热力发电场完成版.doc

600MW凝汽式机组全厂原则性热力系统计算（常规电算）专业：热能与动力工程班级：07级02班姓名：赵超宁学号：070282201600MW凝汽式机组全厂原则性热力系统计算（常规电算）一、 计算任务书（一） 计算题目国产600MW凝汽式机组全厂原则性热力系统计算（常规电算）（二） 计算任务1. 根据给定热力系统数据，计算气态膨胀线上各计算点的参数，并在ｈ-s图上绘出蒸汽的气态膨胀线；2. 计算额定功率下的气轮机进汽量Do，热力系统各汽水流量Dj、Gj；3. 计算机组的和全厂的热经济性指标；4. 绘出全厂原则性热力系统图，并将所计算的全部汽水参数详细标在图中（要求计算机绘图）三） 计算类型定功率计算（四） 热力系统简介某火力发电场二期工程准备上两套600MW燃煤汽轮发电机组，采用一炉一机的单元制配置其中锅炉为德国BABCOCK公司生产的2027t/h自然循环汽包炉；气轮机为GE公司的亚临界压力、一次中间再热600MW凝汽式气轮机 全厂的原则性热力系统如图5-1所示该系统共有八级不调节抽汽其中第一、二、三级抽汽分别供三台高压加热器，第五、六、七、八级抽汽分别供四台低压加热器，第四级抽汽作为0.7074Mpa压力除氧器的加热汽源。

第一、二、三级高压加热器均安装了内置式蒸汽冷却器，上端差分别为-1.7℃、0℃、-1.7℃第一、二、三、五、六、七级回热加热器装设疏水冷却器，下端差均为5.5℃ 气轮机的主凝结水由凝结水泵送出，依次流过轴封加热器、4台低压加热器，进入除氧器然后由气动给水泵升压，经三级高压加热器加热，最终给水温度达到274.1℃，进入锅炉 三台高压加热器的疏水逐级自流至除氧器，第五、六、七级低压加热器的疏水逐级自流至第八级低压加热器；第八级低加的疏水用疏水泵送回本级的主凝结水出口 凝汽器为双压式凝汽器，气轮机排气压力4.4/5.39kPa给水泵气轮机（以下简称小汽机）的汽源为中压缸排汽（第四级抽汽），无回热加热其排汽亦进入凝汽器，设计排汽压力为6.27kPa 锅炉的排污水经一级连续排污利用系统加以回收扩容器工作压力1.55Mpa，扩容器的疏水引入排污水冷却器，加热补充水后排入地沟 锅炉过热器的减温水（K）取自给水泵出口，设计喷水量为66240kg/h 热力系统的汽水损失计有：全厂汽水损失（J）19800kg/h\厂用汽（P）13200kg/h(不回收)、锅炉暖风器用气量为23100kg/h,暖风器汽源（T）取自第4级抽汽，其疏水仍返回除氧器回收。

锅炉排污损失6600（因排污量较小，未设计排污利用系统） 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中压缸门杆漏气K引入3号高压加热器，高压缸的轴封漏汽按压力不同，分别引进除氧器（L1和L）、均压箱（M1和M）和轴封加热器（N1、N）中压缸的轴封漏汽也按压力不同，分别引进轴封加热器（R）和均压箱（P）低压缸的轴封用汽S来自均压箱，轴封排气T也引入轴封加热器从高压缸的排气管路抽出一股气流J，不经再热器而直接进中压缸，用于冷却中压缸转子叶根五）原始资料1.汽轮机型以及参数（1）机组刑式：亚临界压力、一次中间再热、四缸四排汽、单轴、凝汽式气轮机；（2）运行功率Pe=396MW；（3）主蒸汽初参数（主汽阀前）p0=11.022MPa，t0=537℃；（4）再热蒸汽参数（进汽阀前）： 热段prh=2.134MPa；tth=537℃； 冷段prh´=2.35MPa；tth´=315℃；（5）汽轮机排汽压力pc=4.4/5.39kPa,排汽比焓hc=2333.8kJ/kg回热系统参数pfw=21.35MPa, pcw=1.72MPa项目 单位 一抽 二抽 三抽 四抽 五抽 六抽 七抽 八抽加热器编号 H1 H2 H3 H4 H5 H6 H7 H8抽汽压力 MPa 5.99 3.59 1.62 0.738 0.315 0.132 0.0708 0.0225抽汽温度 ℃ 388.2 320.6 431.8 326 226.2 139.2 90.3 62.6端差 ℃ -1.7 0 0 0 2.8 2.8 2.8 2.8注: H1、H2取4%，其他各抽汽管压降取 6%P（特殊性） 各加热器效率取,0.97(特殊性)下端差取 6.3℃(特殊性) 各 轴 封 漏 汽 量 (kg/h) ：Dsg1=5854（去H1）Dsg2=262.5（去H3）Dsg3=4509（去H4）Dsg4=2931.5（去H7）Dsg5=452（去C）Dsg6=508（去SG） 各轴封漏汽焓(kJ/kg)：hsg1=3383.7 hsg2=3508.6 hsg3=3228.8 hsg4=3290.5 hsg5=2716.8 hsg6=2749.92.机组各级回热抽汽参数见表2-1。

1）机组各级回热抽汽参数见表2-1表2-1 回热加热系统原始汽水参数项 目单位H1H2H3H4H5H6H7H8抽汽管道压损△P j%33355555抽汽压力PjMpa3.892.73141.06390.49150.2013.08580.0460.01452抽汽温度tj℃380.9316.9429.1323.6223.2137.888.561.0抽汽焓hjkJ/kg3228.63104.53332.13124.32928.32760.52663.52506.6加热器上端差δt℃-1.700——2.82.82.82.8加热器下端差δt1℃5.55.5——5.55.55.55.55.5水侧压力pwMPa20.1320.1320.130.70741.7241.7241.7241.724抽汽管道压损△P j1.981.981.983.33.33.33.33.33.3（2）最终给水温度tfw=249.2℃；（3）给水泵出口压力ppu=20.13MPa，给水泵效率ηpu=0.83（4）除氧器至给水泵高差Hpu=21.6m；（5）小汽机排汽压力pc,xj=6.27kPa；小汽机排汽焓hc,xj=2422.6kJ/kg3.锅炉型式及参数（1）锅炉型式：英国三井 2027-17.3/541/541一次中间再热、亚临界压力、自然循环汽包炉；（2）额定蒸发量Db=2027t/h（3）运行过热蒸汽压力Pb=11.48Mpa； 运行再热蒸汽压力pr=2.644MPa；（4）运行过热汽温tb=541℃；运行再热汽温tr=541℃；（5）汽包压力pdu=18.44MPa；（6）锅炉热效率ηb=92.5%。

