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1、660660 mwmw 凝汽式发电机组全厂凝汽式发电机组全厂 原则性热力系统的设计原则性热力系统的设计 学学 院:院: 交通学院交通学院 专专 业:业: 热能与动力工程热能与动力工程 姓姓 名:名: 学学 号:号: 指导教师:指导教师: 20152015 年年 1212 月月 目录目录 1.1. 引言引言.1 1 1.1 设计目的 .1 1.2 设计原始资料 .1 1.2.1 汽轮机形式及参数.1 1.2.2 锅炉型式及参数:.2 1.2.3 回热系统.2 1.2.4 其它小汽水流量参数.2 1.3 设计说明书中所包括的内容 .2 2 2 原则性热力系统原则性热力系统.3 3 2.1 发电厂原

2、则性热力系统的组成 .3 2.2 发电厂原则性热力系统的拟定内容 .3 2.3 发电厂的型式及规划容量的确定 .3 2.4 主机的选择 .3 2.4.1 汽轮机的选择 .3 2.4.2 锅炉的选择.3 2.5 辅助热力系统 .3 2.5.1 厂用辅助热力系统.3 2.5.2 废热及工质的回收利用.3 2.5.3 补水问题.4 2.6 发电厂原则性热力系统的拟定 .4 3.3. 全厂原则性热力系统的计算全厂原则性热力系统的计算.5 5 3.1 计算原始数据 .5 3.1.1 汽轮机型式及参数.5 3.1.2 锅炉型式及参数.5 3.1.3 回热系统及其参数.5 3.2 热力计算过程 .6 3.2

3、.1 整理原始数据.6 3.2.2 计算汽轮机各级抽汽系数和凝汽系数.8 j c 3.2.3 汽轮机汽耗的计算及流量校核 .13 0 d 3.2.4 热经济性指标计算 .15 3.2.5 110%工况经济指标 .17 4 4 管道计算管道计算.1919 4.1 管道类别和材料 .19 4.1.2 主蒸汽管道材料及应力计算 .19 4.1.3 其它管道材料和应力计算 .19 4.2 管道规范 .20 4.2.1 公称直径 .20 4.2.2 其他管道的公称直径及实际流速.20 4.3 壁厚的计算 .21 4.3.1 直管壁厚计算.21 4.3.2 弯管壁厚计算.22 4.4 阀门 .23 5.5

4、.局部热力系统设计说明局部热力系统设计说明.2525 5.1 主蒸汽、再热蒸汽系统 .25 5.1.1 主蒸汽系统的选择 25 5.1.2 主、再热蒸汽(一、二次汽)系统的温差偏差、压损及管径的优化.25 5.2 旁路系统.26 5.3 给水系统 .28 5.3.1 给水泵的选择 .28 5.3.2 给水系统的全面性热力系统 .28 5.3.3 给水系统的运行 .28 5.4 回热抽汽系统 .29 5.5 除氧系统 .30 5.6 加热器疏水系统 .30 5.7 主凝结水系统 .31 5.8 全厂公用汽水系统 .31 5.9 主厂房内的冷却系统 .32 5.9.1 发电机的冷却系统.32 5.

5、9.2 汽轮机车间内的循环系统.32 5.9.3 工业水系统.32 5.9.4 全厂的疏水放水系统.32 6.6.总结总结.34.34 参考文献参考文献.3535 热力发电厂课程设计说明书热力发电厂课程设计说明书 1.1.引言引言 1.11.1 设计目的设计目的 1.掌握整个热力发电厂的原则性热力系统的热力计算(热经济指标的计算方法) 2.熟悉热力发电厂的全面性热力系统图主要内容及设计要求; 3.在已知数据的基础上设计并绘制发电厂原则性热力系统图; 4.计算原则性热力系统: 要求额定工况的下热力计算,计算额定工况下的热经济指标,各处的汽水流量、 抽气量、疏水量、凝结水量的大小。 5.设计热力发

