熱力發(fā)電廠課程設計報告引進300MW機組原則性熱力系統(tǒng)設計、計算和改進

1、中北大學課程設計任務書2015學年第2學期能源與工程學院熱能與動力工程專業(yè)姓名陳亮學號 1227024234 題目：引進300mw機組原則性熱力系統(tǒng)設計、計算和改進起訖日期 2015年6月21日7月4日設計地點17 指導教師負責人：下達任務書日期：2015年6月21日2014年6月21日目錄一課程設計任務31.1 設計題目31.2 計算任務31.3設計任務說明3二原則性熱力系統(tǒng)的擬定（如圖）4三原則性熱力系統(tǒng)原始數據整理和計算43.1 原始數據的整理43.1.1汽輪機型式及參數43.1.2計算點參數表43.2 原則性熱力系統(tǒng)的計算53.2.1加熱器抽汽份額計算53.2.2 正平衡內效率計算73

2、 .3校核計算73.3.1反平衡校核83.3.2等效焓降法校核10四原則性熱力系統(tǒng)的改進和計算（熱量法）124.1 方案改進思路和分析124.2 改進后的原則性熱力系統(tǒng)的計算164.2.1計算點參數174.2.2抽汽份額計算174.2.3正反平衡效率計算及對比174.3改進前后對比18五結果及分析165.1 結果分析165.2體會16六參考文獻21七致謝23一課程設計任務1.1 設計題目引進300mw凝氣機組熱力系統(tǒng)及抽汽過熱度（sc系統(tǒng)）利用效果分析。1.2 計算任務1、整理機組的參數和假設條件，并擬定出原則性熱力系統(tǒng)圖。2、根據給定熱力系統(tǒng)數據，計算氣態(tài)膨脹線上各計算點的參數，并在-s 圖

3、上繪出蒸汽的氣態(tài)膨脹線。3、對原始熱力系統(tǒng)計算其機組內效率，并校核。4、確定原則性熱力系統(tǒng)的改進方案，并對改進后的原則性熱力系統(tǒng)計算其機組內效率。5、將改進后和改進前的系統(tǒng)進行對比分析，并作出結論。1.3設計任務說明對引進300mw凝氣機組熱力系統(tǒng)及抽汽過熱度（sc系統(tǒng)）利用效果分析，我的任務是先在無sc系統(tǒng)情況下通過對抽汽放熱量，疏水放熱量，給水吸熱量等的計算，求出抽汽份額，從而用熱量法計算出此情況下的汽機絕對內效率（分別從正平衡和反平衡計算對比，分析誤差）。然后再在投入sc系統(tǒng)的情況下再通過以上參量計算出汽輪機絕對內效率（也是正平衡計算，反平衡校核對比）。最后就是對兩種情況下的絕對內效率進

4、行對比，看加入sc系統(tǒng)后對效率有無提升，提升多少。同時等效焓降法也是一個實用的方法，可以用來校核熱量法的求解結果。二原則性熱力系統(tǒng)的擬定（如附圖）三原則性熱力系統(tǒng)原始數據整理和計算3.1 原始數據的整理3.1.1汽輪機型式及參數引進300mw機組初蒸汽參數： p0=16.7mpa，t0=537oc再熱蒸汽參數：trh=537oc, prh= pr7=3.36mpa, hrh=3536.76 kj/kg低壓缸排汽壓力：pc=0.00539mpa給水泵小汽輪機耗氣份額及焓值：q=0.037933，hnq=2400.7kj/kg額定功率 pe=300mw回熱系統(tǒng)：八級回熱抽汽，“三高四低一除氧”軸封

5、及門桿參數表：名稱份額fi0.00423910.0133430.000252610.0216060.00408410.0012392焓值kj/kg3333.23028.73221.93535.32754.83.1.2計算點參數表h8h7h6h5（除氧器）h4h3h2h1抽汽壓力prj5.930 3.360 1.670 0.824 0.326 0.136 0.074 0.026 抽汽焓hj3142.6 3028.7 3329.8 3134.2 2926.6 2759.9 2662.8 2520.5 加熱器壓力pnj5.69280 3.22560 1.60320 0.79104 0.31296 0

6、.13056 0.07104 0.02496 pnj下飽和水溫tnj272.18 237.91 201.47 169.95 134.97 107.24 90.32 64.93 上端差2.0 2.0 1.0 0.0 6.0 6.0 6.0 6.0 出口水溫tw,j270.18 235.91 200.47 169.95 128.97 101.24 84.32 58.93 水側壓力20.87500 20.87500 20.87500 0.79104 1.20000 1.20000 1.20000 1.20000 出口水焓hwj1182.79 1021.58 862.88 718.97 542.64

7、425.13 353.99 247.66 進口水溫235.91 200.47 173.10 128.97 101.24 84.32 58.93 33.97 進口水焓hwj-11021.58 862.88 743.87 542.64 425.13 353.99 247.66 143.40 下端差6.0 6.0 6.0 無6.0 6.0 6.0 6.0 疏水溫度td,j241.91 206.47 179.10 無107.24 90.32 64.93 39.97 加熱器疏水焓hsj1046.84 882.21 759.55 無449.80 378.36 271.81 167.41 3.2 原則性熱力

