600MW凝汽式機(jī)組原則性熱力計(jì)算

1、國(guó)產(chǎn)600MW凝汽式機(jī)組全廠原則性熱力系統(tǒng)計(jì)算（一）計(jì)算任務(wù)1.最大計(jì)算功率下的汽輪機(jī)進(jìn)汽量D0，回?zé)嵯到y(tǒng)各汽水流量Dj；2計(jì)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、絕對(duì)電效率、管道效率、全廠熱耗率、全廠標(biāo)準(zhǔn)煤耗率、全廠熱效率）；3按火力發(fā)電廠熱力系統(tǒng)設(shè)計(jì)制圖規(guī)定繪出全廠原則性熱力系統(tǒng)圖，并將所計(jì)算的全部汽水流量繪制成表格，繪制回?zé)嵯到y(tǒng)計(jì)算點(diǎn)汽水參數(shù)表格，并進(jìn)行功率校核。（二）計(jì)算類(lèi)型：定功率計(jì)算（三）系統(tǒng)簡(jiǎn)介 國(guó)產(chǎn)600MW凝汽式機(jī)組，機(jī)組為亞臨界壓力、一次中間再熱、單軸、反動(dòng)式、四缸四排汽機(jī)組。汽輪機(jī)高、中、低壓轉(zhuǎn)子均為有中心孔的整鍛轉(zhuǎn)子。汽輪機(jī)配HG-2008/1

2、8-YM2型亞臨界壓力強(qiáng)制循環(huán)汽包爐。采用一級(jí)連續(xù)排污系統(tǒng)，擴(kuò)容器分離出得擴(kuò)容蒸汽送入除氧器。該系統(tǒng)共有八級(jí)抽汽。其中第一、二、三級(jí)抽汽分別供三臺(tái)高壓加熱器，第五、六、七、八級(jí)抽汽分別供四臺(tái)低壓加熱器，第四級(jí)抽汽作為除氧器的加熱汽源。八級(jí)回?zé)峒訜崞鳎ǔ跗鞒猓┚b設(shè)了疏水冷卻器，以充分利用本級(jí)疏水熱量來(lái)加熱本級(jí)主凝結(jié)水。三級(jí)高壓加熱器均安裝了內(nèi)置式蒸汽冷卻器，將三臺(tái)高壓加熱器上端差分別減小為-1.7、0、0，從而提高了系統(tǒng)的熱經(jīng)濟(jì)性。四臺(tái)低壓加熱器上端差均為2.8，八級(jí)加熱器下端差（除氧器除外）均為5.5。 汽輪機(jī)的主凝結(jié)水由凝結(jié)水泵送出，依次流過(guò)軸封加熱器、4臺(tái)低壓加熱器，進(jìn)入除氧器。然后

3、由汽動(dòng)給水泵升壓，經(jīng)三級(jí)高壓加熱器加熱，最終給水溫度達(dá)到273.3，進(jìn)入鍋爐。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0.0049MPa ,凝汽器壓力下飽和水焓hc=136.2 ( kJ/kg)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，汽輪機(jī)的理想比焓降增大。 給水泵汽輪機(jī)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)小汽機(jī)）的汽源為中壓缸排汽（第4級(jí)抽汽），無(wú)回?zé)峒訜?，其排汽亦進(jìn)入凝汽器。熱力系統(tǒng)的汽水損失計(jì)有：全廠汽水損失、鍋爐排污量（因排污率較小，未設(shè)排污利用系統(tǒng)）。軸封漏氣量Dsg=2%D0全部送入

4、軸封加熱器來(lái)加熱主凝結(jié)水，化學(xué)補(bǔ)充水量直接送入凝汽器。（四）全廠原則性熱力系統(tǒng)圖如圖4-2所示。（五）整理原始數(shù)據(jù)1.汽輪機(jī)的型號(hào)和參數(shù)汽輪機(jī)為哈爾濱汽輪機(jī)廠制造的亞臨界壓力、一次中間再熱、單抽、四缸四排汽、反動(dòng)凝汽式汽輪機(jī)N600-16.67/537/537。該機(jī)組不投油最低負(fù)荷為35.47%MCR，調(diào)峰范圍大，特性好，運(yùn)行穩(wěn)，因此能適應(yīng)在35%100%MCR范圍調(diào)峰運(yùn)行。氣缸由高壓缸、雙流程中壓缸、2個(gè)雙流程低壓缸組成。高、中壓缸均采用內(nèi)、外雙層缸形式，鑄造而成。低壓缸為三層結(jié)構(gòu)（外缸、內(nèi)缸A、內(nèi)缸B），由鋼板焊接制成。汽輪機(jī)高、中、低壓轉(zhuǎn)子均為有中心孔的整鍛轉(zhuǎn)子。相應(yīng)參數(shù)如下：蒸汽初參數(shù)