6、电厂的全面性热力系统 1)对部分局部热力系统分析说明 a.主蒸汽及旁路系统,再热蒸汽及旁路系统; b.给水系统; c.高压、低压回热抽汽及除氧系统的说明; d.主凝结水系统; e.抽真空系统; f.锅炉的排污系统; g.厂用汽系统; h.全厂的疏、放水系统; i.发电机的冷却水系统; 2) 设计及绘制发电厂的全面性热力系统 3)完成全面性热力系统的答辩; 6. 编制热力发电厂课程设计说明书。 1.21.2 设计原始资料设计原始资料 1.2.11.2.1 汽轮机形式及参数汽轮机形式及参数 1、机组型式:n660-3.232/538/538 亚临界压力、一次中间再热、四缸四排气、单轴凝汽式 2、额

7、定功率:pe=660mw 3、主蒸汽参数(主汽阀前):p0=3.232mpa,t0=538 4、再热蒸汽参数(进气阀前): 热段 prh=3.232mpa,trh=538 冷段 prh。i=3.567mpa,trh。i=315 再热器及管道阻力损失为高压缸排气压力的 8%左右。 0.080.083.5670.285 rhrh i ppmpa 5、汽轮机排气压力:pc=4.4/5.38mpa;排汽比焓 hc=2315.6kj/kg 机组各级回热抽汽参数见表 2-1。 表表 2-12-1 回热加热系统原始汽水参数回热加热系统原始汽水参数 抽汽管道压损pj%33353333 项 目单位h1h2h3h

8、4h5h6h7h8 抽汽压力 pjmpa5.9453.6681.7760.9640.4160.2260.1090.0197 抽汽焓 hjkj/kg 3144.2 3027.1 3352.2 3169.0 2978.5 2851.0 2716.0 2455.8 加热器上端差 t-1.70-1.702.82.82.82.8 加热器下端差 t15.55.55.55.55.55.55.55.5 水侧压力 pwmpa21.4721.4721.470.9162.7582.7582.7582.758 给水温度:tfw=274.8 给水泵出口压力 p=21.47mpa,给水泵效率 pu 0.83 pu 除氧器

9、至给水泵高差22.4 pu hkpa 小汽机排汽压力 pc,xj=6.27kpa,小汽机排气焓 hc,xj=2422.6kj/kg 1.2.21.2.2 锅炉型式及参数:锅炉型式及参数: 1、锅炉型式:德国 babcock-2208t/h,一次中间再热,亚临界压力,自然循环汽 包炉 2、额定蒸发量:db=2208t/h 3、额定过热蒸汽压力 pb=17.42mpa 4、额定再热蒸汽压力 pr=3.85mpa 5、额定过热气温 tb=541,额定再热气温 tr=541 6、汽包压力:pdrum=18.28mpa 7、锅炉效率:92 . 0 b 1.2.31.2.3 回热系统回热系统 本热力系统共

10、有八级抽汽,其中第一、二、三级抽汽分别供给三台高压加热器, 第五、六、七、八级分别供给四台低压加热器,第四级抽汽作为高压除氧器的气源。 七级回热加热器均设置了疏水冷却器,以充分利用本机疏水热量来加热本级主凝结 水。三级高压加热器和低压加热器 h5 分别都设置内置式蒸汽冷却器,为保证安全 性三台高压加热器的疏水均采用逐级自流至除氧器,四台低压加热器是疏水逐级自 流至凝汽器。 汽轮机的主凝结水经凝结水泵送出,依次流过轴封加热器、四台低压加热器、 除氧器,然后由汽动给水泵升压,在经过三级加热器加热,最终给水温度为 252。 1.2.41.2.4 其它小汽水流量参数其它小汽水流量参数 高压轴封漏气量:

11、0.01d0,送到除氧器; 中压轴封漏气量:0.003d0,送到第七级加热器; 低压轴封漏气量:0.0014d0,送到轴封加热器; 锅炉连续排污量:0.005db。 其它数据参考教材或其它同等级汽轮机参数选取。 1.31.3 设计说明书中所包括的内容设计说明书中所包括的内容 1.原则性热力系统的拟定及热力计算; 2.全面性热力系统设计过程中局部热力系统的设计图及其说明; 3.全面性热力系统过程中管道的压力、工质的压力、温度、管道的大小、壁厚的 计算; 4.全面性热力系统的总体说 2 2 原则性热力系统原则性热力系统 2.12.1 发电厂原则性热力系统的组成发电厂原则性热力系统的组成 凝气式发电