8、系統(tǒng)的計算fw=1 高低加效率h=0.993.2.1加熱器抽汽份額計算（1）#8高加抽汽份額：疏水份額：（2）#7高加抽汽份額：疏水份額：（3）#6高加抽汽份額：疏水份額：（4）#5除氧器混合加熱器抽汽份額：（5）#4低加抽汽份額：疏水份額：（6）#3低加抽汽份額：疏水份額：（7）#2低加抽汽份額：疏水份額：（8）#1低加抽汽份額：凝氣份額：再熱份額：3.2.2 正平衡內效率計算（1）做功量（2）循環(huán)吸熱量（3）內效率3 .3校核計算3.3.1反平衡校核（1）做功量其中（2）內效率，誤差符合要求。計算表格見下頁。20h8h7h6h5（除氧器）h4h3h2h1抽汽壓力prj5.930 3.360

9、 1.670 0.824 0.326 0.136 0.074 0.026 抽汽焓hj3142.60 3028.70 3329.80 3134.20 2926.60 2759.90 2662.80 2520.50 加熱器壓力pnj5.69280 3.22560 1.60320 0.79104 0.31296 0.13056 0.07104 0.02496 pnj下飽和水溫tnj272.18 237.91 201.47 169.95 134.97 107.24 90.32 64.93 上端差2.0 2.0 1.0 0.0 6.0 6.0 6.0 6.0 出口水溫tw,j270.18 235.91

10、200.47 169.95 128.97 101.24 84.32 58.93 水側壓力20.87500 20.87500 20.87500 0.79104 1.20000 1.20000 1.20000 1.20000 出口水焓hwj1182.79 1021.58 862.88 718.97 542.64 425.13 353.99 247.66 進口水溫235.91 200.47 173.10 128.97 101.24 84.32 58.93 33.97 進口水焓hwj-11021.58 862.88 743.87 542.64 425.13 353.99 247.66 143.40 下

11、端差6.0 6.0 6.0 無6.0 6.0 6.0 6.0 疏水溫度td,j241.91 206.47 179.10 無107.24 90.32 64.93 39.97 加熱器疏水焓hsj1046.84 882.21 759.55 無449.80 378.36 271.81 167.41 加熱器效率0.99 0.99 0.99 0.99 0.99 0.99 0.99 0.99 j161.21 158.70 119.01 176.33 117.51 71.14 106.33 104.26 j0.00 164.63 122.67 216.90 0.0071.44 106.55 128.41 qj

12、2095.76 2146.49 2570.25 2591.56 2476.80 2381.54 2390.99 2377.10 j0.07770 0.06872 0.03978 0.05314 0.03645 0.02186 0.03157 0.02716 sj0.07770 0.14642 0.18620 0.09108 0.03645 0.05831 0.08988 0.11704 3.3.2等效焓降法校核前面計算用的是熱量法，這里再用等效焓降法進行校核。計算時，各個加熱器的進出口汽水參數仍然和前面用到的一樣，這里就不再次列出。（1）抽汽等效焓降和抽汽效率的計算：（2）再熱冷段以上排擠1k

13、g抽汽所引起的再熱器吸熱增量計算（3）新蒸汽的毛等效焓降附加成分引起的作功損失：新蒸汽凈等效焓降：循環(huán)吸熱量：汽輪機的裝置效率：與熱量法正平衡的誤差：，符合要求。四原則性熱力系統(tǒng)的改進和計算（熱量法）4.1 方案改進思路和分析由于上述系統(tǒng)沒有裝蒸汽冷卻器，故均存在相對較大的上端差，這將造成較大的換熱熵增，從而損失較大的做功能力，根據前述任務，我的改進方案就是在前三級蒸汽過熱度較大的抽汽出口加裝蒸汽冷卻器，充分利用其過熱度，提高出口給水溫度，降低乃至消除端差，這也可以合理調節(jié)抽汽份額，提高系統(tǒng)經濟性。所以我的改進是以減小端差為改進對象達到上述目的。4.2 改進后的原則性熱力系統(tǒng)的計算4.2.1計

14、算點參數h8h7h6h5（除氧器）h4h3h2h1抽汽壓力prj5.930 3.360 1.670 0.824 0.326 0.136 0.074 0.026 抽汽焓hj3142.60 3028.70 3329.80 3134.20 2926.60 2759.90 2662.80 2520.50 加熱器壓力pnj5.69280 3.22560 1.60320 0.79104 0.31296 0.13056 0.07104 0.02496 pnj下飽和水溫tnj272.18 237.91 201.47 169.95 134.97 107.24 90.32 64.93 上端差0.0 0.0 -1.

