火電廠原則性熱力系統(tǒng)變工況計(jì)算

1、摘 要火電廠熱系統(tǒng)工況發(fā)生變動(dòng)時(shí)，將會(huì)引起整個(gè)熱系統(tǒng)和全廠的熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)發(fā)生變動(dòng)。本設(shè)計(jì)主要內(nèi)容為某300MW凝汽式機(jī)組全廠原則性熱力系統(tǒng)變工況計(jì)算，根據(jù)給定的熱力系統(tǒng)及其數(shù)據(jù)，在熱力系統(tǒng)常規(guī)計(jì)算方法的基礎(chǔ)下，計(jì)算額定功率下，切除2高壓加熱器H2時(shí)的系統(tǒng)中各點(diǎn)汽水參數(shù)、流量和熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，以及分析其經(jīng)濟(jì)性。根據(jù)設(shè)計(jì)工況與變工況兩組數(shù)據(jù)的計(jì)算結(jié)果作為運(yùn)行和調(diào)控的依據(jù)。 關(guān)鍵詞：原則性 熱力系統(tǒng) 變工況 常規(guī)法AbstractThermal power plant thermal system conditions (parameters) change will cause the entire

2、thermal system and heat the whole plant changes in economic indicators. The main elements of the design for a 300MW unit condensing steam plant thermal system in principle calculation of variable condition, according to a given thermal system and its data to calculate the rated power, when the remov

3、al of the high-pressure heater system H2 stem-water all parameters, flow and thermal economic indicators. By ordinary methods and equivalent enthalpy drop method to compare the calculation of the two conditions of thermal economy, in order to provide the basis for the operation and regulation.Key wo

4、rds ：Principle Thermal System Variable Conditions Conventional Method 目錄第一章 緒 論1第二章 熱力系統(tǒng)原則性計(jì)算原理21.1常規(guī)計(jì)算法21.2等效焓降法3第三章 機(jī)組全廠原則性熱力系統(tǒng)計(jì)算53.1 熱力系統(tǒng)與計(jì)算原始資料53.2 輔助計(jì)算63.3高壓加熱器組抽汽系數(shù)計(jì)算73.4汽輪機(jī)凝汽系數(shù)的計(jì)算及檢驗(yàn)：9第四章 機(jī)組全廠原則性熱力系統(tǒng)變工況計(jì)算114.1原始工況計(jì)算124.2 第一次迭代的預(yù)備計(jì)算154.3 第一次迭代計(jì)算204.4 第二次迭代計(jì)算264.5第三次迭代計(jì)算354.6 全廠熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)計(jì)

5、算36第五章 結(jié) 論38謝 辭39參考文獻(xiàn)40第一章 緒 論火電廠熱系統(tǒng)的變工況是指系統(tǒng)的工作條件（參數(shù)）發(fā)生變動(dòng)，偏離設(shè)計(jì)工況或都偏離某一基準(zhǔn)工況。這種偏離大致辭有二種情況：一是對(duì)熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了某種局部改動(dòng)；二是熱系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)未加改動(dòng)，但是系統(tǒng)運(yùn)行條件發(fā)生了變化。前者的例子如去除某一級(jí)加熱器運(yùn)行等，不論哪一種形式的工況變動(dòng)，結(jié)果都將引起整個(gè)熱系統(tǒng)的參數(shù)的變化，從而導(dǎo)致機(jī)組的和全廠的熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)發(fā)生變動(dòng)。在電廠的設(shè)計(jì)和運(yùn)行中，全廠熱力計(jì)算主要解決兩類(lèi)問(wèn)題：一是經(jīng)計(jì)算給出若干工況下全廠的熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，如全廠發(fā)、供電煤耗率，全廠熱效率，全廠節(jié)煤量等；二是為電廠的設(shè)計(jì)、運(yùn)行、機(jī)組檢修等提供基礎(chǔ)數(shù)

6、據(jù)，如汽輪機(jī)組以及各汽、水管道的汽水流量。設(shè)計(jì)工況的指標(biāo)是所有工況中最具有代表性的，因此設(shè)計(jì)工況下的全廠熱力計(jì)算是最為普遍、也是最為基本的計(jì)算。在設(shè)計(jì)和最大工況下進(jìn)行計(jì)算所得到的各部分汽水流量，是選擇機(jī)組輔助熱力設(shè)備和汽水管道的重要依據(jù)。在進(jìn)行其他一些工況計(jì)算（即變工況計(jì)算）時(shí)設(shè)計(jì)工況的計(jì)算結(jié)果往往就為它們提供初始的計(jì)算依據(jù)。 熱系統(tǒng)變工況計(jì)算的目的，是確定汽輪機(jī)在新的工況下各抽汽口和排汽端的蒸汽參數(shù)，以及回?zé)峤o水系統(tǒng)各參數(shù)及流量，其實(shí)質(zhì)是確定汽輪機(jī)的新的汽態(tài)膨脹過(guò)程線和系統(tǒng)參數(shù)。 熱力系統(tǒng)的變工況計(jì)算是以級(jí)組（兩個(gè)抽汽口之間的各級(jí)）為單位進(jìn)行的。計(jì)算時(shí)只需要了解各抽汽口的參數(shù)變化而不必知道汽

