交的畢業(yè)論文

1、第1章 緒論11火力發(fā)電的現(xiàn)狀及其發(fā)展的方向 最早的火力發(fā)電是1875年在巴黎北火車站的火電廠實(shí)現(xiàn)的。隨著發(fā)電機(jī)、汽輪機(jī)制造技術(shù)的完善，輸變電技術(shù)的改進(jìn)，特別是電力系統(tǒng)的出現(xiàn)以及社會電氣化對電能的需求，20世紀(jì)30年代以后，火力發(fā)電進(jìn)入大發(fā)展的時期?；鹆Πl(fā)電機(jī)組的容量由200MW級提高到300600MW級（50年代中期），到1973年，最大的火電機(jī)組達(dá)1300MW。大機(jī)組、大電廠使火力發(fā)電的熱效率大為提高，每千瓦的建設(shè)投資和發(fā)電成本也不斷降低。到80年代后期，世界最大火電廠是日本的鹿兒島火電廠，容量為4400MW。但機(jī)組過大又帶來可靠性、可用率的降低，因而到90年代初，火力發(fā)電單機(jī)容量穩(wěn)定在3

2、00700MW。 火力發(fā)電按其能量供應(yīng)情況可分為只供電的凝汽式發(fā)電廠的和同時供應(yīng)電能和熱能的熱電廠。按原動機(jī)類型分為汽輪機(jī)發(fā)電廠、燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電廠、 柴油機(jī)發(fā)電廠。按其所用燃料分，主要有燃煤發(fā)電廠、燃油發(fā)電廠、燃?xì)獍l(fā)電廠。為提高綜合經(jīng)濟(jì)效益，火力發(fā)電應(yīng)盡量靠近燃料基地進(jìn)行。在大城市和工業(yè)區(qū)則應(yīng)實(shí)施熱電聯(lián)供。1.2我國火力發(fā)電的現(xiàn)狀及其發(fā)展方向 改革開放初期，我國只有為數(shù)不多的200MW火電機(jī)組。目前，300MW及以上大型火電機(jī)組比重達(dá)到59%,600MW及以上清潔高效機(jī)組已成為新建項(xiàng)目的主力機(jī)型，并逐步向世界最先進(jìn)水平的百萬千瓦超超臨界壓力機(jī)組發(fā)展。截止2008年9月底，全國已有10臺百萬千瓦超

3、超臨界壓力機(jī)組投運(yùn)。大機(jī)組的廣泛應(yīng)用是我國火電的發(fā)電效率大大提高。 同時，我國電力正朝著節(jié)能環(huán)保方向快速的發(fā)展。2007年，全國共關(guān)停小火電機(jī)組553臺，容量達(dá)1438萬千瓦，比當(dāng)年關(guān)停1000萬千瓦的目標(biāo)超額了43.8%。2007年，全國電力二氧化硫排放量比2006年減少9.1%，為近年來全國二氧化硫年排放總量首次下降作出了貢獻(xiàn)。我國火電技術(shù)發(fā)展的主要方向是繼續(xù)實(shí)行大電站、大機(jī)組、高參數(shù)、環(huán)保節(jié)水的技術(shù)路線，采用超臨界、超超臨界壓力機(jī)組及循環(huán)流化床技術(shù)，整體煤氣化發(fā)展技術(shù)，增大熱電聯(lián)產(chǎn)、燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)及分布式能源系統(tǒng)在電源中的比例等，以提高火力發(fā)電廠效率、降低發(fā)電成本、減少環(huán)境污染為目標(biāo)。