12、厂的热力系统有锅炉本体汽水系统、汽轮机本体热水系统、机炉间 的连接管道系统和全厂公用汽水系统四部分组成。锅炉本体汽水系统主要包括锅炉 本体的汽水循环系统,主蒸汽及再热蒸汽(一、二次蒸汽)的减温水系统、给水调 节控制回路,及锅炉排水和疏水排放系统等。汽轮机本体热力系统主要包括汽轮机 面式回热器(不含除氧器)系统、凝气系统、汽封系统、本体疏放水系统。机炉间 的连接系统主要包括主蒸汽系统,低、高温再热蒸汽系统和给水系统(包括除氧器) 等。再热式机组还有旁路系统。全场公用汽水系统主要包括机炉特殊需要的用汽、 启动用汽、燃油加热、采暖供汽、生水和软化加热系统、烟气脱硫的烟气加热系统 等。新建电厂还有启动

13、锅炉向公用蒸汽部分供汽的系统。 因此,发电厂原则性热力系统主要由锅炉、汽轮机和以下各局部热力系统组成:一、 二次蒸汽系统,给水回热加热和除氧器系统,补充水引入系统,轴封汽及其他废热 回收(汽包炉连排扩容回收,冷却发电机的热量回收)系统,辅助蒸发系统。 2.22.2 发电厂原则性热力系统的拟定内容发电厂原则性热力系统的拟定内容 1、 确定发电厂的型式及规划容量; 2、 选择主机(汽轮机、锅炉) ; 3、 确定正常工况下的辅助热力系统,绘制发电厂原则性热力系统图; 4、 进行全厂原则性热力系统计算,以获得额定工况下的全厂热经济指标; 5、 选择主要辅助热力设备(如给水泵、凝结水泵、除氧器及其水箱等

14、) 。 2.32.3 发电厂的型式及规划容量的确定发电厂的型式及规划容量的确定 由设计任务书可知,该设计热力发电的型式为凝汽式。又由于本设计为 660mw 凝汽式热力发电厂的设计,因此可将此电厂的规划容量看成是单机容量,既 660mw。 2.42.4 主机的选择主机的选择 2.4.1 汽轮机的选择 (1)汽轮机的选择:(由课程设计任务书及电厂型式确定) 凝汽式机组 n300-3.232/538/538 (2)单机容量选择:660mw 2.4.22.4.2 锅炉的选择锅炉的选择 (1)锅炉形式及容量:(根据锅炉是汽轮机匹配选择) 锅炉参数:德国 babcock-2208t/h,自然循环汽包炉 锅

15、炉过热器出口额定蒸汽压力宜为汽轮机额定进气压力的 105%,过热器出口 额定蒸汽量温度宜比汽轮机进气温度高 5.冷却再热器管道,再热器,热段再热 蒸汽管道额定工况下的压力,分别为汽轮机额定工况高压缸排气压力的 2%,4%,2%. 再热器出口额定蒸汽温度宜比汽轮机中压缸额定进气温度高 5。 2.52.5 辅助热力系统辅助热力系统 2.5.12.5.1 厂用辅助热力系统厂用辅助热力系统 (1)小汽轮机用汽;采用汽轮机第 4 级抽泣驱动汽动给水泵; (2)燃油加热、烟气脱硫的烟气蒸汽加热系统等 2.5.22.5.2 废热及工质的回收利用废热及工质的回收利用 (1)锅炉的连续排污利用系统 排污扩容回收

16、工质,未回收的污水热量的回收; (2)除氧器的排汽的利用系统 直接排到大气或者进入到凝汽器 2.5.32.5.3 补水问题补水问题 (1)由于热力系统中存在漏气等工质损失,故需要对锅炉直行给水的补充,以弥 补工质的损失,保证锅炉产汽平稳。 (2)补充水的补入原则 在满足主要的技术要求之上力求合理、经济效益最高。对什么地方补入及怎 样补入有一定的要求,一般补水的温度和补入点的温度应该最小,因为换热温差最 小,可用能损失越小。如补充水温度为 20则应从凝汽器补入,若利用了排污加 热,则从除氧器补入。 (3)补充水系统设计: 补入点:本课程设计中采用补充水经软化处理后从凝汽器补入; 补充水温度为 4

