热力发电厂课程设计说明书国产600mw凝汽式机组全厂原则性热力系统设计计算.doc

热力发电厂课程设计 1国产 600MW 凝汽式机组全厂原则性热力系统设计计算1课程设计的目的及意义课程设计的目的及意义：：电厂原则性热力系统计算的主要目的就是要确定在不同负荷工况下各部分汽水流量及 参数、发电量、供热量及全厂的热经济性指标，由此可衡量热力设备的完善性，热力系统 的合理性，运行的安全性和全厂的经济性如根据最大负荷工况计算的结果，可作为发电 厂设计时选择锅炉、热力辅助设备、各种汽水管道及附件的依据2课程设计的题目及任务：课程设计的题目及任务：设计题目：国产 600MW 凝汽式机组全厂原则性热力系统设计计算计算任务：㈠ 根据给定的热力系统数据，在 h - s 图上绘出蒸汽的汽态膨胀线㈡ 计算额定功率下的汽轮机进汽量，热力系统各汽水流量0DjD㈢ 计算机组和全厂的热经济性指标（机组进汽量、机组热耗量、机组汽耗率、机组热 耗率、 绝对电效率、全厂标准煤耗量、全厂标准煤耗率、全厂热耗率、全厂热效率）㈣ 按《火力发电厂热力系统设计制图规定》绘制出全厂原则性热力系统图3 已知数据：已知数据：汽轮机型式及参数汽轮机型式及参数机组型式：亚临界、一次中间再热、四缸四排汽、单轴、凝汽式汽轮机；额定功率 Pe=600MW；主蒸汽初参数（主汽阀前）P0=16.7MPa，t0=537℃再热蒸汽参数（进汽阀前）热段：Prh=3.234MPa，trh=537℃ 冷段：P’rh=3.56MPa，t’rh=315℃；汽轮机排汽压力Pc=4.4／5.39kPa排汽比焓hc=2333.8kJ／kg。

回热加热系统参数回热加热系统参数 最终给水温度tfw=274.1℃ 给水泵出口压力Pu=20.13MPa除氧器至给水泵高差21.6m小汽机排汽压力Pc=6.27kPa给水泵效率83％；小汽机排汽焓2422.6kJ／kg热力发电厂课程设计 2锅炉型式及参数锅炉型式及参数锅炉型式英国三井 2027-17.3／541／541额定蒸发量Db：2027t／h额定过热蒸汽压力 Pb17.3MPa额定再热蒸汽压力3.734MPa额定过热蒸汽温度541℃ 额定再热蒸汽温度541℃ 汽包压力：Pdu18.44MP锅炉热效率92.5％其他其他汽轮机进汽节流损失4％中压缸进汽节流损失2％轴封加热器压力 PT98kPa疏水比焓415kJ／kg汽轮机机械效率98.5％发电机效率99％补充水温度20℃ 厂用电率0.074 4 计算过程汇总计算过程汇总: :㈠㈠ 原始资料整理：原始资料整理：热力发电厂课程设计 3㈡㈡ 全厂物质平衡方程全厂物质平衡方程① 汽轮机总汽耗量 0D② 锅炉蒸发量D = 全厂工质渗漏+厂用汽=65t/h（全厂工质损耗）1=D- D = D-650Db1b③ 锅炉给水量D= D +D-D = D -45=+20fwb1beb0D④ 补充水量D=D + D =95t/hmalb㈢㈢ 计算回热系统各段抽汽量计算回热系统各段抽汽量 回热加热系统整体分析本机组回热加热系统由三个高压加热器、一个除氧器、四个低压加热器共八个加热器 组成。

其中 1 段 2 段抽汽来自于高压缸，3 段 4 段抽汽来自于低压缸，5—8 段抽汽来自于 低压缸，再热系统位于 2 段抽汽之后，疏水方式采用逐级自流，通过机组的原则性热力系 统图可知三台高加疏水逐级自流至除氧器；四台低加疏水逐级自流至凝汽器凝汽器为双压式 凝汽器，汽轮机排汽压力 4.4／5.39kPa与单压凝汽器相比，双压凝汽器由于按冷却水温 度低、高分出了两个不同的汽室压力，因此它具有更低些的凝汽器平均压力，汽轮机的理 想比焓降增大给水泵汽轮机（以下简称小汽机）的汽源为中压缸排汽（第 4 级抽汽） ，无回热加热， 其排汽亦进入凝汽器，设计排汽压力为 6.27kPa热力发电厂课程设计 4高压缸门杆漏汽 A 和 B 分别引入再热冷段管道和轴封加热器 SG，中压缸门杆漏汽 K 引入 3 号高压加热器，高压缸的轴封漏汽按压力不同，分别进入除氧器（L1、L） 、均压箱 （M1、M）和轴封加热器（N1、N） 中压缸的轴封漏汽也按压力不同，分别引进均压箱 （P）和轴封加热器（R） 低压缸的轴封用汽 S 来自均压箱，轴封排汽 T 也引入轴封加热 器从高压缸的排汽管路抽出一股汽流 J，不经再热器而直接进中压缸，用于冷却中压缸 转子叶根。

