汽輪機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)---600MW汽輪機(jī)原則性熱力系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算

1、 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（說 明 書）題目: 600MW汽輪機(jī)原則性熱力系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算 目錄畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)1內(nèi)容摘要41.本設(shè)計(jì)得內(nèi)容有以下幾方面：42.關(guān)鍵詞4一熱力系統(tǒng)5二實(shí)際機(jī)組回?zé)嵩瓌t性熱力系統(tǒng)5三汽輪機(jī)原則性熱力系統(tǒng)51.計(jì)算目的及基本公式61.1計(jì)算目的61.2計(jì)算的基本方式72.計(jì)算方法和步驟83.設(shè)計(jì)內(nèi)容83.1整理原始資料103.2計(jì)算回?zé)岢闅庀禂?shù)與凝氣系數(shù)10回?zé)嵫h(huán)113.2.1混合式加熱器及其系統(tǒng)的特點(diǎn)113.2.2表面式加熱器的特點(diǎn)：123.2.3表面式加熱器的端差及熱經(jīng)濟(jì)性123.2.4抽氣管道壓降pj及熱經(jīng)濟(jì)性133.2.5蒸汽冷卻器及其熱經(jīng)濟(jì)性133.2.6表面式加熱器的

2、疏水方式及熱經(jīng)濟(jì)性143.2.7設(shè)置疏水冷卻段的意義及熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)153.2.8除氧器193.2.9除氧器的運(yùn)行及其熱經(jīng)濟(jì)性分析203.2.10除氧器的汽源連接方式及其熱經(jīng)濟(jì)性203.3新汽量D0 計(jì)算及功率校核243.4熱經(jīng)濟(jì)性的指標(biāo)計(jì)算273.5各汽水流量絕對(duì)值計(jì)算28致 謝32參考文獻(xiàn)33600MW汽輪機(jī)原則性熱力系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容摘要1.本設(shè)計(jì)得內(nèi)容有以下幾方面：1）簡述熱力系統(tǒng)的相關(guān)概念；2）回?zé)嵫h(huán)的的有關(guān)內(nèi)容（其中涉及到混合式加熱器、表面式加熱器的特點(diǎn)，并對(duì)其具有代表性的加熱器作以細(xì)致描述。表面式加熱器的端差、設(shè)置疏水冷卻段、蒸汽冷卻段、疏水方式及熱經(jīng)濟(jì)性、除氧器的運(yùn)行及其熱經(jīng)濟(jì)性

3、分析、除氧器的汽源連接方式及其熱經(jīng)濟(jì)性）3）原則性熱力系統(tǒng)的一般計(jì)算方法2.關(guān)鍵詞除氧器、高壓加熱器、低壓加熱器一熱力系統(tǒng)熱力系統(tǒng)的一般定義為：將熱力設(shè)備按照熱力循環(huán)的順序用管道和附件連接起來的一個(gè)有機(jī)整體。通?；?zé)峒訜嵯到y(tǒng)只局限在汽輪機(jī)組的范圍內(nèi)。二實(shí)際機(jī)組回?zé)嵩瓌t性熱力系統(tǒng)由于回?zé)嵯到y(tǒng)的三個(gè)基本參數(shù)：給水 回?zé)峒?jí)數(shù)、給水溫度、和回?zé)峒訜嵩诟骷?jí)中的焓升 分配與汽輪機(jī)聯(lián)系密切，在汽輪機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)就已經(jīng)同時(shí)考慮，并經(jīng)綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定的。絕大多數(shù)回?zé)嵯到y(tǒng)隨汽輪機(jī)本體的定型而確定，一般系統(tǒng)都采用一臺(tái)混合式加熱器作為除氧器，將回?zé)峒訜崞鞣譃楦邏杭訜崞鹘M和低壓加熱器組。高壓加熱器疏水逐級(jí)自流進(jìn)入除氧器

4、，低壓加熱器疏水也采用逐級(jí)自流方式進(jìn)入凝汽器熱井 或在末級(jí)加熱器采用疏水泵方式打入加熱器出口水管道中。不論機(jī)組的大小，這是最基本的連接方式。 隨著高參數(shù)大容量機(jī)組的出現(xiàn)，對(duì)熱經(jīng)濟(jì)性的要求也在提高，如前所述，對(duì)機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性影響較大的有蒸汽冷卻器和輸水冷卻器等，究竟是否采用他們要經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，同時(shí)要注意它們換熱的特點(diǎn)，蒸汽冷卻器內(nèi)過熱蒸汽與水的傳熱系數(shù)僅為蒸汽凝結(jié)換熱時(shí)的0.050.30；輸水冷卻器內(nèi)疏水與給水的傳熱系數(shù)僅為蒸汽凝結(jié)換熱時(shí)的0.200.70，所以回?zé)岢闅膺^熱度較小時(shí)不宜采用蒸汽冷卻器，小機(jī)組也不宜采用蒸汽冷卻器和疏水冷卻器。三汽輪機(jī)原則性熱力系統(tǒng)以下就汽輪機(jī)原則性熱力系統(tǒng)計(jì)算

