn)、出水參數(shù)計算64.5高壓加熱器組及除氧器抽汽系數(shù)計算64.6除氧器抽汽系數(shù)計算74.7低壓加熱器組抽汽系數(shù)計算84.8汽輪機(jī)排

2、汽量計算與校核94.9汽輪機(jī)內(nèi)功計算104.10汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)計算114.11全廠熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)計算12五、反平衡校核13六、參考資料15附圖（汽態(tài)膨脹過程線）15一、課程設(shè)計的目的熱力發(fā)電廠課程設(shè)計的主要目的是要確定在不同負(fù)荷工況下各部分汽水流量及其參數(shù)、發(fā)電量、供熱量及全廠性的熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，由此衡量熱力設(shè)備的完善性，熱力系統(tǒng)的合理性，運(yùn)行的安全性和全廠的經(jīng)濟(jì)性。是學(xué)生在學(xué)習(xí)熱力發(fā)電廠課程后的一次綜合性的訓(xùn)練，是本課程的重要環(huán)節(jié)。通過課程設(shè)計是學(xué)生進(jìn)一步鞏固、加深所學(xué)的理論知識并有所擴(kuò)展；學(xué)習(xí)并掌握熱力系統(tǒng)全面性計算和局部性分析的初步方法；培養(yǎng)學(xué)生查閱、使用國家有關(guān)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，進(jìn)

3、行實際工程設(shè)計，合理選擇和分析數(shù)據(jù)的能力；鍛煉提高運(yùn)算、制圖、計算機(jī)編程等基本技能；增強(qiáng)工程概念，培養(yǎng)學(xué)生對工程技術(shù)問題的嚴(yán)肅、認(rèn)真和負(fù)責(zé)的態(tài)度。二、計算任務(wù)1.根據(jù)給定的熱力系統(tǒng)數(shù)據(jù)，在hs圖上匯出蒸汽的汽態(tài)膨脹線；2.計算額定功率下的汽輪機(jī)進(jìn)汽量D0，熱力系統(tǒng)各汽水流量Dj；3.計算機(jī)組和全廠的熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)（機(jī)組汽耗量、機(jī)組熱耗量、機(jī)組熱耗率、機(jī)組汽耗率、絕對電耗率、全廠標(biāo)準(zhǔn)煤耗量、全廠標(biāo)準(zhǔn)煤耗率、全廠熱耗率、全廠熱效率）。三、計算原始資料3.1汽輪機(jī)形式及參數(shù)（1）機(jī)組形式：亞臨界、一次中間再熱、四缸四排氣、單軸、凝汽式汽輪機(jī)。（2）額定功率：Pe=600MW。（3）主蒸汽初參數(shù)（主汽閥

4、前）：P0=16.7Mpa，t0=537。（4）再熱蒸汽參數(shù)（進(jìn)汽閥前）：熱段：Prh=3.234Mpa，trh=537冷段：Prh=3.56Mpa，trh=315。（5）汽輪機(jī)排氣壓力Pc=4.4/5.39kPa，排氣比焓hc=2333.8kJ/kg。3.2回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)參數(shù)（1）機(jī)組各級回?zé)岢槠麉?shù)； 表3-1項目單位H1H2H3H4（除氧器）H5H6H7H8抽氣壓力PjMPa5.8943.5931.6120.74470.30500.1300.06970.022抽氣溫度tj380.9316.9429.1323.6223.2137.888.561.0抽氣焓hjkJ/kg3132.9301633

5、17.73108.22912.92749.52649.52491.1加熱器上端差t-2.000-3.03.03.03.0加熱器下端差t15.35.3-5.35.35.35.35.3水側(cè)壓力pwMPa20.1320.1320.130.70741.7241.7241.7241.724抽汽管道壓損pj%33355555（2）最終給水溫度：tfw=274.1；（3）給水泵出口壓力：Pu=20.13MPa，給水泵效率：83%；（4）除氧器至給水泵高差：21.6m；（5）小汽機(jī)排汽壓力：Pc=6.27kPa。小汽機(jī)排氣焓：2422.6kJ/kg。3.3鍋爐型式及參數(shù)（1）鍋爐形式：英國三井2027-17.

