熱力發(fā)電廠課程設(shè)計說明書

1、熱力發(fā)電廠課程設(shè)計說明書熱力發(fā)電廠課程設(shè)計說明書設(shè)計題目 660MW凝汽式機(jī)組全廠原則性熱力系統(tǒng)計算 設(shè) 計 人 同組成員指導(dǎo)教師 xx學(xué)院xx年xx月 1 緒論32 熱力系統(tǒng)與機(jī)組資料52.1. 熱力系統(tǒng)簡介52.2. 原始資料63 熱力系統(tǒng)計算93.1. 汽水平衡計算93.2. 汽輪機(jī)進(jìn)汽參數(shù)計算103.3. 輔助計算113.4. 各加熱器進(jìn)、出水參數(shù)計算123.5. 高壓加熱器組抽汽系數(shù)計算203.6. 除氧器抽汽系數(shù)計算233.7. 低壓加熱器組抽汽系數(shù)計算243.8. 凝汽系數(shù)計算253.9. 汽輪機(jī)內(nèi)功計算263.10.汽輪機(jī)內(nèi)效率、熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、汽水流量計算283.11.全廠性熱經(jīng)

2、濟(jì)指標(biāo)計算304 反平衡校核325 輔助系統(tǒng)設(shè)計、選型345.1. 主蒸汽系統(tǒng)345.2. 給水系統(tǒng)345.3. 凝結(jié)水系統(tǒng)345.4. 抽空氣系統(tǒng)345.5. 旁路系統(tǒng)355.6. 補(bǔ)充水系統(tǒng)355.7. 閥門356 結(jié)論37致 謝39參考文獻(xiàn)40 1 緒論火力發(fā)電廠簡稱火電廠，是利用煤炭、石油、天然氣作為燃料生產(chǎn)電能的工廠。其能量轉(zhuǎn)換過程是：燃料的化學(xué)能熱能機(jī)械能電能。最早的火力發(fā)電是 1875 年在巴黎北火車站的火電廠實現(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)

3、組的容量由 200兆瓦級提高到 300600 兆瓦級（50 年代中期），到 1973 年，最大的火電機(jī)組達(dá) 1300兆瓦。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 4400 兆瓦但機(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 300700 兆瓦。進(jìn)入 21 世紀(jì)后，為提高發(fā)電效率，我國對電廠機(jī)組實行上大壓小政策。高參數(shù)大容量凝汽式機(jī)組成為目前新建火電機(jī)組的主力機(jī)型,全世界數(shù)十年電站發(fā)展史的實踐表明，火電設(shè)備逐漸大容量化是不可抗拒的發(fā)展趨勢。人類已進(jìn)入 21

4、世紀(jì)，“能源、環(huán)境、發(fā)展”是新世紀(jì)人類所面臨的三大主題。這三者之中，能源的合理開發(fā)與利用將直接影響到環(huán)境的保護(hù)和人類社會的可持續(xù)發(fā)展。作為能源開發(fā)與利用的電力工業(yè)正處在大發(fā)展的階段，火力發(fā)電是電力工業(yè)的重要領(lǐng)域，環(huán)境保護(hù)和社會發(fā)展要求火力發(fā)電技術(shù)不斷發(fā)展、提高。在已經(jīng)開始的 21 世紀(jì)，火力發(fā)電技術(shù)發(fā)展趨勢是我們十分關(guān)注的問題。就能量轉(zhuǎn)換的形式而言，火力發(fā)電機(jī)組的作用是將燃料（煤、石油、天然氣）的化學(xué)能經(jīng)燃燒釋放出熱能，再進(jìn)一步將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋Ｆ浒l(fā)電方式有汽輪機(jī)發(fā)電、燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電及內(nèi)燃機(jī)發(fā)電三種。其中汽輪機(jī)發(fā)電所占比例最大，燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電近年來有所發(fā)展，內(nèi)燃機(jī)發(fā)電比例最小。汽輪機(jī)發(fā)電的理論基礎(chǔ)

5、是蒸汽的朗肯循環(huán)，按朗肯循環(huán)理論，蒸汽的初參數(shù)（即蒸汽的壓力與溫度）愈高，循環(huán)效率就愈高。目前蒸汽壓力已超過臨界壓力（大于 22.2MPa），即所謂的超臨界機(jī)組。進(jìn)一步提高超臨界機(jī)組的效率，主要從以下兩方面入手。1. 提高初參數(shù)，采用超超臨界初參數(shù)的提高主要受金屬材料在高溫下性能是否穩(wěn)定的限制，目前，超臨界機(jī)組初溫可達(dá) 538576。隨著冶金技術(shù)的發(fā)展，耐高溫性能材料的不斷出現(xiàn)，初溫可提高到 600700。如日本東芝公司 1980 年著手開發(fā)兩臺 0 型兩段再熱的700MW 超超臨界汽輪機(jī)，并相繼于 1989 年和 1990 年投產(chǎn)，運(yùn)行穩(wěn)定，達(dá)到提高發(fā)電端熱效率 5%的預(yù)期目標(biāo)，即發(fā)電端效率

6、為 41%，同時實現(xiàn)了在 140 分鐘內(nèi)啟動的設(shè)計要求，且可在帶 10額定負(fù)荷運(yùn)行。在此基礎(chǔ)上，該公司正推進(jìn) 1 型（30.99MPa、593/593/593）、2 型（34.52MPa,650/593/593）機(jī)組的實用化研究據(jù)推算，超超臨界機(jī)組的供電煤耗可降低到 279g/kWh2. 采用高性能汽輪機(jī)汽輪機(jī)制造技術(shù)已很成熟，但仍有進(jìn)一步提高其效率的空間，主要有以下三種途徑：首先是進(jìn)一步增加末級葉片的環(huán)形排汽面積，從而達(dá)到減小排汽損失的目的。末級葉片的環(huán)形排汽面積取決于葉片高度，后者受制于材料的耐離心力強(qiáng)度。日本700MW 機(jī)組已成功采用鈦制 1.016m 的長葉片，它比目前通常采用的 12