5、做以簡要概述1.計(jì)算目的及基本公式1.1計(jì)算目的汽輪機(jī)組原則性熱力系統(tǒng)計(jì)算是發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)計(jì)算的基礎(chǔ)和核心，其計(jì)算的目的是：確定汽輪機(jī)組在某一工況下的熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和各部分汽水流量，根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果選擇有關(guān)的輔助設(shè)備和汽水管道，確定某些工況下汽輪機(jī)的功率或 新汽耗量，新機(jī)組本體熱力系統(tǒng)定型設(shè)計(jì)。在選擇輔助設(shè)備和汽水管道時(shí)，除了要用到設(shè)計(jì)工況下的計(jì)算數(shù)據(jù)外，應(yīng)有最大工況下的熱力系統(tǒng)計(jì)算的數(shù)據(jù)來核對(duì)，以確保在各種工況下滿足運(yùn)行安全和設(shè)計(jì)規(guī)程要求的范圍。對(duì)發(fā)電廠熱力設(shè)備不同設(shè)置或系統(tǒng)的連接方式進(jìn)行熱經(jīng)濟(jì)性分析或技術(shù)比較時(shí)，都要用到熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，尤其是設(shè)計(jì)工況下的指標(biāo)最具有代表性，該工況下的熱力系統(tǒng)計(jì)

6、算也最普遍，對(duì)汽輪機(jī)或發(fā)電廠的設(shè)計(jì)、運(yùn)行有非常重要的作用。另外對(duì)新設(shè)計(jì)的汽輪機(jī)回?zé)嵯到y(tǒng)，電力設(shè)計(jì)院或運(yùn)行電廠進(jìn)行了部分修改的回?zé)嵯到y(tǒng)，運(yùn)行機(jī)組大修前后都應(yīng)進(jìn)行計(jì)算，以確定其熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，作為對(duì)機(jī)組的完善程度、回?zé)嵯到y(tǒng)修改的可能性、機(jī)組大修的效果進(jìn)行評(píng)價(jià)的依據(jù)。對(duì)于隨熱負(fù)荷變化較大的熱電廠，應(yīng)選擇全年中幾個(gè)具有代表性的工況（如冬季和夏季平均工況）來計(jì)算，以確定熱電廠全年運(yùn)行的熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。為選擇與供熱機(jī)組匹配的鍋爐容量和臺(tái)數(shù)，還需計(jì)算最大熱、電負(fù)荷和其他某些工況（如夏季最小熱負(fù)荷時(shí)）所對(duì)應(yīng)的汽輪機(jī)新汽耗量。原則性熱力系統(tǒng)計(jì)算有“定功率計(jì)算”和“定流量計(jì)算”兩種。對(duì)負(fù)荷已給定情況下的計(jì)算，稱為“定功率

7、計(jì)算”，其結(jié)果為給定功率下汽輪機(jī)新汽耗量、各抽氣量及熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。電力設(shè)計(jì)院、電廠運(yùn)行部門用得較多。當(dāng)給定汽輪機(jī)進(jìn)氣量情況下，進(jìn)行熱力系統(tǒng)計(jì)算，稱為“定流量計(jì)算”，其結(jié)果是求得給定流量下的汽輪發(fā)電機(jī)組的功率及其熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，一般為汽輪機(jī)制造廠采用。 無論是定功率計(jì)算還是定流量計(jì)算，都應(yīng)滿足能量消耗或能量供應(yīng)相等的原則。如果計(jì)算正確，兩種計(jì)算得出的熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)應(yīng)相同。1.2計(jì)算的基本方式要對(duì)原則性熱力系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算，必須已知計(jì)算工況下的機(jī)組的類型、容量、初終參數(shù)、回?zé)釁?shù)、再熱參數(shù)及供熱抽汽參數(shù)、回?zé)嵯到y(tǒng)的連接方式，機(jī)組相對(duì)內(nèi)效率i，機(jī)械效率m和發(fā)電機(jī)效率g 等具體計(jì)算時(shí)用的最多的三個(gè)基本公式是熱平衡

8、式，物質(zhì)平衡式和汽輪機(jī)功率方程式。（1） 加熱器熱平衡式吸熱量=放熱量×h 或流入熱量=流出熱量（2） 汽輪機(jī)物質(zhì)平衡式DC=DO-Dj或c=1-j（3） 汽輪機(jī)功率方程式3600Pe=Wimg =Doimg其中 Wi=Doho+Drhqrh-Djhj-Dchci=ho+rhqrh-jhj-chc通過功率方程式可求出汽輪發(fā)電機(jī)組的功率Pe（定流量計(jì)算）或汽輪機(jī)新汽耗量Do（定功率計(jì)算。）在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步計(jì)算出機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。2.計(jì)算方法和步驟機(jī)組原則性熱力系統(tǒng)計(jì)算方法有多種，有傳統(tǒng)的常規(guī)計(jì)算法、等效熱降法、循環(huán)函數(shù)法以及矩陣法等。這里只介紹常規(guī)計(jì)算法。若回?zé)嵯到y(tǒng)是由z級(jí)回?zé)岢闅馑M