4.其他数据（1）汽轮机进汽节流损失δpl=4%， 中压缸进汽节流损失δp2=2%；（2）轴封加热器压力psg=64.68KPa, 疏水比焓hd,sg=415kJ/kg；（3）机组各门杆漏汽、轴封漏汽等小汽流量及参数见表2-2；表2-2 表2-2 门杆漏汽、轴封漏汽数据漏汽点代号ABKL1N1M1LN漏汽量（kg/h）62026774103027895643437101漏汽点比焓（kJ/kg）3394.43394.43536.63328.13328.13328.130163016漏汽点代号MRPTSJW漏气量（kg/h）639190896660141213912.7687漏汽点比焓（kJ/kg）30163108.23108.22716.22716.23016.152337.8（4）锅炉暖风器耗汽、过热器减温水等全厂汽水流量及参数见表2-3；（5）汽轮机机械效率ηm=0.985；发电机效率ηg=0.99；（6）补充水温度tma=20℃；（7）厂用点率ε=0.07汽机进汽节流损失0.02Po 中压汽门节流损失0.02Pr2 锅炉排污量Dpw=0.01Db 全厂汽水损失DL=0.01Db 化学补充水压力0.39 Mpa，温度20℃ 机电效率ηmg=0.9924*0.987 排污扩容器效率ηf=0.98 排污扩容器压力Pf=0.85.简化条件（1）忽略加热器和抽汽管道的散热损失。

2）忽略凝结水泵的介质焓升3）忽略加热器连续放汽、轴封回汽的影响二 、热力系统计算(一) 汽水平衡计算1.全厂补水率αma全厂汽水平衡如图2-1所示，各汽水流量见表2-3将进、出系统的各流量用相对量α表示由于计算前的气轮机进汽量Do为未知，故预选Do=1220230kg/h进行计算，最后校核 αL αpl 1 αb α0=1 αsp α 2 αfw αsp αma 全厂工质渗漏系数αL=DL/DO=19800/1220230=0.01622锅炉排污系数 αb1αhl=Dbl/DO=6600/1220230=0.005408其余各量经计算为 α厂用汽系数 αpl=0.01081 减温水系数 αsp=0.02974 图2-1全厂汽水平衡图 暖风机疏水系数 αnf=0.01893由全厂物质平衡补水率 αma=αpl+αhl+αL=0.01081+0.005408+0.01622=0.03244.全厂补水率由于计算前汽轮机进汽量 D0 为未知，故预选 D0=1023003kg/h 进行计 算，最后校核。

全厂工质渗漏系数： aL=DL/D0=0.01Db/D0=10210/1023003=0.00998 锅炉排污系数：abl=Dbl/D0=0.01Db/D0=10210/1023003=0.00998厂用汽系数：apl=0.01081减温水系数：asp=0.02974暖风器疏水系数：anf=0.01893由全厂物质平衡：ama=apl+abl+al=0.01081+0.00998+0.00998=0.03077全厂工质渗漏系数： aL=DL/D0=0.01Db/D0=10210/1023003=0.00998 锅炉排污系数：abl=Dbl/D0=0.01Db/D0=10210/1023003=0.00998厂用汽系数：apl=0.01081减温水系数：asp=0.02974暖风器疏水系数：anf=0.01893由全厂物质平衡：ama=apl+abl+al=0.01081+0.00998+0.00998=0.030772.给水系数αfw由图2-13所示，1点物质平衡 αb=αo+αL=1+0.1622=1.016222点物质平衡 αfw=αb+αbl-αsp=1.01622+0.005408-0.02974=0.99193.各小汽流量系数αsg,k按预选的气轮机进汽量DO和表2-2原始数据，计算得到门杆漏汽、轴封漏汽等各小汽的流量系数，填于表2-4中。

Dsg1（去H1）5854hsg13383.7asg10.0057224Dsg2 (去H3）262.5hsg23508.6asg20.0002566D sg3（去H4）4509hsg33228.8asg30.0044076Dsg4（去H7）2931.5hsg43290.5asg40.0028656Dsg5（去C）452hsg52716.8asg50.0004418Dsg6（去SG）508hsg62749.9asg60.0004966∑Dsg14517∑asg0.01419062.2 汽轮机的汽态膨胀过程线P0=16.7t0=538h0=3398.6 Prh=3.588trh=538 hrh=3540.3P1=5.99t1=388.2 h1=3147.8t2=320P3=1.62P4=0.78t3=431.8 h3=3323.5t4=326 h4=3113.1t5=226.2P2=3.59h2=3029.5P5=0.315h5=2918.9t6=139.3 h6=2752.6P6=0.132t7=90.3 h7=2660.1单位：P—MPa T—°C H—kJ/kgP7=0.0708P8=0.00225Pc=0.00595t8=66.51 h8=2520.9hc=2594.5S(kJ/kg*k)（二）气轮机进汽参数计算1. 主蒸汽参数 由主汽门前压力po =11.022Mpa,温度 to=537℃,查水蒸气性质表， 得主蒸汽比焓值h0=3458.5kJ/kg.主汽门后压力p´0=(1-δp1)p0=(1-0.04)111.022=10.581Mpa由p´0=10.581Mpa, h´0= h0=3458.5kJ/kg,查水蒸气性质表，得主汽门后气温t´0=535.2℃。

