600MW凝汽式机组全厂原则性热力系统计算(DOC).docx

华州电力士中热力发电厂课程设计题目：国产600MW凝汽式机组全厂原则性热力系统设计计算指导老婶：李惊涛专业：然能与动力工程班级：热能09学号：1091姓名：能源动力与机旅工程学院一、课程设计的目的二、计算任务三、计算原始资料33汽轮机形式及参数33.2 回热加热系统参数33.3 锅炉型式及参数434其他数据43.5 简化条件4四、热系统计比44.1 汽水平衡计算4.2 汽轮机进汽参数计算4.3 协助计算4.4 各级加热器进、出水参数计算4.5 高压加热器粗及除氧器抽汽系数计算74.6 除氧器抽汽系数计算84.7 低压加热组抽汽系数计算84.8 汽轮机推汽IS计算与校核IO4.9 汽轮机内动计算Il4.10 汽轮机发电机组热经济性指标计算124.11 全厂热控济性指标计算12五、反平衡校核13六、参考资料15附图（汽态膨胀过程蹑115一、课程设计的目的热力发电厂课程设计的主要目的是要确定在不同负荷工况下各部分汽水流僦及其参数、发电量、供热量及全厂性的热经济指标，出此衡冰热力设符的完善性，热力系统的合理性,运行的平安性和全厂的经济性.是学生在学习热力发电厂课程后的次标合性的训练，是本课程的更要环节.通过课程设计是学生进一步巩固、加深所学的理论学问并有所扩展：学习并驾驭热力系统全面性计峰和局部性分析的初步方法；培育学生查阅、运用国家有关设计标准、规范，进行实际工程设计，合理选择和分析数据的实力：熬炼提高运算、制图、计算机褊程等基本技能：增加工程概念.培仔学生对工程技术问虺的而秘、仔细和负费的看法.二、计算任务1.依据给定的热力系统数据,在h-s图上汇出蒸汽的汽态膨胀线：2 .计灯额定功率下的汽轮机进汽疑D1,热力系统各汽水流信Dj:3 .计以机组和全厂的热羟济性指标（机组汽耗量、机祖热粒依、机组热耗率、机组汽耗率、肯定电耗率、全厂标准煤耗量、全厂标准煤耗率、全厂热耗率、全厂热效率）。三、计算原始资料3.1 汽轮机形式及弁数（1）机处形式：亚临界、一次中间再热、四缸四排气、单轴、凝汽式汽轮机。（2）额定功率：Pc=600MW.<3）主蒸汽初参数（主汽何的£P0=l6.7Mpa,=537.（4）再热蒸汽多致进汽码前：热段：Plh=3.24Mpa.（rtl=537,C冷段：P,h=356Mpi.Ia=3l5C<（5）汽轮机排气压力P,=44539kPa,排气比培hf=2333XkJkg.3.2回焦加热系统叁数（I）机组各级回热抽汽参数；表34项目冷位HlH2H3H4（除气器）H5H6H7HS油气压力PiMPa5.89434931.6120.744?0.30500J300.06970.022抽气温度qC三.9316.9429.1323.6223.2137.888.561.0抽气培hl口,山£3132.930163317.73108.22912.92749.52649.52491.1加热JS上端：S&-2.0OO3.03.03.03.0加热上下战若&|535.3535.35.35.35.3水用Ik力4MPa20.1320.1320.130.70741.7241.7241.7241.724抽汽管道乐报Ap,%33355555（2）最终给水温度：k=274.1C:<3）给水泵出门压力：P（I=20.13MPa,给水泵效率：83%：(4)除轨器至给水泵高差：21.6m：(5)小汽机排汽压力：Pc=6.27kPa.小汽机措气培：2422.6kJkg,3.3 铜炉型式及叁数(1)锅炉形式:英国三井2027-17.3/541/541：(2)额定蒸发贵:IX：2027th:(3)额定过热蒸汽压力Ph=7.3MPa:额定再热蒸汽压力:3734MPa:<4)额定过热蒸汽温度：Mir；额定再热然汽温度541C：(5)汽包压力：Pai:18.44MPa;(6)蝌炉热效率:92.5%.3.4 其他数据(I)汽轮机诳汽节流榻失4%,中压缸进汽节流损失2%；(2)轴封加热器压力Ph98kPa,疏水比制:415kJkg:(3)机组各门杆漏汽、轴封漏气等小汽流量及参数见表3-2：我3-2册汽点代号ABK1.JNlMl1.N漏汽V.kg,'h62026774103027895643437IOl*1汽系Jk0.0003353O.