7、Cr 鋼制的0.842m 的葉片增加了離心力強(qiáng)度，排汽面積增加了 40%，由于降低了排汽損失，效率提高 1.6%。其次是采用減少二次流損失的葉柵。葉柵汽道中的二次流會干擾工作的主汽流產(chǎn)生較大的能量損失，要進(jìn)一步研制新型葉柵，以減少二次流損失。最后是減少汽輪機(jī)內(nèi)部漏汽損失。汽輪機(jī)隔板與軸間、動葉頂部與汽缸、動葉與隔板間均有一定間隙。這些部位均裝有汽封，以減少漏汽損失。要研制新型汽封件以減少漏汽損失。發(fā)展大機(jī)組的優(yōu)點可綜述如下：1. 降低每千瓦裝機(jī)容量的基建投資隨著機(jī)組容量的增大，投資費(fèi)用降低。在一定的范圍內(nèi)，機(jī)組的容量越大越經(jīng)濟(jì)。一般將這個范圍稱為容量極限。以 20萬千瓦燃煤機(jī)組的建設(shè)費(fèi)比率為1

8、00%。30 萬千瓦燃煤機(jī)組為93%，到60 萬千瓦時進(jìn)一步下降為84%。容量每增加一倍，基建投資約降低5%。2. 提高電站的供電熱效率機(jī)組容量越大，電站的供電熱效率也越高。在15萬千瓦以前，熱效率的上升率較高。達(dá)到 15萬千瓦以后，熱效率上升趨于和緩。原因在于容量在15萬千瓦前，蒸汽參數(shù)隨容量增加而提高的緣故。容量超過15萬千瓦后，蒸汽參數(shù)變化不大。欲取得更高的供電熱效率，只有采用超臨界領(lǐng)域的蒸汽參數(shù)。16.9MPa,566/538，50萬千瓦機(jī)組的供電熱效率為38.6%。24.6MPa538/538，90萬千瓦機(jī)組的供電熱效率則高達(dá)40.7%，與前者相比約提高 2.1%。3. 降低熱耗以

9、15萬千瓦機(jī)組的單位熱耗比率為100%，當(dāng)機(jī)組容量增加到 60萬千瓦時，降低 1.3%；由30 萬千瓦增加到60萬千瓦時降低1.0%。由60萬千瓦提高到 120萬千瓦時降低 0.5%左右。4. 減少電站人員的需要量15 萬千瓦機(jī)組，需0.45人/兆瓦；到30萬千瓦時下降到0.27人/兆瓦；到120萬千瓦時會進(jìn)一步下降到 0.12人/兆瓦。這表明，機(jī)組容量越大，工資支出越少。5. 降低發(fā)電成本在燃料價格相同的情況下，機(jī)組容量越大，發(fā)電成本越低。機(jī)組容量增大，蒸汽參數(shù)提高，每千瓦裝機(jī)容量的建設(shè)費(fèi)用降低，熱效率變大，熱耗降低，工作人員減少，發(fā)電成本降低。這充分顯示了大機(jī)組的優(yōu)勢。2 熱力系統(tǒng)與機(jī)組資

10、料2.1. 熱力系統(tǒng)簡介本機(jī)組采用一爐一機(jī)的單元制配置。其中鍋爐為德國BABCOCK 公司生產(chǎn)的2208t/h 自然循環(huán)汽包爐；氣輪機(jī)為GE公司的亞臨界壓力、一次中間再熱660MW 凝汽式氣輪機(jī)。全廠的原則性熱力系統(tǒng)圖 2-1 所示。該系統(tǒng)共有八級不調(diào)節(jié)抽汽。其中第一、二、三級抽汽分別供三臺高壓加熱器，第五、六、七、八級抽汽分別供四臺低壓加熱器，第四級抽汽作為 0.9161MPa壓力除氧器的加熱汽源。第一、二、三級高壓加熱器均安裝了內(nèi)置式蒸汽冷卻器，上端差分別為-1.7、0、-1.7。第一、二、三、五、六、七級回?zé)峒訜崞餮b設(shè)疏水冷卻器，下端差均為5.5。汽輪機(jī)的主凝結(jié)水由凝結(jié)水泵送出，依次流過

11、軸封加熱器、4臺低壓加熱器，進(jìn)入除氧器。然后由汽動給水泵升壓，經(jīng)三級高壓加熱器加熱，最終給水溫度達(dá)到274.8，進(jìn)入鍋爐。三臺高壓加熱器的疏水逐級自流至除氧器；第五、六、七級低壓加熱器的疏水逐級自流至第八級低壓加熱器；第八級低加的疏水用疏水泵送回本級的主凝結(jié)水出口。凝汽器為單壓式凝汽器，汽輪機(jī)排氣壓力4.4kPa。給水泵氣輪機(jī)（以下簡稱小汽機(jī)）的汽源為中壓缸排汽（第四級抽汽），無回?zé)峒訜崞渑牌噙M(jìn)入凝汽器，設(shè)計排汽壓力為 6.34kPa。鍋爐的排污水經(jīng)一級連續(xù)排污利用系統(tǒng)加以回收。擴(kuò)容器工作壓力1.55MPa，擴(kuò)容器的疏水引入排污水冷卻器，加熱補(bǔ)充水后排入地溝。鍋爐過熱器的減溫水（3）取自給水

12、泵出口，設(shè)計噴水量為66240kg/h。熱力系統(tǒng)的汽水損失計有：全廠汽水損失（14）33000kg/h、廠用汽（11）22000kg/h(不回收)、鍋爐暖風(fēng)器用氣量為65800kg/h,暖風(fēng)器汽源（12）取自第4級抽汽，其疏水仍返回除氧器回收，疏水比焓697kJ/kg。鍋爐排污損失按計算值確定。高壓缸門桿漏汽（1 和 2）分別引入再熱熱段管道和均壓箱，高壓缸的軸封漏汽按壓力不同，分別引進(jìn)除氧器（4 和 6）、均壓箱（5 和 7）。中壓缸的軸封漏汽也按壓力不同分別引進(jìn)除氧器（10）和均壓箱（8 和 9）。從均壓箱引出三股蒸汽：一股去第七級低加（16），一股去軸封加熱器 SG（15），一股去凝汽器