6、3/541/541；（2）額定蒸發(fā)量：Db：2027t/h；（3）額定過熱蒸汽壓力Pb=17.3MPa；額定再熱蒸汽壓力：3.734MPa；（4）額定過熱蒸汽溫度：541；額定再熱蒸汽溫度541；（5）汽包壓力：Pdu：18.44MPa；（6）鍋爐熱效率：92.5%。3.4其他數(shù)據(jù)（1）汽輪機(jī)進(jìn)汽節(jié)流損失4%，中壓缸進(jìn)汽節(jié)流損失2%；（2）軸封加熱器壓力Pt：98kPa，疏水比焓：415kJ/kg；（3）機(jī)組各門桿漏汽、軸封漏氣等小汽流量及參數(shù)見表3-2； 表3-2漏汽點代號ABKL1N1M1LN漏汽量，kg/h62026774103027895643437101漏汽系數(shù)0.00033530.

7、00014440.0040080.0016374.814×10-50.00030500.0018595.463×10-5漏汽點比焓3394.43394.43536.63328.13328.13328.130163016漏汽點代號MRPTSJW漏汽量kg/h639190896660141230245687漏汽系數(shù)0.00034560.00010270.00048460.00035700.00076370.016360.0003716漏汽點比焓30163108.23108.22716.22716.23016.152337.8（4）鍋爐暖風(fēng)器耗氣、過熱器減溫水等全廠性汽水流量及參

8、數(shù)見表3-3； 表3-3名稱全廠工質(zhì)滲漏鍋爐排污廠用汽暖風(fēng)器過熱器減溫水汽水量，kg/h3000010000200003500055000離開系統(tǒng)的介質(zhì)比焓3394.41760.33108.23108.2724.7返回系統(tǒng)的介質(zhì)比焓83.783.783.7687724.7（5）汽輪機(jī)機(jī)械效率：98.5%；發(fā)電機(jī)效率：99%；（6）補(bǔ)充水溫度：20；（7）廠用電率0.07。3.5 簡化條件（1）忽略加熱器和抽汽管道散熱損失；（2）忽略凝結(jié)水泵的焓升。四、熱系統(tǒng)計算4.1汽水平衡計算（1）全廠補(bǔ)水率全廠汽水平衡如圖4-1所示，各汽水流量見表3-3。將進(jìn)、出系統(tǒng)的各流量用相對量表示。由于計算前汽輪機(jī)

9、進(jìn)汽量D0為未知，故預(yù)選D01849085 kg/h進(jìn)行計算，最后校核。全廠工質(zhì)滲漏系數(shù)L3000018490850.01622鍋爐排污系數(shù)bl =D bl/D0=10000/1849085=0.005408其余各量經(jīng)計算為廠用汽系數(shù)p0.01082 ，減溫水系數(shù)sp=0.02974，暖風(fēng)器疏水系數(shù)nf=0.01893由全廠物質(zhì)平衡可知補(bǔ)水率ma=+L+bl=0.03245（2）給水系數(shù)fw 如圖4-1，1點物質(zhì)平衡b=0+L=1.016222點物質(zhì)平衡fw=b+blsp=1.01622+0.005408-0.02974=0.9919（3）各小汽流量系數(shù)見表格3-24.2汽輪機(jī)進(jìn)汽參數(shù)計算（1

10、）主汽參數(shù)由主汽門前壓力p0 =16.7MPa ,溫度t0 =537 ，查水蒸汽焓熵圖，得主汽比焓3393.564 kJ/kg.。主汽門后壓力p0 =16.7(1-p1 )=16.032MPa ，ho =ho 由壓力與焓值反查焓熵圖得主汽門后溫t0 =534.2。（2）再熱蒸汽參數(shù)由再熱冷段prh=3.56MPa, trh=315,查水蒸汽焓hrh=3017.38 kJ/kg中聯(lián)門前蒸汽壓力prh=3.234MPa,溫度 trh=537 ，查焓熵圖，得水蒸汽比焓hrh=3537.00165kJ/kg。中聯(lián)門后再熱蒸汽壓力prh =p0(1- p2)3.169MPa,由hrh=hrh ,查焓熵圖