(XM)1444(X(XKMX)K0.0016374.X14xl(r50.00030500.0095.463×l(r5漏汽点比埼333.43394.43536.63328.13328.13328.130163016潴汽点代号MRPTSJWM汽量kg.lh639190K966601412302456H7谢汽系数O.O(X>4560.0(X)1027(>.(KMMX46().(XIO57O0.00076370.016360.0003716漏汽点比均30163108.23108.22716.22716.23016.152337.8(4)悒炉暧风器耗气、过怏猾减温水等全厂性汽水流片及参数见我3-3：衣3-3名称全厂工所添漏锅炉排污厂用汽ffi过热静M湖水汽水后，kg4XXxwI(XMX)2<XM)()354XM)55000熟开系统的介质比埼33W.417«).331岫231(第.2724.7返回系统的介防比病83.783.783.7687724.7(5)汽轮机机械效率:98.5%:发电机效率：99%:<6)补充水温度:20,C;(7)厂用电率0.07。3.5 简化条件(I)忽视加热器和抽汽管道救热损失:(2)忽视凝聚水泵的优升。四、热系统计算4.1 汽水平衡计算<)全厂补水率全厂汽水平衡如图4/所示，各汽水流量见表3-3«将进、出系统的各流量用相对量衣示.由于计算前汽轮机进汽量5为未知,故预选D”=1849()85kg/h进行计算,最终校核.全厂工侦滓漏系数th.=Dt/Dl,=30000/l49085=0.0!622锅炉排污系数Ow=DblDll=KXXMM849085=0.(X)54(»其余各修经计算为厂用汽系数p.=0.0!082.减jft水系数c1,p=0.02974.暧风揖疏水系数anQ.0lX93由全厂物质平衡可知补水率<11u=a”+a3xw=0.03245(2)给水系av如图4-1,1点物质平衡all-ao+a1.=O6222点物质平衡Sw=Ohii«>=1.O1622+0.(X)5408-0.02974=0.9919各小汽流量系数见表格324.2 汽轮机进汽弁数计算(1)主汽参数由主汽门前压力=16.7MPa,温度h=537C，施水蒸汽端燧图，得主汽比均3393.564kMgcI,汽门后压力p,>=16.7(11J=16.032MPa.h,；=hc,由压力与培值反查培烧图得主汽门后温仃三534.2,C.(2)再热蒸汽多数由再热冷段p=356MPa.IA=315。交水蒸汽炕hlfc=3OI7.38Ukg.中联门前蒸汽压力PrtI=3.234MPa.温度trtl=537C.查培靖图，得水蒸汽比给hrt,=3537.(X)l65M,中联门后再热然汽压力阿=PnS0p2)=3l69MPa,由hrtl=hrt食焰辘图，得中联门后再热汽温Ur=536.7C。4.3协助计算<1)轴对加热器计算用加权平均法计总轴封加热器的平均进汽燧具体计算如K表：衣4-1项目BNNlTR汽(水)fft.kg/h26789IOI6601901307漏汽系数30.(X)014444.813x1055.463x1050.000357O.(XX)10280.0007069漏气点比h,kJkg3394.43328.130162716.23108.2急焰,h,0.490200.16021().164760.969630.319462.1()946平均比塔%kJ/kg2.104220.(XK)7()69=2976.5(2)均乐箱计算用加权平均法计曾均压In平均蒸汽比培临.具体讣算如下：我如2：PMM.澜汽琉Gkgh8966395642099漏汽系数a.0.00048460.(K)03456O.O3O5l0.001135漏汽点比均h1,kJkg3108.230163328.1总焰ah1.50632l.(M2391.015263.5639平均比焰M3.5639/0.001135=3139.2(3滕汽涔平均排汽出力计算由p,i=4.4kPa,杳水蒸汽性质表.得.l=30.668'C由PR=5.39kPa,在水蒸汽性质表，得1.=34.M8C凝汽器平均温度ts=O5(30.618+34.218)=32.508查水蒸汽性质表.知青汽SnZ均压力Ps=4K8X2kPa.将所得数据与表3-1一起,以各个抽起点为节点，在h图上绘制出汽态膨胀线.(见附图)(4)原始数据整理及汽态线绘制整理原始资料.