9、成，對(duì)于每一級(jí)回?zé)嵯噙B的加熱分別列出熱平衡時(shí)，在加上一個(gè)求凝氣流量的物質(zhì)平衡式或功率方程式組成z+1個(gè)線性方程既可以用絕對(duì)流量（Dj、Do或Dc）來計(jì)算，也可以用相對(duì)量（j、c）來計(jì)算，然后以及有關(guān)公式求得相應(yīng)熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。 實(shí)際進(jìn)行計(jì)算時(shí)用串聯(lián)法（對(duì)凝氣式機(jī)組采用“由高到低”的計(jì)算次序，從抽氣壓力較高的加熱器開始計(jì)算，依次逐個(gè)算至抽氣壓力最低的加熱器）1) 整理原始資料2) 回?zé)岢闅饬坑?jì)算3) 物質(zhì)平衡式計(jì)算4) 計(jì)算結(jié)果校驗(yàn)5) 熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)計(jì)算3.設(shè)計(jì)內(nèi)容計(jì)算超臨界壓力600MW三缸四排氣凝氣式汽輪機(jī)組在設(shè)計(jì)工況下的熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。已知：汽輪機(jī)類型，N600-24.2566566;蒸汽初參數(shù)：p

10、o=24.2MPa，to=566，po=0.515MPa，to=1.8；再熱蒸汽參數(shù)：冷段壓力prhin=4.053MPa。冷段溫度trhin=303.5冷段壓力prhout=3.648MPa，熱段溫度trh =566，prh=0,069MPa，trh=1.7；排氣壓力：p2=5.4kPa（0.0054MPa）給水泵出口壓力ppu=30.38MPa，凝結(jié)水泵出口壓力為1.84MPa。機(jī)械效率、發(fā)電機(jī)效率分別為m=0.99，g=0.988。汽動(dòng)給水泵用汽系數(shù)pu=0.052 抽氣及軸封參數(shù)見表1和表2表1 回?zé)岢闅鈪?shù)項(xiàng)目單位回?zé)岢闅恻c(diǎn)及凝汽器參數(shù)加熱器編號(hào)H1H2H3H4(HD）H5H 6H

11、7H 8C抽汽壓力pjMPa6.0034.0531.8270.9410.3890.10330.04610.01910.0054抽汽溫度tj353.4303.5456.2360.9253.9121.5X=0.98X=0.953X=0.917表2 回?zé)嵯到y(tǒng)利用的軸封蒸汽參數(shù)項(xiàng)目單位sg1sg2sg3來源高中壓缸之間漏氣高壓門桿漏氣低壓缸后軸封漏氣軸封汽量sg0.00290.00010.0007軸封汽比焓hsgkJkg3323.83396.02716.2去處H2SG機(jī)組回?zé)嵯到y(tǒng)如圖一：3.1整理原始資料（1）根據(jù)已知參數(shù)p、t在圖二h-s圖上畫出汽輪機(jī)蒸汽膨脹過程線，得到新汽焓h0,、各級(jí)抽氣焓hj

12、及排汽焓hc,以及再熱蒸汽比焓升qrh ；也可根據(jù)p、t查水蒸汽表得出上述焓值。h0=3396.0kJkg ，hinrh=2970.3 kJkg ，houtrh=3598.2kJkg，qrh=3598.22970.3=627.9 kJkg（2）根據(jù)水蒸氣表查得各加熱器出口水焓hwj及有關(guān)疏水焓hj或hwjd,將機(jī)組回?zé)嵯到y(tǒng)計(jì)算點(diǎn)參數(shù)列于表3中3.2計(jì)算回?zé)岢闅庀禂?shù)與凝氣系數(shù)采用相對(duì)量方法進(jìn)行計(jì)算。（1）1號(hào)高壓加熱器（H1）回?zé)嵫h(huán)是由回?zé)峒訜崞?、回?zé)岢闅夤艿?、水管道、輸水管道等組成的一個(gè)加熱系統(tǒng)，回?zé)峒訜崞魇窃撓到y(tǒng)的核心?；?zé)?，就是利用汽輪機(jī)抽汽以加熱給水的方法。在朗肯循環(huán)基礎(chǔ)上，采用給水回

13、熱的循環(huán)，叫做給水回?zé)嵫h(huán)，簡稱回?zé)嵫h(huán)。加熱器按照內(nèi)部汽、水接觸方式的不同可分為混合式加熱器與表面式加熱器兩類：3.2.1混合式加熱器及其系統(tǒng)的特點(diǎn)1) 可以將水加熱到該級(jí)加熱器壓力下所對(duì)應(yīng)的飽和水溫度，充分利用了加熱蒸汽的能位，熱經(jīng)濟(jì)性比表面式加熱器高。2) 由于汽、水直接接觸，沒有金屬傳熱面，因而加熱器結(jié)構(gòu)簡單，金屬消耗量少，造價(jià)低，便于匯集各種不同參數(shù)的汽、水流量，如疏水、補(bǔ)充水、擴(kuò)容蒸汽等。3) 可以兼做除氧設(shè)備使用，避免高溫金屬受熱面氧腐蝕。4) 全部由混合式加熱器組成的回?zé)嵯到y(tǒng)，其系統(tǒng)復(fù)雜，導(dǎo)致回?zé)嵯到y(tǒng)運(yùn)行安全性、可靠性降低，系統(tǒng)投資大。一方面由于凝結(jié)水需要依靠水泵提高后才能進(jìn)入