13、的熱水井。圖2-1 660MW亞臨界壓力凝汽式機(jī)組熱力系統(tǒng)圖2.2. 原始資料2.2.1.汽輪機(jī)型以及參數(shù)1. 機(jī)組型式：亞臨界壓力、一次中間再熱、四缸四排汽、單軸、凝汽式汽輪機(jī)；2. 額定功率；3. 主蒸汽初參數(shù)（主汽閥前）：4. 再熱蒸汽參數(shù)（進(jìn)汽閥前）：熱段 冷段5. 汽輪機(jī)排汽壓力。2.2.2.回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)參數(shù)機(jī)組各級回?zé)岢槠麉?shù)見表2-1表2-1回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)原始汽水參數(shù)項目單位H1 H2 H3 H4 H5 H6 H7 H8 抽汽壓力 pjMPa5.9453.6681.7760.9640.4160.2260.1090.0197抽汽焓 hjkJ/kg3144.23027.13352.23

14、1692978.5285127162455.8加熱器上端差 t-1.70-1.72.82.82.82.8加熱器下端差 t15.55.55.55.55.55.5水側(cè)壓力 pwMPa21.4721.4721.470.9162.7582.7582.7582.758抽汽管道壓損pj%333533332. 最終給水溫度3. 給水泵出口壓力4. 除氧器至給水泵高差5. 小汽機(jī)排汽壓力。2.2.3.鍋爐型式及參數(shù)1. 鍋爐：德國 BABCOCK-2208t/h 一次中間再熱、亞臨界壓力、自然循環(huán)汽包爐；2. 額定蒸發(fā)量3. 額定過熱蒸汽壓力4. 額定過熱汽溫5. 汽包壓力6. 鍋爐熱效率。2.2.4.其他數(shù)

15、據(jù)1. 汽輪機(jī)進(jìn)汽節(jié)流損失中壓缸進(jìn)汽節(jié)流損失；2. 軸封加熱器壓力，疏水比焓；3. 機(jī)組各門桿漏汽、軸封漏汽等小汽流量及參數(shù)見表2-2；4. 鍋爐暖風(fēng)器耗汽、過熱器減溫水等全廠汽水流量及參數(shù)見表2-2；5. 汽輪機(jī)機(jī)械效率；發(fā)電機(jī)效率；6. 補(bǔ)充水溫度；7. 廠用電率 。表 2-2 各輔助汽水、門桿漏汽、軸封漏汽數(shù)據(jù)汽水代號123456汽水流量182438966240290820993236流量系數(shù)0.0008990.0001920.0326310.0014330.0010340.001594汽水比焓 kJ/kg3397.23397.2773.243024.33024.33024.3汽水代號7

16、89101112汽水流量25721369155127852200065800流量系數(shù)0.0012670.0006740.0007640.0013720.0108370.032414汽水比焓 kJ/kg3024.331693474347431693169汽水代號13141516汽水流量198003300012705821流量系數(shù)0.0097540.0162560.0006260.002867汽水比焓 kJ/kg84.13397.23154.713154.713 熱力系統(tǒng)計算3.1. 汽水平衡計算3.1.1.全廠補(bǔ)水率全廠汽水平衡如圖 3-1 所示，各汽水流量見表。將進(jìn)、出系統(tǒng)的各流量用相對量a表

17、示。由于計算前汽輪機(jī)進(jìn)汽量為未知，故預(yù)選進(jìn)行計算，最后校核。全廠工質(zhì)滲漏系數(shù)鍋爐排污系數(shù) 取, 擴(kuò)容器工作壓力 1.55MPa擴(kuò)容蒸汽焓，擴(kuò)容蒸汽送進(jìn)除氧器。擴(kuò)容飽和水焓，加熱補(bǔ)充水后排地溝。其余各量經(jīng)計算為廠用汽系數(shù)減溫水系數(shù)暖風(fēng)器疏水系數(shù)由全廠物質(zhì)平衡得補(bǔ)水率3.1.2.給水系數(shù)圖3.1全廠汽水平衡圖3.1.3.各小汽流量系數(shù)表 3-1門桿漏汽、軸封漏汽數(shù)據(jù)汽水代號123456汽水流量182438966240290820993236流量系數(shù)0.0008990.0001920.0326310.0014330.0010340.001594汽水比焓 kJ/kg3397.23397.2773.24

18、3024.33024.33024.3汽水代號789101112汽水流量25721369155127852200065800流量系數(shù)0.0012670.0006740.0007640.0013720.0108370.032414汽水比焓 kJ/kg3024.331693474347431693169汽水代號13141516汽水流量198003300012705821流量系數(shù)0.0097540.0162560.0006260.002867汽水比焓 kJ/kg84.13397.23154.713154.713.2. 汽輪機(jī)進(jìn)汽參數(shù)計算3.2.1.主蒸汽參數(shù)由主汽門前壓力,溫度，查水蒸所性質(zhì)表，得主蒸

19、汽比焓值。主汽門后壓力。由查表，得主汽門后汽溫。3.1.2.再熱蒸汽參數(shù)由中聯(lián)門前壓力，溫度，查水蒸氣性質(zhì)表，得再熱蒸汽比焓值。中聯(lián)門后再熱汽壓。同，查水蒸所性質(zhì)表，得中聯(lián)門后再熱汽溫。°3.3. 輔助計算3.3.1.均壓箱計算以加權(quán)平均法計算均壓箱內(nèi)平均進(jìn)汽比焓。計算詳見下表表 3-2均壓箱比焓表項目2 高壓門桿5 高壓軸封 27高壓軸封8中壓軸封 29 中壓軸封 2漏汽量 Gi，kg/h38920992572136915517980漏汽系數(shù) i0.0001920.0010340.0012670.0006740.0007640.003931漏汽點比焓 hi3397.23024.33

