凝汽式汽輪機組初步設計及輔助設備選擇畢業(yè)

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。凝汽式汽輪機組初步設計及輔助設備選擇畢業(yè)原則性熱力系統(tǒng)的計算畢 業(yè) 設 計 論 文國際教育學院School of International Education專業(yè)班級： 熱動專112學生姓名： 曹佳寧學生學號： 2011024232指導教師： 張瑞青 II凝汽式汽輪機組初步設計及輔助設備選擇Preliminary designof condensing steam turbineunit and its auxiliary equipmentselection專業(yè)班級：電廠熱能動力裝置112班 學生姓

2、名： 曹佳寧學 號： 2011024232 指導教師： 張瑞青摘 要本次設計主要內(nèi)容包括了電廠原則性熱力系統(tǒng)的計算、擬定、熱力系統(tǒng)輔助設備的選擇；鍋爐燃燒系統(tǒng)及其設備的選擇；供水方式的確定和水泵的選擇等。為裝有中間再熱機組凝汽式600MW火力發(fā)電廠熱力系統(tǒng)局部初步設計。電廠原則性熱力系統(tǒng)的計算為本次設計的設備選型提供了數(shù)據(jù)，其汽水流量的計算是選擇給水泵、凝結水泵、除氧器等設備的臺數(shù)和容量的依據(jù)。而對于熱力系統(tǒng)設備的選型則是火電廠可行性研究及初步設計中熱機部分的主要部分內(nèi)容，又是運行電廠中組織經(jīng)濟的主要技術依據(jù)。熱力系統(tǒng)設備的選型提供了全廠熱力系統(tǒng)的基本結構，提供了全廠主要的主、輔熱力設備規(guī)格。

3、通過本次設計應達到能夠熟練并掌握電廠的熱力系統(tǒng)及系統(tǒng)設備的連接方式和運行特性，能把書本知識和現(xiàn)場實際結合起來，能培養(yǎng)獨立思考和查閱文獻資料及綜合運用所學知識的能力。本次設計以安全經(jīng)濟為原則，最終選擇出合適的電廠設備。關鍵詞 600MW火力發(fā)電廠，初步設計，原則性熱力計算，設備選型-II-AbstractThis preliminary design is for the portion of thermal power plant of 600MW condensing intermediate reheat unit, the main content include the calcula

4、tion and drawing of the principle thermal system and the selecting of the water supplying and the selecting of the water supplying and the choice of water pump, ect. This calculation of thermal system provide the date for the equipment selecting in this design. The calculation of the steam flow is p

5、repared for selection of the account and capacity to the feedwater pump, condensate pump deoxidize device. The selection of the thermal system equpment is the main content of the feasibility research of power palant and heat engine in oreliminnary designing and its also the main technipue base of ec

6、onomic in the power plant. The composition of thermal system and standards of the main and auxiliary thermal equipment is decided by the selecting of thermal. It is requseted that we should master the designed prograne of thremal system in the power plane and master the content of designed calculati

7、ng and equpment selecting in this design. And can be familiar with conbine book knowledge and scene together actually, can train the ablity to think independently and consulting the documents and materials and using the knowledge studied synthetically. This Design take safe economy as the principle,

8、 choose to offer the suitable power plant equipment finally.Key words 600MW thermal power plant preliminary, design principle calcuation of thermal system, Selecting type of the equipment-III-目 錄摘 要IIAbstractIII目 錄IV第一章 概述1第二章 發(fā)電廠主要設備的選擇22.1 汽輪機設備的確定22.2 鍋爐設備的確定2第三章 原則性熱力系統(tǒng)的擬定43.1 給水回熱和除氧系統(tǒng)的擬定43.2 補

9、充水系統(tǒng)的擬定43.3 鍋爐連續(xù)排污利用系統(tǒng)的擬定53.4 原則性熱力系統(tǒng)圖5第四章 原則性熱力系統(tǒng)的計算64.1 計算原始資料64.1.1 汽輪機形式及參數(shù)64.1.2 回熱加熱系統(tǒng)參數(shù)64.1.3 鍋爐型式及參數(shù)64.1.4 其他數(shù)據(jù)74.2 熱力系統(tǒng)的計算84.2.1 汽、水平衡計算84.2.2 汽輪機進汽參數(shù)計算84.2.3 輔助系統(tǒng)的計算94.2.4 各加熱器進、出口參數(shù)計算104.2.5 高壓加熱器組抽汽系數(shù)計算114.2.6 除氧器抽汽系數(shù)計算134.2.7 低壓加熱器組抽汽系數(shù)計算144.2.8 凝汽系數(shù)c的計算174.2.9 汽輪機比內(nèi)功wi及汽、水流量的計算174.2.10