首先计算高压加热器 H1 加热器压力 p1:p1=(1-Δp1)p'1=(1-0.04)*5.99=5.7504MPap'1----第一抽汽口压力；Δp1----抽汽管道相对压损；由 p1=5.7504MPa，查水蒸气性质表得加热器饱和温度 ts1=272.83 0CH1 出水温度 tw,1=ts1-δt=272.83-(-1.7)=274.530Cδt----加热器上端差H1 疏水温度 td,1：td,1 =t'w,1 +δt1t'w,1 ----进水温度，其值从高压加热器 H2 的上端差δt 计算得到；δt1----加热器下端差已知加热器进水侧压力为 pfw=21.4MPa,由 tw,1，查 得 H1 出水比焓 hw,1.再由 t'w,1,pfw ,查得 H1 进水比焓 hw,2.由 td,1，p1 查得 H1 疏水比焓 hd,1.至此，高压加热器 H1 的进、出口汽水参数已全部算出按同样计算 ， 可一次计算出其余加热器 H2-H8 的各尽、出口汽水参数将计算结果列于表2-3 全厂汽水进出系统有关数据名称全厂工质渗漏锅炉排污厂用汽暖风器过热器减温水汽（水）量kg/h198006600132002310036300离开系统的介质比焓3458.51820.43124.33124.3786.7返回系统的介质比焓83.783.783.7690.6724.72. 再热蒸汽参数由中联门前压力prh=2.134Mpa,温度trh=537℃,查水蒸气性质表，得再热蒸汽比焓值 hrh=3548.7kJ/kg.中联门后再热气压p´rh=(1-δp2)prh=(1-0.02)2.134=2.0918Mpa由p´rh=2.0918Mpa, h´rh= hrh=3548.7kJ/kg,查水蒸气性质表,得中联门后再热气温t´rh=536.8℃.项目单位一抽二抽三抽四抽五抽六抽七抽八抽汽侧加热器编号H1H2H3H4H5H6H7H8抽汽压力p'jMPa5.993.591.620.7380.3150.1320.07080.0225抽汽温度tj℃388.2320.6431.8326226.2139.290.362.6抽气焓hjkj/kg3147.873029.53323.493113.062918.932752.652660.052520.94管道压损%44666666加热器侧压力MPa5.75043.44641.52280.693720.29610.124080.0665520.02115汽侧压力下饱和温度℃272.83241.68199.01164.59133.08105.7588.6161.27水侧水侧压力MPa21.421.421.40.693720.680.680.680.68上端差℃-1.70002.82.82.82.8出水温度tw,j℃274.53241.68199.01164.59130.28102.9585.8158.47出水比焓hw,jkj/kg1208.281045.55847.93795.56547.58431.55359.35244.75进水温度t'w,j℃241.68199.01185130.28102.9585.8158.4733进水比焓h'w,jkj/kg1045.55847.93795.56547.58431.55359.35244.75138.3 下端差℃6.36.36.36.36.36.36.36.3疏水温度td,j℃247.98205.31191.3136.58109.2592.1164.7739.3疏水比焓hd,jkj/kg1075.88876.4813.37574.53458.19385.85271.12164.62高压加热器组抽汽系数计算1.由高压加热器 H1 热平衡计算 a1 高压加热器 H1 的抽汽系数 a1 a1=（afw(hw1-hw2)- asg1（hsg1- hd,1））/ηh/(h1-hd,1) =(0.99022*(1208.28-1045.55)-( 0.0057224*(3383.7-1075.88))/(3147.87-1075.88)/0.97= 0.07140 高压加热器 H1 的疏水系数 ad,1=a1+asg1= 0.07712各加热器、出水参数计算首先计算高压加热器 H1。