17、0左右; 补充水量应与工质损失相等,本设计大致为 0.015d0 2.62.6 发电厂原则性热力系统的拟定发电厂原则性热力系统的拟定 根据前面的各项设计内容可拟定出发电厂原则性热力系统。原则性热力系统图 见图 1 该热力系统图中,发电厂机组型号为:n660-16.68/538/538,为国产机组,配德 国 babcock-2208t/h,一次中间再热,亚临界压力,自然循环汽包锅炉。机组汽轮 机为亚临界压力、单轴四缸四排气、一次中间再热。回热系统为“三高、四低、一 除氧” ,除氧器采用滑压式运行,七级回热加热器均设置了疏水冷却器,以充分利 用本机疏水热量来加热本级主凝结水。三级高压加热器分别都设

18、置内置式蒸汽冷却 器。为保证安全性三台高压加热器的疏水自流至除氧器,四台低压加热器的疏水逐 级自流至凝汽器。补充水从凝汽器补入,除氧器采用第 4 段抽汽。给水泵设有两台 汽动式调整泵,一台电动式备用泵;汽动式给水泵由凝汽式小汽轮机带动,其汽源 来自 4 段抽汽,排气进入主凝汽器。为保证锅炉的汽水品质,对凝结水需全部过程 进过处理,故设有凝结水除盐装置,及相应的升压泵。 3.3.全厂原则性热力系统的计算全厂原则性热力系统的计算 3.13.1 计算原始数据计算原始数据 3.1.13.1.1 汽轮机型式及参数汽轮机型式及参数 机组型式:n660-3.232/538/538, 亚临界、一次中间再热、四

19、缸四排汽、单轴凝气式汽轮机; 额定功率:pe=660mw 主蒸汽参数(主汽阀前):p0=3.232mpa,t0=538 再热蒸汽参数(进气阀前): 热段 prh=3.232mpa,trh=538 冷段 prh。i=3.567mpa,trh。i=315 再热器及管道阻力损失为高压缸排气压力的 8%左右。 0.080.083.5670.285 rhrh i ppmpa 汽轮机排气压力:pc=4.4/5.38mpa;排汽比焓 hc=2315.6kj/kg 3.1.23.1.2 锅炉型式及参数锅炉型式及参数 锅炉型式:德国 babcock-2208t/h,一次中间再热,亚临界压力,自然循环汽 包炉 过

20、热蒸汽参数:pb=17.42mpa,tb=541 汽包压力:pdrum=18.28mpa 额定蒸发量:db=2208t/h 锅炉效率:92 . 0 b 再热蒸汽参数: 再热器进口参数: 再热器出口参数: 3.1.33.1.3 回热系统及其参数回热系统及其参数 该机组设有 s 级回热抽气,即:“三高四低一除氧” 。结合原则性热力系统图 选定额定工况时各抽气参数如表 1 所示: 项目单位 h1h2h3h4h5h6h7h8 抽气压力 mpa5.9453.6681.7760.9640.4160.2260.109 0.019 7 抽气温度c 34432043033026819111071.7 抽气焓 k

21、j/k g 3144. 2 3027. 1 3352. 2 3169. 0 2978. 5 2851.0 2716. 0 2455. 8 加热器上端 差 c -1.70-1.7-2.82.82.82.8 加热器下端 差 c 5.55.55.5-5.55.55.5- 水侧压力 mpa21.4721.4721.470.9162.7582.7582.7582.758 抽气管道压 %33353333 表 1:各级回热抽气参数 最终给水水温度:274.8 前置泵和给水泵均由驱动汽轮机(小汽轮机)带动,其汽源取自主机第 4 段抽汽, 排汽进入主凝汽器。给水泵出口压力:,给水泵效率:0.83;除氧21.47