4、在國內(nèi)外火電機(jī)組的回?zé)嵫h(huán)的系統(tǒng)中，循環(huán)工質(zhì)是水。因水能適應(yīng)機(jī)組在熱力特性方面的要求和水在自然界存在最普遍，范圍廣，儲存量大，價廉等眾多特點(diǎn)所決定。但在天然水中含有泥沙，懸浮物，油類，礦物質(zhì)溶解后的鹽類和各種有害氣體。為了使水能適應(yīng)火電機(jī)組的要求，用化學(xué)除鹽的方法，除去水中所含的礦物質(zhì)形成的各種鹽類，用加熱和降壓的方法，除去水中的有害氣體，主要是氧。氧在給水系統(tǒng)和省煤器進(jìn)口部分，會產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)，造成電化學(xué)腐蝕。給以上設(shè)備帶來極大的危害性。影響火電機(jī)組的安全運(yùn)行。為了保證火電機(jī)組的安全運(yùn)行，必須初去水中的氧，使之含量在允許范圍內(nèi)。如果除氧器的效果不好就會有以下的不好影響：造成設(shè)備腐蝕；鍋爐受熱

5、面結(jié)垢，換熱效果惡化。管道溫度升高，可能爆管。所以，除氧器的設(shè)計(jì)是極其重要的。為了更好的將所學(xué)的知識與實(shí)際生產(chǎn)相聯(lián)系在一起，也為了加深對火電廠除氧的重要性及其設(shè)備工作原理的認(rèn)識，故選作此題目。新型旋膜改進(jìn)型除氧器的傳熱，傳質(zhì)方式與已有的淋水盤式、旋膜式和霧化式不同，主要是將射流，旋轉(zhuǎn)膜和縣掛式泡佛三種傳熱方式縮化為一體的傳熱、傳質(zhì)方式，它具有很高的效率。新型旋射膜管具有很大的解析能力，并造成液膜沒管壁強(qiáng)力旋轉(zhuǎn)卷吸大量蒸汽，增強(qiáng)換熱，傳質(zhì)功能，將相向泡沸改為懸掛式泡沸，提高各層中蒸汽流速高時泛點(diǎn)(飛濺)并能保持汽(氣)體通道；將獨(dú)立的三種傳熱、傳質(zhì)裝置縮化為一體，在一個單元的部件內(nèi)完成。由于它具

6、有很高的效率和某些特殊的功能，突破了已有除氧器的技術(shù)性能。50年代的除氧器是大氣式立式除氧器。工作壓力為0.0196Mpa，大多是配25MW以下的機(jī)組。60年代以后，我國有50MW,125MW,200MW高壓火電機(jī)組后，除氧器也由大氣式向壓力式立式除氧器方面轉(zhuǎn)變。工作壓力式0.49Mpa，工作溫度小于或等于300°C。大多數(shù)式定壓運(yùn)行。80年代后，我國火電機(jī)組向高參數(shù)大容量發(fā)展，除氧器也由歷史向臥式方面轉(zhuǎn)變。配300MW,600MW機(jī)組的除氧器是壓力式臥式除氧器。其運(yùn)行方式也由原來的定壓運(yùn)行向滑壓運(yùn)行方向發(fā)展。工作壓力在0.882Mpa到1.4Mpa之間。工作溫度在343°

7、C到371°C之間。從除氧器的發(fā)展過程可以看出隨著火電機(jī)組的發(fā)展，除氧器的發(fā)展趨勢由原來的體積小，重量輕，逐步發(fā)展為大而重。其金屬重量和基礎(chǔ)荷重也迅速增加，初投資費(fèi)用也增加。第1章 緒論11火力發(fā)電的現(xiàn)狀及其發(fā)展的方向 最早的火力發(fā)電是1875年在巴黎北火車站的火電廠實(shí)現(xiàn)的。隨著發(fā)電機(jī)、汽輪機(jī)制造技術(shù)的完善，輸變電技術(shù)的改進(jìn)，特別是電力系統(tǒng)的出現(xiàn)以及社會電氣化對電能的需求，20世紀(jì)30年代以后，火力發(fā)電進(jìn)入大發(fā)展的時期?；鹆Πl(fā)電機(jī)組的容量由200MW級提高到300600MW級（50年代中期），到1973年，最大的火電機(jī)組達(dá)1300MW。大機(jī)組、大電廠使火力發(fā)電的熱效率大為提高，每千瓦

