課程設(shè)計(jì)-火力發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)擬定和計(jì)算

一、課程設(shè)計(jì)題目火力發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)擬定和計(jì)算二、課程設(shè)計(jì)目的進(jìn)一步鞏固本課程中所學(xué)到的專業(yè)理論，訓(xùn)練電廠工程師必備的專業(yè)技能，著重培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立三、課程設(shè)計(jì)要求國(guó)產(chǎn)300MW汽輪機(jī)發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)擬定和計(jì)算(額定工況)(1)、原始資料A、制造廠提供的原始資料國(guó)產(chǎn)N300-16.7/538/538機(jī)組p0=16.7MPa,pr2=3.229MPapfw=21.4MPa,tr2=538℃,pcw=1.68MPaprl=3.588MPa,tr1=336.8℃,pc=0.00595Mpahc=2494.5kJ/kg單位一抽二抽三抽四抽五抽六抽七抽八抽加熱器編號(hào)抽汽壓力MPa0.07080.0225抽汽溫度℃端差℃000注：H1,H2取3%,其它各抽汽管壓降取5%P各加熱器效率取0.98;下端差取5.6℃各軸封漏汽量(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)各軸封漏汽焓(kJ/kg):hsg1=3383.7hsg2=3508.6hsg3=3228.8hsg4=3290.5國(guó)產(chǎn)HG1021/18.2-540/540-WM10亞臨界中間再熱自然循環(huán)汽包爐額定蒸發(fā)量1021t/h過熱蒸汽參數(shù)psu=18.2MPa,tsu=540℃B、其他已知數(shù)據(jù)汽機(jī)進(jìn)汽節(jié)流損失0.02Po中壓汽門節(jié)流損失0.02Pr2化學(xué)補(bǔ)充水壓力0.39Mpa,溫度20℃排污擴(kuò)容器壓力Pf=0.8(2)任務(wù)C、發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)計(jì)算(額定工況)i、汽輪機(jī)功率校核j、熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)計(jì)算設(shè)計(jì)計(jì)算書該發(fā)電廠為凝氣式電廠，規(guī)劃容量300MW,選用凝氣式機(jī)組，蒸汽初參數(shù)：過熱蒸汽壓力壓加熱器，第五、六、七、八級(jí)抽汽分別供四臺(tái)低壓加熱器，第四級(jí)抽汽作為除氧器的加熱熱源。三臺(tái)高壓回?zé)峒訜崞骶O(shè)有疏水冷卻器和內(nèi)置式蒸汽冷卻器，同時(shí)設(shè)有內(nèi)置式蒸汽冷卻器的還有H5低壓加熱器。1—8號(hào)加熱器均采用疏水逐級(jí)自流的疏水方式(一)計(jì)算原始資料(4)再熱蒸汽參數(shù)：冷段：pr1=3.588MPa,tr1=336.8℃;熱段：pr2=3.229MPa,tr2=538℃;(1)機(jī)組各級(jí)回?zé)岢槠麉?shù)表(表1-1)單位抽汽壓力PjMPa抽汽溫度tj℃抽汽焓g加熱器上端差℃-1.7000疏水冷卻器下端差℃水側(cè)壓力pwMPa0.699抽汽管道壓損%33555555(2)給水溫度：tfw=275℃,給水焓hfw:1206.4kj/kg。3、鍋爐型式及參數(shù)(5)汽包壓力：pdu=19.83MPa;(6)鍋爐熱效率：ηb=0.913(1)汽輪機(jī)進(jìn)汽截流損失：δp=2%,中壓缸進(jìn)汽截流損失：δpi=2%;(2)軸封加熱器壓力：0.095MPa,軸封加熱器進(jìn)汽比焓：hsg=2749.9kj/kg;(3)軸封漏汽數(shù)據(jù)(表1-2)(假設(shè)D0=900t/h)軸封漏汽點(diǎn)1(去H1)2(去H3)3(去H4)4(去H7)6(去SG)Z(4)汽輪機(jī)機(jī)械效率：ηm=0.9924,發(fā)電機(jī)效率：ηg=0.987(三)汽輪機(jī)進(jìn)汽參數(shù)的計(jì)算由主汽門前壓力p0=16.7MPa,溫度t0=538℃,查水蒸氣性質(zhì)表知主蒸汽比焓值h0=3393.91kj/kg。