14、比凝汽器壓力高的混合式加熱器內(nèi)，在該加熱器內(nèi)凝結(jié)水被加熱到該加熱器壓力下的飽和水溫度，壓力也與該加熱器內(nèi)蒸汽壓力一致，欲使其在更高壓力的混合式加熱器內(nèi)被加熱，還得借助于水泵來重復(fù)該過程。另一方面為防止輸送飽和水的水泵發(fā)生汽蝕，水泵應(yīng)該有正的吸入水頭，需設(shè)置一水箱安裝在適當(dāng)高度，水箱還要具有一定的容量來確保負(fù)荷波動(dòng)時(shí)時(shí)運(yùn)行的可靠性。如再考慮各級(jí)水泵的的備用，則該回?zé)嵯到y(tǒng)的復(fù)雜性也就不難理解了，設(shè)備多、 造價(jià)高、主廠房布置復(fù)雜、土建投資大、安全可靠性低使該系統(tǒng)的應(yīng)用受到限制。3.2.2表面式加熱器的特點(diǎn)：1) 因?yàn)橛卸瞬畲嬖冢茨茏畲蟪潭鹊乩眉訜嵴羝哪芪?，熱?jīng)濟(jì)性比混合式差。2) 由于有金屬傳

15、熱面，金屬耗量大，內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造較困難，造價(jià)高。3) 不能除去水中的氧氣和其他氣體，未能有效地保護(hù)高溫金屬部件的安全。4) 全部由表面式加熱器組成的回?zé)嵯到y(tǒng)簡單，運(yùn)行安全可靠，布置方便，系統(tǒng)投資和土建費(fèi)用少。5) 由于水被加熱后要進(jìn)入鍋爐，水泵出口的壓力比鍋爐高，各加熱器內(nèi)水管應(yīng)能承受比鍋爐壓力還高的水壓，導(dǎo)致加熱器的材料價(jià)格上升。綜合經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較，絕大多數(shù)電廠都不會(huì)采用全部表面式加熱器的回?zé)嵯到y(tǒng)，而是在中間適當(dāng)?shù)奈恢貌捎靡换旌鲜郊訜崞?，兼做除氧和收集各種汽、水流的作用，同時(shí)也將表面式加熱器系統(tǒng)分為高壓加熱器和低壓加熱器，水側(cè)部分承受除氧器下給水泵壓力的表面式加熱器稱為高壓加熱器；承受凝汽

16、器下凝結(jié)水泵壓力的表面式加熱器稱為低壓加熱器。3.2.3表面式加熱器的端差及熱經(jīng)濟(jì)性 加熱蒸汽與水在加熱器內(nèi)通過金屬管壁進(jìn)行傳熱，通常水在管內(nèi)流動(dòng)，加熱蒸汽在管外沖刷放熱后凝結(jié)下來成為加熱器的疏水（為區(qū)別主凝結(jié)水而稱之為疏水），表面式加熱器的端差，有時(shí)也稱上端差，若不特別注明，通常都是指加熱器汽側(cè)出口疏水溫度（飽和溫度）與水側(cè)出口溫度之差，通常用tdjtwj代表加熱器的端差。端差越小，熱經(jīng)濟(jì)性就越好。如加熱器出口水溫twj不變，端差越小意味著疏水溫度tdj不需要原來的那樣高，回?zé)岢闅鈮毫梢越档鸵恍?，回?zé)岢闅庾龉Ρ萖r增加，熱經(jīng)濟(jì)性變好。但是減小端差是以付出金屬耗量和投資為代價(jià)的。3.2.4抽

17、氣管道壓降pj及熱經(jīng)濟(jì)性抽氣管道壓降pj是指汽輪機(jī)抽氣管道壓力pj和j級(jí)回?zé)峒訜崞鲀?nèi)汽側(cè)壓力pj，之差，即pj=pjpj，若端差不變，抽氣壓降加大，則pj，、tdj隨之減小，引起加熱器出口水溫 twj降低，導(dǎo)致增加壓力較高的抽氣量，減少本級(jí)抽氣量，使整機(jī)回?zé)岢闅庾龉Ρ萖r減小，熱經(jīng)濟(jì)性下降 3.2.5蒸汽冷卻器及其熱經(jīng)濟(jì)性隨著火電機(jī)組向高參數(shù)大容量發(fā)展，特別是再熱的采用，較大地提高了中、低壓部分回?zé)岢闅獾倪^熱度，尤其再熱后第一、二級(jí)抽氣口的蒸汽過熱度。即讓過熱度較大的回?zé)岢闅庀冉?jīng)過一個(gè)冷卻器或冷卻段降低蒸汽溫度后，再進(jìn)入回?zé)峒訜崞鳎@樣不但減少了回?zé)峒訜崞鞯膬?nèi)汽水換熱的不可逆損失，而且還可不同