8、的建設(shè)投資和發(fā)電成本也不斷降低。到80年代后期，世界最大火電廠是日本的鹿兒島火電廠，容量為4400MW。但機(jī)組過大又帶來可靠性、可用率的降低，因而到90年代初，火力發(fā)電單機(jī)容量穩(wěn)定在300700MW。 火力發(fā)電按其能量供應(yīng)情況可分為只供電的凝汽式發(fā)電廠的和同時供應(yīng)電能和熱能的熱電廠。按原動機(jī)類型分為汽輪機(jī)發(fā)電廠、燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電廠、 柴油機(jī)發(fā)電廠。按其所用燃料分，主要有燃煤發(fā)電廠、燃油發(fā)電廠、燃?xì)獍l(fā)電廠。為提高綜合經(jīng)濟(jì)效益，火力發(fā)電應(yīng)盡量靠近燃料基地進(jìn)行。在大城市和工業(yè)區(qū)則應(yīng)實(shí)施熱電聯(lián)供。1.2我國火力發(fā)電的現(xiàn)狀及其發(fā)展方向 改革開放初期，我國只有為數(shù)不多的200MW火電機(jī)組。目前，300MW及以

9、上大型火電機(jī)組比重達(dá)到59%,600MW及以上清潔高效機(jī)組已成為新建項(xiàng)目的主力機(jī)型，并逐步向世界最先進(jìn)水平的百萬千瓦超超臨界壓力機(jī)組發(fā)展。截止2008年9月底，全國已有10臺百萬千瓦超超臨界壓力機(jī)組投運(yùn)。大機(jī)組的廣泛應(yīng)用是我國火電的發(fā)電效率大大提高。 同時，我國電力正朝著節(jié)能環(huán)保方向快速的發(fā)展。2007年，全國共關(guān)停小火電機(jī)組553臺，容量達(dá)1438萬千瓦，比當(dāng)年關(guān)停1000萬千瓦的目標(biāo)超額了43.8%。2007年，全國電力二氧化硫排放量比2006年減少9.1%，為近年來全國二氧化硫年排放總量首次下降作出了貢獻(xiàn)。我國火電技術(shù)發(fā)展的主要方向是繼續(xù)實(shí)行大電站、大機(jī)組、高參數(shù)、環(huán)保節(jié)水的技術(shù)路線，采

10、用超臨界、超超臨界壓力機(jī)組及循環(huán)流化床技術(shù)，整體煤氣化發(fā)展技術(shù)，增大熱電聯(lián)產(chǎn)、燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)及分布式能源系統(tǒng)在電源中的比例等，以提高火力發(fā)電廠效率、降低發(fā)電成本、減少環(huán)境污染為目標(biāo)。在國內(nèi)外火電機(jī)組的回?zé)嵫h(huán)的系統(tǒng)中，循環(huán)工質(zhì)是水。因水能適應(yīng)機(jī)組在熱力特性方面的要求和水在自然界存在最普遍，范圍廣，儲存量大，價廉等眾多特點(diǎn)所決定。但在天然水中含有泥沙，懸浮物，油類，礦物質(zhì)溶解后的鹽類和各種有害氣體。為了使水能適應(yīng)火電機(jī)組的要求，用化學(xué)除鹽的方法，除去水中所含的礦物質(zhì)形成的各種鹽類，用加熱和降壓的方法，除去水中的有害氣體，主要是氧。氧在給水系統(tǒng)和省煤器進(jìn)口部分，會產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)，造成電化學(xué)腐蝕。