加热器压力 p1:p1=(1-Δp1)p'1=(1-0.04)*5.99=5.7504MPap'1----第一抽汽口压力；Δp1----抽汽管道相对压损；由 p1=5.7504MPa，查水蒸气性质表得加热器饱和温度 ts1=272.83 0CH1 出水温度 tw,1=ts1-δt=272.83-(-1.7)=274.530Cδt----加热器上端差H1 疏水温度 td,1：td,1 =t'w,1 +δt1t'w,1 ----进水温度，其值从高压加热器 H2 的上端差δt 计算得到；δt1----加热器下端差已知加热器进水侧压力为 pfw=21.4MPa,由 tw,1，查 得 H1 出水比焓 hw,1.再由 t'w,1,pfw ,查得 H1 进水比焓 hw,2.由 td,1，p1 查得 H1 疏水比焓 hd,1.至此，高压加热器 H1 的进、出口汽水参数已全部算出按同样计算 ， 可一次计算出其余加热器 H2-H8 的各尽、出口汽水参数2.由高压加热器 H2 热平衡计算 a2、arh高压加热器 H2 的抽汽系数 a2：a2=afw(hw2-hw3)- ad,1(hd,1-hd,2)/ηh/(h2-hd,2)=0.08374高压加热器 H2 的疏水系数 ad,2=a2+ad,1=0.16086 再热器流量系数 arh：arh=1-a1-a2-asg1-asg2=0.836023.由高压加热器 H3 热平衡计算 a2、arhp'pu=p'4+ρ'gHpu=0.738+975/106*9.8*21.6=0.900108MPaPpj=0.5*(ppu+p'pu)=0.5*(0.900108+21.4)=11.15005MPa取 hpj=h'pu=795.56kJ/kg，查表可得 vpu=0.0010997m3/kg给水泵介质焓升τpu=vpu(ppu-p'pu)*103=27.161122kJ/kg给水泵出口比焓 hpu=h'pu+τpu=822.721122kJ/kg高压加热器 H3 的抽汽系数 a3：a3=(afw(hw3-hpu)/ηh-ad,2(hd,2-hd,3)- asg2（hsg2- hd,3）)/(h3-hd,3)=0.0563 高压加热器 H3 的疏水系数 ad,3=a3+ad,2=0.16675除氧器抽汽系数计算1.除氧器出水流量 ac,4=afw+asp=0.99022 + 0.02974= 1.01996 抽汽系数 a4：a4=(ac,4(hw4-hw5)/ηh-ad3(hd3-hw5) -anf(hnf-hw5) – asg3（hsg3- hw5）)/(h4-hw5)=0.00486 低压加热器组抽汽系数计算1.由低压加热器 H5 热平衡计算 a5低压加热器 H5 的出水系数 ac,5：ac,5=ac,4-ad,3-a4-anf = 1.01996 - 0.16675- 0.06935 - 0.01893=0.75921 低压加热器 H5 的抽汽系数 a5：a5=ac,5(hw5-hw6)/ηh/(h5-hd,5)=0.03580 低压加热器 H5 的疏水系数 ad,5=a5= 0.035802.由低压加热器 H6 热平衡计算 a6低压加热器 H6 的抽汽系数 a6：a6=(ac,5(hw6-hw7)/ηh-ad,5(hd,5-hd,6))/(h6-hd,6)=0.02207 低压加热器 H6 的疏水系数 ad,6=ad,5+a6= 0.03580+0.02207=0.05786 由低压加热器 H7 热平衡计算 a7 低压加热器 H7 的抽汽系数 a7： a7=(ac,5(hw7-hw8)/ηh-ad,6(hd,6-hd,7)–asg4*（hsg4-hd,7）)/(h7-hd,7)=0.03002 低压加热器 H7 的疏水系数 ad,7=a7+ asg4+ad,6=0.03002+0.0028656+0.05786=0.09075 4.由低压加热器 H8 热平衡计算 a8a8=(ac,5(hw8-hw,sg)/ηh-ad,7(hd,7-hd,8))/(h8-hd,8)=0.03123 低压加热器 H8 的疏水系数 ad,8=a8+ad,7=0.03123+0.09075=0.12198 凝汽系数 ac 计算1.小汽机抽汽系数 axj=ac,4*τpu/(h4-hc,xj) = 1.01996 *170.66/(3113.06-2422.6)= 0.040122.由凝汽器的质量平衡计算 ac=ac,5-ad,8-axj-ama= 0.75921 -0.12198 - 0.04012 -0.03077 =0.56671 3.由汽轮机汽侧平衡校验 acH4 抽汽口抽汽系数 a'4=a4+axj+anf+apl=0.06935+0.04012 +0.01893+0.01081=0.13922 各加热器抽汽系数和∑aj=a1+a2+a3+a'4+a5+a6+a7+a8=0.07140 +0.08374 +0.00563+0.06935+ 0.03580+0.02207+0.03002 +0.03123=0.41910 轴封漏气系数和∑asg,k=asg,1+ asg,2+ asg,3+asg,4+asg,5+asg,6=0.01419 凝汽系数 ac=1-∑aj-∑asg,k=1-0.41910-0.01419 =0.56671 汽轮机内功计算1.凝汽流做功 wc=ac*(h0-hc+qrh)=0.56671*(3398.62-2494.5+469.93) = 778.2kJ/kg 2.抽汽流做功∑wa,j1kgH1 抽汽做功 wa,1=h0-h1=3398.62-3147.87=250.75kJ/kg其余 H2~H8 抽汽做功计算同上，结果列于表 2-8表2-8 做功量和抽汽量计算结果H1H2H3H4H5H6H7H81kg抽汽做功(kj/kg)wa,j250.75369.12545.06755.49949.621115.91208.51347.61各级抽汽量kg/h73039 85667.7878475759.414443142418.3934736622.04513322573.31795130709.93877331949.313759抽汽流总内功∑wa,j=a1wa,1+a2wa,2+a3wa,3+a'4wa,4+a5wa,5+a6wa,6+a7wa,7+a8wa,8=0.07140*250.75+0.08374*369.12+0.00563*545.06+0.13922*755.49+0.03580*949.62+0.02207*1115.9+0.03002*1208.5+0.03123*1337.61=294.0419864kJ/kg3.附加功量∑wsg,k∑wsg,k =asg1(h0-hsg1)+asg2(h0-hsg2)+asg3(h0-hsg3+qrh)+asg4(h0-hsg4+qrh) +asg5(h0-hsg5+qrh)+asg6(h0-hsg6+qrh)= 0.0065678 *(3398.62-3383.7)+0.0002945*(3398.62-3508.6)+ 0.0050588*(3398.62-3228.8+469.93)+0.003289*(3398.62-2716.8+469.93)+0.000507*(3398.62-2716.8+469.93)+ 0.0005699*(3398.62-2749.9+469.93)= 7.318879215kJ/kg4.汽轮机内功 wi=wc+∑wa,j+∑wsg,k=1077.8kJ/kg汽轮机内效率、热经济指标、汽水流量计算1.汽轮机比热耗 q0=h0-hfw+arh*qrh=3398.62-1206.27+0.85852*469.93=2583.2kJ/kg2.汽轮机绝对内效率ηi=wi/q0=1077.8/2583.2=0.417233.汽轮机绝对电效率 ηe=ηi*ηg*ηm=0.41723*0.9924*0.987=0.40874.汽轮机热耗率 q=3600/ηe=3600/0.4087=8808.8kJ/kWh5.汽轮机汽耗率 d：d=q/q0=8808.8/2583.2=3.410kg/kWh6.汽轮机进汽量 D0=1000d*Pe=1000*3.410*300=1023003kg/h其中 Pe—汽轮机额定功率，Pe=300MW。