15、00.0 6.0 6.0 6.0 6.0 出口水溫tw,j272.18 237.91 202.47 169.95 128.97 101.24 84.32 58.93 水側壓力20.87500 20.87500 20.87500 0.79104 1.20000 1.20000 1.20000 1.20000 出口水焓hwj1192.53 1030.75 871.68 718.97 542.64 425.13 353.99 247.66 進口水溫237.91 202.47 173.10 128.97 101.24 84.32 58.93 33.97 進口水焓hwj-11030.75 871.68

16、743.87 542.64 425.13 353.99 247.66 143.40 下端差6.0 6.0 6.0 無6.0 6.0 6.0 6.0 疏水溫度td,j243.91 208.47 179.10 無107.24 90.32 64.93 39.97 加熱器疏水焓hsj1056.38 891.26 759.55 無449.80 378.36 271.81 167.41 加熱器效率0.99 0.99 0.99 0.99 0.99 0.99 0.99 0.99 4.2.2抽汽份額計算同改進前方法可以求得各級抽汽份額為：h8h7h6h5（除氧器）h4h3h2h1j0.07833 0.06912

17、 0.04267 0.05282 0.03628 0.02176 0.03142 0.02702 4.2.3正反平衡效率計算及對比正平衡（1）做功量（2）循環(huán)吸熱量（3）內效率反平衡（1）做功量（2）內效率，誤差符合要求。4.3改進前后對比（1）改進后，正平衡內效率提高量：（2）反平衡內效率提高量：故由數據可知，改進后，經濟性有所提高。原始系統(tǒng)對比（熱平衡）對比（等效熱降）循環(huán)吸熱量q0正2645.3763892635.110462645.376389做功量 wi正1208.4511161204.9054451199.36577反1208.4760221204.846435機組內效率i正0.4

18、568163240.457250450.453381899反0.4568257380.457228057計算表格見下頁。h8h7h6h5（除氧器）h4h3h2h1抽汽壓力prj5.93000 3.36000 1.67000 0.82400 0.32600 0.13600 0.07400 0.02600 抽汽焓hj3142.60 3028.70 3329.80 3134.20 2926.60 2759.90 2662.80 2520.50 加熱器壓力pnj5.69280 3.22560 1.60320 0.79104 0.31296 0.13056 0.07104 0.02496 pnj下飽和水

19、溫tnj272.18 237.91 201.47 169.95 134.97 107.24 90.32 64.93 上端差0.00 0.00 -1.000.00 6.00 6.00 6.00 6.00 出口水溫tw,j272.18 237.91 202.47 169.95 128.97 101.24 84.32 58.93 水側壓力20.88 20.88 20.88 0.79 1.20 1.20 1.20 1.20 出口水焓hwj1192.53 1030.75 871.68 718.97 542.64 425.13 353.99 247.66 進口水溫237.91 202.47 173.10

20、128.97 101.24 84.32 58.93 33.97 進口水焓hwj-11030.75 871.68 743.87 542.64 425.13 353.99 247.66 143.40 下端差6.00 6.00 6.00 無6.00 6.00 6.00 6.00 疏水溫度td,j243.91 208.47 179.10 無107.24 90.32 64.93 39.97 加熱器疏水焓hsj1056.38 891.26 759.55 無449.80 378.36 271.81 167.41 加熱器效率0.99 0.99 0.99 0.99 0.99 0.99 0.99 0.99 j16

21、1.79 159.06 127.81 176.33 117.51 71.14 106.33 104.26 j0.00 165.12 131.72 216.90 0.00 71.44 106.55 128.41 qj2086.22 2137.44 2570.25 2591.56 2476.80 2381.54 2390.99 2377.10 j0.07833 0.06912 0.04267 0.05282 0.03628 0.02176 0.03142 0.02702 五結果及分析5.1 結果分析（1）分別從改進前（后）正平衡和反平衡計算的內效率結果對比來看，反平衡效率正平衡效率。分析：由于參數

22、選擇沒有唯一標準，所以可能初始參數值將對后面的計算產生一定影響，甚至累積；同時，軸封汽，特別是經高壓缸軸封直接流入中壓缸的在計算過程中無法確定其初始焓值，對后面運算也有影響。而從結果來看，正平衡中我的損失計算可能有未考慮到的地方而反平衡較為全面，故得出以上結論，但誤差在0.5%之內，可以接受。（2）從改進前后來看，無論是正平衡還是反平衡，改進后即加了蒸汽冷卻器后汽輪機的絕對內效率都有所提高。分析：正如方案思路及分析里所說，改進后的系統(tǒng)基本達到了預期目標，過熱蒸汽的過熱度得到了比較充分的利用，使上端差減到幾乎為零（假設也具有一定隨意性），給水出口溫度有所提高，傳熱溫差降低致使熵增減小，做功能力損失也減小，經濟性也就隨之提高了。5.2體會課程設計是一個把書本上理論知識用于實踐的過程，它的重要性不亞于書本知識本身。自己可以從中學到很多東西。課程設計雖為期不長，但是集中精力在較短的時間內完成一個實實在在的任務，個人覺得是一種成功，也是一種體驗，更是一個提升自己實踐能力的好機會。這次熱力發(fā)電廠課程設計，主要設計到了熱力發(fā)電廠課程中，回熱系統(tǒng)的相關知識點。在課程設計過程中，計算量不大，但是計算方法比較靈活，同時需要考慮的細節(jié)比較多。比如在用反平衡計算機組效率時，各種損失都必須考慮到位，各種方案之間效率本來就差別不大