10、 熱經(jīng)濟性指標計算19第五章 熱力系統(tǒng)輔助設備的選擇215.1 凝汽器的選擇215.1.1 凝汽器的作用215.1.2 凝汽器的類型及選擇215.2 高、低壓加熱器的選擇215.2.1 高、低壓加熱器的作用215.2.2 高、低壓加熱器的類型225.2.3 高、低壓加熱器的選擇225.3 軸封冷卻器的選擇225.3.1 軸封冷卻器的作用225.3.2 軸封冷卻器結構225.4 真空泵的選擇235.4.1 真空泵的作用235.4.2 真空泵的類型235.4.3 真空泵的選擇235.5 給水泵的選擇235.5.1 給水泵的作用245.5.2 給水泵的分類245.5.3 給水泵的選擇245.6 凝結

11、水泵的確定255.6.1 凝結水泵的作用255.6.2 凝結水泵的類型265.6.3 凝結水泵的選擇265.7 除氧器及給水箱的選擇275.7.1 除氧器的選擇275.7.2 給水箱的選擇285.8 連續(xù)排污擴容器的選擇285.8.1 連續(xù)排污的作用285.8.2 連續(xù)排污的分類295.8.3 連續(xù)排污擴容器的選擇295.9 定期排污擴容器的選擇305.9.1 定期排污擴容器的作用305.9.2 定期排污擴容器的選型305.10 疏水擴容器的選擇315.10.1 疏水擴容器的作用315.10.2 疏水擴容器的選擇315.11 工業(yè)水泵的選擇315.11.1 工業(yè)水泵的作用315.11.2 工業(yè)

12、水泵的選擇325.12 生水泵的選擇325.13 供水方式的選擇325.13.1 供水方式類型335.13.2 供水方式的確定345.14 循環(huán)水泵的選擇345.14.1 循環(huán)水泵的作用345.14.2 循環(huán)水泵的類型345.14.3 循環(huán)水泵的選取34第六章 全面性熱力系統(tǒng)的擬定366.1 再熱蒸汽系統(tǒng)366.2 主蒸汽管道系統(tǒng)366.2.1 主蒸汽管道類型366.2.2 主蒸汽管道類型的確定366.3 再熱機組旁路系統(tǒng)376.3.1 旁路系統(tǒng)的作用376.3.2 旁路系統(tǒng)的選擇376.4 主給水管道系統(tǒng)386.4.1 主給水管道的作用386.4.2 主給水管道的類型386.4.3 主給水管

13、道的選擇386.5 主凝結水管道系統(tǒng)396.5.1 主凝結水管道的作用396.5.2 主凝結水管道的流程396.6 回熱加熱器管道系統(tǒng)406.7 除氧器管道系統(tǒng)406.8 軸封管道系統(tǒng)416.8.1 軸封冷卻器的作用416.8.2 軸封管道的組成416.9 高、低壓加熱器疏水放氣系統(tǒng)416.9.1 高、低壓加熱器的疏水系統(tǒng)426.9.2 高、低壓加熱器的放氣系統(tǒng)426.10 真空及空氣管道系統(tǒng)426.11 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)436.11.1 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)作用436.11.2 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)類型436.12 潤滑油系統(tǒng)446.13 EH油系統(tǒng)446.13.1 EH油系統(tǒng)的作用446.13.2 EH

14、油系統(tǒng)的構成446.14 密封油系統(tǒng)45致 謝46參考文獻47-VI-第一章 概述發(fā)電廠的主要設備由鍋爐、汽輪機和發(fā)電機組成。在設計中，應對所需要的主設備進行合理的確定。 對于大型電網(wǎng)中主力發(fā)電廠應優(yōu)先選用大容量機組。最大容量機組宜取電力系統(tǒng)總容量的8%10%。汽輪機單機容量和臺數(shù)可以根據(jù)發(fā)電廠的容量確定。一般，隨機組容量增大，為了便于發(fā)電廠生產(chǎn)管理和人員培訓，發(fā)電廠一個廠內(nèi)機組容量等級不宜超過兩種，機組臺數(shù)不宜超過6臺。如采用300MW、600MW機組，按6臺機組計的發(fā)電量可達到1800MW和3600MW。發(fā)電廠同容量的機組設備宜采用同一制造廠的同一型式或改進型式，同時要求其配套輔機設備，如

15、給水泵、除氧器的型式也一致。本次設計是凝汽式汽輪機組初步設計及輔助設備選擇首先，發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)的擬定與計算：包括給水回熱和除氧系統(tǒng)、補充水系統(tǒng)、汽輪機和鍋爐形式和參數(shù)的確定、回熱系統(tǒng)參數(shù)的確定、加熱器組的計算、汽輪機汽耗量及各項流量的計算和熱經(jīng)濟指標的計算。其次，汽輪機部分輔助設備的選擇：包括給水泵的選擇、凝結水泵的選擇及循環(huán)水泵的選擇。第三，全面性熱力系統(tǒng)擬定鍋爐燃料選擇煙煤，根據(jù)煤的成分分析并選擇磨煤機、送風機和引風機及其鍋爐效率的校核。-1-第二章 發(fā)電廠主要設備的選擇2.1 汽輪機設備的確定發(fā)電廠容量確定后，汽輪機單機容量和臺數(shù)即可確定。大型電網(wǎng)中主力發(fā)電廠應優(yōu)先選用大容量機組，