7、輪機(jī)各級(jí)詳細(xì)工況。 較為精確的變工況計(jì)算是將系統(tǒng)本身的變工況和設(shè)備的變工況結(jié)合起來(lái)進(jìn)行的。凝汽器的變工況計(jì)算已有較為精確的計(jì)公式，但回?zé)峒訜崞?、除氧器的變工況則十分復(fù)雜，其變工況計(jì)算的模型至今尚不清楚。在計(jì)算精度要求不高，只需要大致了解工況變動(dòng)的基本結(jié)果時(shí)，可以采用近似計(jì)算方法，即對(duì)于設(shè)備變工況后的參數(shù)變化，利用一些最簡(jiǎn)單的函數(shù)關(guān)系加以確定。這將大大簡(jiǎn)化計(jì)算所需要的原始資料和計(jì)算過(guò)程。本文的計(jì)算主要介紹此種方法。第二章 熱力系統(tǒng)原則性計(jì)算原理 火電廠熱力系統(tǒng)計(jì)算的核心是對(duì)回?zé)峒訜崞鞯臒崞胶馐竭M(jìn)行求解，求得各抽汽系數(shù)，然后根據(jù)汽輪發(fā)電機(jī)組的功率，求解汽輪機(jī)進(jìn)汽量以及機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)（定功率計(jì)算）或

8、者根據(jù)汽輪機(jī)的進(jìn)汽量確定汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組的功率（定流量計(jì)算）。 回?zé)釞C(jī)組原則性熱力系統(tǒng)計(jì)算方法，有傳統(tǒng)的常規(guī)計(jì)算方法以及等效焓降法、循環(huán)函數(shù)法等。常規(guī)計(jì)算通常有兩種方法：串聯(lián)法和并聯(lián)法。對(duì)于熱力系統(tǒng)熱平衡方程組，用手工計(jì)算求解時(shí)，為了使計(jì)算的每一個(gè)方程只出現(xiàn)一個(gè)未知數(shù)，計(jì)算的次序是“由高到低”，即先從抽汽壓力最高的加熱器算起，依次逐個(gè)算至抽汽壓力最低的加熱器，因此稱作串聯(lián)法；用計(jì)算機(jī)計(jì)算時(shí)，可以對(duì)所有的能量平衡方程聯(lián)立求解，一次即可獲得全部未知數(shù)，故稱作并聯(lián)法；并聯(lián)計(jì)算則需要求解多元線性方程組。等效焓降法的最大特點(diǎn)是在系統(tǒng)的局部結(jié)構(gòu)或者參數(shù)變動(dòng)時(shí)，可以進(jìn)行局部定量，而不需要像常規(guī)法那樣重新進(jìn)行整

9、個(gè)系統(tǒng)的全部計(jì)算，因而給熱系統(tǒng)的節(jié)能分析和節(jié)能改造帶來(lái)很大的方便。但等效焓降運(yùn)河的基本前提是各加熱器的汽水參數(shù)維持設(shè)計(jì)值，如果這一條不能保證或難以忽略，則等效焓降法的計(jì)算結(jié)果會(huì)引起一定的誤差。另外，如果除汽輪機(jī)的效率以外，還需要求出回?zé)嵯到y(tǒng)各汽水流量、汽水參數(shù)時(shí)，則仍需要按常規(guī)法計(jì)算方法求取。等效焓降法作為熱平衡計(jì)算方法時(shí)，其物理概念不及傳統(tǒng)方法明顯，計(jì)算過(guò)程亦并不簡(jiǎn)化，但作為一種熱系統(tǒng)分析方法，它們都可避開(kāi)與變動(dòng)無(wú)關(guān)的計(jì)算，而直接得到經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)的計(jì)算結(jié)果，因而有獨(dú)特的優(yōu)越性。1.1常規(guī)計(jì)算法常規(guī)計(jì)算未能的實(shí)質(zhì)，實(shí)際上是對(duì)由z個(gè)加熱器熱平衡方程式和一個(gè)凝汽器物質(zhì)平衡式所組成的（z+1）個(gè)線性方

10、程進(jìn)行求解，可解出z+1個(gè)未知數(shù)（z個(gè)抽汽系統(tǒng)aj和一個(gè)凝汽系數(shù)a和一個(gè)凝汽系數(shù)a）。然后直接求出所需要的新汽耗量或機(jī)組功率、熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)等。1）串聯(lián)計(jì)算串聯(lián)計(jì)算是指按照加熱器壓力“由高到低”的次序，依次對(duì)各個(gè)加熱器進(jìn)行熱平衡、流量平衡計(jì)算，獨(dú)立地求得各抽汽量或抽汽系數(shù)等未知量的方法。在計(jì)算過(guò)程中，有時(shí)需要進(jìn)行局部的試算，在計(jì)算完畢后再加以檢查修正，但總體上是順序的、直接的計(jì)算。串聯(lián)計(jì)算可以避開(kāi)解方程組的麻煩，既可用于手算，亦可用于計(jì)算機(jī)計(jì)算。當(dāng)進(jìn)行變工況計(jì)算時(shí)，、利用串聯(lián)解法可借助計(jì)算機(jī)迭代計(jì)算容易將汽態(tài)參數(shù)的變化一并計(jì)算出來(lái)，這是其他計(jì)算方法所難以做到的。2）并聯(lián)計(jì)算（電算方法）電算熱力系