应该注意计算中压缸门杆漏汽和轴封漏汽的做功量 ① 由高压加热器 H1 的热平衡方程计算 D1D (h -h)= D(h-h)11d w1fw1w2w其中h ——为一号高加的抽汽焓1h——为一号高加的疏水焓d w1h——为一号高加的进口水焓1wh——为一号高加的进口水焓2w入口水温度可以通过一号高加的的疏水温度和下端差确定，出口水温度可以通过一号 高加的的疏水温度和上端差确定，一号高加的疏水温度即一号高加抽汽压力下的饱和温度 经由焓熵表差得t=274.39d w1Ch=1207.71 kj / kgd w1可得t=t-t=274.39+1.7=276.091wd w1Ct= t+t =274.39 – 5.5 =268.89 2wd w11C查水蒸汽表得 = 1211.96 kJ/kg= 1176.72 kJ/kg2wh经计算最终得到D ===0.01831d wwwfw hhhhD1121)(d www hhhhD11210))(40( fwD1wh热力发电厂课程设计 5② 由高压加热器 H2 的热平衡方程计算 D2由于 2 号高加利用了 1 号高加的疏水放热量，得到 2 号高加的热平衡方程为D (h -h)+D (h-h)= D(h-h)22d w21d w1d w2fw2w3wD ==0.0732 2d wd wd wwwfw hhhhDhhD2221132)()(fwD由物质平衡方程得到 H2 的疏水量为D=D +D =0.0183+0.0732=0.09152dr12fwDfwDfwD③ 再热蒸汽量计算计算再热蒸汽流量 D，必须要考虑高压缸轴封漏气量，由已知条件，高压缸漏汽rhH sgD量由 L、N、M、L1、N1、M1 六部分组成，即：= D + D+D+ D+ D+D=3.027+0.089+0.564+3.437+0.101+0.639=7.857 t /hH sgDLNM1L1N1M由高压缸物质平衡可得D= D- -DrhrhH sgD2dr由本章第一节计算出的结果可得：D= D +D-D = D -45=+20fwb1beb0DD= D - -D= D-20--D=0.9085 D-27.857rh0H sgD2drfwH sgD2drfw④ 由高压加热器 H3 的热平衡方程计算 D3锅炉给水经除氧器进入 3 号高加前要经过给水泵，在给水泵的作用下给水的焓值会有一定 程度的上升，由已知条件可知给水泵出口压力为 20.13MP，由除氧器工作压力，可知除氧器出口水温为 167.43，查得给水泵出口焓为 719.00kJ/kgC由于中压缸门杆漏汽 K 引入 3 号高压加热器，在计算 3 号高加抽汽量时需要考虑中压缸门 杆漏汽在加热器中的放热量因此，3 号高加的热平衡方程为D (h -h)+ D(h-h)+D (h - h)= D( h-h)33d w32drd w2d w3kkd w3rh3wpu w4D =0.04125-1.1253fwD利用物质平衡得到D= D+D =0.0915+0.04125=0.132753dr2dr3fwDfwDfwD⑤ 由高压加热器 H3 的热平衡方程计算 D4热力发电厂课程设计 6-9 暖风器汽源取自第 4 级抽汽，其疏水仍返回除氧器回收,高压缸的轴封漏气同样进入除氧 器（L1、L） 除氧器的出水量D=D+D= D+55' fwfwdefw考虑以上诸多情况后，除氧器的热平衡方程为(D- D)(h -h)+D(h-h)+ D(h4暖风器45w3drd w35w)()(5' ' 