16、最大機組容量宜取電力系統(tǒng)總容量的8 % -10 %，國外取4% -6%。容量大的電力系統(tǒng)，應選用高效率的300MW、600MW及600MW以上的機組。聯(lián)接大電網(wǎng)間的主力電廠，可選擇800MW以上的機組。供熱機組型式應通過技術經(jīng)濟比較確定，宜優(yōu)先選用高參數(shù)大容量抽汽供熱機組；有穩(wěn)定可靠的熱用戶時，可采用背壓式機組或背壓抽汽式機組，其單機容量應按全年基本熱負荷確定。隨機組容量增大，便于發(fā)電廠生產(chǎn)管理和人員培訓，發(fā)電廠一個廠房內(nèi)機組容量等級不宜超過兩種，機組臺數(shù)不宜超過6臺，如采用300MW和600MW機組，按6臺機組計發(fā)電廠的容量可達到1800MW和3600MW。為便于人員培訓、生產(chǎn)管理和備品配件

17、的貯備，發(fā)電廠內(nèi)同容量的主機設備宜采用同一制造廠的同一型式或改進型式，同時要求其配套輔機設備（如給水泵、除氧器等）的型式也一致。根據(jù)我國汽輪機現(xiàn)行規(guī)范，單機容量25MW供熱機組、50 MW以上凝汽式機組宜采用高參數(shù)，125-200MW凝汽式機組或供熱抽汽機組宜采用超高參數(shù)，300MW、600MW凝汽式機組宜采用亞臨界參數(shù)或超臨界參數(shù)。本次設計為600MW亞臨界參數(shù)的凝汽式機組。汽輪機的主要熱力參數(shù)如下：汽輪機型號：N60016.7/537/537主蒸汽壓力（主汽閥前）：p0=16.7MPa，再熱蒸汽參數(shù)（進氣閥前）：熱段：Prh=3.34Mpa，trh=537冷段：Prh=3.56Mpa，tr

18、h=315 汽輪機排氣壓力Pc=0.005MPa排氣比焓hc=2333.8kJ/kg給水溫度tfw=274.12.2 鍋爐設備的確定鍋爐設備的容量是根據(jù)原則性熱力系統(tǒng)計算的鍋爐最大蒸發(fā)量，加上必須的富裕容量，同時考慮鍋爐的最大連續(xù)蒸發(fā)量應與汽輪機最大進汽量相匹配。對大型引進機組汽輪機最大進汽量是指汽輪機進汽壓力超過5%，調節(jié)汽門全開工況時的進汽量（如不允許超壓5 %，則為調節(jié)汽門全開工況時的進汽量）。該工況的進汽量是相對于汽輪機額定工況時的進汽量，即汽輪機在額定進汽參數(shù)、額定真空、無廠用抽汽、補水率為零時發(fā)出額定功率所需的汽耗量。大型引進機組將大于8% -10%，如引進型300MW汽輪機組，鍋

19、爐最大連續(xù)蒸發(fā)量為汽輪機額定工況進汽量的112.9%，引進的600MW機組為112.0%。高參數(shù)凝汽式發(fā)電廠一爐配一機運行，不設置備用鍋爐，因此鍋爐的臺數(shù)與汽輪機臺數(shù)相等。裝有供熱機組的熱電廠，當一臺容量最大的蒸汽鍋爐停用時，其余鍋爐的蒸發(fā)量應滿足：熱力用戶連續(xù)生產(chǎn)所需的生產(chǎn)用汽量；冬季采暖、通風和生活用熱量的60 % -75 %（嚴寒地區(qū)取上限），此時可降低部分發(fā)電出力。大容量機組鍋爐的主要參數(shù)，如過熱器出口額定蒸汽壓力一般為汽輪機額定進汽壓力的105 %，過熱器出口溫度一般比汽輪機額定進汽溫度高3；冷段再熱蒸汽管道、再熱器、熱段再熱蒸汽管道額定工況下的壓力降宜分別為汽輪機額定工況高壓缸排汽