计绊完数据记入表4-3中：表4-3600MW机组回热系统计算点汽水参数(额定工况J现B*ft计算点H1H2H3H4H5H6H7H8SG抽抽找压力PjMpu3.595I.6I2.7447OJdSO0.13070.022汽汽度Ii3X0.t316.9429.1323.6233.2137.8SK.561.0ft,汽给2kJ/”JW3016331?.?2971.92749.52491.1»763出口水(.1rH4.4HUllU加165J14umI«324XSW夕,懒32.76S11水hwjkJlH.5SKUW5U7244M.KCI5'U.:2SI.5M161.9415水出口水烬h.jkJknu.lSU1泌.则MMe.4.5.M:372XW253W138.7水Ht进口水值h.j.1IO5M1XMb)KlIM加55W9W三571.WI25IM7I36.4.4 各级加热卷进、出水弁数计算首先计算高压加热器HI加热器压力P:R=(I-AR)E=(I-0.03)X5.894=5.717MPa式中p',第抽汽口压力：APr抽汽管道相对压损由"=5717,H%,查水蒸汽性质去得加热器饱和温度&=272.4C,Hl出11g度:ru1=,-<=272.4-(-2.0)=274A式中府一加热滞上端差.Hl畸水温度。J=r*j+*=2423+53=247.6°C式中阳一加热器下端差,4=53Ct”卜-进水温度度,其值从避压加热器H2的上端差步计算得到.已知加热器水侧压力P=2O.l3MPa,由1.l=2744C,杳得Hl出水比结h*j=2O3.6kJkg,由3=242.3。杳得Hl进水比均hw,2=lO5O.9U.'kg.Illtil,l=247.8C,查得Hl限水比给hd=l075.2ldkg.至此高压加热器Hl进,出口汽水参数已全部算出，同理可依次计算其余加热涔各进出11汽水参数。将计算结果列于去43中.4.5 商压加热卷组及除叁抽汽系数计算(I)用高压加热HI热平衡计算高压加热器Hl的抽气系数3132.9-1075.5虫上立生=。99必。2。3.6-。.8)儿。=O.高压加热洪HI的疏水系数(jj:aj,=«,=0.07361(2)出而压加热器H2热平衡计笄a?、a,高压加热器H2的抽汽系数Q军%,(牝.2-九小-k)=0.08210.9919X(1050.8-860)/1.0-0.07367(1075.5-883.4)3016-883.4海压加热器H2的疏水系数a心；Cijj=%+al=0.07367+0.0821=0.1557再热潴流出系数a市：=-°,-®2-avjt-Cti-,jr-%N_,M-atfl-a*fi-v*=I-0.07361-0.0812-0.(X)01444-0.01636-0.001637-0.00004814-0.0(X)3050-0.001859-0.00005463-0.0003456=0.823(3)由高乐加热器H3热平衡计算$高压加热器和H3的抽汽系数QgMk-%”。-,2-,3)-)Cti-%-%0.9919X(86()-735.0)-0.1557x(83.4-732.3)-0.(X>4(X)8×(3536.6-732.3)3317.7-7323=0.0342高压加热涔H3的疏水系数a4：allj=4.2+4+*=0.1557+0.0342+0.0(M(X)8=0.19394.6除氧器抽汽系数计算除氧器物水流J系数a«:a,.=art,+avt=0.9919+0.02974=1.0216抽汽系数a“除氧器物质平衡与热平衡见图4-3,由于除皿器为混合式加殃器，进水显。门是未知，但可由下式算出:乙=l"C”-"5)，%小一鼠5)-a,*4(hItM-儿Q-a,(h"一h5)-af(%-%)(4-儿S)=U.°216×(709.6-559.339)/1.0-0.1939×(723.32-559.339)-0.001637×(3328.1-559.339)-0.81859×(3016-559.339)国4-3除纸等物质平顺和热平Wj冬冬Ri；-G制诙*工j品'兽用糅-0.1893×(687559.339)/(3108-559.339)=0.03454.7低压加卷器组抽汽系数计算<1)低压加热器H5热平衡计算a$低压加热器H5出水系数Q3：如图43所示%=%厂区-%=1.0216-0.1939-0.0345-0.(X)1637-0.1859-0.01893=0.77低压加热涔H5抽汽系数,:%.，(儿5-儿,6为一0.77×(559.339-443.9)/1.0_n_29729-466.1w.l.