熱力發(fā)電廠課程設(shè)計(jì)報(bào)告說明書國(guó)產(chǎn)MW凝汽式機(jī)組全廠原則性熱力系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算

1、國(guó)產(chǎn) 600MW凝汽式機(jī)組全廠原則性熱力系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算1 課程設(shè)計(jì)的目的及意義 ：電廠原則性熱力系統(tǒng)計(jì)算的主要目的就是要確定在不同負(fù)荷工況下各部分汽水流量及參數(shù)、發(fā)電量、供熱量及全廠的熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，由此可衡量熱力設(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。如根據(jù)最大負(fù)荷工況計(jì)算的結(jié)果，可作為發(fā)電廠設(shè)計(jì)時(shí)選擇鍋爐、熱力輔助設(shè)備、各種汽水管道及附件的依據(jù)。2 課程設(shè)計(jì)的題目及任務(wù)：設(shè)計(jì)題目： 國(guó)產(chǎn) 600MW凝汽式機(jī)組全廠原則性熱力系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算。計(jì)算任務(wù)： 根據(jù)給定的熱力系統(tǒng)數(shù)據(jù)，在h - s 圖上繪出蒸汽的汽態(tài)膨脹線計(jì)算額定功率下的汽輪機(jī)進(jìn)汽量D 0 ，熱力系統(tǒng)各汽水流量D j 計(jì)

2、算機(jī)組和全廠的熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)（機(jī)組進(jìn)汽量、機(jī)組熱耗量、機(jī)組汽耗率、機(jī)組熱耗率、 絕對(duì)電效率、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） 按火力發(fā)電廠熱力系統(tǒng)設(shè)計(jì)制圖規(guī)定繪制出全廠原則性熱力系統(tǒng)圖3 已知數(shù)據(jù)：汽輪機(jī)型式及參數(shù)機(jī)組型式：亞臨界、一次中間再熱、四缸四排汽、單軸、凝汽式汽輪機(jī)；額定功率Pe=600MW；主蒸汽初參數(shù)（主汽閥前）再熱蒸汽參數(shù)（進(jìn)汽閥前）汽輪機(jī)排汽壓力排汽比焓回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)參數(shù)最終給水溫度給水泵出口壓力除氧器至給水泵高差小汽機(jī)排汽壓力給水泵效率小汽機(jī)排汽焓鍋爐型式及參數(shù)鍋爐型式額定蒸發(fā)量額定過熱蒸汽壓力 Pb 額定再熱蒸汽壓力額定過熱蒸汽溫度額定再熱蒸汽溫度汽包

3、壓力： Pdu鍋爐熱效率其他P0=， t 0=537熱段： Prh =，t rh =537冷段： Prh =，t rh =315；Pc=hc= kg。t fw=Pu=Pc=83；kg英國(guó)三井 541 541Db： 2027t h541541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軸封加熱器壓力PT98kPa疏水比焓415kJ kg汽輪機(jī)機(jī)械效率發(fā)電機(jī)效率99補(bǔ)充水溫度20廠用電率4 計(jì)算過程匯總: 原始資料整理： 全廠物質(zhì)平衡方程 汽輪機(jī)總汽耗量D0 鍋爐蒸發(fā)量D1 =全廠工質(zhì)滲漏+廠用汽=65t/h（全廠工質(zhì)損耗）D 0=Db- D1 = Db-65 鍋爐給水量Dfw = D b +Db1

4、-D e = Db -45=D0 +20 補(bǔ)充水量Dma =Dl+ D b =95t/h 計(jì)算回?zé)嵯到y(tǒng)各段抽汽量回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)整體分析本機(jī)組回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)由三個(gè)高壓加熱器、一個(gè)除氧器、四個(gè)低壓加熱器共八個(gè)加熱器組成。其中1 段 2 段抽汽來自于高壓缸，3 段 4段抽汽來自于低壓缸， 5 8 段抽汽來自于低壓缸，再熱系統(tǒng)位于2段抽汽之后，疏水方式采用逐級(jí)自流，通過機(jī)組的原則性熱力系統(tǒng)圖可知三臺(tái)高加疏水逐級(jí)自流至除氧器；四臺(tái)低加疏水逐級(jí)自流至凝汽器。凝汽器為雙壓式凝汽器，汽輪機(jī)排汽壓力。 與單壓凝汽器相比，雙壓凝汽器由于按冷卻水溫度低、高分出了兩個(gè)不同的汽室壓力，因此它具有更低些的凝汽器平均壓力，汽輪