22、 pu pmpa 器至给水泵高差:h=22.4m。 小汽轮机进气压力 进汽比焓: mpapdt69 . 0 0 04 3169/ dt hhkjkg 小汽轮机排汽压力 进汽比焓:hc,xj=2315.6kj/kg0.00627 dt c pmpa 其他小汽水流量参数 高压轴封漏气量:送至除氧器,比焓: 01 01 . 0 ddsgkgkjhsg/ 5 . 3215 1 中压轴封漏气量:送至 7 号加热器,比焓: 02 003 . 0 ddsgkgkjhsg/ 6 . 3329 2 低压轴封漏气量:送至轴封加热器,比焓: 02 003 . 0 ddsgkgkjhsg/ 2 . 2716 3 锅炉

23、连续排污量: bbl dd005 . 0 工质渗漏量:集中在第四级抽汽管路上。 0 01 . 0 ddl 补水量: 0 015 . 0 ddmm 其他数据的选取 各抽汽管压损为:5%,补充水经软化处理引入主凝汽器,其水温为。主机的械c 40 效率,发电机效率:,小汽轮机的机械效率,给水994 . 0 m 99 . 0 g 99 . 0 dt m 泵出口压力 p=21.47mpa,给水泵效率,汽轮机高压缸进汽节流损失: pu 0.83 pu ,中压缸进汽节流损失:,中低压缸连通管损失:;%3 0 p%2 rh p%1 lpc p 各加热器的效率见具体计算。厂用电率,忽略加热器和抽气管路上的散热0

24、7 . 0 损失,忽略凝结水泵的工质比焓升。 3.23.2 热力计算过程热力计算过程 3.2.13.2.1 整理原始数据整理原始数据 1、 主蒸汽参数 由主气门前压力 p0=3.232mpa 温度,查水蒸汽性质表,得到主蒸汽ct 538 0 的比焓值。 0 3460/hkjkg 主气门后压取新汽压损,故 p0=(1-p1)p0=(1-0.04)%3 0 p 16.68=16.0128mpa 由 p0=16.0128mpa, h0= h0=3397.1kj/kg,查水蒸气性质表,得主汽门后气温 t0=535.254。 2、 再热蒸汽参数 再热蒸汽进入中压缸的压力为:prh=3.232mpa,温度

25、 trh=538,查水蒸气性质 表,得再热蒸汽比焓值 hrh=3538.9029kj/kg. 中压气门后压 prh=(1-p2)prh=(1-0.02)3.232=3.16736mpa 损 由 prh=3.1673mpa, hrh= hrh=3538.9029kj/kg,查水蒸气性质表,得中联门后 再热气温 trh=537.716. 中压缸排汽至低压连通管压损为:1%进入低压缸时的压力: 。mpaplpc0735 . 0 排汽压力 0.006mpa,排汽干度。9 . 0 c 在焓熵图上作该机组的汽态线, (见图 2)改机组各计算点的汽水参数如下表 2 所 示: 表 2 机组各计算点的汽水参数

26、抽汽口加热汽侧被加热水侧 设 备压 力 温 度 j t 焓 h 压 力 j p 饱 和 水 温 度 sj t 饱 和 水 焓 j h 疏水 d wj h 放 热 量 j q 出 口 温 度 wj t 压 力 wj p 出 口 焓 wj h 端 差 j 焓 升 j 计 算 点 单 位 mpac kj/k g mpac kj/ kg kj/k g kj/ kg c mpa kj/ kg c kj/ kg 0- 16. 17 538 3396 .6 0- 15. 865 536 3396 .6 1 h 1 5.9 45 387 3144 .2 4.3 92 256 111 4.6 1070 .6 2

27、07 3.6 256 21. 47 111 4.6 0 67. 9 2 h 2 3.6 68 321 3027 .1 3.5 862 244 105 6.3 876. 3 215 0.8 242 21. 47 104 6.7 2 192 .7 2- 3.2 94 538 3538 .3 3 h 3 1.7 76 447 3352 .2 1.5 537 200 852 .34 749. 3 260 2.9 200 21. 47 8540 104 .7 4 h 4 0.9 64 355 3169 .0 0.7 725 169 714 .87 169 0.9 16 714 .87 0 99. 39