*u低压加热涔H5疏水系数"心=%=().035(2)低压加热器H6热平衡计算6低压加热潜H6抽汽系数JRk-%，-ZhlI¼-k0.7587X(432,247-360.158)/1.0-0.034(454.414-382.024)2749.5-382.024=0.02216低压加热器H6疏水系数«d,6:ad6=alii+fl=0.035+0.02216=0.05716(3)由低压加热器H7热平衡计算,低压加热涔H7的抽汽系数,:6-*)%-6-岫)?=E0.77X(372.88-253.6)/1.0-0.05716(394.7-281.5)2649.5-281.5=0.036低压加热器H7的焦水系数a?：ajl=aJA+,=0.05716+0.(B6=0.09316(4)由低压加热器H8热平衡计笄R由于低压加热涔H8的进水培h,1,疏水熔hald为未知.故先计算轴封加热滞SG由于SG的热平衡,得到轴封加热器的出水比培h.JS：,Ec0.(X)()7()69×(2976.5-415)×1.00.77=137.()+=139.35KJ/依式中,轴封加热涔进汽系数上,和进汽平均焰值的计算见表4-2.由p=s=1.724MPaS=138.7kJkg,反查馅礴图得轴封加热器出口水温twjt=32.76'C,低压加热涔H8琉水温度Uk;"=/UJ+<l=32.76+5.3=38.22由ps=0.0209MPa.Ult=38.26'Ci得低压加热器H8疏水比培hll=16O.27Ukg.低压加热器HS抽汽系数(U：a,g-J%-aIlh-%>4=0.02610.7593x(245.138-l38.7)/l.0-Q.0909x(266.76-l60.273)2491.1-160.273低压加热器H8Xft水系数-：%a=q,+%=0.0909+().03052=0.il9264.8汽轮机排汽计算与校核(1)小汽机抽汽系数:3108.2-2422.6a="(%->J0216x25415=003787(2)由凝汽器的质Iit平衡计算外c=cS-d-*j-w-0l=O.7592O.12160.0070690.03787-0.037160.03244=0.56636(3)由汽轮机汽恻平衡计算acH4抽汽口抽汽系数和a公a4=a4+a、：+af+a”=0.04227+0.03791+0.01893+0.01081=0.11()42各加热器抽汽系数和£a产=a1+a,+ai+a4,+ai+c4+6+%=0.07308+0.0812+0.03885+0.11042+0.03495+0.02205+0.03390+0.03061=0.42506轴封漏气系数和Za":a,1u=a”.+,fl+a41+at+w.,w+a,g,t+,.+at+a,x.r+aw.+a.r-a11l.,=0.(X)4(K)8+O.(XX)1444+0.(X)1637+0.(X)004814+0.(X)03050+0.001859+0.0(X)05463+0.0003456+0.0004846+0.0001027+0.(X)03570-0.07637=0.008582凝汽系数ac：a.=I-Xavt=1-0.42506-0.(X)8582=0.56632该值与凝汽涔质量平衡计尊得到的数汽系数0C相等.凝汽系数计以正确.4.9 汽轮机内功计算<I)凝汽流做功WC町=(,-w,5+aM.r)(0-e+qll,)-ajqrll-ai(%-,)=(0.56636-0.(X)07637+0.(X)0357)×(3393.564-2333.8+521.75612)-0.1636X521.75612-O.(X)O3353×(3393.564-3013.628)=886.14kJ/kg式中q,b.一再热蒸汽吸热录：qrt,=%-s=3535.3842-3013.628=521.75612kJIkg(2甘由汽流做功EwWIkg第一级抽汽做功q:wal=hil-hi=3393.5M-3132.9=2.MkJks.Ikg其次其抽汽做功Wc：%=h0-h2=3393.564-3016=377.5MkJkg.Ikg第三级抽汽做功Wlu；吗.3=-j+%=3393.564-3317.7+521.75612=597.