7.校验：汽轮机进汽量 D0=1023003kg/h，与初选值相等8.给水流量 Gfw=ac,4*D0=1.01996*1023003=1043423kg/kWh9.凝结水泵流量 Gcp=ac,5*D0=0.75921*1023003=776673 kg/h10.凝汽量 Dc=ac*D0=0.56671 *1023003=579362 kg/h11.第一级抽汽量 D1=a1*D0=0.07140 *1023003= 73039 kg/h全厂性热经济指标计算1.全厂效率ηcp=ηbηpηe=0.913*0.9985*0.4087=0.36753 2.全厂热耗率qcp=3600/ηcp=3600/0.36753=9640.17286 kJ/kWh3.标准煤耗bcp=0.123/ηcp=0.123/0.36753=334.667g/kW4.锅炉有效热q1=(afw-abl)(hb-hfw)+abl(hbl-hfw)+asp(hb-hsp)+arh*qrh=(0.99022-0.00998 )*( 3383.34-1206.27)+0.00998*(1760.3-1206.3)+0.02974*(3383.34-724.7)+ 0.83602 *469.93=2645.7 kJ/kg(二) 辅助计算1. 轴封加热器计算以加权平均法计算轴封加热器的平均进汽比焓hsg.计算详表见表2-4 表2-4 轴封加热器物质热平衡计算项 目BN1NTRΣ汽水量Gi,kg/h1765967436125863汽水系数αi0.00014444.813×10-55.463×10-50.0003570.00010280.0007069汽水点比焓hi3458.53367.13104.52746.23124.3总焓αihi0.499410.162060.169600.980400.321182.13265平均比焓2.13265/0.0007069=3016.92. 均压箱计算以加权平均法计算均压箱内的平均蒸汽比焓hjy.计算详见表2-5表2-5 均压箱平均蒸汽比焓计算 项 目PMM1Σ汽水量Gi,kg/h5914553721385汽水系数αi0.00048460.00034560.00030510.001135汽水点比焓hi3124.33104.53367.1总焓αihi1.5140041.072921.02733.6143平均比焓3.6143/0.001135=3184.43.凝汽器平均压力计算由psl=4.40kpa,查水蒸气性质表,得tsl=30.54℃; 由ps2=5.39kpa,查水蒸气性质表,得ts2=34.24℃;凝汽器平均温度ts=0.5（tsl +ts2）=0.5（30.54+34.24）=32.44℃;查水蒸气性质表,得凝汽器平均压力ps=4.9kpa;将所得数据与表2-1的数据 一起,以各抽气口的数据为节点,在h-s图上绘制出气轮机的气态膨胀过程线,见图2-2 P0´=10.581 prh=2.134p¸h¸t p0=11.022 t0´=535.7 prh´=2.092 trh=537 t0=537 2´ hrh=3548.7 0 h0=3458.5 t3=429.1 0 t1=380.9 3 h3=3332.1 P1=3.89 1 h1=3228.6 p3=1.0639 2 t2=316.9 4 t4=323.6 h4=3124.3H2=3104.5 p4=0.4915 5 t5=223.2 h5=2928.3 prh=2.134 p2=2.7314 p5=0.2103 t6=137.8 6 h6=2760.5 P6=0.0858 t7=88.5 单位：p-MPa 7 h7=2663.5t-℃ p7=0.046 t8=61 h-kJ/kg 8 h8= 2506.6 p8=0.01452 C hc=2333.8 pc=0.0049 x=0.9312 s[kJ(kg¸k]) 图2-2气轮机的气态膨胀过程线（四）各加热器进、出水参数计算首先计算高压加热器H1。

加热器压器Ｐ1：Ｐ1=（1-Δp1）P1=（1-0.0198）×3.89=3.813MPa式中 Ｐ1——第一抽汽口压力；△ P1——抽汽管道相对压损；又P1=3.813MPa，查水蒸气性质表得加热器饱和温度ts,1=247.5℃H1出水温度tw,1： tw,1= ts,1-δt =247.5-（-1.7）=249.2℃式中 δt ——加热器上端差H1疏水温度td1 ： Td1= tw,1+δt1=227.6+5.5=233.1℃式中 δt1—— 加热器下端差，δt1=5.5 tw,1——进水温度，其值从高压加热器H2的上端差δt计算得到 已知加热器水侧压力Pw=20.13MPa,由t1=249.2℃,查的H1出水比焓hw,1=1083kJ/kg由tw,1=242.3℃,pw=20.13MPa, 查得H1进水比焓hw,1=1050.9kJ/kg 由td1=247.8℃, Ｐ1=5.717MPa, 查得H1疏水比焓hd,1=1075.4kJ/kg.至此,高温加热器H1的进、出口汽水参数已经全部算出。

按同样计算，可依次计算出其余加热器H2-H8的各进、出口汽水参数将计算结果列于表2-6 表2-6 回热加热系统汽水参数计算项 目单位H1H2H3H4H5H6H7H8SG 汽 测抽汽压力P’jMPa3.892.73141.06390.49150.20130.08580.0460.01452抽汽比焓hjkJ/kg3228.63104.53332.13124.32928.32760.52663.52506.63016.9抽汽管道压损δpj%1.981.981.983.33.33.33.33.3加热器侧压力PjMPa3.8132.6771.0430.47530.19470.0830.04450.014040.06468气侧压力下饱和温度ts℃247.5227.6181.7157.2119.494.578.552.6水 测水侧压力PwMPa20.1320.1320.130.70741.7241.7241.7241.7241.724加热器上端查δt℃-1.70002.82.82.82.8出水温度tw，j℃249.2227.6181.7157.2116.691.775.749.832.73出水比焓hw，jkJ/kg1083983.6780.6663.4490.4385.4318.2209.9138.62进水温度t’w，j℃227.6181.7160.4116.691.775.749.832.7332.19进水比焓h’w，jkJ/kg983.6780.6688.9489.7385.4318.2209.9138.62136.3加热器下端查δt1℃5.55.55.55.55.55.55.55.5疏水温度tdj℃233.1187.2168.8116.697.281.255.338.23疏水比焓hdjkJ/kg1008.7804.5724.9489.7408.5341.3232.9160.1415(五)高压加热器组抽汽系数计算1. 由高压加热器H1热平衡计算α1高压加热器H1的抽汽系数α1：α1={αfw（hw1-hw2）/ηh}/h1-hd,1=0.9919×（1083-983.6）/1.0/(3228.6-1008.7)=0.04441 高压加热器H1的疏水系数αd,1: αd,1=α1=0.044412.由高压加热器H2热平衡计算α2 、αrh高压加热器H2的抽汽系数α2：α2={αfw（hw,2-hw,3）/ηh}-αd,1（hd,1-hd,2）/h2-hd,2=0.0836高压加热器H2的疏水系数αd,2: αd,2=αd,1+α1=0.04441+0.0836=0.12801再热器流量系数αrh: αrh=1-α1-α2-αsg,1-αsg,2-αsg,42-αsg,5-αsg,8-αsg,7 =1-0.04441-0.0836-0.0001444-0.01636-0.001637 - 0.00004814-0.0003050-0.001859-0.00005463-0.0003456 =0.851243.由高压加热器H3热平衡计算α3本级计算时，高压加热器H3的进水比焓hw,3´为未知，故先计算给水泵的介质比焓升Δhpu。