20、壓力的1 .5%- 2.0%、5%、3.0%-3.5%；再熱器出口額定蒸汽溫度一般比汽輪機中壓缸額定進汽溫度高3，主要是減少主蒸汽和再熱蒸汽的壓降和散熱損失，提高主蒸汽管道效率。鍋爐型式包括水循環(huán)方式、燃燒方式、排渣方式等。水循環(huán)方式主要決定于蒸汽初參數(shù)，如亞臨界參數(shù)以下均采用自然循環(huán)汽包爐，因其給水泵耗功小，循環(huán)安全可靠，全廠熱經(jīng)濟性高；亞臨界參數(shù)可采用自然循環(huán)或強制循環(huán)，強制循環(huán)能適應調峰情況下承擔低負荷時水循環(huán)的安全；超臨界參數(shù)只能采用強制循環(huán)直流爐。鍋爐燃燒方式主要決定于燃料特性和鍋爐容量，有三種燃燒方式，即四角噴燃爐、“W”火焰爐和前后墻對稱燃燒RBC型爐。四角噴燃爐具有結構簡單、投

21、資省、制造及運行國內(nèi)已有成熟經(jīng)驗等優(yōu)點，多用于燃用煙煤的鍋爐，也可用于燃貧煤或無煙煤的鍋爐；“W”火焰爐的優(yōu)點是可燃用多種變化煤種，最低穩(wěn)定燃燒負荷可達40%-50%，有利于調峰運行；RBC型爐，其性能介于上述兩種爐型之間。本次設計的600MW亞臨界參數(shù)的凝汽式機組，其鍋爐的主要熱力參數(shù)如下：（1）鍋爐形式：英國三井2027-17.3/541/541。（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（3）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-第三

22、章 原則性熱力系統(tǒng)的擬定發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)是以規(guī)定的符號表明工質在完成某種熱力循環(huán)時所必須流經(jīng)的各種熱力設備之間的聯(lián)系線路圖，原則性熱力系統(tǒng)只表示工質流過時的參數(shù)，參數(shù)起了變化的各種必須的熱力設備，僅表明設備之間的主要聯(lián)系，原則性熱力系統(tǒng)實際上表明了工質的能量轉換及熱能利用的過程，它反映了發(fā)電廠熱工內(nèi)容，即能量轉換過程的技術完善程度和熱經(jīng)濟性。本次設計的原則性熱力系統(tǒng)，其回熱加熱的級數(shù)為八級，最終給水溫度為274.1，各加熱器形式除一臺高壓除氧器為混合式外，其余均為表面式加熱器。3.1 給水回熱和除氧系統(tǒng)的擬定給水回熱加熱系統(tǒng)是組成原則性熱力系統(tǒng)的主要部分，對電廠的安全、經(jīng)濟和電廠的投資都有

23、一定的影響。系統(tǒng)的選擇主要是擬定加熱器的疏水方式。擬定的原則是系統(tǒng)簡單、運行可靠，在此基礎上實現(xiàn)較高的經(jīng)濟性。(1) 機組有八段不調整抽氣，回熱系統(tǒng)為“三高、四低、一除氧”。主凝結水和給水在各加熱器中的加熱溫度按“等溫升”分配。(2) 1#、2#、3#高壓加熱器和4#低壓加熱器，由于抽汽過熱度很大，設有內(nèi)置式蒸汽冷卻器。一方面提高三臺“高加”水溫；另一方面減少1#“高加”溫差，使不可逆損失減少，以提高機組的熱經(jīng)濟性。1# 、2# 、3#“高加”疏水采用逐級自流進入除氧器，這樣降低了熱經(jīng)濟性。同時，疏水溫度高對水泵的運行也不利，會使安全性降低。在1#、2#“高加”之間設外置式疏水冷卻器，減少了對

24、2段抽汽的排擠，使2段抽汽減少。5段抽汽(4#“低加”)經(jīng)再熱后的蒸汽過熱度很大，所以加裝內(nèi)置式蒸汽冷卻器。2#、3#“高加”間加疏水冷卻器，減少冷源損失，避免高加疏水排擠低壓抽汽。(3)除氧器(4段抽汽)采用滑壓運行，這不僅提高了機組設計工況下運行的經(jīng)濟性，還顯著提高了機組低負荷時的熱經(jīng)濟性，簡化熱力系統(tǒng)，降低投資，使汽機的抽汽點分配更合理，提高了機組的熱效率。為了解決在變工況下除氧器的除氧效果和給水泵不汽蝕，主給水泵裝有低壓電動前置泵。3.2 補充水系統(tǒng)的擬定鑒于目前化學除鹽水的品質難以達到很高的標準，所以采用化學處理補充水的方法。目前，高參數(shù)機組的凝汽器中均裝有真空除氧器，以真空除氧作為

25、補充水除氧方式，所以本機組補充水送入凝汽器中。3.3 鍋爐連續(xù)排污利用系統(tǒng)的擬定經(jīng)過化學除鹽處理的補充水品質相當高，從而使鍋爐的連續(xù)排污量大為減少，同時為了簡化系統(tǒng)，因此采用高壓級排污擴容水系統(tǒng)。通過該排污擴容水系統(tǒng)回收工質的熱量，在擴容器的壓力下，一部分工質汽化為蒸汽，因其含量較少，送入除氧器中回收工質和熱量，而含鹽量高的濃縮排污水在冬季送入熱網(wǎng)，夏季降溫到50以下后排入地溝。3.4 原則性熱力系統(tǒng)圖600MW亞臨界原則性熱力系統(tǒng)圖，如圖3.1所示。圖3.1 600MW亞臨界原則性熱力系統(tǒng)圖-6-第四章 原則性熱力系統(tǒng)的計算4.1 計算原始資料4.1.1 汽輪機形式及參數(shù)1）機組形式：亞臨界