(HkJIkg，同理可算出其余4-8汲Ikg抽汽做功H列于表4-4中表44HlH2H3H4H5H6H7H8Ikg抽汽做功(kJg)260,664377.564597.62807.121002.41165.81265.81424.2各级抽汽用咫小)135131.51501467183779270.5M6()7407726268456434抽汽流总内功EMj：?'0j=Mj+2卬.2+ajM=j+a；”,+sM%s+p%Q+Mm7+ajjwI)I)=0.07308×261.5+().0812×378.4+0.03885×597.3+0.11042X806.8+0.03494×1(X)2.1+0.02203×Il65.5+0.0339OX1265.5+0.()3()52×1423.9=309.15MAg<3)附加功量EWjI附加做功后Ewte*是指各小汽流量做动之和：+/)+(%+%m+a4(%f"+(ts+a”,'+a,t.U)<o-h,t,1.)+<cr,P÷)(ft-7,u,P÷)=0.(X)4008×(3393.564-3536.6+521.75612)+(0.001637+0.00004814+0.(X)03050)×(3393.564-3328.1)+<0.1859+0.00005463+0.0003456)X(3393.564-3016)+(0.0004846+().()(M)IO28)×<3393.564-3108.2+521.75612)=2.9794山(4)汽轮机内功Wi%=叱+%.,+%.«=886.3+309.16+2.976=Il9833优kg4.10 汽轮机发电机组隽经济性指标计算汽轮机比热耗q,3<0-/k+arhq,t=3393.56+-12()2.5+0.825()x521.75612=2621.5汽机肯定内效率，：i=Hf-tq0=119K.529/2621.5=0.45719汽轮机肯定电效率11<：r=m,%=0.985X0.99×0.45719=0.445S3汽轮机热耗率q：q=36(X)ie=36()0/0.44583=«()74.HkJ(kwh)汽轮机汽耗率d：d=q/仇=8074.8/2621.5=3.0802kg(kwh)汽轮机进汽fitD',:Dfl=I(XX)J=1000×3.0802×6001848120kgth式中Pe一一汽轮机额定电功率，P,=600MW检蛤：汽轮机进汽Dqla9090,与初选值误差远小于1%,计算无误，给水流IftG环Ga=l,4-D0=1.02i61848120=1888039kg!h凝聚水泵液凝Gcp:GW=a,sD0=0.7592×184812()=14()3093kg/h凝汽麻Dc:Dt=ac-D11=0.56636X184K12()=1(M67()1kg/h各汲抽汽hiD,已列于表44中，4.11 全厂羯鲤济性指标计算(1)锅炉参数计算过热蒸汽参数：由PtI=I7.3MPa，tft=54lC,杳去得过热蒸汽出口比焰hb=3399.2kMg,再热蒸汽参数：悒炉设计再热蒸汽出口压力pr=3.734Mpa.该压力已高于汽轮机排汽J卡力Prtl=35Mpa.故依据汽轮机恻参数,确定弼炉再热器出口压力H=3.234Mpa.由P=3.234Mpa和tf=54!.行表得再热然汽出口比烯hf=3544.4kJ,kg,再热器换热收(|dl=h1.h尸3544.43013.625=53O.8kJkg.<2)隅炉有效热显qrq=g介-%t)Q%-Aa)+aN(hu-hjir)+av(hh-hv)+rfcrfc=(0.9919-0.005408)×(3399.1-1202.5)+0.005408×(1751.6-1202.5)+0.02974×(3399.1-724.7)+0.825×521.8=2685.4。/总(3)管道效率f,=%/=2621.5/2685.4=0.9762(4)全厂热鼓率lf.=”力-n.=0.925×0.9762X0.44583=0.402592685.4(5)全厂发电标准块任率=1.016(M系数r=%.q、Fb，为2685.4-0.925x45.83式中4必啜风器吸热心，按下式计算:qnf=%(/%-Itnf)=0.01893×(3108.2-687)=45.83J/相应于Ikg标煤的输入量Q；=29300r=29270xl.OI6M=29739.54Ag发电标准煤耗率明l,3600b=36(X)0.40259×29739.50.30067kg/kwh(6)全厂热耗率q,p=b'-29270=030067×29270=8800.6h;(7)全厂供电标准煤耗率：=&-=030067=O.3233kf>kwh式中E-一厂用电率.