如图1-3所示，泵入口静压p´pu:p´pu=p´4+ρ´·g·Hpu=0.7074+975×10-6×9.8×21.6 =0.9139MPa式中 p'4—除氧器压力，Mpa； ρ'—除氧器至给水泵水的平均密度，㎏/m3给水泵内介质平均压力ppj ppj=0.5×（ppu＋p'pu）=0.5×（20.13+0.9139）=10.52MPa给水泵内介质平均比焓hpj：取hpj =h'pu=663.4 kJ/kg根据ppj =10.52和hpj =663.4查得： p4 p4给水泵内介质平均比容υpu =0.001100 m3/㎏给水泵介质焓升τpu 除氧器τpu = hpu - h´pu= p´ Hpu =25.5kJ/kg ρpu hpu 给水泵 h´pu给水泵出口比焓hpu： ppu p´pu hpu= h'pu＋Δhpu=663.4+25.5=688.9kJ/㎏ 2-3给水泵焓升示意图高压加热器H3的抽汽系数=0.02664高压加热器H3的疏水系数αd,3: αd,3=αd,2+α3 +αsg,k=0.12801+0.02664+0.004008=0.1587 (六)除氧器抽汽系数计算 除氧器出水流量αc,4 αc,4 =αfw+αsp =0.9919+0.02974=1.0216抽汽系数α4：α4=[αc,4（hw,4-hw,5）/ηh-αd,3（hd,3-hw,5）-αsg,l1（hsg,l1-hw,5）-αsg,l（hsg,l-hw,5）-αnf（hnf-hw,5）]/（h4-hw,5）=[1.0216×（663.4-490.4）/1.0-0.1587×（724.9-490.4） -0.001637×（3367.1-490.4）-0.001859×（3104.5-490.4） -0.01893×（690.6-490.4）]/（3124.3-490.4）=0.0479除氧器的物质平衡和热平衡见图2-4。

由于除氧器为汇集式加热器，进水流量αc，5为未知 但利用简捷算法可避开求取αc，5 α4（七）低压加热器组抽汽系数计算 αsg¸4 ααc，5 αg¸51.由低压加热器H5热平衡计算α5 αnf αd3 低压加热器H5的出水系数αc，5： 2 1 由图1-4， αpu αc,4 αc，5=αc,4-αd,3-α4-αsg,L1-αsg,L-αnf =1.0216-0.1587-0.0479-0.001637 图2-4除氧器的物质平衡和热平衡-0.001859-0.01893 1-除氧器；2-ge给水泵；αsg¸4=0.7926 αg¸5-轴封漏汽系数；αnf-暖风器凝结系数αc,4-除氧器出水系数低压加热器H5的抽汽系数α5: α5 ===0.03303低压加热器H5的疏水系数αd,5 αd,5=α5=0.033032.由低压加热器H6热平衡计算α6低压加热器H6的抽汽系数α6= ==0.0211低压加热器H6疏水系数αd,6=αd,5＋α6=0.03303+0.0211=0.054133.由低压加热器H7热平衡计算α7低压加热器H7的抽汽系数α7 α7= ==0.0329低压加热器H7的疏水系数αd,7:αd,7=αd,6+α7=0.05413-0.0329=0.087034.由低压加热器H8热平衡计算α8由于低加H8的进水焓hsg、疏水焓hd,8为未知，故先计算轴封加热器SG。

由SG的热平衡，得轴封加热器出水焓hw,sg： hw,sg=h´c+ =136.3+ =138.62KJ/kg式中，轴封加热器的进汽系数和进汽平均焓值的计算见表2-4,2-5由pw,sg=1.724Mpa, hw,sg=138.62KJ/Kg,查得轴封加热器出水温度tw,sg=32.73℃.低压加热器H8疏水温度td,8：td,8=tw,sg+δt1=32.73+5.5=38.23℃由p's=0.01404Mpa, td,8=38.23℃查得低压加热器H8疏水焓hd,8=160.1kJ/kg.低压加热器H8的抽汽系数α8：α8===0.02138低压加热器H8的疏水系数αd,8：αd,8=αd,7+α8 =0.08703+0.02138=0.10841(八)凝汽系数αc计算1.小汽机抽汽系数αxj：αxj===0.097132.由凝汽器的质量平衡计算αcαc=αc，5-αd,8-Σαsg-αxj-αw-αma=0.7926-0.10841-0.0007069-0.03713-0.0003716-0.03244=0.613543.由气轮机汽侧平衡校验αcH4抽汽口抽汽系数和α'4： α'4=α4+αxj+αnf+αpl=0.0479+0.03713+0.01893+0.01082=0.1148各加热器抽汽系数和Σαj：Σαj=α1+α2+α3+α'4+α5+α6+α7+α8=0.04441+0.0836+0.02664+0.1148+0.03303+0.0211+0.0329+0.02183=0.3783轴封漏汽系数和Σαsg，k：Σαsg，k=αsg，k+αsg，B+αsg，L1+αsg，N1+αsg，M1+αsg，L+αsg，N+αsg，M+αsg，P+αsg，R+αsg，T+αsg，S=0.004008+0.0001444+0.001637+0.00004814+0.0003050+0.001859+0.00005463+0.0003456+0.0004846+0.0001027+0.0003570-0.0007637 =0.008582凝汽系数αc： αc=1-Σαj-Σαsg,K=1-0.3783-0.008582=0.61312该值由凝汽器质量平衡计算得到的αc基本相等，凝汽系数计算正确。