20、024.331693474總焓 ihi0.6509913.1270963.8317732.1371242.65427312.401257平均比焓 hjy3154.713.3.2.軸封加熱器計算以加權(quán)平均法計算軸封加熱器內(nèi)平均進(jìn)汽比焓。計算詳見下表表 3-3軸封加熱器比焓表項目15 箱軸封加漏汽量 Gi，kg/h1270漏汽系數(shù) i0.000626漏汽點比焓 hi3154.71總焓 ihi3154.71平均比焓 hjy3154.713.3.3.凝汽器計算由，查水蒸所性質(zhì)表，得。由，查水蒸所性質(zhì)表，得。凝汽器平均溫度ts=0.5（ts1+ts2）=0.5（30.62+34.19）=32.41查水蒸

21、氣性質(zhì)表，得凝汽器平均壓力ps=4.8707kPa；將所得數(shù)據(jù)與表 2-1 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(jī)的汽態(tài)膨脹過程線，見圖 3.23.4. 各加熱器進(jìn)、出水參數(shù)計算3.4.1. 高壓加熱器 加熱器壓力： 式中第一抽汽口壓力； 抽汽管道相對壓損；由，查水蒸所性質(zhì)表得加熱器飽和溫度出水溫度： 式中 加熱器上端差。疏水溫度： °式中 加熱器下端差， 進(jìn)水溫度，其值從高壓加熱器的上端差計算得到。圖3.2汽輪機(jī)的汽態(tài)膨脹過程線已知加熱器水側(cè)壓力，由，查得出水比焓由，查得 進(jìn)水比焓，由，查得 疏水比焓。至此，高壓加熱器 的進(jìn)、出口汽水參數(shù)已全部算出。3.4.2

22、. 高壓加熱器 加熱器壓力： 式中第二抽汽口壓力； 抽汽管道相對壓損；由，查水蒸所性質(zhì)表得加熱器飽和溫度出水溫度： 式中 加熱器上端差。疏水溫度： °式中 加熱器下端差， 進(jìn)水溫度，其值從高壓加熱器的上端差計算得到。已知加熱器水側(cè)壓力，由，查得出水比焓由，查得 進(jìn)水比焓，由，查得 疏水比焓。至此，高壓加熱器 的進(jìn)、出口汽水參數(shù)已全部算出。3.4.3. 高壓加熱器 加熱器壓力： 式中第三抽汽口壓力； 抽汽管道相對壓損；由，查水蒸所性質(zhì)表得加熱器飽和溫度出水溫度： 式中 加熱器上端差。疏水溫度： °式中 加熱器下端差， 進(jìn)水溫度，其值從高壓加熱器的上端差計算得到。已知加熱器水側(cè)

23、壓力，由，查得出水比焓由，查得 進(jìn)水比焓，由，查得 疏水比焓。至此，高壓加熱器 的進(jìn)、出口汽水參數(shù)已全部算出。3.4.4. 除氧器 加熱器壓力： 式中第四抽汽口壓力； 抽汽管道相對壓損； 由，查水蒸所性質(zhì)表得 加熱器飽和溫度出水溫度： 式中 加熱器上端差。疏水溫度： °式中 加熱器下端差， 進(jìn)水溫度，其值從高壓加熱器的上端差計算得到。已知加熱器水側(cè)壓力，由，查得出水比焓由，查得 進(jìn)水比焓，由，查得 疏水比焓。至此，高壓加熱器 的進(jìn)、出口汽水參數(shù)已全部算出。3.4.5. 低壓加熱器加熱器壓力： 式中第五抽汽口壓力； 抽汽管道相對壓損；由，查水蒸所性質(zhì)表得加熱器飽和溫度出水溫度： 式中

24、加熱器上端差。疏水溫度： °式中 加熱器下端差， 進(jìn)水溫度，其值從高壓加熱器的上端差計算得到。已知加熱器水側(cè)壓力，由，查得出水比焓 由，查得 進(jìn)水比焓， 由，查得 疏水比焓。 至此，高壓加熱器 的進(jìn)、出口汽水參數(shù)已全部算出。3.4.6. 低壓加熱器 加熱器壓力： 式中第六抽汽口壓力； 抽汽管道相對壓損；由，查水蒸所性質(zhì)表得加熱器飽和溫度出水溫度： 式中 加熱器上端差。疏水溫度： °式中 加熱器下端差， 進(jìn)水溫度，其值從高壓加熱器的上端差計算得到。已知加熱器水側(cè)壓力，由，查得出水比焓由，查得 進(jìn)水比焓，由，查得 疏水比焓。至此，高壓加熱器 的進(jìn)、出口汽水參數(shù)已全部算出。3.4

25、.7. 低壓加熱器加熱器壓力： 式中第七抽汽口壓力； 抽汽管道相對壓損； 由，查水蒸所性質(zhì)表得 加熱器飽和溫度 出水溫度： 式中 加熱器上端差。 疏水溫度： °式中 加熱器下端差， 進(jìn)水溫度，其值從高壓加熱器的上端差計算得到。 已知加熱器水側(cè)壓力，由，查得出水比焓 由，查得 進(jìn)水比焓， 由，查得 疏水比焓。 至此，高壓加熱器 的進(jìn)、出口汽水參數(shù)已全部算出。3.4.8. 低壓加熱器 加熱器壓力： 式中第八抽汽口壓力； 抽汽管道相對壓損； 由，查水蒸所性質(zhì)表得 加熱器飽和溫度 出水溫度： 式中 加熱器上端差。 疏水溫度： °式中 加熱器下端差， 進(jìn)水溫度，其值從軸封加熱器的上端