主汽門后壓力p0'=(1-ǒp1)p0=0.98*16.7=16.366MPa,2、再熱蒸汽參數(shù)由高壓缸出口壓力pr1=3.588MPa,溫度hr1=3072.2kj/kg。由中聯(lián)門前壓力pr2=3.229MPa,溫度hr2=3539.3kj/kg。tr2=538℃,查焓熵圖知冷段再熱蒸汽比焓值查焓熵圖知熱段再熱蒸汽比焓值主汽門后壓力prh?=(1-ǒp2)*prh=0.98*3.229=3.164MPa。由prh?=3.164MPa,hr2’=hr2=3539.3kj/kg,查焓熵圖知中聯(lián)門后氣溫tr?=537.9℃。qrh=hr2-hr1=3539.3-3072.2=467.1kj/kg.根據(jù)以上數(shù)據(jù)以及表1-1各抽汽壓力點(diǎn)參數(shù)，在h-s圖上繪制出汽輪機(jī)的汽態(tài)膨脹過程曲線如1)計(jì)算給水泵焓升：P=P?+p`gH=0.70+975×10?×9.8×20=0.8911MPa2)計(jì)算高壓加熱器H1:由p1’=5.81MPa,查h-s圖得加熱器汽側(cè)飽和水溫為tsl=273.45℃;H1出口水溫t1=ts1-01=273.45-(-1.7)=275.15℃;θ1加熱器上端差；根據(jù)pw,1=21.4MPa,t1=275.15℃,查h-s圖，得H1出口水比焓為hw,1=1207.1kj/kg;根據(jù)pl’=5.81MPa,t1’=247.8℃,查h-s圖，得H1疏水比焓為hd,1=1075.1kJ/kg。如表1-3所示。表1-3回?zé)嵯到y(tǒng)汽水參數(shù)表單位C數(shù)據(jù)來源加熱蒸汽側(cè)抽汽壓力pMpa已知抽汽壓損△p%33555555已知加熱器汽側(cè)壓力p’MPa5p'=(1-△p?)pj抽汽焓hkj/kg查焓熵圖軸封汽焓hsKj/kg已知p’飽和水溫度tsj℃由p’查焓熵圖p'飽和水焓h;Kj/kg由p;’查焓熵圖被加熱水側(cè)加熱器端差θ℃000已知加熱器出口水溫度t,℃加熱器水側(cè)壓力MPa已知加熱器出口水焓h?Kj/kg由p、t;查焓熵圖疏水疏水冷卻器端差θ℃疏水冷卻器出口水溫t?’℃疏水冷卻器后疏水焓h.KJ/kg查焓熵圖(五)鍋爐連續(xù)排污利用系統(tǒng)及有關(guān)流量計(jì)算。(見表1-4)由于計(jì)算前汽輪機(jī)進(jìn)汽量未知，故選取DO=900t/h表1-4相關(guān)流量及排污利用系數(shù)各點(diǎn)比焓值計(jì)算序號(hào)符號(hào)單位計(jì)算公式及數(shù)據(jù)來源數(shù)值絕對(duì)值相對(duì)值1進(jìn)入汽輪機(jī)做功的蒸汽DOkg/hDO12汽輪機(jī)總進(jìn)汽量DO’kg/hDO+Dsg1+Dsg2+Dsg3+Dsg4+Dsg5+Dsg63鍋爐蒸發(fā)量Dbkg/hDO?+Dl4鍋爐連續(xù)排污量DblKg/F0.01Db0.010264D00.0102645鍋爐給水量Dfwkg/hDb+Dbl6鍋爐排污水比焓hb’kJ/kg由汽包壓力pb=19.83MPa查得7排污擴(kuò)容器的蒸汽比焓kJ/kg擴(kuò)容器壓力pf=0.8MPa,干度x=0.98查表2726.68排污擴(kuò)容器的排污水比焓hbl’kJ/kg由擴(kuò)容器壓力pf=0.8MPa查表9擴(kuò)容蒸汽系數(shù)αf)hbl’0.0056擴(kuò)容器排污水系數(shù)0.004664補(bǔ)充水量Dmakg/hDbl+Dl0.016715DO0.016715補(bǔ)充水比焓hmakJ/kg由pma和tma查表84.3排污冷卻器出口補(bǔ)充水比焓hma’kJ/kgma(hma’-hma)244.1(六)各項(xiàng)抽汽系數(shù)計(jì)算根據(jù)各個(gè)加熱器熱平衡可知：(1)H1加熱器熱平衡方程為[a?(h-hu)+aw(h-h)]η,=a(hu-hu)即α?q+αq=amt/η,…………………(1)[a?(h?-ha?)+(a?+ag)(h-h?)]η,=a(hu?-hu)即α?q?+(a?+αg)Y?=αmt?/η,………[a?(h?-hu?)+(a?+a?+ag)(h?-hu?)+aw?(h??-ha?)]η,=a[h-(h?+t)](4)除氧器物質(zhì)平衡方程為α?+α?+(a?+a?+a?+dg?+dw?)+Qa+dg?=Qr即α=αm-(α?+α?+d?