5、 p0=16.67MPa，t0=537再熱蒸汽參數(shù) 高壓缸排汽 =3.522MPa;=312 中壓缸進(jìn)汽 = 3.205MPa;=537平均排汽壓力 pc=0.0049 MPa給水溫度 tw=273.3，給水泵出口壓力=20.13 MPa，給水泵效率=0.83各加熱器端差如下表：表加熱器端差加熱器端差H1H2H3H5H6H7H8上端差（）-1.7002.82.82.82.8下端差（）5.55.55.55.55.55.55.5在調(diào)節(jié)閥全開(kāi)工況（VWO工況）下各回?zé)岢槠膲毫蜏囟?、加熱器壓力和疏水冷卻器出口水焓、加熱器出口水焓等見(jiàn)表2。表600MW亞臨界機(jī)組回?zé)嵯到y(tǒng)計(jì)算點(diǎn)汽水參數(shù)（VWO工況）項(xiàng)

6、 目單位各 計(jì) 算 點(diǎn)H1H2H3H4(HD)H5H6H7H8SG排汽C抽汽參數(shù)壓力pjMPa5.6483.5221.5880.79730.33530.13280.063890.024490.0049溫度tj373.5312428.4333232.8140.587.664.5蒸汽焓hjkJ/kg3114.43006.933153125.22930.62754.52612.42480.83145.32310.8飽和水焓kJ/kg1183.31042.9850.4711.2570.6445.3361.6264.2419.8136.2加熱器水溫水焓加熱器出口水溫twj271.5241.2199.61

7、32.9103.483.660.333.5疏水焓kJ/kg1069.4876.1743456.8373.2275.5163.3出口水焓hwjkJ/kg1188.91045.4858.7711.2559.8434.6351.4253.8注：分子分母分別表示水泵進(jìn)出口溫度或比焓。2.鍋爐類(lèi)型和參數(shù)鍋爐類(lèi)型選用哈爾濱鍋爐廠生產(chǎn)的HG-2008/18-YM2型亞臨界壓力強(qiáng)制循環(huán)汽包爐，并采用一級(jí)連續(xù)排污利用系統(tǒng)，擴(kuò)容器分離出的擴(kuò)容蒸汽送入高壓除氧器。鍋爐的最大連續(xù)蒸發(fā)量（MCR）為2068.05t/h，額定蒸發(fā)量為2008t/h，設(shè)計(jì)熱效率為7829kJ/(kW·h)，銘牌工況下主要參數(shù)如下

8、：過(guò)熱蒸汽出口參數(shù)：pb=17.17MPa，t0=541.5再熱蒸汽出口參數(shù)：=3.241MPa，=539.7再熱蒸汽進(jìn)口參數(shù)：=3.372MPa，=307.2鍋爐效率：b=92.08%鍋爐過(guò)熱器減溫水取自省煤器出口，再熱器減溫水取自給水泵中間抽頭。.計(jì)算中采用的其他數(shù)據(jù)全廠汽水損失 Dl=0.01Db 回?zé)峒訜崞餍?h =0.99 補(bǔ)充水入口溫度 tma=20oC ， hw,ma=83.9609 kJ/kg 在計(jì)算工況下機(jī)械效率m=0.99 ，發(fā)電機(jī)電效率g=0.988 軸封用汽量 Dsg=2%Do 鍋爐連續(xù)排污量Dbl=15t/h ，擴(kuò)容器工質(zhì)回收量Df=6t/h ,擴(kuò)容器最佳工作壓力為

9、1.4MPa ，hf=2788.7 KJ/Kg。 給水泵焓升hwpu=25.39kJ/kg ，給水泵出口壓力為20.13MPa，主凝結(jié)水泵壓力為1.724MPa ，凝結(jié)水泵組焓升hcwpu=1.75kJ/kg 小汽機(jī)用汽量Dlt=0.052Do解：1.整理原始資料得計(jì)算總汽水焓值，如表1表2所示。2.全廠物質(zhì)平衡汽輪機(jī)總耗汽量 ： 鍋爐蒸發(fā)量 ： Db=1.010 1D0 汽包排污量：t/h,不可回收排污量：=9t/h鍋爐給水量Dfw Dfw=補(bǔ)充水量Dma Dma=+0.01Db=9+0.010 101D03.計(jì)算汽輪機(jī)各段抽汽量Dj和凝汽流量Dc（1）由高壓加熱器H1熱平衡計(jì)算D1D1(h