26、差計算得到。 已知加熱器水側(cè)壓力，由，查得出水比焓 由，查得 進(jìn)水比焓， 由，查得 疏水比焓。 至此，高壓加熱器 的進(jìn)、出口汽水參數(shù)已全部算出。表3-4 回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)汽水參數(shù)計算項目H1H2H3H4H5H6H7H8SG汽側(cè)抽汽壓力 pj'5.9453.6681.7760.9640.4160.2260.1090.0197抽汽焓 hj3144.23027.13352.231692978.5285127162455.83154.71抽汽管道壓損 pj0.030.030.030.050.030.030.030.03加熱側(cè)壓力 pj5.766653.557961.722720.91580.403

27、520.219220.105730.0191090.102汽側(cè)飽和溫度 ts273.01243.51204.96176.1143.93123.14101.1759.08水側(cè)水側(cè)壓力 pw21.4721.4721.470.9162.7582.7582.7582.7582.758加熱側(cè)上端差 t-1.70-1.702.82.82.82.8出水溫度 twj274.71243.51206.66176.1141.13120.3498.3756.2832.9出水比焓 hwj1204.841056.64890.41745.99595.59507.03414.23237.92140.58進(jìn)水溫度 t'

28、wj243.51206.66179.85141.13120.3498.3756.2832.932.41進(jìn)水比焓 h'wj1056.64890.41773.24594.4507.03414.23237.92140.58138.31加熱器下端差 t15.55.55.505.55.55.55.5疏水溫度 tdj249.01212.16185.35176.1125.84103.8761.7832.938.4疏水比焓 hdj1080.87908.15787.19746.02528.75435.39258.67140.584153.5. 高壓加熱器組抽汽系數(shù)計算3.5.1.由高壓加熱器 熱平衡計算

29、高壓加熱器 的抽汽系數(shù)：高壓加熱器的疏水系數(shù)： 3.5.2.由高壓加熱器熱平衡計算、高壓加熱器 的抽汽系數(shù)： 高壓加熱器的疏水系數(shù)： 再熱器流量系數(shù)： 3.5.3.由高壓加熱器 熱平衡計算本級計算時，高壓加熱器 的進(jìn)水比焓為未知，故先計算給水泵的介質(zhì)比焓升。如圖 3-3 所示，泵入口靜壓： 式中除氧器壓力，； 除氧器至給水泵水的平均密度，。給水泵內(nèi)介質(zhì)平均壓力：給水泵內(nèi)介質(zhì)平均比焓：取根據(jù) 和查得：給水泵內(nèi)介質(zhì)平均比容給水泵介質(zhì)焓升：給水泵出口焓：高壓加熱器的抽汽系數(shù)： 圖3.3 給水泵焓升示意圖圖3.3 給水泵焓升示意圖高壓加熱器的疏水系數(shù)：3.6. 除氧器抽汽系數(shù)計算除氧器出水流量：除氧器

30、物質(zhì)平衡和熱平衡見圖 3-4。圖3-4除氧器物質(zhì)平衡和熱平衡圖由于除氧器為匯集式加熱器，進(jìn)水流量為未知。但利用簡捷算法可避開求取。 =0.044663.7. 低壓加熱器組抽汽系數(shù)計算3.7.1.由低壓加熱器熱平衡計算低壓加熱器的出水系數(shù)： 低壓加熱器的抽汽系數(shù)：低壓加熱器的疏水系數(shù)：3.7.2.由低壓加熱器熱平衡計算低壓加熱器的抽汽系數(shù)： 低壓加熱器的疏水系數(shù)：3.7.3.由低壓加熱器熱平衡計算則低壓加熱器的抽汽系數(shù)： 低壓加熱器的疏水系數(shù)：3.7.4.由低壓加熱器熱平衡計算由于低加的進(jìn)水焓、疏水焓為未知，故先計算軸封加熱器。又由于軸封加熱器的出水系數(shù)未知，故先預(yù)選，最后校核。由的熱平衡，得軸

31、封加熱器出水焓： 由，查得軸封加熱器出水溫度。由于低壓加熱器未設(shè)疏水冷卻器，所以疏水溫度。由，查得低壓加熱器疏水焓。低壓加熱器的抽汽系數(shù)： 低壓加熱器的疏水系數(shù)： 3.8. 凝汽系數(shù)計算3.8.1.小汽機(jī)抽汽系數(shù)3.8.2.由凝汽器的質(zhì)量平衡計算：3.8.3.由汽輪機(jī)汽側(cè)平衡校驗抽汽口抽汽系數(shù)和：各加熱器抽汽系數(shù)和：軸封漏汽系數(shù)和：å凝汽系數(shù)：誤差為，凝汽系數(shù)計算正確。3.9. 汽輪機(jī)內(nèi)功計算3.9.1.凝汽流做功式中 再熱汽吸熱，3.9.2.抽汽流做功å抽汽做功抽汽做功抽汽做功抽汽做功抽汽做功抽汽做功抽汽做功抽汽做功表 3-5做功量和抽汽量計算結(jié)果1kg 抽汽做功254.

32、64371.74559.82743.02933.521061.021196.021456.22各級抽汽量144277.86145822.4378077.78254194.3655429.3956761.8295083.6554427.38抽汽流總內(nèi)功： 3.9.3.附加功量å附加功量是指各小汽流量做功之和： 3.9.4.汽輪機(jī)內(nèi)功3.10.汽輪機(jī)內(nèi)效率、熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、汽水流量計算汽輪機(jī)比熱耗： 汽輪機(jī)絕對內(nèi)效率：汽輪機(jī)絕對電效率：汽輪機(jī)熱耗率：汽輪機(jī)汽耗率：汽輪機(jī)進(jìn)汽量:式中 汽輪機(jī)額定功率，。檢驗：汽輪機(jī)進(jìn)汽量，與初選值誤差：誤差在允許范圍內(nèi)。給水流量：凝結(jié)水泵流量：凝汽量：第一級抽