18、程度的提高加熱器水溫，減小加熱器端差，改善回?zé)嵯到y(tǒng)熱經(jīng)濟(jì)性。蒸汽冷卻器有內(nèi)置和外置兩種方式，內(nèi)置式蒸汽冷卻器是在加熱器內(nèi)隔離出一部分加熱面積，使加熱蒸汽先流經(jīng)該段加熱面將過熱度降低后再流至加熱器的冷凝段，通常離開蒸汽冷卻段的蒸汽溫度仍保持有1520的過熱度，不致使過熱蒸汽在該段冷凝為疏水；外置式蒸汽冷卻器是一個(gè)獨(dú)立的換熱器，具有較大的換熱面積，布置方式靈活，既可以減小本級(jí)加熱器的端差，又可以提高最終給水溫度，降低機(jī)組熱耗，從而使熱經(jīng)濟(jì)性獲得較大提高。 外置式蒸汽冷卻器的水側(cè)連接依據(jù)回?zé)峒?jí)數(shù)，蒸汽冷卻器的個(gè)數(shù)與主水流的連接關(guān)系主要有串聯(lián)與并聯(lián)兩種方式，（串聯(lián)連接是指全部給水進(jìn)入冷卻器，并聯(lián)連接時(shí)

19、，只有一部分給水進(jìn)入冷卻器。）在實(shí)際回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)中，往往又是內(nèi)置式蒸汽冷卻段與外置式蒸汽冷卻器混合應(yīng)用，總之，蒸汽冷卻器是提高大容量、高參數(shù)機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性的有效措施。由H1的熱平衡式求11（h1-hw1d）h=hw1-hw21=120.6-1085 0.993055.4-1109.6=0.063229H1的疏水系數(shù)d110.0632293.2.6表面式加熱器的疏水方式及熱經(jīng)濟(jì)性加熱蒸汽進(jìn)入表面式加熱器放熱后，冷凝為凝結(jié)水疏水，為保證加熱器內(nèi)換熱過程的連續(xù)進(jìn)行，必須將疏水收集并匯集于系統(tǒng)的主水流（主給水或主凝結(jié)水）中。疏水收集方式有疏水逐級(jí)自流和疏水泵方式兩種。疏水逐級(jí)自流方式是指利用相鄰表面式加

20、熱器汽側(cè)壓差，將壓力較高的疏水自流到壓力較低的加熱器中，逐級(jí)自流直至與主水流混合；疏水泵方式是疏水必須借助疏水泵才能將疏水與水側(cè)的主水流混合，匯入地點(diǎn)通常是該加熱器的出口水流中。雖然疏水逐級(jí)自流方式的熱經(jīng)濟(jì)性最差，從熱量法角度分析時(shí)，著眼于疏水不同收集方式對(duì)回?zé)岢闅獾淖龉Ρ萖r的影響程度，疏水逐級(jí)自流由于j級(jí)疏水熱量進(jìn)入j+1級(jí)加熱器，使壓力較高的j-1級(jí)加熱器進(jìn)口水溫比疏水泵方式低，水在其中的焓升hwj-1及相應(yīng)的回?zé)岢闅饬緿j-1增加。而在較低壓力的j+1級(jí)加熱器因疏水熱量的進(jìn)入，排擠了部分低壓回?zé)岢闅?，Dj+1減少。這種疏水逐級(jí)自流的方式造成高壓抽氣量增加，低壓抽汽量減少，從而使Wir、

21、Xr、i減小，熱經(jīng)濟(jì)性降低。而疏水泵方式避免了對(duì)j+1級(jí)低壓抽氣的排擠，同時(shí)提高了進(jìn)入j-1級(jí)加熱器的水溫，使j-1級(jí)抽汽略有減少，故熱經(jīng)濟(jì)性高。但是它具有系統(tǒng)簡單、無轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備、工作可靠、投資小、不需附加運(yùn)行費(fèi)、維護(hù)工作量小等優(yōu)點(diǎn)，大多數(shù)機(jī)組的回?zé)嵯到y(tǒng)均因該優(yōu)勢而樂于采用它，尤其是高壓加熱器幾乎全部采用它，低壓加熱器的絕大部分也采用這種方式，疏水冷卻段的采用又不同程度地彌補(bǔ)了疏水逐級(jí)自流對(duì)熱經(jīng)濟(jì)性的影響。雖然疏水泵方式熱經(jīng)濟(jì)性較高，但使可靠性降低，維護(hù)工作量大，在實(shí)際中并未獲得廣泛應(yīng)用。3.2.7設(shè)置疏水冷卻段的意義及熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)為了減少疏水逐級(jí)自流排擠低壓抽汽所引起的附加冷源損失或因疏水壓力

22、降產(chǎn)生熱能貶值帶來的er（j+1）,而又要避免采用疏水泵方式帶來其他問題時(shí)，可采用疏水冷卻段（器），疏水冷卻裝置分為內(nèi)置式和外置式兩種，內(nèi)置式疏水冷卻段 即 在加熱器內(nèi)隔離出一部分加熱面積，使汽側(cè)疏水先流經(jīng)該段加熱面，降低疏水溫度和焓值后再自流到較低壓力的加熱器中；外置式疏水冷卻器實(shí)際上是一個(gè)獨(dú)立的水水換熱器，借用主水流官道上孔板造成的壓差，使部分主水流流入疏水冷卻器吸收疏水的熱量，疏水的溫度焓值降低后流入下一級(jí)加熱器中，加裝疏水冷卻段（器）后，疏水溫度與本級(jí)加熱器進(jìn)口水溫之差成為下端差（入口端差），=tdj，-twj+1，下端差一般推薦v=510。設(shè)置疏水冷卻段除了能提高熱經(jīng)濟(jì)性外，而且對(duì)系