10、1)b=Dfw(hw1hw2)=0.071596（2）由高壓加熱器H2計(jì)算D2=物質(zhì)平衡得H2疏水量Ddr2Ddr2=D1+D2=計(jì)算再熱蒸汽量Drh由于高壓缸軸封漏出蒸汽，故從高壓缸物質(zhì)平衡可得Drh=D0-D1-D2 = D0- Ddr2 =（3）由高壓加熱器H3熱平衡計(jì)算D3 =的疏水量（4）由除氧器熱平衡計(jì)算 =除氧器進(jìn)水量 =（5）由低壓加熱器熱平衡計(jì)算 = （6）由低壓加熱器熱平衡計(jì)算 =（7）由低壓加熱器熱平衡計(jì)算=（8）由低壓加熱器,軸封加熱器SG和凝汽器熱井構(gòu)成一體的熱平衡計(jì)算=（9）由凝汽器熱井物質(zhì)熱平衡計(jì)算DcDc=Dc4- -=0.768862D0+10.630605-

11、0.101857D0-1.763213-0.02D0-0.010101-9-0.0520D0=0.584904 D0-0.132608由汽輪機(jī)物質(zhì)平衡校核： = =0.584905D0-0.132608 誤差很小，符合工程要求；計(jì)算結(jié)果匯總于表中：D(t/h)h(kJ/kg)D0h0=3401.0Drh=0.8255D02.294319qrh=542.4D1=0.071596D0+1.063199h1=3114.4D2=0.082904D0+1.231120h2=3006.9D3=0.040445D0+0.600613h3=3315D4=0.098293D0-4.525537h4=3125.2

12、D5=0.039305D0+0.543454h5=2930.6D6=0.025755D0+0.356094h6=2754.5D7=0.029716D0+0.410861h7=2612.4D8=0.007081D0+0.452804h8=2480.818Dj=0.395095D0+0.132608Dc=0.584904D0-0.132608hc=2310.8Dsg=0.02D0hsg=3145.34.汽輪機(jī)汽耗計(jì)算及功率校核（1）計(jì)算汽輪機(jī)內(nèi)功率 Wi=D0h0+Drhqrh-18Djhj-Dchc-Dsghsg =3401D0+(0.8255D02.294319)x542.4(1194.849

13、083D0368.937787)(0.584904D00.132608)x2310.80.02D0x3145.3x103 =(1239.399954D0569.0702726)x103 (kJ/h)(2)由功率方程式求D0由Wi=Pe/m/g×3600 =654000/0.99/0.988x3600=2407066618 (kJ/h) =(1239.399954D0569.0702726)x103 (kJ/h)得：D0=1942.582 (t/h)（3）求各級(jí)抽汽量及功率校核 將D0數(shù)據(jù)代入各處汽水相對(duì)值和各抽汽及排汽內(nèi)功率，如下表：項(xiàng)目數(shù)量（t/h）項(xiàng)目數(shù)量（t/h）汽輪機(jī)D019

14、42.582化學(xué)補(bǔ)充水量Dma=0.010101D0+928.622021鍋爐蒸發(fā)量Db=1.0101D01962.202078再熱蒸汽量DrhDrh=0.8255D02.2943191601.307122給水量Dfw=1.0101D0+151977.202078全廠汽水損失Dl=0.01Db19.622021項(xiàng)目抽汽量（t/h）內(nèi)功率Wj(kJ/h)項(xiàng)目抽汽量（t/h）內(nèi)功率Wj(kJ/h)一級(jí)抽汽D1140.144340165.3564x103一級(jí)抽汽D650.38729359905.4527x103一級(jí)抽汽D2162.27893863954.1295x103一級(jí)抽汽D758,136628

15、77379.8519x103一級(jí)抽汽D379.16834249749.3861x103一級(jí)抽汽D814.20822720780.9528x103一級(jí)抽汽D4186.416676152526.1243x103汽輪機(jī)排汽Dc1136.0913741854782.777x103一級(jí)抽汽D576.89664077880.9170x103功率校核Wi*=WC+18Wj=2397124948 (kJ/h)Wi=Wi-Wi*Wi=0.413%<1%5.熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)計(jì)算（1）機(jī)組熱耗Q0 、熱耗率q ,絕對(duì)電效率eQ0=D0h0+Drhqrh+Dfhf"+Dmahw,ma-Dfwhfw =(1942.582x3401+1601.307122x542.4+6x2788.7+28.622021x83.96091977.202078x1197.7)x103 =5126310767 (kJ/h) q=Q0/Pe=5126310767/654000=7838.40 kJ/(kw·h) e=3600/q=0.4593(2)鍋爐熱負(fù)荷Qb和管道效率p根據(jù)鍋爐蒸汽參數(shù)查得過(guò)熱器出口焓hb=3401 (kJ/kg)Qb=Dbhb+Drhqrh-Dfwhfw