33、汽量:第二級抽汽量:第三級抽汽量:第四級抽汽量:第五級抽汽量:第六級抽汽量:第七級抽汽量:第八級抽汽量:3.11.全廠性熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)計算3.11.1. 鍋爐參數(shù)計算過熱蒸汽參數(shù)：由，查表得過熱蒸汽出口比焓。再熱蒸汽參數(shù)：鍋爐設(shè)計再熱蒸汽出口壓力，該壓力已高于汽輪機(jī)排汽壓力，故按照汽輪機(jī)側(cè)參數(shù)，確定鍋爐再熱器出口壓力。由和，查表得再熱蒸汽出口比焓。再熱器換熱量。3.11.2. 鍋爐有效熱量 3.11.3. 管道效率3.11.4. 全廠效率3.11.5. 全廠發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗系數(shù) 式中 暖風(fēng)器吸熱量，按下式計算：相應(yīng)于標(biāo)煤的輸入熱量：發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗：3.11.6. 全廠熱耗率：3.11.7. 全廠供電標(biāo)準(zhǔn)

34、煤耗：式中廠用電率，e4 反平衡校核為檢查計算結(jié)果的正確性，以下做全廠反平衡校核計算。校核目標(biāo)為汽輪機(jī)的內(nèi)功。反平衡計算中的各量均相應(yīng)于汽輪機(jī)進(jìn)汽。4.1. 鍋爐輸入熱量：4.2. 鍋爐損失：4.3. 排污損失：式中 化學(xué)補(bǔ)充水的比焓，4.4. 全廠工質(zhì)滲漏損失：4.5. 廠用汽損失：4.6. 凝汽流冷源損失：4.7. 小汽機(jī)冷源損失：4.8. 化學(xué)補(bǔ)充水冷源損失：4.9. 軸封加熱器疏水冷源損失：4.10. 均壓箱去熱水井汽流的冷源損失：以上第 610項為凝汽器的直接冷源損失4.11. 暖風(fēng)器損失：4.12. 管道散熱損失： 4.13. 軸封汽散熱損失 D損失之和 åD 216.0

35、6+4.61+53.89+33.43+1210.83+85.25-1.794+0.17310+1.317+80.13+5.085 汽輪機(jī)內(nèi)功：正、反平衡相對誤差：計算無誤。5 輔助系統(tǒng)設(shè)計、選型5.1. 主蒸汽系統(tǒng)由于本設(shè)計采用一次中間再熱高參數(shù)凝汽式電廠，故選用單元制系統(tǒng)。機(jī)組主蒸汽及高、低溫在熱蒸汽系統(tǒng)采用單管、雙管混合系統(tǒng)，管道從過熱器的出口聯(lián)箱的兩側(cè)引出，在機(jī)頭處匯集成一根管，到高壓缸前分成兩根支管分別進(jìn)入高壓缸左右側(cè)主汽閥和調(diào)節(jié)閥，在汽輪機(jī)入口前設(shè)壓力平衡聯(lián)通管。熱再熱蒸汽管道從再熱器的出口聯(lián)箱的兩側(cè)引出，平行接到汽輪機(jī)前，分別接入中壓缸左右側(cè)再熱主汽閥，在汽輪機(jī)入口前設(shè)壓力平衡連通

36、管。熱再熱蒸汽管道從再熱器的出口聯(lián)箱的兩側(cè)引出，平行接到汽輪機(jī)前，分別接入中壓缸左右再熱主汽閥調(diào)節(jié)閥，在汽輪機(jī)入口前設(shè)壓力平衡連通管。冷再熱蒸汽管道從高壓缸的兩個排氣口引出，在機(jī)頭處匯成一根總管，到鍋爐前再分成兩根支管分別接入再熱器進(jìn)口聯(lián)箱。既減少由于鍋爐兩側(cè)熱偏差和管道布置差異所引起的蒸汽溫度和壓力偏差，有利于機(jī)組的安全運(yùn)行，同時還可以選擇合適的管道規(guī)格，節(jié)省管道投資。高壓缸排汽管道上為了防止機(jī)組甩負(fù)荷時，再熱管道內(nèi)的蒸汽倒流入汽輪機(jī)，設(shè)置了氣動止回閥。當(dāng)汽輪機(jī)甩負(fù)荷時，高、中壓自動主汽閥在高壓油作用下瞬間關(guān)閉（0.10.3s），高壓缸排氣止回閥以及各回?zé)岢槠俚郎系哪嬷归y也在氣動機(jī)構(gòu)作用下

37、迅速關(guān)閉，從而保證汽輪機(jī)不至超速。5.2. 給水系統(tǒng)本設(shè)計給水泵系統(tǒng)按最大運(yùn)行流量即鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量（BMCR）工況時對應(yīng)的給水量進(jìn)行。系統(tǒng)設(shè)置 2 臺容量為最大給水量 50%的汽動給水泵作經(jīng)常運(yùn)行，1臺容量為 50%的電動調(diào)速給水泵作備用泵。給水泵由德國 KSB 公司生產(chǎn)，出口壓力21.47MPa，最大流量為1324.8t/h，中間抽頭流量為39.7t/h，效率83%。每臺氣動給水泵配有 1 臺電動前置泵，電動調(diào)速給水泵與前置泵用同一電動機(jī)通過液力偶合器拖動，在一臺給水泵出現(xiàn)故障時，其余兩臺給水泵還能繼續(xù)工作。每套泵都配有一前置泵進(jìn)口濾網(wǎng)、給水泵進(jìn)口濾網(wǎng)、給水泵出口逆止門和最小流量再循環(huán)系