23、統(tǒng)的安全運(yùn)行也有好處。原來的疏水為飽和水，當(dāng)自流到壓力較低的加熱器時(shí)，經(jīng)過節(jié)流降低后，疏水會(huì)產(chǎn)生蒸汽而形成兩相流動(dòng)，對(duì)管道下一級(jí)加熱器產(chǎn)生沖擊、振動(dòng)等不良后果，加裝疏水冷卻后，這種可能性就降低了。對(duì)高壓加熱器而言，加裝疏水冷卻段后，疏水最后流入除氧器時(shí)，也將降低除氧器自生沸騰的可能性。（自生沸騰現(xiàn)象即不需要回?zé)岢闅饧訜?，僅憑其他進(jìn)入除氧器的蒸汽和疏水就可以滿足將水加熱到除氧器工作壓力下的飽和溫度。）(2)2號(hào)加高壓熱器（H2）2h2hw2dd1hw1dhw2dsg1hsg1hw2d h=hw2hw32= 1085.1888.20.990.063299×1109.6901.80.002

24、9×3323.8901.8 2970.3901.8=0.086404H2的疏水系數(shù)表3 回?zé)嵯到y(tǒng)計(jì)算點(diǎn)參數(shù)疏水被加熱水加熱蒸汽xiangmu輸水冷卻器后疏水焓hwjd輸水冷卻器出口水溫td疏水冷卻器端差加熱器出口水焓hwj加熱器水側(cè)壓力pw加熱器出口水溫tj加熱器端差jpj飽和水焓hjjpj飽和水溫td度軸封汽焓hsgj抽汽焓hj加熱器汽側(cè)壓力pj抽氣壓損pj抽氣壓力pj kJ/kgkJ/kgMPakJ/kgkJ/kgkJ/kgMPa%MPa單位1109.6254.95.61206.930.38275.3-1.71203.5273.63055.45.82336.003H1901.82

25、10.95.61085.130.38249.301082.4249.33323.82970.33.39134.053H2789.3185.9*5.6888.230.38205.30876.35205.33373.61.73651.827H3741.70.894175.10741.59175.13182.60.89450.941H4(HD)427.0101.95.6581.61.84138.02.8592.64140.82972.90.369850.389H5338.480.95.6403.61.841.846.32.8415.3499.12719.20.098250.1033H6254.460

26、.85.6315.11.8475.32.8326.8178.12593.00.043850.0461H7171.340.95.6231.21.8455.22.8242.8358.02501.10.018250.0191H81.8435.3415.0599.03396.02716.20.098SC143.50143.534.27（tc）2362.1（hc）0.0054C由pjtd查水蒸汽表td=tj+1+由pw,tj查水蒸氣表已知tdj-j已知由pj查水蒸汽表由pj查水蒸汽表已知查水蒸汽表pj=(1-pj)pj已知已知數(shù)據(jù)來源* 考慮給水泵的焓升后，H3入口水比焓為741.7+38.8=780.

27、5（kJ/kg），由該處壓力為30.38MPa查得此處給水溫度為180.3（），故H3的疏水溫度為180.3+5.6=185.9（）d2d12sg10.0632290.0864040.00290.152533H2的疏水系數(shù)d2d12sg10.0632290.0864040.00290.152533再熱蒸汽系數(shù)rhrh=112sg1sg210.1496330.00290.00010.847367(3)3號(hào)高壓加熱器（H3）先計(jì)算給水泵的焓升h。設(shè)除氧器的水位高度為20m，則給水泵的進(jìn)口壓力為p20×0.00980.8941.09（MPa），取給水的平均比體積為av=0.0011m3/k

28、g, 給水泵效率為pu=0.83，則 hwpu =103av poutpinpu =103×0.0011×30.381.090.8338.8（kJkg）由H3的熱平衡式得：3（h3hw3d）+d2（hw2dhw3d） hhw3hw4hwpu3= 888.2741.738.8 0.990.152533×901.8789.33373.6789.3=0.035456H3的疏水系數(shù)d3=d23=0.1525330.035456=0.187989(4) 除氧器HD3.2.8除氧器給水品質(zhì)對(duì)熱力設(shè)備的安全性、可靠性及經(jīng)濟(jì)性造成影響外，水中所有的不凝結(jié)氣體還會(huì)使傳熱惡化，熱阻增

29、加，降低機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性。給水除氧有化學(xué)除氧和物理除氧兩種方法?；痣姀S中應(yīng)用最普遍的是熱力除氧法，同時(shí)除氧器作為回?zé)嵯到y(tǒng)中的一個(gè)混合式加熱器，而突現(xiàn)了回?zé)嵯到y(tǒng)在熱經(jīng)濟(jì)性上的優(yōu)勢。熱力除氧原理：時(shí)建立在亨利定律和道爾頓定律基礎(chǔ)上的。亨利定律反映了氣體在水中溶解和離析的規(guī)律，它指出在一定的溫度下，氣體溶于水中和氣體自水中逸出是動(dòng)態(tài)過程，當(dāng)處于動(dòng)態(tài)平衡時(shí)，單位體積中溶解的氣體量b與水面上該氣體的分壓力pb成正比；道爾頓定律則指出了混合氣體全壓力與各組成汽體分壓力之間的關(guān)系，混合氣體的全壓力等于個(gè)組成氣體分壓力之和。對(duì)除氧氣中的給水進(jìn)行定壓加熱時(shí)，隨著溫度上升，水蒸發(fā)過程不斷加深，水面上水蒸氣的分壓力逐漸