九）气轮机内功计算1.凝汽流做工ωcωc=(αc–αsg,S+αsg,T)( h0–hc+qrh) –αJqrh-αsg,A(h0 –h2) = (0.61354-0.0007637+0.000357)(3456.76-2333.8+444.2)-0.01636×444.2-0.0003353(3456.7-3104.5)=953.49kJ/kg式中qrh—再热器吸热，qrh= hrh–h2=3548.7-3104.5=444.2 kJ/kg2.抽汽流做功Σωa,j1㎏H1抽汽做功ωa,1： ωa,1= h0 –h1=3456.76-3228.6=228.16 kJ/kg1㎏H2抽汽做功ωa,2： ωa,2= h0 –h2=3456.76-3104.5=352.3kJ/kg 1㎏H3抽汽做功ωa,3： ωa,3= h0 –h3+ qrh=3456.76-3332.1+444.2=568.86kJ/kg1㎏H4抽汽做功ωa,4： ωa,4= h0 –h4+ qrh =3456.76-3124.3+444.2=776.66 kJ/kg其余H5、H6、H7、H8抽气做功（每kg）的计算同上，结果列于表2-7表2-7 做功量和抽汽量计算结果H1H2H3H4H5H6H7H81㎏抽汽做功（kJ/kg）228.16352.3568.86776.66972.661140.461237.461394.36各级抽汽量（kJ/h）54190.4102011.232506.95844940304.225746.940145.626637.6抽汽流总内功Σωa,j： Σωa,j=α1ωa,1+α2ωa,2+α3ωa,3+α'4ωa,4+α5ωa,5+α6ωa,6+α7ωa,7+α8ωa,8=0.04441×228016+0.0836×352.3+0.02664×568.86+0.1148×776.66+0.03303×972.66+0.0211×1140.46+0.0329×1237.46+0.02183×1394.36=271.24 kJ/kg3.附加功量Σωsg,k附加功量Σωsg,k是指各小汽流量作功之和：Σωsg,k=αsg,k(h0 –hsg,k+ qrh)+( α8g,l1 + αsg,n1+, αsg,m1 ) (h0 –h8g,l1)=0.004008×(3456.76-3548.7+444.2)+(0.001637+0.00004814+0. 0003050)×(3456.76-3367.1)+(0.001859+0.00005463+0.0003456)×(3456.76-3104.5)+(0.0004846+0.0001028)×(3456.76-3124.3+444.2)=2.8424kJ/kg4.气轮机内功ωiωi=ωc+Σωa,j+Σωsg,k=953.49+271.24+2.8424=1227.57kJ/kg（十）气轮机的内效率、热经济指标、汽水流量计算气轮机比热耗q0： q0= h0 –hfw+αrhqrh=3456.76-1082.99+0.85124×444.2 =2751.89kJ/kg气轮机绝对内效率ηi：ηi=ωi /q0=1227.57/2751.89=0.44608气轮机绝对电效率ηe：ηe=ηmηgηi=0.985×0.99×0.44608=0.43499气轮机热耗率q：q=3600/ηe=3600/0.43499=8276.05 kJ/(kwh)气轮机汽耗率d：d=q/ q0=8276.05/2751.89=3.0074 kJ/(kwh)气轮机进汽量D0：D0=1000 d Pe=1000×3.0074×396=1217304㎏/h式中Pe—气轮机额定功率，Pe=396MW校验：气轮机进汽量D0=1220230㎏/h，与初选值误差符合要求。

给水流量Gfw：Gfw=αc,4 D0=1.0216×1220230=1246586.97㎏/h凝结水泵流量Gcp：Gcp=αc,5 D0=0.7926×1220230=967154.3㎏/h凝汽量Dc：Dc=αc D0=0.61354×1220230=748659.9㎏/h第一级抽汽量D1：D1=α1 D0=0.04441×1220230=54190.4㎏/h其余第二至第八级抽汽量的计算结果，列于表1-7（十一）全厂性热经济指标计算1.锅炉参数计算过热蒸汽参数：由pb=11.418MPa,tb=541℃,查表得过热蒸汽出口比焓hb=3462.7kJ/kg再热蒸汽参数：锅炉设计再热蒸汽出口压力pr=2.464MPa，该压力以高于气轮机排汽压力p´rh=2.35 MPa，故按照气轮机侧参数，确定锅炉再热器出口压力pr=2.174 MPa.由pr=2.174 MPa和tr=541℃,查表得再热蒸汽出口比焓hr=3555.99kJ/kg.再热器换热量q´rh=hr–h2=3555.99-3104.59=451.5kJ/kg2.锅炉有效热量q1q1=(αfW–αbl)( hb–hfw)+ αbl( hbl–hfw)+ αsp( hb–hsp)+ αrh qrh´ =(0.9919-0.005408)×(3458.5-1082.99)+0.005408×(1820.4-1082.99)+0.02974×(3458.5-786.7)+0.85124×444.2=2805 kJ/kg3.管道效率ηpηp= q0 /q1=2751.89/2804.99=0.981074.全厂效率ηcpηcp=ηbηpηe=0.925×0.98107×0.43499=0.394755.全厂发电标准煤耗bs系数r= q1 /(q1–ηb qnf)=2804.99 /(2804.99-0.925×46.07) =1.01543 式中qnf—暖风器吸热量，按下失计算： qnf=αnf(hnf– h´nf)=0.01893(3124.3-690.6)=46.07kJ/kg相应于1㎏标煤的输入热量QSb：QSb=29300r=29300×1.01543 =29752 kJ/kg发电标准煤耗bs：bs=3600/(ηcp QSb)=3600/(0.39475×29752)=0.30652kJ/kwh6.全厂热耗率qcpqcp= bs·29300=0.30652×29300=8981.0 kJ/kwh7.全厂供电标准煤耗bsnbsn= bs/( 1-ε)=0.30652/(1-0.07)=0.39269 kJ/kwh式中ε—厂用电率。