11、統(tǒng)時(shí)，將z+1個(gè)方程排成矩陣來(lái)計(jì)算，可同時(shí)解出全部抽汽系數(shù)。為計(jì)算方便，將回?zé)峒訜崞鞯恼羝艧崃?、給水焓升和疏水放熱量分別用q、來(lái)表示，寫(xiě)成矩陣方程AX=T-B。并聯(lián)算法只要用數(shù)字填寫(xiě)一個(gè)矩陣，其余工作都可以由計(jì)算機(jī)完成。矩陣系數(shù)和熱力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)，對(duì)于不同的熱力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，只需要改變矩陣系數(shù)就可以了。因此，該算法具有一定的通用性。另外，由于是計(jì)算機(jī)程序，因此電算未能也為實(shí)時(shí)測(cè)試、控制和優(yōu)化提供了有力的工具。1.2等效焓降法具有n級(jí)回?zé)岢槠钠啓C(jī)中，1kg新汽所做的實(shí)際內(nèi)功稱為新汽的等效焓降H，它等效于kg新汽在相同的初、終參數(shù)、無(wú)回?zé)岬钠啓C(jī)中所做的實(shí)際功。各級(jí)抽汽的等效焓降是指回?zé)嵯到y(tǒng)

12、中減少（或增加）1kg抽汽時(shí)汽輪機(jī)增加（或減少）的實(shí)際功。它與1kg抽汽在某級(jí)加熱器中的放熱量之比稱為抽汽效率，表示從能級(jí)j加入單位熱量，在汽輪機(jī)上能夠獲得的內(nèi)功。第j級(jí)加熱器每排擠1kg的抽汽，并非全部到達(dá)凝汽器做功，其中的一小部分將繼續(xù)分流至第j級(jí)以下的各級(jí)加熱器，這一點(diǎn)是理解等效焓降法實(shí)質(zhì)的關(guān)鍵所在。等效焓降法的所有計(jì)算公式，加熱器的序號(hào)均是按照壓力從低到高升序排列的，這一點(diǎn)與傳統(tǒng)法和循環(huán)函數(shù)法是不同的。1）非再熱機(jī)組對(duì)于無(wú)中間再熱的回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)，用下式計(jì)算第j級(jí)加熱器的等效焓降： kj/kg （1-1） 式中第j級(jí)加熱器的抽汽比焓，kj/kg; 汽輪機(jī)排汽比焓，kJ/kg; r第j級(jí)加

13、熱器后更低壓力抽汽口角碼； 第r級(jí)加熱器的抽汽放熱量，kJ/kg 取疏水放熱或加熱器焓升，視加熱器的型式而定。若j級(jí)為匯集式加熱器，則均以代之。若j級(jí)為疏水放流式加熱器，則從容不迫j級(jí)以下直到匯集式加熱器，均以代替，而在匯集式加熱器以下，無(wú)論是匯集式加熱器還是疏水放流式加熱器，則一律以代替。2）中間再熱機(jī)組對(duì)于具有一次中間再熱的回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)，等效焓降的計(jì)算須計(jì)及排擠抽汽在再熱器內(nèi)的吸熱量。故等效焓降的計(jì)算公式，依被計(jì)算加熱器在再熱器前、后的位置而不同。對(duì)于再熱器后的各級(jí)加熱器，由于再熱后的排擠抽汽不影響流過(guò)再熱器的蒸汽份額，故這些加熱器的等效焓降仍按式（1-1）計(jì)算。對(duì)于再熱前冷段以前（含冷段

14、）的各級(jí)抽汽，等效焓降計(jì)算通式為: kJ/kg (1-2)式中=1kg蒸汽在再熱器內(nèi)的吸熱量，kJ/kg.本文的主要計(jì)算方法為串聯(lián)法。第三章 機(jī)組全廠原則性熱力系統(tǒng)計(jì)算3.1 熱力系統(tǒng)與計(jì)算原始資料發(fā)電廠機(jī)組型號(hào)為：N300-16.7/537/537，為國(guó)產(chǎn)機(jī)組，配 DG-1025/18.3型強(qiáng)制循環(huán)汽包鍋爐及國(guó)產(chǎn)QSFN-300-2水-氫-氫冷發(fā)電機(jī)。機(jī)組汽輪機(jī)為單軸雙缸雙排汽、一次中間再熱、8級(jí)不調(diào)整抽汽?；?zé)嵯到y(tǒng)為“三高、四低、一除氧”，除氧器采用滑壓運(yùn)行，七級(jí)回?zé)峒訜崞骶O(shè)置了疏水冷卻器，以充分利用本機(jī)疏水熱量來(lái)加熱本級(jí)主凝結(jié)水。三級(jí)高壓加熱器分別都設(shè)置內(nèi)置式蒸汽冷卻器。為保證安全性三

15、臺(tái)高壓加熱器的疏水均采用逐級(jí)自流至除氧器，四臺(tái)低壓加熱器的疏水逐級(jí)自流至凝汽器。補(bǔ)充水從凝汽器補(bǔ)入，除氧器采用第4段抽汽。給水泵設(shè)有兩臺(tái)汽動(dòng)式調(diào)整泵，一臺(tái)電動(dòng)式備用泵；汽動(dòng)式給水泵由凝汽式小汽輪機(jī)帶動(dòng)，其汽源來(lái)自4段抽汽，排汽進(jìn)入主凝汽器。為保證鍋爐的汽水品質(zhì)，對(duì)凝結(jié)水需全部過(guò)程經(jīng)過(guò)處理，故設(shè)有凝結(jié)水除鹽裝置，及相應(yīng)的升壓泵。 3.1.1汽輪機(jī)型式及參數(shù)1）機(jī)組型式：N300-16.7/537/537,亞臨界、一次中間再熱、雙缸雙排汽、單軸凝汽式汽輪機(jī)；2）額定功率：=300MW3)主蒸汽參數(shù)（主汽閥前）：=16.7MPa，=5374)高壓缸排汽：=3.66MPa，=3215)再熱蒸汽參數(shù)：=