11、給以上設(shè)備帶來極大的危害性。影響火電機(jī)組的安全運(yùn)行。為了保證火電機(jī)組的安全運(yùn)行，必須初去水中的氧，使之含量在允許范圍內(nèi)。如果除氧器的效果不好就會有以下的不好影響：造成設(shè)備腐蝕；鍋爐受熱面結(jié)垢，換熱效果惡化。管道溫度升高，可能爆管。所以，除氧器的設(shè)計(jì)是極其重要的。為了更好的將所學(xué)的知識與實(shí)際生產(chǎn)相聯(lián)系在一起，也為了加深對火電廠除氧的重要性及其設(shè)備工作原理的認(rèn)識，故選作此題目。新型旋膜改進(jìn)型除氧器的傳熱，傳質(zhì)方式與已有的淋水盤式、旋膜式和霧化式不同，主要是將射流，旋轉(zhuǎn)膜和縣掛式泡佛三種傳熱方式縮化為一體的傳熱、傳質(zhì)方式，它具有很高的效率。新型旋射膜管具有很大的解析能力，并造成液膜沒管壁強(qiáng)力旋轉(zhuǎn)卷吸

12、大量蒸汽，增強(qiáng)換熱，傳質(zhì)功能，將相向泡沸改為懸掛式泡沸，提高各層中蒸汽流速高時泛點(diǎn)(飛濺)并能保持汽(氣)體通道；將獨(dú)立的三種傳熱、傳質(zhì)裝置縮化為一體，在一個單元的部件內(nèi)完成。由于它具有很高的效率和某些特殊的功能，突破了已有除氧器的技術(shù)性能。50年代的除氧器是大氣式立式除氧器。工作壓力為0.0196Mpa，大多是配25MW以下的機(jī)組。60年代以后，我國有50MW,125MW,200MW高壓火電機(jī)組后，除氧器也由大氣式向壓力式立式除氧器方面轉(zhuǎn)變。工作壓力式0.49Mpa，工作溫度小于或等于300°C。大多數(shù)式定壓運(yùn)行。80年代后，我國火電機(jī)組向高參數(shù)大容量發(fā)展，除氧器也由歷史向臥式方面

13、轉(zhuǎn)變。配300MW,600MW機(jī)組的除氧器是壓力式臥式除氧器。其運(yùn)行方式也由原來的定壓運(yùn)行向滑壓運(yùn)行方向發(fā)展。工作壓力在0.882Mpa到1.4Mpa之間。工作溫度在343°C到371°C之間。從除氧器的發(fā)展過程可以看出隨著火電機(jī)組的發(fā)展，除氧器的發(fā)展趨勢由原來的體積小，重量輕，逐步發(fā)展為大而重。其金屬重量和基礎(chǔ)荷重也迅速增加，初投資費(fèi)用也增加。第2章設(shè)計(jì)與計(jì)算說明書2.1汽輪機(jī)類型和參數(shù)汽輪機(jī)設(shè)備為哈爾濱汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司制造，汽輪機(jī)型號為CZK60016.7/538/538，亞臨界、一次中間再熱、單軸、雙缸雙排汽、直接空冷凝汽式汽輪機(jī)。機(jī)組型式：亞臨界、一次中間再熱、

14、單軸、三缸四排汽、直接空冷凝汽式汽輪機(jī)組；額定功率：pe=600MW； 主蒸汽初參數(shù)（主汽閥前）：p0=16.7Mpa,t0=538；再熱蒸汽參數(shù)（進(jìn)汽閥前）： 冷段：， 熱段：，汽輪機(jī)排汽壓 力 ：pc=14KPa ，排汽比焓：hc=2355.453kJ/kg。2.2鍋爐類型和參數(shù)鍋爐型號：HG1060/17.5HM35，鍋爐為亞臨界參數(shù) 。額定蒸發(fā)量：2008 T/h過熱蒸汽出口參數(shù)： Pb=17.5MPa，t0=541再熱蒸汽入口參數(shù)：，再熱蒸汽出口壓力：， 排煙溫度：t煙=145； 給水溫度：tfw=280.5;鍋爐效率：b=93.8鍋爐過熱器減溫水取自省煤器出口，再熱器減溫水取自給水