38、統(tǒng)。最小流量再循環(huán)系統(tǒng)包括一個再循環(huán)閥、兩個再循環(huán)截止閥及差壓開關(guān)和再循環(huán)減壓裝置。5.3. 凝結(jié)水系統(tǒng)本次設(shè)計采用兩臺 100%容量的立式筒型泵，一臺運(yùn)行，一臺備用。凝結(jié)水泵的容量滿足汽機(jī) VWO 工況下的凝結(jié)水流量，再加上 10%的欲量。其揚(yáng)程也按在 VOW 工況下運(yùn)行并留有欲量，且能適應(yīng)機(jī)組變工況運(yùn)行的要求。凝結(jié)水泵選用電動、立式、多級、筒式、離心泵。5.4. 抽空氣系統(tǒng)各加熱器汽側(cè)與加熱蒸汽管道相連，運(yùn)行中蒸汽不斷凝結(jié)成疏水，而蒸汽中含有部分不凝結(jié)性氣體則會在簡體內(nèi)停留，影響加熱器中的傳熱系數(shù)值。為此在加熱器汽側(cè)設(shè)置了抽空氣管道以排除不凝結(jié)性氣體。高壓加熱器汽側(cè)抽空氣管路與除氧器相連，

39、再接入低壓加熱器抽空氣系統(tǒng)，最后連接至凝汽器的真空維持系統(tǒng)。為減少抽空氣過程中攜帶蒸汽造成的熱損失和降低抽氣器負(fù)擔(dān)，在抽氣管路上設(shè)置有節(jié)流孔板，用以阻止蒸汽大量流入下一級或凝汽器。凝汽器側(cè)抽真空系統(tǒng)設(shè)置 3 臺 50%容量水環(huán)式真空泵，電動機(jī)與真空泵采用直聯(lián)式。正常運(yùn)行時，1臺真空泵作為備用。抽氣器的任務(wù)是抽除凝汽器內(nèi)不能凝結(jié)的氣體，以維持凝汽器的正常真空。所以抽氣器的工作正常與否對凝汽器壓力的影響很大。任何一種抽氣器，不管其結(jié)構(gòu)和作用原理如何，其實都是一種擴(kuò)容器。它將蒸汽空氣混合物從抽氣口德壓力擴(kuò)壓到略高于大氣壓以排入大氣，其壓縮比一般為1540。5.5. 旁路系統(tǒng)本機(jī)組設(shè)有兩級串聯(lián)的高、低

40、旁路系統(tǒng)。主蒸汽管與汽機(jī)高壓缸排氣逆止閥后的冷段再熱蒸汽管道之間連接高壓旁路，使蒸汽直接進(jìn)入再熱器；再熱器出口管路上連接高壓旁路管道使蒸汽直接進(jìn)入凝汽器。在機(jī)組啟停、運(yùn)行和異常情況期間旁路系統(tǒng)起到控制、監(jiān)視蒸汽壓力和鍋爐超壓保護(hù)的作用。高壓旁路每臺機(jī)組安裝兩套，從汽機(jī)入口前主蒸汽聯(lián)絡(luò)管接出，經(jīng)減壓、減溫后接至再熱（冷段）蒸汽管道，高壓旁路的減溫水取自汽動給水泵和電動給水泵出口的凝結(jié)水系統(tǒng)。高、低壓旁路包括蒸汽控制閥、減溫水控制閥、關(guān)斷閥和控制裝置。系統(tǒng)設(shè)置預(yù)熱管保證高、低壓旁路管道在機(jī)組運(yùn)行時始終處于熱備用狀態(tài)。5.6. 補(bǔ)充水系統(tǒng)本機(jī)組設(shè)置了凝結(jié)水補(bǔ)充水箱，補(bǔ)充水進(jìn)入凝汽器，由于補(bǔ)充水充分利

41、用了低壓回?zé)岢槠訜幔責(zé)岢闅庾龉Ρ容^大，熱經(jīng)濟(jì)性提高。并設(shè)有補(bǔ)充水除鹽裝置，去除水中鈣、鎂、硅酸鹽和鈉鹽，凝結(jié)水精處理采用中壓系統(tǒng)。除鹽采用離子交換樹脂制取的化學(xué)除鹽水。補(bǔ)充水采用二級除氧，一級除氧在凝汽器中，設(shè)有真空除氧裝置和鼓泡除氧裝置，然后通過回?zé)嵯到y(tǒng)的高壓除氧器進(jìn)行二次除氧。5.7. 閥門5.7.1.關(guān)斷用閥門關(guān)斷用閥門用于切斷或接通管道與設(shè)備之間的介質(zhì)通路，包括截止閥、閘閥、蝶閥、球閥、旋塞閥、隔膜閥等。關(guān)斷用閥門在電廠用得最多的是截止閥和閘閥。閘閥和截止閥只作關(guān)斷用，不作流量或壓力調(diào)節(jié)閥，否則閥門會迅速磨損導(dǎo)致泄漏，失去嚴(yán)密性。閘閥的特點是流動阻力小，啟閉扭矩小，介質(zhì)可兩個方向流

42、動，但閥體較高，密封面多，制造要求高。閘析閘閥可裝于任意位置的管道上，雙閘板閘閥宜裝于水平管道上，閥桿垂直向上。截止閥的特點是結(jié)構(gòu)簡單，密封性好，便于維修，但流動陰力較大，啟閉扭大，啟閉時間較長，可裝于任意位置的管道上。為便于開啟大直徑的閘閥或閥瓣承受壓力很大截止閥，需裝尺寸小的旁路閥。運(yùn)行時，閘閥、截上載閥要全開，停運(yùn)時要全關(guān)。5.7.2.調(diào)節(jié)用閥門調(diào)節(jié)用閥門用于調(diào)節(jié)介質(zhì)的流量和壓力，包括調(diào)節(jié)閥、疏水閥、節(jié)流閥、減壓閥等，一般調(diào)節(jié)用閥門不宜作關(guān)斷閥使用。當(dāng)調(diào)節(jié)幅度小且不需要經(jīng)常調(diào)節(jié)時，在設(shè)計壓力不大于 1.6MPa 的小管，或設(shè)計壓力不大于 1.0MPa 的蒸汽管道上，可用截止閥或閘閥兼作關(guān)