+α+αw[a,h,+a?h+(a?+a?+a?+ax+ax)h?+a?hs+ax?hJn=ahα?q?+(a+α+a?+a?+α)Y+aq+a,(h?-h)=a?h(η,-anh…(4)(5)H5加熱器熱平衡方程為a?(h?-h?)η,=a?(hus-hu)[a?(h?-h?)+a?(h?-h?)lη=a?(hu-h)(7)H7加熱器熱平衡方程為[α?(h?-h)+(α+a)(h?-h)+a(h-h)]η,=a?(h-h)即α?q,+(α?+α)γ,+αq=la-(a+a為計(jì)算方便，將H8與SG作為一個(gè)整體考慮。由熱井的物質(zhì)平衡式，可得αo+a?=d?-(as+Q?+d?+dx)-dgs-Qxs-Q?α?h?=a?h?+assh?s+ax?h?+(as+a?+a?+a)h+(a.+a)h.a(h-h)/η,=α(h-h)+a(h-h)+a(h-h)+(a?+a+a?+a?)(h-h)即α?q?+(α?+a?+a?+a,)Y+agsq?s+ay?q=[α-(α?+α+a?+α?+αsg?)-asg3-α4-af]ríη (8)采用并聯(lián)法解上述8個(gè)方程，方程(1)~(8)經(jīng)代入數(shù)據(jù)、整理最后得如下形式α?q?=αmt/η?-dqoα1Y?+a?q?=αt?1η,-awY?α?Y?+α?Y?+α?Q?=aT?/η,-agY?-aw?Q??a?Y?+a?Y?+a?Y?+a?q?=amh?/η,-ashs-ayY?-a?Y?-ax?9x?-a,(h,-h)(α+α+a?+a?)t,/∩+α.Y,+α?Y,+a?9,=(am-a-dg?-ag?-aj)r/Π.-a9s.(a?+α?+α?+α?)t?(η,+(α?+α?+α)Y?+a?q?=(α-α-asg2-asg3-af)r(η?-a?Y?-a?qu,-a?q寫成矩陣方程即其中A*X=TX=A*Tαm=1-(αi+a?+a+ax?+a)=1-(0.0785+0.0863+0.0065+0.0003+0.0033)=0.825α?=a?+an=0.0303+0.034α?=α-(a?+a?+d?+d+dw)-ar-dw?-Q?=0.78432汽輪機(jī)通流部分流量平衡(七)計(jì)算匯總及核算We=h?+qm-h=3393.91+466.1-2494.5=1364.7(lj/kg)D=3600p(w?*η。*η)=3600*30000(13647*0.9924*0.987=807.9S(/h表1-5Y,的計(jì)算式Y(jié)=(h+qa-h)/wY,=(h?+qa-h)/wY=(h-h)/waY=(hs-h)/w?Y=(h-h)/wY,=(h-h)/wZY=(ha-h)/wYg?=(h?-h)/wY=(h?-h)/wY=(hs-h)/wYg?=(hg?-h)/wZ誤差△=(906843-900)1900=0.76%故可知假設(shè)合理。表1-6汽輪機(jī)各項(xiàng)汽水流量符號(hào)系數(shù)ax符號(hào)系數(shù)ax汽機(jī)總汽耗C?鍋爐給水再熱蒸汽n蒸發(fā)量排汽化學(xué)補(bǔ)充水一級(jí)抽汽?連續(xù)排污擴(kuò)容蒸汽二級(jí)抽汽小汽輪機(jī)用汽三級(jí)抽汽排污水四級(jí)抽汽去H1漏汽&gi五級(jí)抽汽&g?六級(jí)抽汽C?Csg?七級(jí)抽汽八級(jí)抽汽去C漏汽去SG漏汽表1-7符號(hào)計(jì)算式結(jié)果符號(hào)計(jì)算式結(jié)果p?=D(h?-h)η。η。/3.624951.124395.95Z誤差：△=(300000-29545396)/300000=1.52%在允許范圍內(nèi)計(jì)算正確。+5.04*(27266-120638)+15.0435*(84.3-120638)=247753×10°(kj/kg)發(fā)電廠熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)熱力發(fā)電廠課程設(shè)計(jì)過程中，我通過對(duì)大量資料的查詢，對(duì)熱力發(fā)電廠系統(tǒng)有了更加深刻的認(rèn)識(shí)，這對(duì)我將來從事發(fā)電廠工作奠定了基礎(chǔ)。過程中遇到很多困難，但是同學(xué)之間的共同探討解決了大部分的難題，培養(yǎng)了我們的團(tuán)隊(duì)合作能力。而且，此次計(jì)算過程我主要應(yīng)用Matlab計(jì)算軟件解矩陣方程和WORD中的公式編輯器進(jìn)行公式編寫，為