28、5 h 5 0.4 16 257 2978 .5 0.4 269 146 615 .02 508. 02 247 0.4 8 144 2.7 58 606 .41 2 98. 39 6 h 6 0.2 26 191 2851 .0 0.2 181 123 516 .52 414. 52 223 6.4 8 119 2.7 58 499 .51 4 84. 99 7 h 7 0.1 09 120 2716 .0 0.0 943 98 410 .63 311. 3 240 4.7 94 2.7 58 393 .77 4 82. 47 3.2.23.2.2 计算汽轮机各级抽汽系数计算汽轮机各级抽汽系

29、数和凝汽系数和凝汽系数 j c 由于保温比较好,故加热器的热效率近似为:100%。 1、高压加热组的计算 (1)高压加热器 h1 的热平衡计算: 1 =0.07143 1 ,1 2,1 , 1 d hwwfw hh hh 1080.9- 3144.2 0 . 1 1056.6- 1204.89945 . 0 高压加热器 h1 的疏水系数 : 1 ,d =0.07143 1 ,d 1 (2)由高压加热器 h2 的热平衡计算: 2 2,2 2,1 ,1 ,3 ,2, 2 d dddhwwfw hh hhhh =0.07218 908.1- 3027.1 908.1- 1080.9 0.071430

30、 . 1 890.4- 1056.69945 . 0 高压加热器 h2 的疏水系数 : 2,d =+=0.07143+0.07218=0.14362 2,d 1 ,d 2 8 h 8 0.0 19 62 2455 .8 0.0 419 73 322 .34 207. 04 224 8.8 6 69 2.7 58 288 .82 4 81. 78 cc 0.0 06 35 2325 .9 36. 18 0.0 06 143 .24 (3)由高压加热器的热平衡计算: 3 h 3 a 本级计算时,高压加热器额进水焓为未知,故先计算给水泵的介质比焓升 3 h 。 pu h 如图(3)所示,泵入口静压:

31、 pu p 式中 除氧器压力,mpa; 4 p 除氧器至给水泵水的平均密度, 3 mkg =0.5*(+)=0.5*(21.47+1.130)=11.30 mpa pj p pu p pu p 给水泵内介质平均比焓: pj h 取=746.0 pj h pu hkgkj 根据=11.30 mpa 和=746.0查得: pj p pj hkgkj 给水泵内介质平均比容=0.001112 pu vkgm3 给水泵介质焓升 pu =-= pu pu h pu h pu pupupu ppv 3 10 =27.3 83 . 0 101.130-21.470.001112 3 kgkj 给水泵出口焓:

32、pu h =+=746.0+27.3=773.2 pu h pu h pu kgkj 高压加热器 h3 的抽汽系数: 3 3 ,3 3 ,2,2,3 , 3 d dddhpuwfw hh hhhh =0.03749 770.6- 3352.2 770.6- 908.1 0.143620 . 1773.2-890.49945 . 0 高压加热器 h3 的疏水系数 : 3 ,d =+=0.14362+0.03749=0.1811 3 ,d 2,d 3 2.除氧器的计算 4 h 除氧器物质平衡:=+=0.99447 +0.032570791=1.02704 4, c fw sp )()( 5 ,6,

33、6,5 ,4,4,5 ,3 ,3 ,5 ,4,4,4wsgsgwsgsgwddhwwc hhhhhhhh 5 ,45 ,12,12,5 ,10,10, )()( wwsgsgwsgsg hhhhhh = 595.6-3395.30.001430 595.6- 770.6 0.18110 594.4- 746.0 1.02704 0.03235595.6-34740.001369595.6-3024.30.001591 595.6- 3169.0595.6-697 =0.04232 图 3.3 给水泵焓升示意图 由于第级抽气还供小汽机用汽,已知水泵效率小汽轮机机械效率85 . 0 fp ,于是小

34、汽轮机汽耗系数为:99 . 0 dt t dt t a 3 . 26005. 185. 0)15.245264.3121( dt t pufw dt m dt t dt t a aha 所以0464 . 0 dt t a 故第 4 级抽气系数为: 4 a07 . 0 0464 . 0 0236 . 0 44 dt tr aaa 3.低压加热组抽气系数: (1)由低压加热器的热平衡计算: 4 h 5 a 低压加热器 h5 的出水系数: 5 , c =- - 5 , c 4, c 3 ,d 4 4,sg 6,sg 10,sg 12,sg =1.02704-0.18110-0.04232-0.001