11、，得中聯(lián)門后再熱汽溫trh =536.7。4.3 輔助計算（1）軸封加熱器計算用加權(quán)平均法計算軸封加熱器的平均進(jìn)汽焓hsg，詳細(xì)計算如下表：表4-1項目BNN1TR汽（水）量，kg/h267891016601901307漏汽系數(shù) i0.00014444.813x10-55.463x10-50.0003570.00010280.0007069漏氣點比hi ,kJ/kg3394.43328.130162716.23108.2總焓 i hi0.490200.160210.164760.969630.319462.10946平均比焓hsg kJ/kg2.10422/0.0007069=2976.5(2

12、)均壓箱計算用加權(quán)平均法計算均壓箱平均蒸汽比焓hjy，詳細(xì)計算如下： 表4-2：PMM1漏汽量Gi ,kg/h8966395642099漏汽系數(shù) i0.00048460.00034560.00030510.001135漏汽點比焓hi,kJ/kg3108.230163328.1總焓ihi1.506321.042391.015263.5639平均比焓 hjy3.5639/0.001135 =3139.2(3)凝汽器平均排汽壓力計算由ps1 =4.4kPa,查水蒸汽性質(zhì)表，得ts1 =30.668由ps2 = 5.39kPa,查水蒸汽性質(zhì)表，得ts2 =34. 348凝汽器平均溫度ts0.5（30.

13、618 +34.218 ）= 32.508 查水蒸汽性質(zhì)表，得凝汽器平均壓力 Ps=4.8882kPa，將所得數(shù)據(jù)與表3-1一起，以各個抽起點為節(jié)點，在h-s圖上繪制出汽態(tài)膨脹線。（見附圖）(4)原始數(shù)據(jù)整理及汽態(tài)線繪制整理原始資料,計算完數(shù)據(jù)記入表4-3中：表4-3 600MW機(jī)組回?zé)嵯到y(tǒng)計算點汽水參數(shù)額定工況項目單位各計算點H1H2H3H4H5H6H7H8SG抽汽參數(shù)抽汽壓力PjMpa5.8943.5931.6120.74470.30500.1300.06970.022-抽汽溫度tj380.9316.9429.1323.6233.2137.888.561.0抽汽焓hjkJ/kg3132.9

14、30163317.73108.22972.92749.52649.52491.12976.5加熱器水溫水焓出口水溫twj274.400242.274199.895165.214129.886102.32485.290057.98832.76疏水焓hdwjkJ/kg1075.50883.400723.300544.724466.100394.700281.500161.9415出口水焓hwjkJ/kg1203.61050.89860.000709.6000559.339443.900372.880253.600138.7進(jìn)口水焓hwj+1kJ/kg1050.89860.000709.600055

15、9.339443.900372.880253.600138.7136.34.4各級加熱器進(jìn)、出水參數(shù)計算首先計算高壓加熱器H1加熱器壓力P1：式中P1-第一抽汽口壓力；P1-抽汽管道相對壓損由，查水蒸汽性質(zhì)表得加熱器飽和溫度，H1出口溫度：式中-加熱器上端差。H1疏水溫度式中-加熱器下端差，-進(jìn)水溫度，其值從高壓加熱器H2的上端差計算得到。已知加熱器水側(cè)壓力Pw=20.13MPa，由tw1=274.4，查得H1出水比焓hw,1=1203.6kJ/kg。由tw,1=242.3，查得H1進(jìn)水比焓hw,2=1050.9kJ/kg。由td,1=247.8，查得H1疏水比焓hd,1=1075.2kJ/k

16、g。至此高壓加熱器H1進(jìn)、出口汽水參數(shù)已全部算出，同理可依次計算其余加熱器各進(jìn)出口汽水參數(shù)。將計算結(jié)果列于表4-3中。4.5高壓加熱器組及除氧器抽汽系數(shù)計算（1）由高壓加熱器H1熱平衡計算1高壓加熱器H1的抽氣系數(shù)高壓加熱器H1的疏水系數(shù)d,1：（2）由高壓加熱器H2熱平衡計算2、rh高壓加熱器H2的抽汽系數(shù)2：高壓加熱器H2的疏水系數(shù)d,2：再熱器流量系數(shù)rh：（3）由高壓加熱器H3熱平衡計算3高壓加熱器和H3的抽汽系數(shù)3：高壓加熱器H3的疏水系數(shù)d,3：4.6除氧器抽汽系數(shù)計算除氧器出水流量系數(shù)c,4：抽汽系數(shù)4：除氧器物質(zhì)平衡與熱平衡見圖4-3，由于除氧器為混合式加熱器，進(jìn)水量c,5是未