5、機(jī)的理想比焓降增大。給水泵汽輪機(jī)（以下簡(jiǎn)稱小汽機(jī)）的汽源為中壓缸排汽（第4 級(jí)抽汽），無回?zé)峒訜?，其排汽亦進(jìn)入凝汽器，設(shè)計(jì)排汽壓力為。高壓缸門桿漏汽A 和 B 分別引入再熱冷段管道和軸封加熱器SG，中壓缸門桿漏汽K 引入 3 號(hào)高壓加熱器， 高壓缸的軸封漏汽按壓力不同，分別進(jìn)入除氧器（L1、L）、均壓箱（ M1、M）和軸封加熱器（ N1、N）。中壓缸的軸封漏汽也按壓力不同，分別引進(jìn)均壓箱（P）和軸封加熱器（ R）。低壓缸的軸封用汽S 來自均壓箱，軸封排汽T 也引入軸封加熱器。從高壓缸的排汽管路抽出一股汽流J，不經(jīng)再熱器而直接進(jìn)中壓缸，用于冷卻中壓缸轉(zhuǎn)子葉根。應(yīng)該注意計(jì)算中壓缸門桿漏汽和軸封漏汽

6、的做功量。 由高壓加熱器 H1的熱平衡方程計(jì)算 D1 D1 (h 1 -h dw1 )= D fw (h w1 -h w2 )其中h1 為一號(hào)高加的抽汽焓h dw1 為一號(hào)高加的疏水焓h w1 為一號(hào)高加的進(jìn)口水焓h w2 為一號(hào)高加的進(jìn)口水焓入口水溫度可以通過一號(hào)高加的的疏水溫度和下端差確定，出口水溫度可以通過一號(hào)高加的的疏水溫度和上端差確定，一號(hào)高加的疏水溫度即一號(hào)高加抽汽壓力下的飽和溫度。經(jīng)由焓熵表差得t w1d= Ch w1d= kj / kg可得t w1 =t w1d -t=+= Ct w2 = t w1d + t 1 = =C查水蒸汽表得hw1= kJ/kghw2 =kJ/kg經(jīng)計(jì)

7、算最終得到D1 = D fw ( hw1hw 2 ) = ( D 040)(hw1hw 2 ) = D fwh1hwd1h1hwd1 由高壓加熱器H2的熱平衡方程計(jì)算 D2由于 2 號(hào)高加利用了1 號(hào)高加的疏水放熱量， 得到 2 號(hào)高加的熱平衡方程為D2 (h 2 -h dw2 )+D1 (h w1d -h w2d)= D fw (h w 2 -h w 3 )D2 = D fw ( hw2 hw3 ) D1 (hwd1hwd2 ) = D fwh2 hwd2由物質(zhì)平衡方程得到H2的疏水量為Ddr 2 =D1 +D2 =D fw +D fw = D fw 再熱蒸汽量計(jì)算計(jì)算再熱蒸汽流量Drh ，

8、必須要考慮高壓缸軸封漏氣量DsgH ，由已知條件，高壓缸漏汽量由L、 N、M、L1、N1、M1六部分組成，即：DsgH = D L + D N +DM + D L1 + D N1 +DM 1 =+= t /h由高壓缸物質(zhì)平衡可得Drh = D rh -DsgH -D dr 2由本章第一節(jié)計(jì)算出的結(jié)果可得：Dfw = D b +Db1 -D e = D b -45= D 0 +20D rh = D 0 -DsgH -D dr 2 = D fw -20-DsgH -D dr 2 =fw 由高壓加熱器H3的熱平衡方程計(jì)算D3鍋爐給水經(jīng)除氧器進(jìn)入3 號(hào)高加前要經(jīng)過給水泵，在給水泵的作用下給水的焓值會(huì)有