16、3.29MPa，=5376)汽輪機(jī)排汽壓力：=0.005MPa ，排汽比焓：2560 KJ/Kg3.1.2回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)參數(shù)1)機(jī)組各級(jí)回?zé)岢槠麉?shù)見(jiàn)表：表1： 各級(jí)回?zé)岢槠麉?shù)項(xiàng)目單位H1H2H3H4H5H6H7H8抽汽壓力Mpa5.933.661.680.820.3270.1350.0740.026抽汽溫度3853214353372301439169抽汽焓KJ/Kg31403035333331322926276326632527加熱器上端差000333加熱器下端差66606666水側(cè)壓力MPa20.420.7210.7051.11.31.51.7抽氣管道壓損%55555555最終給水水溫度：

17、=2523.1.3 鍋爐型式及參數(shù)1)鍋爐型式：DG-1025/18.3，強(qiáng)制循環(huán)汽包爐2)過(guò)熱蒸汽參數(shù)：=18.3MPa，=540 ，= 3386.1KJ/Kg3)汽包壓力：=19.7MPa4)額定蒸發(fā)量：=1025t/h再熱蒸汽參數(shù)：再熱器進(jìn)口參數(shù)：=3.51MPa，=315 ，= 3018.5KJ/Kg再熱器出口參數(shù)：=3.365MPa，=543，= 3548.9KJ/Kg鍋爐效率：=0.923.1.4 其他數(shù)據(jù)各抽汽管壓損為：5%，補(bǔ)充水經(jīng)軟化處理引入主凝汽器，其水溫為40。主機(jī)的機(jī)械效率=0.98，發(fā)電機(jī)效率=0.99，小汽輪機(jī)的機(jī)械效率=0.97，給水泵效率=0.85。汽輪機(jī)高壓缸

18、進(jìn)汽節(jié)流損失：=3%，中壓缸進(jìn)汽節(jié)流損失：=2%，中低壓缸連通管損失：=1%；各加熱器的效率見(jiàn)具體計(jì)算。廠用電率，忽略加熱器和抽氣管路上的散熱損失，忽略凝結(jié)水泵的工質(zhì)比焓升3.2 輔助計(jì)算 1）軸封加熱器計(jì)算 以加權(quán)平均法計(jì)算軸封加熱器的平均進(jìn)汽比焓。計(jì)算見(jiàn)表3-4。2）均壓箱計(jì)算 以加權(quán)平均法計(jì)算均壓箱的平均進(jìn)汽比焓。計(jì)算見(jiàn)表3-5。表3-4 軸助加熱器物質(zhì)，熱平衡計(jì)算項(xiàng)目BN1NTR漏汽量,kg/h1344351 33095653漏汽系數(shù)0.00014440.0003570.00010280.000706漏汽點(diǎn)比焓3094.43028.128162516.22908.2總焓0.446831

19、0.1462880.1538380.8982830.2989631.944203平均比焓1.944203/0.000706=2753.8表3-5 均壓箱平均蒸汽比焓計(jì)算項(xiàng)目PMM1漏汽量,Kg/h4483202861054漏汽系數(shù)0.00048460.00034560.00030510.001135漏汽點(diǎn)比焓3008.729153128.1總焓1.4580161.0074240.9543833.419823平均比焓3.419823/0.001135=3013.063.3高壓加熱器組抽汽系數(shù)計(jì)算（1） 由高壓加熱器H1的熱平衡計(jì)算：1(h1-hs1)r=fw(hw1-hw2)1=fw(hw1-h

20、w2)/(h1-hs1)*r=1.02538*(1182-1051)/(3140-1082)*0.98=0.06660H1的疏水系數(shù)：d.1=1=0.06660（2）由高壓加熱器H2的熱平衡計(jì)算：2(h2-hs2)+1(hs1-hs2)r=fw(hw2-hw3)2=fw(hw2-hw3)-1(hs1-hs2)r/(h2-hs2)r=1.02538*(1051-842)-0.06660*(1082-866)*0.98/(3035-866)*0.98=0.09419表2 機(jī)組各計(jì)算點(diǎn)的汽水參數(shù)計(jì)算點(diǎn)設(shè)備抽汽口加熱汽側(cè)被加熱水側(cè)壓力溫度焓 壓力飽和水溫度飽和水焓疏水焓出口溫度壓力出口焓端差單位Mpa

21、KJ/KgMpaKJ/KgKJ/KgMpaKJ/Kg0-16.75373395.80-16.655373395.81H15.93385314054118202H23.6632130353.51243105186624320.7105123H31.6843533331.551988427631982184204H40.8233731320.791707171700.70517005H50.32723029260.301335594571331.155926H60121064433851061.342247H70.074912663

22、0.06889374281891.535548H80.0266925270.02464268163641.72464cc0.00532.87234913632.560.006136（3）由高壓加熱器H3的熱平衡計(jì)算： 3=fw(hw3-hw4)-(1+2)(hs2-hs3)r/( h3-hs3) r=1.02538*(842-749.5)-(0.06660+0.9419)*(866-763)*0.98/(3333-763)*0.98=0.031592、 除氧器H4的計(jì)算：fw=c4+1+2+3+4+f則c4=fw-1-2-3-4-f=1.02538-0.06660-0.09419-0.0315