115' ' wLLwLLhhDhhD暖风器)=D (h-h)暖风器返回5wh' fw4w5w则除氧器的抽汽量为D=4+ 545' ' 5' ' 115' ' 53354')()()()()(wwwLLwLLwd wdrwwfw hhhhDhhDhhDhhDhhD暖风器暖风器D =0.00942+3.30+3.31+9.70+0.55=0.00942-16.86暖风器fwDfwD除氧器进水量D=D-D- ---D =0.8578-58.324c' fw3drLD1LD暖风器D4fwD⑥ 由低压加热器 H5 的热平衡方程计算 D5由于忽略了，凝结水泵带来的焓升，5 号低加的入口水焓值近似等于 6 号低加的出口水焓 值，而且 5 号低加没有利用上一级的疏水加热，因此计算方法类似于 1 号高加，其热平衡 方程为D (h -h)= D(h-h)55d w54c5w6w易求得 D =0.05542-3.2325fwD5 号低加的疏水量D= D =0.05542-3.2325dr5fwD⑦ 由由低压加热器 H6 的热平衡方程计算 D6 计算方法类似于 D2 计算结果为=0.0265-1.5456DfwD6 号低价的疏水量为：D= + D==0.08192-4.7776dr6D5drfwD热力发电厂课程设计 7⑧ 由由低压加热器 H7 的热平衡方程计算 D7 七号低加的热平衡方程如下D(h-h)=D (h - h)+D(h- h)4c7w8w77d w76dr6drd w7解得 7 号低加的抽汽量为D =7d wd wsgsgwwc hhhhDhhD7772287)()(D =0.02965-1.7297fwD可求得七号低加的疏水量为D=D + D=0.1116-8.2607dr76drfwD⑨ 8 号低加的抽汽量计算 将 8 号低加，轴封加热器 T，凝汽器热井看做一个整体，列热平衡方程如下D( h-h )=D (h -h )+D(h -h )+D(h- h )+D4c8w' c88' c7dr' 7' csgsg' c4cpu cwh式中 D为轴封加热器流量，由已知条件得到高压缸的轴封漏汽（N1、N）sg中压缸的轴封漏汽（R）低压缸轴封排汽 T，进入轴封加热器因此易得轴封加热器的流量D= D +D +D +D =89+564+190+660=1.503 t / hsg1N2NRT轴封加热器压力 P ：98 KPa疏水比焓 415kj/kgT凝汽器内压力已知，忽略凝汽器端差和过冷度，可得凝结水温度为低压凝汽器下的饱和温 度 30.640779 ℃，忽略凝结水泵带来的焓升，通过查阅水蒸汽性质表可得凝结水焓为h =129.9kJ/kg' c通过以上条件可得 8 号低加抽汽量为D =8' 8''' 77' 86)()(])[(ccsgsgcdrpu cwcwc hhhhDhhDhhhD=0.0285- 1.482fwD8 号低加的疏水量为D=D+ D =0.1401-9.7188dr7dr8fwD⑩ 凝汽器流量计算 由凝汽器热井物质平衡计算凝汽器流量D =D-D-D-Dc4c8drsgma热力发电厂课程设计 8=0.8578-58.32-0.1401-9.718-1.503-95fwDfwD=0.7177-155.541fwD由汽轮机物质平衡进行凝汽器流量校核D =D --* c081jD41sgjD= D -0.29766+29.320fwD使用在本章第一节计算的结果D= D +D-D = D -45=+20fwb1beb0D得到D =0.7023 D+89.32* cfwD 与 D 误差很小满足工程要求* cc计算结果汇总 将以上计算的各段抽汽量汇总于下表各段名称流量 D（t / h）各点比焓（kj/kg）D10.0183fwD3132.9D20.0732 fwD3016Drh0.9085 D-27.857fw冷段：3026.47 热段：3536.6D30。