26、、一次中間再熱、三缸兩排氣、單軸、凝汽式機組。2）額定功率：Pe=600MW。3）主蒸汽初參數(shù)（主汽閥前）：p0=16.7Mpa，t0=537。4）再熱蒸汽參數(shù)（進汽閥前）：熱段：prh=3.34Mpa，trh=537冷段：Prh=3.56Mpa，trh=315。5）汽輪機排氣壓力pc=0.005MPa，排氣比焓hc=2333.8kJ/kg。4.1.2 回熱加熱系統(tǒng)參數(shù)1）機組各級回熱抽汽參數(shù)機組各級回熱抽汽參數(shù)如表4.1所示表4.1 回熱加熱系統(tǒng)原始汽、水參數(shù)項目單位H1H2H3H4（除氧器）H5H6H7H8抽氣壓力PjMpa5.8943.5931.6120.74470.30500.1300

27、.06970.022抽氣溫度tj380.9316.9429.1323.6223.2137.888.561.0抽氣焓hjKJ/kg3132.930163317.73108.22912.92749.52649.52491.1加熱器上端差t-1.601-2222加熱器下端差t15.55.55.5-5.55.55.55.5水側壓力pwMpa20.1320.1320.130.70741.7241.7241.7241.724抽汽管道壓損pj%888888882）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）小汽機排

28、汽壓力：Pc=6.27kPa。小汽機排氣焓：2422.6KJ/kg。4.1.3 鍋爐型式及參數(shù)1）鍋爐形式：英國三井2027-17.3/541/541。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：18.44Mpa6）鍋爐熱效率：92.5%4.1.4 其他數(shù)據(jù)1）汽輪機進汽節(jié)流損失4%，中壓缸進汽節(jié)流損失2%。2）軸封加熱器壓力：98kpa，疏水比焓：415kJ/kg。3）機組各門桿漏汽、軸封漏氣等小汽流量及參數(shù)如表4.2所示表4.2 門桿漏氣、軸封

29、漏氣數(shù)據(jù)漏汽點代號ABKL1N1M1LN漏汽量kg/h62026774103027895643437101漏汽系數(shù)0.00033530.00014440.0040080.0016374.81410-50.00030500.0018595.46310-5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30163108.227

30、16.22716.22716.23016.152337.84)鍋爐暖風器耗氣、過熱器減溫水等全廠性汽、水流量及參數(shù) 表4.3 全廠汽、水進出系統(tǒng)相關數(shù)據(jù)名稱全廠工質滲漏鍋爐排污廠用汽暖風器過熱器減溫水汽水量，kg/h3000010000200003500055000離開系統(tǒng)的介質比焓3394.41760.33108.23108.2724.7返回系統(tǒng)的介質比焓83.783.783.7687724.75）汽輪機機械效率：98.5%；發(fā)電機效率：99%6）補充水溫度：207）廠用電率0.074.2 熱力系統(tǒng)的計算4.2.1 汽、水平衡計算1）全廠補水率ma 。全廠汽、水平衡如圖4.1所示，各汽水流量

31、見表4.3，將各汽水流量用相對表示。由于計算前汽輪機進汽量D0為未知，故預選D01848840 kg/h進行計算，最后校核。全廠工質滲漏系數(shù)L3000018488400.01622鍋爐排污系數(shù) 圖4.1全廠汽、水平衡圖bl =D bl/D0=10000/1848840=0.005408其余各量經(jīng)計算為廠用汽系數(shù)p0.01081減溫水系數(shù)sp=0.02974暖風器疏水系數(shù)nf=0.01893由全廠物質平衡可知補水率ma=+L+bl=0.032442）給水系數(shù)fw 由圖4.1可知，1點物質平衡b=b+L=1.01622；2點物質平衡fw=b+bsp=0.99193）各小汽流量系數(shù)按預選的汽輪機進氣

32、量D0和表4.2中的原始數(shù)據(jù)，計算得到門桿漏氣、軸封漏氣等各小汽流量系數(shù)，列于表4.2中。4.2.2 汽輪機進汽參數(shù)計算1）主蒸汽參數(shù)由主汽門前壓力p0 =16.7MPa ,溫度t0 =537 ，查水蒸氣性質表，得主蒸汽比焓值h0=3393.4 kJ/kg.。主蒸汽門后壓力p0 =（1-p0）p0=（1-0.04）16.7MPa=16.032MPa。由p0 =16.032MPa 、ho =ho =3394.4kJ/kg，查水蒸氣性質表，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=3013.626 kJ/kg由中壓聯(lián)合汽門前