35、430-0.001591-0.001369-0.03235 =0.76688 低压加热器 h5 的抽汽系数: 5 =0.02773 5 ,5 6,5 ,5 , 5 d hwwc hh hh 528.7- 2978.5 0 . 1 507.0- 595.6 0.76688 低压加热器 h5 的疏水系数: 5 ,d =0.02773 5 ,d 5 (2)由低压加热器的计算: 6 h 低压加热器 h6 的抽汽系数: 6 6,6 6,5 ,5 ,7,6,5 , 6 d dddhwwc hh hhhh = 435.5-2851.0 435.5-528.70.027730 . 1414.2-507.00.

36、76688 =0.02838 低压加热器 h6 的疏水系数: 6,d =+=0.02772+0.02838=0.05611 6,d 5 ,d 6 (3)低压加热器的热平衡计算: 7 h 由于低压加热器 h8 的疏水采用疏水泵打回本级的主凝结水出口的形式,低压 加热器 h7 的进水比焓未知,故先预选=239.5kj/kg,最后校核。 7,w h 则低压加热器 h7 的抽汽系数: 7 7,7 7,6,6, 7,7,5 , 7 d dddhwwc hh hhhh 258.7- 2716.0 7 . 258 7 . 3154002862 . 0 258.7-435.50.056100 . 1239.5

37、-414.20.76667 =0.04699 低压加热器 h7 的疏水系数: 7,d =+=0.05611+0.04699=0.10310 7,d 6,d 7 的疏水系数: 7 h0995 . 0 003 . 0 0280 . 0 0685. 0 2,76,7, sgdd aaaa (4)低压加热器 h8 的热平衡计算: 由于低加 h8 的进水焓、疏水焓为未知,故先计算轴封加热器 sg。 sgw h ,8 ,d h 又由于轴封加热器 sg 的出水系数未知,故先预选=0.63094,最后校核。 sgc, 由 sg 的热平衡,得轴封加热器出水焓: sgw h , = sgw h , sgc hsg

38、dsgsg c hh h , , =131.14kj/kg 63094 . 0 1415 7 . 315400062447 . 0 3 . 128 由=2.758mpa,=131.14 kj/kg,查得轴封加热器出水温度=30.69 sgw p ,sgw h ,sgw t , 。c 由于低压加热器 h8 未设疏水冷却器,所以疏水温度=59.1 8 ,d t 8 , s tc 由=0.0197mpa, =59.1查得低压加热器 h8 疏水焓=247.3 kj/kg 7 p 8 ,d tc 8 ,d h 低压加热器 h8 的抽汽系数: 8 8 ,8 8 ,7,7,8 , 8 d dddhsgwws

39、gc hh hhhh = 3 . 247 8 . 2455 3 . 247 7 . 25810310. 01/ 0 . 131 9 . 23763094 . 0 =0.02997 低压加热器 h8 的疏水系数: 8 ,d =+=0.10319+0.02998=0.13307 8 ,d 7,d 8 4、汽轮机凝气系数的计算及检验 (1)由凝汽器的质量平衡给计算 c a masgxjdcc 8 ,5 , =0.76667-0.13307-0.03751-0.003924-0.03786 =0.55451 (2)由汽轮机汽侧平衡校验 c a h4 抽汽口抽汽系数和 4 =+ 4 4 xj nf pl

40、 =0.04252+0.03751+0.03235+0.01082 =0.12300 各加热器抽汽系数和 j =+ j 1 2 3 4 5 6 7 8 =0.07143+0.07218+0.03749+0.12320+0.02772+0.02838+0.04709+0.02998 =0.43718 轴封漏汽系数和 ksg, =+ ksg, 2,sg 4,sg 5 ,sg 6,sg 7,sg 8 ,sg 9 ,sg 10,sg =0.0001913+0.001430+0.001032+0.001591+0.001265+0.0006731+ 0.0007626+0.001369 =0.00831