9、一定程度的上升，由已知條件可知給水泵出口壓力為，由除氧器工作壓力，可知除氧器出口水溫為C ，查得給水泵出口焓為 kg由于中壓缸門桿漏汽K 引入 3 號(hào)高壓加熱器， 在計(jì)算 3 號(hào)高加抽汽量時(shí)需要考慮中壓缸門桿漏汽在加熱器中的放熱量因此，3 號(hào)高加的熱平衡方程為D3(h 3 -h wd3 )+ D dr 2 (h wd2 -h wd3 )+D k (h k - h w3d )= D rh ( h w 3 -h w4pu )D3=D fw 利用物質(zhì)平衡得到Ddr 3 = D dr 2+D3 = D fw + D fw = D fw 由高壓加熱器 H3的熱平衡方程計(jì)算 D4-9暖風(fēng)器汽源取自第4 級(jí)

10、抽汽，其疏水仍返回除氧器回收, 高壓缸的軸封漏氣同樣進(jìn)入除氧器（ L1、L）除氧器的出水量D'fw =Dfw +Dde = D fw +55考慮以上諸多情況后，除氧器的熱平衡方程為(D 4- D暖風(fēng)器)(h 4 -hw5)+D dr 3 (h wd3 -h w5 ) D L (hL''hw 5 ) D L1 (hL''1 hw5 ) +D暖風(fēng)器(h 暖風(fēng)器返回hw 5 )=D 'fw(h w4 -h w5 )則除氧器的抽汽量為D4 =D fw'(hw4 hw5 )Ddr 3 (hwd3 hw5 ) DL (hL''hw5

11、)DL1 (hL''1 hw5 ) D暖風(fēng)器 (h暖''風(fēng)器hw5 )+h4hw5D暖風(fēng)器= D fw +=D fw 除氧器進(jìn)水量Dc4 =D'fw -D dr 3 -DL - D L1 - D暖風(fēng)器 -D 4 =D fw由低壓加熱器 H5的熱平衡方程計(jì)算 D5由于忽略了，凝結(jié)水泵帶來的焓升，5 號(hào)低加的入口水焓值近似等于6 號(hào)低加的出口水焓值，而且5 號(hào)低加沒有利用上一級(jí)的疏水加熱，因此計(jì)算方法類似于1 號(hào)高加，其熱平衡方程為D5 (h 5 -h dw 5 )= D c4 (h w5 -h w6 )易求得 D5 =D fw 號(hào)低加的疏水量Ddr 5 =

12、 D 5 = D fw由由低壓加熱器H6 的熱平衡方程計(jì)算D6計(jì)算方法類似于D2計(jì)算結(jié)果為D 6 = D fw 號(hào)低價(jià)的疏水量為：Ddr 6 = D6 + D dr 5 = D fw 由由低壓加熱器H7 的熱平衡方程計(jì)算D7七號(hào)低加的熱平衡方程如下Dc4 (h w7 -h w8 )=D 7 (h 7 - h dw7 )+D dr 6 (h dr 6 - h wd7 )解得 7 號(hào)低加的抽汽量為Dc (hw 7hw8 ) Dsg 2 (hsg 2 hwd7 )D7 =h7 hwd7D7 = D fw 可求得七號(hào)低加的疏水量為Ddr 7 =D7 + D dr 6 =D fw 8號(hào)低加的抽汽量計(jì)算將

13、 8 號(hào)低加，軸封加熱器T，凝汽器熱井看做一個(gè)整體，列熱平衡方程如下Dc4 ( h w8 -h c' )=D8 (h 8 -h c' )+Ddr 7 (h 7' -h c' )+D sg (h sg - h c' )+D c 4 hcwpu式中 Dsg 為軸封加熱器流量，由已知條件得到高壓缸的軸封漏汽（N1、N）中壓缸的軸封漏汽 （ R）低壓缸軸封排汽T，進(jìn)入軸封加熱器因此易得軸封加熱器的流量Dsg = D N 1 +D N 2 +D R +D T =89+564+190+660= t / h 軸封加熱器壓力 PT ：98 KPa 疏水比焓 415kj/

14、kg凝汽器內(nèi)壓力已知，忽略凝汽器端差和過冷度，可得凝結(jié)水溫度為低壓凝汽器下的飽和溫度，忽略凝結(jié)水泵帶來的焓升，通過查閱水蒸汽性質(zhì)表可得凝結(jié)水焓為h 'c =kg通過以上條件可得8 號(hào)低加抽汽量為D = Dc6 ( hw8 hc' ) hcwpu Ddr 7 (h7'hc' ) Dsg (hsg hc' )8h8hc'= D fw8 號(hào)低加的疏水量為Ddr 8 =Ddr 7 + D 8 = D fw凝汽器流量計(jì)算由凝汽器熱井物質(zhì)平衡計(jì)算凝汽器流量Dc =Dc4 -D dr 8 -D sg -D ma= D fw D fw D fw 由汽輪機(jī)物質(zhì)平衡