33、壓力prh=3.34MPa,溫度 trh=537 ，查水蒸氣性質表，得再熱蒸汽比焓hrh=3536.6kJ/kg。中壓聯(lián)合汽門后再熱蒸汽壓力prh =（1-prh）prh3.169MPa。由prh=3.169MPa、hrh=hrh=3536.6kJ/kg，查水蒸氣性質表，得中壓聯(lián)合汽門后再熱蒸汽溫度trh =536.7。4.2.3 輔助系統(tǒng)的計算1）軸封加熱器計算以加權平均法計算軸封加熱器的平均進汽比焓hsg，詳細計算如下表4.4表4.4 軸封加熱器物質、熱平衡計算項目BN1NTR漏汽量Gi，kg/h267891016601901307漏汽系數(shù) i0.00014444.814x10-55.46

34、3x10-50.0003570.00010280.0007069漏氣點比hi3394.43328.130162716.23108.2總焓 i hi0.490150.160210.164760.969680.319422.10437平均進氣比焓hsg2.10437/0.0007069=2976.92）均壓箱計算以加權平均法計算均壓箱平均蒸汽比焓hjy，詳細計算見表4.53）凝汽器平均壓力計算由pc1=4.40kPa，查水蒸氣性質表，得tc1=30.54；由pc2=5.39kPa，查水蒸氣性質表，得tc2=34.24表4.5 均壓箱平均蒸汽比焓計算項目PMM1漏汽量Gi ,kg/h89663956

35、42099漏汽系數(shù) i0.00048460.00034560.00030500.001135漏汽點比焓hi3108.230163328.1總焓ihi1.506231.042331.015073.5636平均蒸汽比焓 hjy3.5636/0.001135 =3139.7凝汽器平均溫度tc0.5（tc1 +t c2 ）= 0.5（30.54+34.24）=32.39 ，查水蒸氣性質表，得凝汽器平均壓力pc=4.9kPa。將所得數(shù)據(jù)與表4.4的數(shù)據(jù)一起，以各抽汽口的數(shù)據(jù)為節(jié)點，在h-s圖上繪制出汽輪機的汽態(tài)膨脹過程曲線。4.2.4 各加熱器進、出口參數(shù)計算首先計算高壓加熱器H1加熱器出口水焓hw1求

36、解。hw1由已知的tw1、pw，查水蒸氣性質表可得。加熱器出口水溫tw1求解。先求加熱器汽側壓力p1，即p1=（1-p1）p1=（1-0.03）5.894MPa=5.717MPa式中p1為第一抽汽口壓力；p1為第一抽汽管道相對壓損。由p1=5.717MPa，查水蒸汽性質表得p1對應的飽和溫度。得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。已知加熱器水側壓力Pw=20.13Mpa，由t1=274.1，查得H1出水比焓hw,1=1202.5KJ/kg。由tw,1=274.3，查得H1進水比焓hw,2=1050.9KJ/kg。

37、由td,1=247.8，查得H1疏水比焓hd,1=1075.2KJ/kg。至此高壓加熱器H1進、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出口汽水參數(shù)。將計算結果列于表4.6中。表4.6 回熱加熱系統(tǒng)汽、水參數(shù)計算項目單位各 計 算 點H1H2H3H4H5H6H7H8SG抽汽參數(shù)壓力PjMpa5.8943.5931.6120.74470.30500.1300.06970.022-溫度tj380.9316.9429.1323.6233.2137.888.561.0蒸汽焓hjKJ/kg3132.930163317.73108.22972.92749.52649.52491.12976.5

38、 加熱器上端差t-1.601-2222抽汽管道壓損pj% 8 8 8 8 8 8 8 8加熱器水溫水焓出口水溫twj274.152242.314200.267165.374129.541102.81585.675558.212632.76疏水焓hdwjKJ/kg1075.16879.006723.321544.724454.4382.024266.76161.9415出口水焓hwjKJ/kg1202.51050.89861.503698.853545.414432.247360.158245.138138.7進口水焓hwj+1KJ/kg4050.89861.503724.297545.4144

39、32.247360.158245.138138.7136.34.2.5 高壓加熱器組抽汽系數(shù)計算1)由高壓加熱器H1熱平衡計算1圖4.3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圖4.4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圖4.5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,3：4.2.6 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：除氧器物質平衡與熱平衡見圖4.3，由于除氧器為混合式加熱器，進水量c,5是未知，但可由下式算出： 圖4.3除

40、氧器物質平衡與熱平衡 4.2.7 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圖4.6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圖4.7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圖4.8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圖4.9由于低壓加熱器H8的進水焓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，軸封加熱器進汽系數(shù)sg,i和進汽平均焓值h