-1-0.07五、反平衡校核为检查计算结果正确性,以下做全厂反平衡校核计算.校核目标为汽轮机的内功Wi,反平衡计算中的各量均相应于1kg汽轮机进汽.(1)揭炉输入热埴：qf=ql7c=26854/0.925=2903.(2)锅炉损失：z=(1-h),=(1-0.925)×29()3.1=216.5()7(3)排污损失：Mh=w(¼l-ffni,)=0.005408×(I751.4-l)=9.OI8W式中hau一化学补充水比焰.h.=X4U/kg.(4)全厂工垢灌漏损失M1.=a1.(h1.-ha)=0.01622×(3393.564-84)=53.69”/kg(5)厂用汽损失：=rfS“一4)=0.01081x(3108.2-84)=32.69"/Ag<6)凝汽流冷源投失：M,=a4(,-.)=0.56636×(2333.8-136.3)=1244AkJIkg(7)小汽机冷源损失：Mv=(¼,v-f'c)=003787x(2422.6-136.3)=86.58储/总化学补充水冷源损失:1,=aa(hw-h)=0.03244×(83.7-l36.3)=-l.706W(9)低加H8疏水冷源损失:Aqtlx=o,j-'i.)=0.1214×(16().273-136.3)=2.9IOJt/kg(IO)轴封加热器疏水冷源损失:Md.t=ajjt(htljt-'l.)=0.0007069×(415-136.3)=0.197W()W汽流冷源损失：(i.tw=ct,tw(h,w-h'.)=0.0(X)3716(2337.8-l36.3)=0.8l87以上(6)(Il)项为凝汽器的干脆冷源损失.(12)暖风器损失：)=0.01893x(3mS.2-687)=45.83HJ(13)铁道散热损失：A/=为优-%)+>=l.01622×(3399.1-3393.564)+O.825O×(3543-3535.3812)=I1.91”依(14)轴封器散热损失:的，Il=(dr.”+,t.v1+,rM)(儿一儿"+限("九IfS)+%w=(0.(X)l637+0.00004814+O.(M)O3O5()X(3394.4-3328.1)+0.007637X(3139.2-2716.2)+0.0003716x(3139.2-2337.8)=0.752损失之和EAq:M=Mb+A+Aql+A%+M,j+Aqz+Aqllr+ZIzWNAqM+%+ZZ1.*=216.50+9.018+53.69+32.69+1244.6+86.58-1.706+2.91+0.197+0.818+45.83+11.912+().752=1703.98。/J汽轮机内功w"：h=q,-Z%,=2903.1-1703.98=1199.1IkJSkg正反平衡相对以差:<S;=×I(X)%=0.065424%II99.I2-1198.3361198.336计算无谀。六、参考资料I严索禄，王永舟.工程热力学.北京：中国电力出版社，20062杨世铭,陶文俭.传热学.北京：高等教化出版社，2006.83孙为民,杨巧云.电厂汽轮机.北京：中国电力出版社，20054叶江明.电厂锅炉原理及设备.北京：中国电力出版社，20075）叶涛.热力发赴厂.北京：中国电力出版社，20066黄新元.热力发电厂课程设计.北京：中国电力出版社，24.917J严家林，余晓福，王永泰.水和水蒸气热力性质困表（其次版）.北京：高等教化出版社，2004.4附图（汽态膨服过程线）Bj-16.7p,o=6t0wP-5i94.I*MI3.62611=38(.9h=3l32.9316.9U=57l,0-534.5P3S93PrtT.56;3393.564单位pMPa-h-kJ/kgS-kJ(kgk)n=429.1hv=3311,7P-1.612u=323.6hr-3IO82P-O.74475223.2h<=2912.9l¼-OJO5Of88.5I¼Y.IXh-26495H.0lWPE1.侬X=O.9312P.=0.004621R=32Xr<gU-32.4I8h,=23338s=537,-536.7h3535382t2b=6lOh>三2491.lb-223.2hh-2749.5汽轮机汽态膨胀过程线