23、9-4-0.0051)=0.82783-4熱平衡式4h4r+(1+2+3)hs3+c4hw5+fhf=fwhHD式中r-抽汽利用系數(shù)，取r=0.9854*3132*0.985+0.19238*763+(0.82783-4)559+0.00517*2773=1.02538*7174=0.04407c4=0.82783-0.04407=0.783763、低壓加熱組抽汽系數(shù)計(jì)算：（1）由低壓加熱器H5的熱平衡計(jì)算：(hs-hss)r=c4(hw5-hw6)=c4 (hw5-hw6)/ hs-hss)r=0.04438H5的疏水系數(shù)：d5=0.04438（2）由低壓加熱器H6的計(jì)算：H6的熱平衡：6=

24、c4 (hw6hw7)-5(hs5-hs6)r/(h6-hs6)r=0.02119（3）低壓加熱器H7的熱平衡計(jì)算：7=c4 (hw7-hw8)-(5-6)(hs6-hs7)r/(h7-hs7) r=0.03373(4) 低壓加熱器H8的熱平衡計(jì)算：熱平衡式8（h8-hs8）+(5+6+7)(hs7- hs8)r=c4(hw8-hc)8=c4(hw8-hc)- (5+6+7)(hs7- hs8) r/（h8-hs8）r=0.78376*(246-136)-(0.04438+0.02119+0.03373)*(281-163)*0.98/(2527-163)*0.98=0.032263.4汽輪機(jī)

25、凝汽系數(shù)的計(jì)算及檢驗(yàn)：根據(jù)汽輪機(jī)汽側(cè)平衡有c=1-j-s-t-0.01-0.035=0.5870 該值與由凝汽器質(zhì)量平衡計(jì)算得到的相等，所以凝汽系數(shù)計(jì)算正確。汽輪機(jī)汽耗量及各段抽汽量的計(jì)算1）抽汽作功不足系數(shù)計(jì)算qrh=hrh2-hrh1=3540-3035=505KJ/Kgh0-hc+qrh=3395-2349+505=1551KJ/KgY1=(h1-hc+qrh)/(h0-hc+qrh)=(3140-2349+505)/1551=0.8356Y2=(h2-hc+qrh)/(h0-hc+qrh)=(3035-2349+505)/1551=0.7679Y3=(h3-hc)/(h0-hc+qrh

26、)=(3333-2349)/1551=0.6344Y4 =Ys=Yt=(h4-hc)/(h0-hc+qrh)=(3132-2349)/1551=0.5048Y5=(h5-hc)/(h0-hc+qrh)=(2926-2349)/1551=0.3720Y6=(h6-hc)/(h0-hc+qrh)=(2763-2349)/1551=0.2669Y7=(h7-hc)/(h0-hc+qrh)=(3333-2349)/1551=0.2025Y8=(h8-hc)/(h0-hc+qrh)=(3333-2349)/1551=0.1148各級(jí)抽汽份額及其做功系數(shù)的乘積列于下表中2）汽輪機(jī)的汽耗量及各段抽汽量的計(jì)算

27、機(jī)組無(wú)回?zé)峒兡r時(shí)的汽耗量D0c=3600Pe/( h0-hc+qrh)mg=3600*3*100000/(1551*0.97)=717861Kg/h機(jī)組有回?zé)釙r(shí)的汽耗量D0= D0c/(1-jYj)=717861/0.77439=927002Kg/hj、Yj和DjjYjDjDj=j D0(Kg/h)1=0.06602=0.094193=0.031594=0.044075=0.044386=0.021197=0.033738=0.03226s=0.01t=0.035Y1=0.8356Y2=0.7679Y3=0.6344Y4=0.5048Y5=0.3720Y6=0.2669Y7=0.2025

28、Y8=0.1148Ys=0.5048Yt=0.50480.055650.072330.020040.022250.016430.005660.006830.003700.005050.01767D1=61736D2=87314D3=29284D4=40853D5=41140D6=19643D7=31265D8=29904Ds=9270Dt=32443j=0.4130c=1-j=0.5870j Yj=0.225611-j Yj=0.77439Dj=382852Dc=cD0=544150各項(xiàng)汽水流量項(xiàng)目份額x流量Dx=xD0(Kg/h)全廠汽水損失鍋爐排污擴(kuò)容蒸汽濃縮排污水化學(xué)補(bǔ)充水生活用汽小汽輪

29、機(jī)用汽鍋爐蒸發(fā)量再熱蒸汽量鍋爐給水量1=0.01523b1=0.01015f=0.00517b1=0.00498ma=0.03021s=0.01t=0.035b=1.01523rh=1-1-2=0.8392fw=1.02538D1=14118Db1=9409Df=4793Db1=4616Dma=28005Ds=9270Dt=32443Db=941120Drh=777940Dfw=950529汽輪機(jī)功率校核P1=D1(h0-h1)mg/3600=61736*(3395-3140)*0.97/3600=4244KWP2= D2(h0-h2)mg/3600=87314*(3395-3035)*0.9

30、7/3600=8469KWP3 =D3(h0-h2+qrh)mg/3600=29284*(3395-3333+505)*0.97/3600=4474KWP4= D4(h0-h4+qrh)mg/3600=40853*(3395-3123+505)*0.97/3600=8454KWP5= D5(h0-h5+qrh)mg/3600=41140*(3395-2926+505)*0.97/3600=10797KWP6= D6(h0-h6+qrh)mg/3600=19643*(3395-2763+505)*0.97/3600=6018KWP7= D7(h0-h7+qrh)mg/3600=31265*(33