15、泵中間抽頭。2.3回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)參數(shù)1-3號高壓加熱器設(shè)有蒸汽冷卻段和疏水冷卻段，5-8號低壓加熱器設(shè)有疏水冷卻段，其疏水和軸封加熱器疏水最終進(jìn)入冷凝器（圖見附錄）。機(jī)組各級回?zé)岢槠麉?shù)見表1-1表1.1 600MW亞臨界機(jī)組會熱系統(tǒng)計(jì)算點(diǎn)汽水參數(shù)（VWO工況）項(xiàng)目單位H1H2H3H4H5H6H7H8SG*汽側(cè)抽汽壓力MPa6.5854.0221.8820.9760.4630.1180.0470.019抽汽溫度tj386.9333434.6328.6235.9139.588.561.2抽汽比焓kJ/kg3134.353943050.8063325.647093113.150862932.9166

16、2754.2152594.71382486.8012976.5抽汽管道壓損%33555555加熱器側(cè)壓力MPa6.3873.9011.7880.9270.440.1120.0450.0180.098汽側(cè)壓力下飽和溫度279.7248.9206.8176.6147.1102.878.7457.899.06汽側(cè)壓力下飽和水焓kJ/kg1234.5981079.9883.16748.4619.82430.946329.63241.97415.104水側(cè)水側(cè)壓力MPa20.1320.1320.130.70741.7241.7241.7241.7241.724 加熱器上端差-1.70002.82.82.

17、82.8加熱器出口水溫281.4248.9206.8176.6180144.310075.945535.3加熱器出口水焓kJ/kg1237.738491081.1179890.425257748.4773.4608.563847420.283319.263438231.6854149.389866加熱器進(jìn)口水溫248.9206.8180144.310075.945535.332.19加熱器進(jìn)口水焓kJ/kg1081.1179890.425257773.4608.563847420.283319.263438231.6854149.389866136.3加熱器下端差5.55.55.55.55.5

18、5.55.55.5疏水溫度254.4212.3185.5165.4105.581.4460.540.8疏水比焓kJ/kg1106.69897908.793406883.16699.3442.5425341.00956253.267375208.98312415在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上表。 2.4計(jì)算中用的其它數(shù)據(jù)(1)全廠汽水損失D1=0.01Db。(2)其他有關(guān)數(shù)據(jù)選擇回?zé)峒訜崞餍蔴=，軸封用汽量 Dsg=0.01D0 。補(bǔ)充水入口水溫 。在計(jì)算工況下機(jī)械效率，發(fā)電機(jī)效率。給水泵組焓升，凝結(jié)水泵焓升。小汽輪機(jī)用汽量。蒸汽流量

19、約為 1800t/h新蒸汽、再熱蒸汽計(jì)算點(diǎn)參數(shù)如表1-2所示。表1.2 新蒸汽、再熱蒸汽計(jì)算點(diǎn)參數(shù)表汽水參數(shù)單位汽輪機(jī)高壓缸入口再熱器入口再熱器出口排汽C壓力pMPa16.74.0223.620.014溫度t538303.5538汽焓hkJ/kg3396.4062968.4583533.85642334.3832.5數(shù)據(jù)計(jì)算2.5.1整理原始數(shù)據(jù)得總汽水焓值，如表1-2所示。2.5.2全廠物質(zhì)平衡 汽輪機(jī)總耗氣量 鍋爐蒸發(fā)量 鍋爐給水量 補(bǔ)充水量 2.5.3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D1 (2)由高壓加熱器H2計(jì)算D2 由物質(zhì)平衡計(jì)算H2輸水量Ddr