41、sg的計算見輔助計算部分。由pw,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,8：4.2.8 凝汽系數(shù)c的計算1）小汽機抽汽系數(shù)xj：2）由凝汽器的質量平衡計算cc=c,5-d,8-sg-xj-w-ma=0.7592-0.1216-0.007069-0.03787-0.0003716-0.03244=0.566363）由汽輪機汽側平衡校

42、核cH4抽汽口抽汽系數(shù)和，4：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。4.2.9 汽輪機比內(nèi)功wi及汽、水流量的計算1）凝汽流做功wc式中rh-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4.7中表4.7H1H2H3H4H5H6H7H81kg抽汽做功（kJ/kg）260.664377.564597.62807.121002.41165.81265.81424.2各級抽汽量（kg/

43、h）135131.51501467183779270.564607407726268456434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）汽輪機內(nèi)功wi4.2.10 熱經(jīng)濟性指標計算汽輪機比熱耗q0: 汽機絕對內(nèi)效率：汽輪機絕對電效率e：汽輪機熱耗率q：汽輪機汽耗率d：汽輪機進汽量：式中汽輪機額定電功率，=600MW。校核：汽輪機進汽=1849090，與初選值誤差遠小于1%，計算無誤。給水流量Gfw：凝結水泵流量GCP：凝汽量DC: 各級抽汽量Dj已列于表4.7中。1）鍋爐參數(shù)及有效利用熱量計算過熱蒸汽參數(shù)：由Pb=17.3Mpa，tb=541

44、，查表得過熱蒸汽出口比焓hb=3399.2kJ/kg。再熱蒸汽參數(shù)：鍋爐設計再熱蒸汽出口壓力pr=3.734Mpa，該壓力已高于汽輪機排汽壓力prh=3.5Mpa，故按照汽輪機側參數(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=hr-h2=3544.43013.625=530.8kJ/kg。鍋爐有效熱量q1：2）管道效率計算3）全廠熱效率計算4)全廠發(fā)電標準煤耗率系數(shù)式中-暖風器吸熱量，按下式計算：相應于1kg標煤的輸入量發(fā)電標準煤耗率bs：5)全廠熱耗率6)全廠供電標準煤耗率 式

45、中-廠用電率。-36-第五章 熱力系統(tǒng)輔助設備的選擇5.1 凝汽器的選擇5.1.1 凝汽器的作用凝汽器和抽汽設備、循環(huán)水泵、凝結水泵以及與之相連的管道、閥門等構成汽輪機的凝汽系統(tǒng)。凝汽系統(tǒng)的任務可以歸納為以下四點。1）在汽輪機末級排汽口建立并維持一定的真空。從熱力學第二定律的觀點，完整的動力循環(huán)必須要有一個冷源，凝汽系統(tǒng)在蒸汽動力循環(huán)（朗肯循環(huán)）中起著冷源作用，通過降低排汽壓力和排汽溫度，來提高循環(huán)熱效率。2）汽輪機的工質是經(jīng)過嚴格化學處理的水蒸氣，凝汽器將汽輪機排汽凝結成水，凝結水經(jīng)回熱抽汽加熱、除氧后，作為鍋爐給水重復利用。3）起到真空除氧作用，利用熱力除氧原理除去凝結水中的溶解氣體（主要

46、是氧氣），從而提高凝結水品質，防止系統(tǒng)低壓回路管道、閥門等腐蝕。4）起到熱力系統(tǒng)蓄水作用，凝汽器既是匯集和儲存凝結水、熱力系統(tǒng)中的各種疏水、排汽和化學補充水的場所，又是緩解運行中機組流量的急劇變化，從而起到熱力系統(tǒng)穩(wěn)定調節(jié)作用的緩沖器。5.1.2 凝汽器的類型及選擇凝汽器有混合式和表面式兩種類型。在混合式凝汽器中，汽輪機排汽與冷卻水直接混合接觸而使蒸汽凝結。凝結水與冷卻水混合在一起用水泵抽走，不凝結的空氣用抽汽設備除去。其優(yōu)點是結構簡單、制造成本低廉、冷卻效果好，其最大的缺點是凝結水與不清潔的冷卻水混合后，不能作為鍋爐給水，因此，現(xiàn)在汽輪機組中一般很少直接采用混合式凝汽器。表面式凝汽器中，冷卻

47、介質與蒸汽被冷卻表面隔開不直接接觸，能保持凝結水的清潔，所以現(xiàn)代大型汽輪機組普遍采用表面式凝汽器。本次設計采用的凝汽器為表面式凝汽器。5.2 高、低壓加熱器的選擇5.2.1 高、低壓加熱器的作用加熱器是利用汽輪機抽汽加熱進入鍋爐的給水，從而提高熱力循環(huán)效率的換熱設備。5.2.2 高、低壓加熱器的類型回熱加熱器的類型按傳熱方式分可分為：混合式加熱器；表面式加熱器。按布置的方式分為臥式和立式兩種。按水側壓力可分為高壓加熱器和低壓加熱器。按凝結水的流動方向，在除氧器之前的加熱器，由于其水側承受的壓力比較低，故稱為低壓加熱器；除氧器之后，由于給水被給水泵進一步升壓，加熱器水側承受的壓力很高，故稱為高壓