31、95-2663+505)*0.97/3600=10422KWP8= D8(h0-h8+qrh)mg/3600=29904*(3395-2527+505)*0.97/3600=11063KWPc= Dc(h0-hc+qrh)mg/3600=544150*(3395-2349+505)*0.97/3600=227405KWPS+Pt=(Ds+Dt)(h0-h4+qrh)mg/3600=(9270+32443)*(3395-3132+505)*0.97/3600=8632KWPj= P1+ P2+ P3+P4+ P5+ P6+ P7+ P8+ Ps+ Pt+ Pc=4244+8469+4474+84

32、54+10797+6018+10422+11063+8632+227405=299978KW=(300000-299978)/300000=0.007%誤差在允許的范圍內(nèi)，計(jì)算正確熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)計(jì)算1）汽輪機(jī)熱耗量（含小汽輪機(jī)）Q0=D0(h0-hfw)+Drhqrh+Df(hf”-hfw)-Dma(hfw-hmaw)=927002*(3395-1182)+777940*505+4793*(2773-1182)-28005*(1182-136)=2422647559KJ/h2)汽輪機(jī)組熱耗率q0=Q0/P0=2422647559/300000=8076kj/(kw.h)3)鍋爐熱負(fù)荷Qb=Db(

33、hb-hfw)+D2hq2h+Db1(hb1-hfw) =941120*(3395.5-1182)+777940*505+9409*(1814-1182) =2481975308KJ/h4)各種效率管道效率p=Q0/Qb=2422647559/2481975308=97.5%機(jī)組熱效率e=3600/9=3600/8076=44.5%全廠熱效率cp=bpe=0.92*0.975*0.445=39.9%5)全廠熱耗率qcp=3600/cp=3600/0.339=9023KJ/(kwh)6)發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)耗率bcp=0.123/c=0.123/0.339=0.3083kg/(kw.h)第四章 機(jī)組全廠原則

34、性熱力系統(tǒng)變工況計(jì)算熱力系統(tǒng)與計(jì)算原始資料汽輪機(jī)類(lèi)型及參數(shù)：機(jī)組型式：N300-16.7/537/537,亞臨界、一次中間再熱、雙缸雙排汽、單軸凝汽式額定功率：=300MW主蒸汽參數(shù)：=16.7MPa，=537高壓缸排汽：=3.66MPa，=321再熱器及管道阻力損失為高壓缸排氣壓力的8%左右。中壓缸進(jìn)汽參數(shù)：=3.29MPa，=537汽輪機(jī)排汽壓力：=0.005MPa給水溫度：=252給水泵為汽動(dòng)式，小汽輪機(jī)汽源采用第四段抽汽，排汽進(jìn)入主凝汽器；補(bǔ)充水經(jīng)軟化處理后引入主凝汽器。鍋爐類(lèi)型及參數(shù)：鍋爐型式：DG-1025/18.3，強(qiáng)制循環(huán)汽包爐過(guò)熱蒸汽參數(shù)：=18.3MPa，=540汽包壓力：

35、=19.7MPa額定蒸發(fā)量：=1025 t/h再熱蒸汽出口溫度：=540鍋爐效率：=0.924.1原始工況計(jì)算 變工況前的系統(tǒng)狀態(tài)是變工況計(jì)算的前提和基礎(chǔ)?，F(xiàn)將變工況前的汽輪機(jī)進(jìn)汽量、熱力系統(tǒng)中各點(diǎn)汽水流量和熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的計(jì)算結(jié)果列于下表4-1。表4-1項(xiàng)目H1H2H3 （除氧器）H4H5H6H7H8抽汽壓力5.933.661.680.820.3270.1350.0740.026抽汽比焓31403035333331322926276326632527抽汽管道壓損0.17580.10780.08160.037450.015370.006570.0034680.00112加熱器下端差24.317.9

36、13.2_22.422.121.8923.3抽汽系數(shù)0.06660.094190.031590.044070.044380.021190.0331730.03226汽輪機(jī)進(jìn)汽量927002 汽輪機(jī)初始通流量計(jì)算變工況計(jì)算的基本公式是弗留格爾公式。弗留格爾公式利用各抽汽段的蒸汽通流量的變化來(lái)計(jì)算抽汽口壓力變化來(lái)計(jì)算抽汽口壓力變化。因此，首先要計(jì)算汽輪機(jī)各級(jí)組的初始通流量。根據(jù)前面的計(jì)算結(jié)果將原始工況下汽輪機(jī)各級(jí)組抽氣量，門(mén)桿漏氣量，軸封漏氣量列于下表4-2，以備迭代計(jì)算。汽輪機(jī)各級(jí)組的劃分示于圖。各級(jí)組通流量計(jì)算時(shí)，可參考表4-1。表4-2抽汽口代號(hào)D1D2D3D4() D5D6D7D8抽汽量（

37、）61736873142928440853 (100844)41140196433126529904表4-3漏汽點(diǎn)代號(hào)ABKL1N1M1漏汽系數(shù)0.00033530.00014440.0040080.0016370.0003050漏汽量()3111343715151845283注 :括號(hào)內(nèi)數(shù)據(jù)為第四抽汽口各抽汽量之和漏汽點(diǎn)代號(hào)LNMRPT漏汽系數(shù)0.0018590.00034560.00010270.00048460.000357漏汽量()17235132095449331漏汽點(diǎn)代號(hào)SJW漏汽系數(shù)0.00076370.016360.0003716漏汽量（）70815166344第級(jí)組通流量:

38、=927002-1518-45-283-311-134-61736=862975kg/h再熱器通流量：=- =862975-1723-51-320-87314+311-15166=758712kg/h第級(jí)組通流量：758712+15166-3715=770163kg/h第級(jí)組通流量：=770163-28284=741879第級(jí)組通流量：=741879-100844-95-449=640491kg/h第級(jí)組通流量：640491-41140=599351kg/h按以上計(jì)算原則，得到第第級(jí)組的通流量，將所有各級(jí)組計(jì)算結(jié)果列于表4-5。表4-4 各級(jí)組通流量計(jì)算結(jié)果（原始工況）級(jí)組序號(hào)IZRIIIIV

39、V VI級(jí)組通流量Kg/h8629757587127701637418796404915993515797085484435185394.1.2初步計(jì)算初步計(jì)算的目的是在假定汽輪機(jī)各加熱器抽氣參數(shù)和進(jìn)出水參數(shù)均維持不變的條件下，僅改變高加H1的抽汽系數(shù)，計(jì)算得出系統(tǒng)中各點(diǎn)抽汽系數(shù)，抽汽量和各級(jí)組通流量。以上述假設(shè)作為初始工況，按照前面的方法步驟進(jìn)行全廠原則性熱力系統(tǒng)計(jì)算。初步計(jì)算開(kāi)始時(shí)的熱力系統(tǒng)參數(shù)列于表4-5。初步計(jì)算得到的各點(diǎn)抽汽系數(shù)，抽汽量和各級(jí)組通流量的第一次近似值列于表4-6和4-8。表4-5 原則性熱力系統(tǒng)汽水參數(shù)（供初步計(jì)算）項(xiàng)目H1H2H3H4(除氧器)H5H6H7H8加熱器側(cè)

40、壓力5.9453.5581.7230.9160.4040.2190.10570.01911飽和溫度272.9243.5204.9176.1140.0123.1101.259.1出水溫度274.6243.5206.6176.1134.5120.398.456.3進(jìn)水溫度242.7197.5168.9128.3102.986.758.733.1出水焓值1203.91056.3733.5746.2567.3506.8414.3238.0進(jìn)水焓值876956.3890.1556.6433.3365.2248.0141.1疏水溫度199.5170.6176.1105.592.264.238.6疏水焓值8

41、50.9755.8746.6606.4517.1268.8161.7表4-6 各抽汽系數(shù)、抽汽量計(jì)算結(jié)果（初步計(jì)算）抽汽口代號(hào)H1H2H3 H4除氧器H5H6H7H8抽汽系數(shù)1.00.066600.034990.048990.047760.022810.036300.03477抽氣量870705581860300914107433411210483250129231注表示汽輪機(jī)進(jìn)汽量表 4-7 各級(jí)組通流量計(jì)算結(jié)果（初步計(jì)算）級(jí)組序數(shù)IZRIIIIIIVVVI級(jí)組通流量（kg/h）870705810228793279804730774639673251639840618792586291557

42、0604.2 第一次迭代的預(yù)備計(jì)算預(yù)備計(jì)算的目的是利用初步計(jì)算的結(jié)果，主要是以各級(jí)組通流量的變化，進(jìn)行汽態(tài)膨脹過(guò)程線的修正。然后，根據(jù)修正后的汽態(tài)過(guò)程線，逐步計(jì)算各加熱器的壓力，加熱器內(nèi)汽側(cè)飽和溫度，出水溫度出水比焓，進(jìn)水溫度進(jìn)水比焓，疏水比焓值等。計(jì)算過(guò)程中，抽汽壓力的確定利用了弗留格爾公式，借助級(jí)組通流量的改變進(jìn)行計(jì)算求得。加熱器內(nèi)汽側(cè)的壓力的確定利用了抽汽管道壓差的變化。各進(jìn)出水溫度及疏水溫度的計(jì)算，責(zé)考慮了加熱器上下端差固定不變的原理。1）抽汽壓力與抽汽比焓根據(jù)弗留格爾公式，第一抽汽口壓力： 式中 原工況第一抽汽口的壓力，通流量； 初步計(jì)算后第一抽汽口的壓力，通流量。第一抽汽口蒸汽比焓

43、： kJ/kg同理可計(jì)算出其余各抽汽口的壓力和比焓，計(jì)算結(jié)果列于表4-8將上述的計(jì)算結(jié)果列于下表：表4-8 抽汽壓力及比焓值（供第一次迭代）項(xiàng) 目H1H2H3 H4H5H6H7H8抽汽壓力5.983.6451.6350.75910.31150.13270.075080.02246抽汽比焓3134.23018.63320.23098.82915.62743.22643.22443.2抽汽管道壓損0.175800.08160.037450.015370.006570.003460.00112加熱器側(cè)壓力5.9723.5351.5520.72020.29610.12610.071550.02135飽

44、和溫度275.2243.1199.9176.1133.1123.1101.259.1出水溫度243.1243.1199.6176.1130.5123.198.456.3進(jìn)水溫度243.1199.5168.9130.3102.986.758.733.1出水比焓1054.9.91054.9733.5702.5548.6434.9368.4238.0進(jìn)水比焓1054.9850.6727.9548.6434.9365.2246.9138.7疏水比焓1075.4877.6740.7702.5457.2390.4268.8161.72）加熱器壓力與飽和溫度第一抽汽口：因?yàn)楦呒忧谐云湎鄳?yīng)的抽汽管道的壓