30、增大，溶于水中的其他氣體的分壓力也逐漸減少。當(dāng)水被加熱到除氧器工作壓力下的飽和溫度時(shí)，水蒸氣的分壓力ps接近或等于水面上氣體的全壓p時(shí)，則水面上其他氣體的分壓力pj趨向于零，水中也就不含其它氣體。因此說來，除氧器不僅除去了氧氣，也除去了其他氣體。3.2.9除氧器的運(yùn)行及其熱經(jīng)濟(jì)性分析除氧器有定壓和滑壓兩種運(yùn)行方式。定壓運(yùn)行除氧器是保持除氧器工作壓力為一定值，為此需在進(jìn)氣管上安裝一壓力調(diào)節(jié)閥，將壓力較高的回?zé)岢闅饨档椭炼ㄖ?，造成抽氣?jié)流損失；而且為確保所有工況下除氧器都能在定壓下工作，在低負(fù)荷時(shí)，還必須切換到更高壓力的回?zé)岢闅馍希?jié)流損失則會(huì)更大。 滑壓運(yùn)行除氧器是指在滑壓范圍內(nèi)運(yùn)行時(shí)其壓力隨主

31、機(jī)負(fù)荷與抽氣壓力的變動(dòng)而變化，啟動(dòng)時(shí)除氧器保持最低恒定壓力，抽氣管上只有一止回閥防止蒸汽倒流如汽輪機(jī)，沒有壓力調(diào)節(jié)閥及其引起的額外的節(jié)流損失，與定壓運(yùn)行除氧器相比，其熱經(jīng)濟(jì)性要高一些，尤其在低負(fù)荷時(shí)更為突出。3.2.10除氧器的汽源連接方式及其熱經(jīng)濟(jì)性除氧器的運(yùn)行方式不同，其汽源連接的方式也不同，主要有三種，以下做以簡要分析：1.單獨(dú)連接定壓除氧器方式，這種連接方式，由于壓力調(diào)節(jié)閥的存在，一方面節(jié)流損失增加，降低了該級(jí)抽氣的能位，使除氧器出口水溫未能達(dá)到抽氣壓力相對(duì)應(yīng)的飽和溫度，致使本級(jí)抽氣量減少，壓力較高一級(jí)抽氣量增加，回?zé)岢闅庾龉Ρ萖r減低，冷源損失增加，使機(jī)組i降低。另一方面，在低負(fù)荷（

32、7080穩(wěn)定負(fù)荷）時(shí)原級(jí)抽氣關(guān)閉，回?zé)峒?jí)數(shù)減少，回?zé)釗Q熱過程不可逆損失增大，使Xr減小更多，機(jī)組的i降低更甚。所以這種汽源連接方式的熱經(jīng)濟(jì)性時(shí)最低的。2.前置連接定壓除氧器方式，它是以增加一臺(tái)高壓加熱器的投資、系統(tǒng)復(fù)雜為代價(jià)的。該連接方式的熱經(jīng)濟(jì)性比單獨(dú)連接方式高。3.滑壓除氧器方式，這種連接方式在本級(jí)回?zé)岢闅夤艿郎喜辉O(shè)壓力調(diào)節(jié)閥，因此在滑壓 范圍(20100)內(nèi),其加熱蒸汽壓力隨機(jī)組負(fù)荷變化，避免了加熱蒸汽的節(jié)流損失。與單獨(dú)連接方式相比，其關(guān)閉本級(jí)抽汽 的負(fù)荷由70%降到20%。與前置式連接方式相比，其出口水溫?zé)o端差，所以該連接方式的熱經(jīng)濟(jì)性是最高的，適合于再熱機(jī)組和調(diào)峰機(jī)組。第四段抽汽4由

33、除氧器加熱蒸汽4和汽動(dòng)給水泵用汽pu兩部分組成，即4pu由除氧器的物質(zhì)平衡可知除氧器的進(jìn)水系數(shù)c4為c4=1d34由于除氧器的進(jìn)出口水量不等，c4是未知數(shù)。為避免在最終的熱平衡式中出現(xiàn)兩個(gè)未知數(shù)，可先不考慮加熱器的效率h，寫出除氧器的熱平衡式：吸熱量=放熱量，即h=4h4d3hw3dc4hw5將c4的關(guān)系帶入，整理成以進(jìn)水焓hw5為基準(zhǔn)，并考慮h的平衡式：吸收量h放熱量，可得hw4hw5h4h4hw5d3hw3dhw54741.7581.60.990.187989×789.3589.6 3182.6581.60.047163c4 =1d34=10.1879890.047163=0.7