48、加熱器。5.2.3 高、低壓加熱器的選擇 本次設計所擬定的原則性熱力系統(tǒng)需用三臺高壓加熱器、四臺低壓加熱器。其型號見表5.1所示：表5.1 高、低加熱器型號型號加熱水流量 t/h加熱汽流量 t/h加熱面積m2輸水溫度GJ-1100-2-191064.51100246GJ-1180-2-291072.441180205GJ-820-2-391032.3820177JD-670693.1833670130.8JD-585693.1820585106JD-756693.1828.575689.3JF-823693.1828.5823645.3 軸封冷卻器的選擇5.3.1 軸封冷卻器的作用軸封冷卻器又

49、稱為軸封加熱器，其作用是防止軸封及閥桿漏汽（汽氣混合物）從汽輪機軸端逸至機房或漏入油系統(tǒng)中，同時利用漏汽的熱量加熱主凝結水，其疏水疏至凝汽器，從而減少熱損失并回收工質。5.3.2 軸封冷卻器結構軸封冷卻器由抽氣器、前水室、中水室、后水室、前加熱器及后加熱器組成。抽氣器為射汽式，由噴嘴、吸入室、擴散管和排出管所組成。工作蒸汽經(jīng)噴嘴射出時膨脹，高速出，在吸入室中產(chǎn)生引射作用，使吸入室連同相連的前加熱器產(chǎn)生真空，來自汽輪機軸封的汽、氣混合物源源進入前加熱汽側，經(jīng)銅管內(nèi)的凝結水冷卻后，空氣則為抽氣器所吸入，然后與工作蒸汽一起壓出擴散管，進入后加熱器，經(jīng)兩次冷卻后，空氣排入大氣，前、后加熱器之凝結水則由

50、下部疏水口徑V形管排入低位水箱，被送往凝汽器。本次設計采用一臺軸封冷卻器。5.4 真空泵的選擇5.4.1 真空泵的作用真空泵的作用是在汽輪機組啟動時建立真空以及在運行時不斷抽除從真空系統(tǒng)不嚴密處漏入的空氣和未凝結的蒸汽，以維持凝汽器的真空度。5.4.2 真空泵的類型現(xiàn)代大型汽輪機組多使用機械式真空泵，包括離心式真空泵和水環(huán)式真空泵等。5.4.3 真空泵的選擇本次設計所選真空泵參數(shù)如表5.2所示，選用臺數(shù)為2臺。表5.2 真空泵型號型號轉速壓力吸氣量真空度2BE1-353590r/min5kgt/cm25267m3/h3.3KP5.5 給水泵的選擇5.5.1 給水泵的作用給水泵是熱力系統(tǒng)中最重要

51、的一種水泵。它是向鍋爐連續(xù)供給具有一定壓力和溫度的給水，其安全運行直接影響到鍋爐的安全運行?，F(xiàn)代大容量鍋爐給水泵具有以下的工作特點：容量大（驅動功率大）；轉速高；壓力高；水溫高。給水泵的主要任務是提高給水壓力，而提高給水壓力最經(jīng)濟有效的方法是提高給水泵的轉速。中壓給水泵常用電動機驅動，由于受電網(wǎng)頻率的限制，最高轉速只有3000r/min。5.5.2 給水泵的分類1）水平中開式多級離心泵。其結構特點是：泵體（泵殼）作成沿軸中心線水平中開，分成上下兩部分，吸入管和排出管與下泵體（泵座）整體澆注，為消除軸向力，葉輪采用對稱排列的方式。這種泵的優(yōu)點：拆卸裝配方便，只需將上泵體（泵蓋）吊開，即可取出或裝入整個轉子。缺點：體積大；泵體流道復雜，對鑄造加工技術要求高，造價高，僅適用于低壓、小容量機組的給水泵。2）節(jié)段式多級離心泵。泵體由圓形中段組成，容易制造并可互換，造價低。3）圓筒形雙殼體多級離心泵。目前，大容量、高參數(shù)鍋爐給水泵均采用圓筒形雙殼體多級離心泵。5.5.3 給水泵的選擇根據(jù)火力發(fā)電廠設計技術規(guī)程第8.3.2條，第8.3.3條，第8.3.4條規(guī)定，在給水系統(tǒng)中，每一臺給水泵出口的總流量(即最大給水消耗量，不包括備用給水泵)均應保證供給其所連接的系統(tǒng)的全部，鍋爐在最大連續(xù)蒸發(fā)量時所需的給水量，即汽包鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量的1