20、2 計(jì)算再熱蒸汽量Drh由于高壓缸軸封漏汽為，軸封漏汽全部引入軸封加熱器，故從高壓缸物質(zhì)平衡可得 (3)由高壓加熱器H3熱平衡計(jì)算D3H3的輸水量Ddr3 (4)由除氧器H4熱平衡計(jì)算D4由于計(jì)算工況再熱減溫水量為0，因此除氧器出口水量（給水泵出口水量）。第四段抽汽D4包括除氧器加熱用汽和小汽輪機(jī)用汽D1t兩部分。除氧器的進(jìn)水量Dc4第四段抽汽D4(5)由低壓加熱器H5熱平衡計(jì)算D5 (6)由低壓加熱器H6熱平衡計(jì)算D6 由物質(zhì)平衡計(jì)算H6的輸水量Ddr6 (7)由低壓加熱器H7熱平衡計(jì)算D7 由物質(zhì)平衡計(jì)算H7的輸水量Ddr7 (8)由低壓加熱器H8熱平衡計(jì)算D8 由物質(zhì)平衡計(jì)算H8的輸水量

21、Ddr8(9)將軸封加熱器和凝汽器看成一個整體，由熱井物質(zhì)平衡計(jì)算Dc 有汽輪機(jī)吧物資平衡校核 與Dc誤差很小，符合工程要求。計(jì)算結(jié)果匯總于表1-3。D（t/h）h（kJ/kg） D0Drh=0.83598179D0 D1=0.07961467D0D2=0.08440354D0D3=0.0476626D0D4=0.03433875D0+100.86552D5=0.058946D0D6=0.03015796D0D7=0.02582D0D8=0.025938D0h0=3396.406qrh=565.3984h1=3134.35394h2=3050.806h3=3325.64709h4=3113.1

22、5086h5=2932.9166h6=2754.215h7=2594.7138h8=2486.801Dsg=0.01D0Dc=0.60311748D0-100.86552hsg=2976.5hc=2334.383表1.3 D和H2.5.4汽輪機(jī)汽耗計(jì)算及功率校核(1)計(jì)算汽機(jī)的內(nèi)功率 帶入已知數(shù)據(jù)及前面計(jì)算結(jié)果（表1-3），經(jīng)整理后得：3961.8044 (2)有功率方程式求D0 (3)求各級抽汽及功率校核，將D0數(shù)據(jù)帶入各處汽水相對值和各級抽汽及排汽內(nèi)功率，列入表1-4中。表1.4 各項(xiàng)汽水流量、抽汽及排汽內(nèi)功率項(xiàng) 目數(shù)量（t/h）項(xiàng) 目數(shù)量（t/h）汽輪機(jī)汽耗鍋爐蒸發(fā)量給水量全場汽水損19

23、67.15681996.115983681996.1159836819.9611598368化學(xué)水補(bǔ)充水再熱蒸汽量19.96115983681652.03109898項(xiàng) 目抽汽量（t/h）內(nèi)功率Wij（kJ/h）項(xiàng) 目抽汽量（t/h）內(nèi)功率Wi（kJ/h）第一級抽汽量D1第二級抽汽量D2第三級抽汽量D3第四級抽汽量D4第五級抽汽量D5157.331072166.7946394.1887711168.724274116.48653941228931.51960857644224.12859918875.255182143188452.41403119851578.84132第六級抽汽量D6第七級

24、抽汽量D7第八級抽汽量D8汽輪機(jī)排汽Dc59.596857751.024368651.25755511090.9891971968533.631869754934.68475605068.04821775499154.97功率校核 2.5.5 熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)計(jì)算(1)機(jī)組熱耗Q0、熱耗率q、絕對電效率。 (2)鍋爐熱負(fù)荷Qb和管道效率根據(jù)鍋爐蒸汽參數(shù)查得過熱器出口焓hb=KJ/kg。 (3)全廠熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 全廠熱效率 全廠熱耗率 發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率 參 考 文 獻(xiàn)1. 火力發(fā)電廠金屬技術(shù)監(jiān)督規(guī)程 .S . DL438-2000 中華人民共和國國家經(jīng)濟(jì)貿(mào)易委員會2. 鋼制壓力容器.S GB150-1998.國家技術(shù)監(jiān)督局3. 壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程.S.1999 國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局4