34、6484844pu=0.0471630.0520.099163(5)5號(hào)低壓加熱器（H5）直接由H5的熱平衡式可得55h5hw5dhc4hw5w65=0.76848×581.6403.60.992972.9427.0=0.054016H5的疏水系數(shù)d5=5=0.054016（6）6號(hào)低壓加熱器（H6）同理，有6h6hw6dd5hw5dhw6d hc4hw6hw760.764848×403.6315.10.990.054016×427.0338.4 2719.2338.40.026708H6的疏水系數(shù)d6d560.0540160.0267080.080724（7）7

35、號(hào)低壓加熱器（H7）7h7hw7dd6hw6dhw7d h c4hw7hw870.764848×315.1231.20.990.080724×338.4254.4 2593.0254.40.024817H7的疏水系數(shù)d7d670.0807240.0248170.105541(8)8號(hào)低壓加熱器（H8）與軸封加熱器（SG）為了計(jì)算方便，將H8與SG作為一個(gè)整體來考慮，采用圖三所示的熱平衡范圍來列出物質(zhì)平衡和熱平衡式。由熱井的物質(zhì)平衡式，可得：cpuc4d7sg2sg38根據(jù)吸熱量放熱量寫出熱平衡式c4hw88h8sg2hsg2sg3hsg3d7hw7dcpuhc將cpu消去，

36、并整理成以c4吸熱為基礎(chǔ)以進(jìn)水焓hc為基準(zhǔn)的熱平衡式，得：8(h8hc) d7hw7dhcsg2hsg2hcsg3hsg3hc hhw8hc80.764848×231.2143.50.990.105541×254.4143.50.0001×3396.0143.50.0007×2716.2143.5 2501.1143.50.022872（9）凝氣系數(shù)c的計(jì)算與物質(zhì)平衡校驗(yàn)由熱井的物質(zhì)平衡計(jì)算cc c4d7sg2sg38pu 0.7648480.1055410.00010.00070.0228720.0520.583635由汽輪機(jī)通流部分物質(zhì)平衡來計(jì)算c

37、，以校驗(yàn)計(jì)算的準(zhǔn)確性c1jsg1sg2sg3 j為從1到810.0632290.0864040.0354560.0991630.0540160.0267080.0248170.0228720.00290.00010.00070.583635兩者計(jì)算相同，表明以上計(jì)算正確。3.3新汽量D0 計(jì)算及功率校核根據(jù)抽汽做工不足多耗新汽的式D0Dc0Dc01jYjsgjYsgj（1）計(jì)算Dc0凝氣的比內(nèi)功wic 為wich0qrhhc3396.0627.92362.11661.8kJkgDc03600Pewicmg×10-33600×6000001661.8×0.99

38、15;0.988×10-31328.8711（th）（2）計(jì)算D0各級(jí)做功不足系數(shù)Yj 如下：Y1h1qrhhcwic 3055.4627.92362.14661.80.795042Y2h2qrhhcwic2970.3627.92362.11661.80.743832Y3h3hcwic3373.62362.11661.80.608677Y4h4hcwic3182.62362.11661.80.493742Y5h5hcwic2972.92362.11661.80.367553Y6h6hcwic2719.22362.11661.80.214887Y7h7hcwic2593.02362.1

39、1661.80.138946Y8h8hcwic2501.12362.11661.80.083644Ysg1hsg1qrhhcwic3323.0627.92362.11661.80.956553Ysg2hsg2qrhhcwic3396.0627.92362.11661.81Ysg3hsg3hcwic2716.22362.11661.80.213082jhj jYj 和Dj 的計(jì)算數(shù)據(jù)見表4于是，抽汽做功不足汽耗增加系數(shù)為=1(1-jYj-sgjYsgj)=1/(1-0.219059)=1.280506則汽輪機(jī)新汽耗量D0為D0= Dc0=1328.8711×1.280506=1701.

40、627417（t/h）表4 、jhj 、 jYj 和DJ的計(jì)算數(shù)據(jù)jhjjhjYjjYjDj(t/h)1=0.063229h1=3055.41h1=193.189887Y1=0.7950421Y1=0.050270D1=107.59222=0.086404h2=2970.32h2=256.645801Y2=0.7438322Y2=0.064270D2=147.0274153=0.035456h3=3373.63h3=119.314362Y3=0.6086773Y3=0.021581D3=60.3329024=0.099163h4=3182.64h4=315.596164Y4=0.4937324

41、Y4=0.048961D4=187.7384805=0.054016h5=2972.95h5=160.584166Y5=0.3675335Y5=0.019854D5=91.9151076=0.026708h6=2719.26h6=72.624394Y6=0.2148876Y6=0.05739D6=45.4470657=0.024817h7=2593.07h7=64.350481Y7=0.1389467Y7=0.003448D7=42.2292888=0.022872h8=2501.18h8=57.205159Y8=0.0836448Y8=0.001913D8=38.919622c=0.583635hc=2362.1chc=1378.604234Dc=993.129318sg1=0.0029hsg1=3323.8sg1hsg1=9.639020Ysg1=0.956533sg1Ysg1=0.002774Dsg1=4.934702sg2=0.0001hsg2=3396.0sg2hsg2=0.339600Ysg2=1sg2Ysg2=0.000100Dsg2=0.170163sg3=0.0007hsg3=2716.2sg3hsg3=1.901340Ysg3=0.213082sg3Ysg3=0.000149Dsg3=1.091139h=2630.294608Y=0.2190