17、知，但可由下式算出：4.7低壓加熱器組抽汽系數(shù)計算（1）低壓加熱器H5熱平衡計算5低壓加熱器H5出水系數(shù)c,5：如圖4-3所示低壓加熱器H5抽汽系數(shù)5：低壓加熱器H5疏水系數(shù)（2）低壓加熱器H6熱平衡計算6低壓加熱器H6抽汽系數(shù)低壓加熱器H6疏水系數(shù)d,6： （3）由低壓加熱器H7熱平衡計算7低壓加熱器H7的抽汽系數(shù)7：低壓加熱器H7的疏水系數(shù)d,7：（4）由低壓加熱器H8熱平衡計算8由于低壓加熱器H8的進(jìn)水焓hsg，疏水焓h8,d為未知，故先計算軸封加熱器SG,由于SG的熱平衡，得到軸封加熱器的出水比焓hw,sg：式中，軸封加熱器進(jìn)汽系數(shù)sg,i和進(jìn)汽平均焓值hsg的計算見表4-2。由pw,

18、sg=1.724MPa,hw,sg=138.7kJ/kg,反查焓熵圖得軸封加熱器出口水溫tw,sg=32.76。低壓加熱器H8疏水溫度td,8：由p8=0.0209MPa, td,8=38.26查得低壓加熱器H8疏水比焓hd,8=160.27kJ/kg.低壓加熱器H8抽汽系數(shù)8：低壓加熱器H8疏水系數(shù)d,8：4.8汽輪機(jī)排汽量計算與校核(1)小汽機(jī)抽汽系數(shù)xj：(2)由凝汽器的質(zhì)量平衡計算cc=c,5-d,8-sg-xj-w-ma=0.7592-0.1216-0.007069-0.03787-0.0003716-0.03244=0.56636(3)由汽輪機(jī)汽側(cè)平衡計算cH4抽汽口抽汽系數(shù)和，4

19、：各加熱器抽汽系數(shù)和j： 軸封漏氣系數(shù)和sg,k：凝汽系數(shù)c： 該值與凝汽器質(zhì)量平衡計算得到的凝汽系數(shù)c相等，凝汽系數(shù)計算正確。4.9汽輪機(jī)內(nèi)功計算（1）凝汽流做功wc式中-再熱蒸汽吸熱量：(2)抽汽流做功wa,j1kg第一級抽汽做功wa,1：。1kg第二級抽汽做功wa,2：。1kg 第三級抽汽做功wa,3：。同理可算出其余48級1kg抽汽做功量列于表4-4中表4-4H1H2H3H4H5H6H7H81kg抽汽做功（kJ/kg）260.664377.564597.62807.121002.41165.81265.81424.2各級抽汽量（kg/h）135131.51501467183779270

20、.564607407726268456434抽汽流總內(nèi)功wa,j：（3）附加功量wsg,k附加做功量wsg,k是指各小汽流量做功之和：（4）汽輪機(jī)內(nèi)功wi4.10汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)計算汽輪機(jī)比熱耗q0: 汽機(jī)絕對內(nèi)效率：汽輪機(jī)絕對電效率e：汽輪機(jī)熱耗率q：汽輪機(jī)汽耗率d：汽輪機(jī)進(jìn)汽量：式中汽輪機(jī)額定電功率，=600MW。檢驗：汽輪機(jī)進(jìn)汽=1849090，與初選值誤差遠(yuǎn)小于1%，計算無誤。給水流量Gfw：凝結(jié)水泵流量GCP：凝汽量DC: 各級抽汽量Dj已列于表4-4中。4.11全廠熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)計算（1）鍋爐參數(shù)計算過熱蒸汽參數(shù)：由Pb=17.3Mpa，tb=541，查表得過熱蒸汽出口比焓hb=3399.2kJ/kg。再熱蒸汽參數(shù)：鍋爐設(shè)計再熱蒸汽出口壓力pr=3.734Mpa，該壓力已高于汽輪機(jī)排汽壓力prh=3.5Mpa，故按照汽輪機(jī)側(cè)參數(shù)，確定鍋爐再熱器出口壓力Pr=3.234Mpa。由Pr=3.234Mpa和tr=541，查表得再熱蒸汽出口比焓hr=3544.4kJ/kg。再熱器換熱量qrh