15、進(jìn)行凝汽器流量校核84D*c =D0 -D j -D sgj1 1= 0 D fw +使用在本章第一節(jié)計(jì)算的結(jié)果Dfw = D b +Db1 -D e = D b -45= D 0 +20得到D*c = D fw +D*c 與 Dc 誤差很小滿足工程要求計(jì)算結(jié)果匯總將以上計(jì)算的各段抽汽量匯總于下表各段名稱流量 D（ t / h）各點(diǎn)比焓（ kj/kg ）D1D fwD2D fwDrhfw3016冷段：熱段：D3D fw4D fw5D fw6D fw7D fw8D fwDcD fwD fw 汽輪機(jī)汽耗計(jì)算和功率校核 計(jì)算汽輪機(jī)內(nèi)功率考慮軸封，門桿，暖風(fēng)器等的用汽量有以下公式8Wi=D0 h 0

16、+Drh q rh -D j hj -D c h c -Dsgj hsgj -D 廠用汽 (h 離 - h返 )-D暖風(fēng)器 (h 離 - h 返 )1D sgj 為各個(gè)部分的漏汽量由已知條件配合HS 圖Wi =0 103 kj/h 有功率方程求D0Wi=(P e + Pm + Pg )3600= 109由 Wi= WiD 0 = t / h 求各級(jí)抽汽量及功率校核8W*i =Wc +Wij1計(jì)算誤差*WiWiWi=%<1%Wi滿足工程要求各項(xiàng)汽水流量，及功率指標(biāo)總結(jié)項(xiàng)目數(shù)量（ t/h ） 項(xiàng)抽汽量目汽輪機(jī)汽第四級(jí)抽耗汽鍋爐蒸發(fā)第五級(jí)抽量汽給水量第六級(jí)抽汽再熱蒸汽第七級(jí)抽量汽第一級(jí)抽第八級(jí)

17、抽汽汽第二級(jí)抽汽輪機(jī)排汽汽第三級(jí)抽汽 熱經(jīng)濟(jì)型指標(biāo)計(jì)算 機(jī)組熱耗量、熱耗率、絕對(duì)電效率計(jì)算：Q0 =D'0 h 0 +Drh q rh + D ma h w,ma -D de h wpu4 +Dsgj hsgj +D廠用汽 (h 離 - h 返 )-+D 暖風(fēng)器 (h 離 -h 返 )= MJ/hq=Q0 =Pee = 3600 =q 鍋爐負(fù)荷和管道效率計(jì)算根據(jù)鍋爐蒸汽參數(shù)可得過熱器出口焓為kJ/kg利用能量平衡方程Qb =Db h b +Drh q rh +Dbl h'bl -D de h wpu4 = kJ/h因此可得管道效率為p = Q0 = 4978784 .526 =

18、%Qb5046113 .88 全廠熱經(jīng)濟(jì)型指標(biāo)全廠熱效率：cp = bpem = 0.987 0.99 0.985 0.4582 =全廠熱耗率：q cp = 3600 = cp36000.40798825.69kJ / kg發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率：b s = 0.123 = 0.1230.3015kg /(kw.h)cp0.4079 管道內(nèi)徑計(jì)算本次課程設(shè)計(jì)的任務(wù)之一是計(jì)算所有管道的內(nèi)徑，在計(jì)算過程中主要的計(jì)算步驟為流速選取，內(nèi)徑計(jì)算，按公稱直徑取整。下面以主給水管道為例進(jìn)行計(jì)算。利用前面的計(jì)算結(jié)果，主給水流量為t/h(質(zhì)量流量 )按照管道設(shè)計(jì)規(guī)范高壓給水管道選擇流速4m/s，低圧給水管道選擇流速 s以高壓給水管道為例給水泵至二號(hào)高加段，質(zhì)量流量G=t/h介質(zhì)流速4 m/s介質(zhì)比體積m3 / kg內(nèi)徑 Di = 4 G(10003) =G =3600按照我過管道公稱直徑DN取整得Di =450mm其他各段管道計(jì)算過程類似類似計(jì)算結(jié)果標(biāo)注于機(jī)組原則性熱力系