45、損為零，加熱器壓力等于抽汽壓力抽氣量為零。第二抽汽口：原始工況抽汽管道壓損：變工況后抽汽壓損MPa式中 第二抽汽口抽汽流量 ，見(jiàn)表4-6； 迭代前第二抽汽口抽汽流量，見(jiàn)表4-4.加熱器壓力：式中變工況后第二抽汽口壓力，。由，查水蒸氣性質(zhì)表，得加熱器飽和溫度：第三抽汽口：原始工況抽汽管道壓損：變工況后抽汽壓損加熱器壓力：由，查水蒸氣性質(zhì)表，得加熱器飽和溫度：第四抽汽口：原始工況抽汽管道壓損：變工況后抽汽壓損加熱器壓力：由，查水蒸氣性質(zhì)表，得加熱器飽和溫度：第五抽汽口：原始工況抽汽管道壓損：變工況后抽汽壓損加熱器壓力：由，查水蒸氣性質(zhì)表，得加熱器飽和溫度：第六抽汽口：原始工況抽汽管道壓損：變工況后

46、抽汽壓損加熱器壓力：由，查水蒸氣性質(zhì)表，得加熱器飽和溫度：第七抽汽口：原始工況抽汽管道壓損：變工況后抽汽壓損 加熱器壓力：由，查水蒸氣性質(zhì)表，得加熱器飽和溫度： 第八抽汽口：原始工況抽汽管道壓損：變工況后抽汽壓損 加熱器壓力：由，查水蒸氣性質(zhì)表，得加熱器飽和溫度： 3）加熱器出、進(jìn)水溫度，進(jìn)、出水比焓仍從第二級(jí)加熱器算起：出水溫度出水比焓：由高壓加熱器管組水側(cè)壓力，出水溫度查表得高壓加熱器H3：出水溫度 出水比焓：由高壓加熱器管組水側(cè)壓力，出水溫度查表得 除氧器：出水溫度 低壓加熱器：出水溫度 出水比焓：由除氧器管組水側(cè)壓力，出水溫度查表得 低壓加熱器：出水溫度 出水比焓：由除氧器管組水側(cè)壓力

47、，出水溫度查表得 低壓加熱器：出水溫度 出水比焓：由除氧器管組水側(cè)壓力，出水溫度查表得 進(jìn)水比焓：進(jìn)水溫度：式中第三級(jí)加熱器的出水溫度。同理可以計(jì)算出除第三級(jí)和第八級(jí)之外的其余各級(jí)加熱器的進(jìn)水溫度進(jìn)水比焓。第三級(jí)加熱器的進(jìn)水溫度為給水泵的出水溫度，因此不能套用上式可按下式直接求出的進(jìn)水比焓然后查出。式中給水泵比焓升，變工況時(shí)取常數(shù) 25.4 除氧器飽和水比焓， 第八級(jí)加熱器的進(jìn)水溫度為軸封加熱器的出水溫度。變工況時(shí)不必計(jì)算這個(gè)值，直接由的熱平衡計(jì)算得到的出水焓值即可。4）加熱器疏水比焓第二級(jí)加熱器疏水比焓加熱器下端差。第三級(jí)加熱器疏水比焓第四級(jí)加熱器疏水比焓第五級(jí)加熱器疏水比焓第六級(jí)加熱器疏水

48、比焓第七級(jí)加熱器疏水比焓第八級(jí)加熱器疏水比焓將以上結(jié)果列于表4-7.至此，已將各加熱器的抽汽參數(shù)，進(jìn)出口汽水參數(shù)計(jì)算完畢，相當(dāng)于為新一輪迭代計(jì)算給除了所有的計(jì)算初始條件（表4-7）一下按照前面的計(jì)算方法，步驟在偶那個(gè)給定功率的條件下進(jìn)行第二輪全廠性熱力系統(tǒng)計(jì)算（第一次迭代計(jì)算）。4.3 第一次迭代計(jì)算這一步計(jì)算的目的是利用上一步計(jì)算得到的汽水參數(shù)，進(jìn)行全廠原則性熱力系統(tǒng)計(jì)算。結(jié)果是要得到新的汽輪機(jī)進(jìn)汽量，抽汽系數(shù)，抽汽流量以及各級(jí)組的蒸汽通流量，以便利用這些結(jié)果進(jìn)行汽態(tài)膨脹線的第二次休整。1）汽水平衡計(jì)算全廠汽水平衡如圖3-1所示。將進(jìn)出系統(tǒng)的各流量以及門(mén)桿，軸封漏氣量用相對(duì)量表示。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，變工況時(shí)的各小流量系數(shù)均取原始工況的數(shù)值不變。全廠性汽水流量系數(shù)，補(bǔ)充水率，給水系數(shù)計(jì)算結(jié)果列于4-8；門(mén)桿漏氣軸封漏氣等各小汽流量系數(shù)，見(jiàn)表4-2；軸封加熱器的平均進(jìn)汽比焓，計(jì)算過(guò)程見(jiàn)表4-2；均壓箱內(nèi)的平均蒸汽比焓，計(jì)算過(guò)程見(jiàn)表4-3。表4-9 全廠性水流量、補(bǔ)水量、給水