三、反平衡校核为检查计算结果的正确性，以下做全厂反平衡校核计算校核目标为气轮机的内功ωi反平衡计算中的各量均相应于1㎏气轮机进汽1. 锅炉输入热量qrqr=q1/ηb=2805/0.925=3033kJ/kg2. 锅炉损失Δqb Δqb=(1-ηb)qr=(1-0.925)×3033=227.43kJ/kg3. 排污损失ΔqblΔqbl=αbl(hbl- hma)=0.005408×（1820.4-83.7）=9.39207 kJ/kg式中hma—化学补充水的比焓，hma=83.74. 全厂工质渗透损失ΔqLΔqL=αL(hL- hma)=0.01622（3458.5-83.7）=54.74kJ/kg5. 厂用汽损失ΔqplΔqpl=αpl(hpl- hma)=0.01081（3124.3-83.7）=32.87 kJ/kg6. 凝汽流冷源损失ΔqcΔqc=αc(hc- h＇c)=0.61354（2333.8-136.3）=1348.3kJ/kg7. 小汽机冷源损失ΔqxjΔqxj=αc,xj(hc,xj- h＇c)=0.03713（2422.6-136.3）=84.88kJ/kg8. 化学补充水冷源损失ΔqmaΔqma=αma(hma- h＇c)=0.03244（83.7-136.6）=-1.706 kJ/kg9. 低加H8疏水冷源损失Δqd'8Δqd'8=αd,8(hd,8- h＇c)=0.10841（160.1-136.3）=2.5802kJ/kg10. 轴封加热器疏水冷源损失Δqd,sgΔqd,sg=αd,8g(hd,8g- h＇c)=0.0007069（415-136.3）=0.197 kJ/kg11. W气流冷源损失Δqsg,WΔq=α(h-h＇c)=0.0003716（2377.8-136.3）=0.833 kJ/kg12. 暖风器损失ΔqnfΔqnf=αnf(hnf- h＇nf)=0.01893（3124.3-690.6）=46.07kJ/kg13. 管道散热损失ΔqpΔqp=αb(hb- h0)+αrh(h＂rh- hrh) =1.01622（3462.7-34）+0.85124（3555.99-3548.7）=12.24 kJ/kg14. 轴封器散热损失ΣΔqsg=()()+αsg,s（αjyx-αsg,s)+αsg,W( hjyx- h sg,W) =(0.001637+0.00004814+0.0003050)×(3456.76-3367.1)+0.000763×（3184.4-2746）+0.0003716（3184.4-2377.8）=0.8127 kJ/kg损失之和ΣΔqiΣΔqi=Δqb+Δqbl++ΔqL+Δqc+Δqxj+Δqma+Δqd,8+Δqd,sg+Δqsg,W+Δqnf+ΔqP+ΣΔq =227.43+9.39207+54.74+32.87+1348.3+84.88-1.706+2.5802+0.197+0.833+46.07+12.24+0.8127=1818.65 kJ/kg汽轮机内功ω＇iω＇i=qr-ΣΔqi=3033-1818.65=1214.35kJ/kg正、反平衡相对误差δωi ` δωi=（1214.35-1227.57）/1227.57=-1.0305%计算误差在允许范围内。

四、附表附表1 流量系数a1(抽汽系数)0.07140ad,l(疏水系数)0.07712a20.08374ad,2=ad,1+a20.16086arh(再热器流量系数）0.85852a30.00563ad,30.16675ac41.01996a40.06935ac50.75921a50.03580ad,50.03580a60.02207ad,60.05786a70.03002ad,70.09075a80.03123ad,80.12198axj0.04012ac0.56633a'40.13922∑aj0.41910∑asg,k0.01419ac（校验)0.56671附表2 做功量和抽气量计算结果汽轮机内功 wi1077.8汽轮机比热耗q02583.2097732汽轮机绝对内效率ηi0.41723748504汽轮机绝对电效率ηe0.40868361592汽轮机热耗率q8808.7700603汽轮机汽耗率d3.4100095748汽轮机进汽量D01023003 给水流量Gfw1043423凝结水泵流量Gcp776673 凝气量Dc579362附表3 全厂性热经济指标计算锅炉有效热量 q1（kJ/kg）2645.7 管道效率ηp0.985锅炉效率ηb0.36753121921全厂效率ηcp1.0160695681全厂热耗率qcp29770.838346标准煤耗bcp0.3290161385全厂热耗qcp9640.172858全厂供电标准煤耗bn0.35378079408附表4 反平衡校核锅炉输入热量 qr（kJ/kg）2897.8045921锅炉损失Δqb（kJ/kg）252.10899951排污损失Δqbl（kJ/kg）16.733172825全厂工质渗漏损失ΔqL（kJ/kg）33.042177784厂用汽损失Δqpl（kJ/kg）32.694845凝汽流冷源损失Δqc（kJ/kg）1336.2157716小汽机冷源损失Δqxj（kJ/kg）91.781612052化学补充水冷源损失Δqma（kJ/kg）-1.5813135077低加 H8疏水冷源损失Δqd,8（kJ/kg）3.6020758911轴封加热器疏水冷源损失Δqsg（kJ/kg）4.1217941883暖风器损失Δqnf（kJ/kg）45.833316管道散热损失Δqp（kJ/kg）-20.941857122轴封汽散热损失∑△qsg3.1364748197损失之和∑Δqi（kJ/kg）1796.747069汽轮机内功 w'i（kJ/kg）1101.0575231正反平衡相对误差δwi0.021567374506热力发电厂课程设计专用纸参考文献【1】《 热 力 发 电 厂 》（ 1986），中国电力出版社，郑体宽主编【2】《 热 力 发 电 厂 》（ 1995），中国电力出版社，郑体宽主编【3】《 热 力 发 电 厂 》（ 2001），中国电力出版社，郑体宽主编【4】《 热 力 发 电 厂 》（ 2004），中国电力出版社，叶涛主编【5】《热力发电厂例题、习题、思考题部分》，西交大，武学素主编【6】《热力发电厂课程设计》，中国电力出版社，黄新元主编【7】水和水蒸汽表350MW 凝汽式电厂原则性热力系统设计与计算第 页。