43、斷或調(diào)節(jié)用。調(diào)節(jié)閥在運(yùn)行中需要經(jīng)常開關(guān)，為防止介質(zhì)泄漏，一般在調(diào)節(jié)閥之前要串聯(lián)關(guān)斷閥，開啟時，要先全開關(guān)斷閥而后再開調(diào)節(jié)閥，關(guān)閉時，先關(guān)調(diào)節(jié)閥然后再關(guān)關(guān)斷閥。5.7.3.保護(hù)用閥門保護(hù)用閥門用于保護(hù)設(shè)備或管系安全運(yùn)行，包括止回閥、安全閥和快速關(guān)斷閥等。止回閥用以防止管道內(nèi)介質(zhì)倒流，當(dāng)介質(zhì)倒流時，閥瓣自動關(guān)閉，截斷介質(zhì)流量，以防發(fā)生事故。在發(fā)電廠中主要用于各種泵的出口、鍋爐給水管道、汽輪機(jī)抽汽管道等不允許介質(zhì)倒流的地方。安全閥用以防止超壓，當(dāng)介質(zhì)壓力超過規(guī)定值時，安全閥自動開啟，把多余的介質(zhì)排放到低壓系統(tǒng)或大氣中，而在壓力降至規(guī)定值時又能自動關(guān)閉，防止事故發(fā)生，保證安全運(yùn)行。5.7.4.各閥門安

44、裝1.循環(huán)水管道，采用蝶閥2.抽汽管道，在盡量接近汽輪機(jī)抽汽口的地方安裝止回閥，止回閥后安裝電動閘閥。止回閥前和電動閘閥后分別設(shè)疏水閥。第四級抽汽管道上，至除氧器的管道上設(shè)置一個電動閘閥和一個止回閥；至給水泵汽輪機(jī)的蒸汽管道上設(shè)置一個止回閥，在每個支管上再分別裝設(shè)一個電動閘閥和一個止回閥；至輔汽的蒸汽管道上裝設(shè)一個電動閘閥和一個止回閥。3.汽包、過熱器、再熱器、高壓加熱器、除氧器等高壓設(shè)備，均安裝安全閥。4.凝結(jié)水泵、給水泵等泵入口前設(shè)置閘閥和泵入口濾網(wǎng)，出口均設(shè)止回閥，止回閥后安裝電動截止閥，防止高壓水倒流。5.各高、低加熱器，均設(shè)置加熱器隔離旁路，旁路上設(shè)置電動隔離閥。6.各高壓加熱器疏水

45、經(jīng)疏水調(diào)節(jié)閥逐級自流至除氧器。各低壓加熱器的疏水用疏水調(diào)節(jié)閥逐級自流入低壓加熱器 H8，H8 的疏水用疏水泵打回 H8 主凝結(jié)水出口。7.主蒸汽系統(tǒng)，在過熱器出口聯(lián)箱兩側(cè)各接一彈簧式安全閥和一電磁安全閥。在靠近主汽門的管道上裝設(shè)疏水閥和暖管用疏汽閥。8.再熱蒸汽系統(tǒng)，在靠近高壓缸排汽口處設(shè)置止回閥，止回閥前后設(shè)有疏水閥，疏水閥后串聯(lián)一汽動截止閥。再熱器進(jìn)口聯(lián)箱前的冷段管道上，設(shè)彈簧式安全閥。再熱器出口聯(lián)箱引出的管道上，裝設(shè)一個彈簧式安全閥和一個放氣閥。在靠近中聯(lián)門的地方安裝疏水閥。6 結(jié)論本機(jī)組采用一爐一機(jī)的單元制配置。其中鍋爐為德國 BABCOCK 公司生產(chǎn)的2208t/h 自然循環(huán)汽包爐；

46、汽輪機(jī)為 GE 公司的亞臨界壓力、一次中間再熱 660MW 凝汽式氣輪機(jī)。該系統(tǒng)共有八級不調(diào)節(jié)抽汽。其中第一、二、三級抽汽分別供三臺高壓加熱器，第五、六、七、八級抽汽分別供四臺低壓加熱器，第四級抽汽作為0.9161MPa 壓力除氧器的加熱汽源。汽輪機(jī)的主凝結(jié)水由凝結(jié)水泵送出，依次流過軸封加熱器、4 臺低壓加熱器，進(jìn)入除氧器。然后由氣動給水泵升壓，經(jīng)三級高壓加熱器加熱，最終給水溫度達(dá)到，進(jìn)入鍋爐。凝汽器為單壓式凝汽器，汽輪機(jī)排氣壓力 4.4kPa。給水泵氣輪機(jī)（以下簡稱小汽機(jī)）的汽源為中壓缸排汽（第四級抽汽），無回?zé)峒訜崞渑牌噙M(jìn)入凝汽器，設(shè)計排汽壓力為 。原則性熱力計算結(jié)果如下：1. 汽輪機(jī)內(nèi)

47、功2. 汽輪機(jī)比熱耗3. 汽輪機(jī)絕對內(nèi)效率4. 汽輪機(jī)絕對電效率5. 汽輪機(jī)熱耗率6. 汽輪機(jī)汽耗率7. 汽輪機(jī)進(jìn)汽量檢驗：與初選值誤差 0.01%計算無誤。8. 鍋爐有效熱量9. 管道效率10.全廠效率11.全廠發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗12.全廠熱耗率13.全廠供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗14.反平衡校核汽輪機(jī)內(nèi)功15.正、反平衡相對誤差計算無誤。致 謝這次熱力發(fā)電廠課程設(shè)計是在xx大學(xué)，xx學(xué)院xx老師的悉心指導(dǎo)下完成的。讓我們小組將熱力發(fā)電廠書上的理論知識和實際的設(shè)備布置聯(lián)系在了一起，不僅加深了我們對熱力過程的理解，而且增強(qiáng)了我們利用期刊，查找資料的能力。從方案的確定，到計算過程中的解惑，指導(dǎo)老師都給我們提供了很多的幫助以及及時的督促。老師治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，為人誠懇，學(xué)識淵博，為我們樹立了良好的榜樣。在此，我們小組成員向老師表示崇高的敬