41、4 凝汽系数: c =1-=1-0.43718-0.008314=0.55451 c j ksg, 该值与由凝汽器质量平衡计算得到的相等,所以凝汽系数计算正确。 c a 3.2.33.2.3 汽轮机汽耗汽轮机汽耗的计算及流量校核的计算及流量校核 0 d (1)估算汽轮机纯凝气运行时的汽耗,锅炉热负荷及煤耗量 0, c d b q cp b kgkjqhh rqic /79.1585)25.302929.3538( 9 . 2325 9 . 3402 c0 hkg kgkj mwp d gmic e c / 3 . 692080 99 . 0 994 . 0 /79.1585 100030036

42、003600 0, 取由于回热而增大的汽耗子系数:,则汽轮机汽耗:26 . 1 hkgdd c / 2 . 872021 3 . 69208026 . 1 0, 0 (3)汽轮机的计算如下表 3 所示: ijijh 表 3:计算 ijijh 气 缸 气态 线段 ij h kgkj hij ij / 0-1 99 . 0 01 . 0 1 1 . 010 sg 88.330 02.3072 9 . 3402 1010 hhh327.57 高 压 缸 1-2 9598 . 0 0302 . 0 99 . 0 11021 51.42 51.302902.3072 2121 hhh40.80 2-3

43、8743 . 0 003 . 0 8773 . 0 8773 . 0 0825 . 0 9598 . 0 2, 221 32 sgrhrh rh 57.217 72.332029.3538 2132 hhh190.22 3-4 8322 . 0 0421 . 0 8743 . 0 3 43 rh 08.199 64.312172.3320 4343 hhh165.67 4-5 7503 . 0 01 . 0 0014 . 0 07 . 0 8322 . 0 3 ,44354 lsg 3 . 121 34.300064.3121 5454 hhh91.07 中 压 缸 5-6 716 . 0 0

44、348 . 0 7508 . 0 55465 6 . 148 74.285134.3000 6565 hhh106.40 低压缸 6-7 6823 . 0 0337 . 0 716 . 0 66576 12.154 62.269774.2851 7676 hhh105.16 7-8 6543 . 0 028 . 0 6823 . 0 77687 0.66 0.83mpa 94.69 8-c 6181 . 0 0362 . 0 6543 . 0 8878 c 227 9 . 2325 9 . 2552 88 cc hhh140.31 整机 kgkjhij ij /89.1261 由功率平衡式求汽

45、耗: 0 d 误差: ,是允许的。%5 . 0%26. 0%100 2 .872021 |2 .8720214 .869722| %100 dd d 0 00 d 气耗率: 。)./(9 . 2 300000 4 .869722 0 0 hkwkg p d d e 以为基准,计算各项汽水流量如下表 4 所示:hkgd/ 4 . 869722 0 表 4: 各项汽水流量 3.2.43.2.4 热经济性指标计算热经济性指标计算 (1) 汽轮机组热耗、汽轮机比热耗、汽轮机绝对内效率 0 q 0 q i )()( 000 mm wfwmmrhrhfw hhdqdhhdq =869722.4(3402.

46、9-1096.15)+763007.5(3538.29-3029.5) 13045.8(1096.15167.44) 项目 kg/h 项目 kg/h 第一级抽汽 01 0302 . 0 dd 26265.6第七级抽汽 07 028 . 0 dd 24352.2 第二级抽汽 02 0825 . 0 dd 71752.1第八级抽汽 08 0362 . 0 dd 31484.0 第三级抽汽 03 0421 . 0 dd 36615.3凝汽量 0 6181 . 0 ddc537575. 4 h4 汽耗 04 0234 . 0 ddr20525.4锅炉蒸发量 0 ddb869722. 4 小汽轮机汽耗

47、0t 0464 . 0 dddt40335.1 给水流量 0 005 . 1 ddfw874071 第五级抽汽 05 0348 . 0 dd 30266.3再热蒸汽流量 0 8773 . 0 ddrh763007. 5 第六级抽汽 06 0337 . 0 dd 29309.6补充水量 0 0015 . 0 ddmm13045.8 =2382326967kj/h=2382gj/h )( 00mmfwmmfw hhhhq =3402.9-1096.15+0.8773(3538.29-3029.5)-0.015(1096.15-167.44) =2739.2kj/kg 46067 . 0 2 . 2

48、739 89.1261 0 q wt t (2)汽动给水泵功率: kw ppvd p fp dfpfwfwdt fpe 6 .6381 85 . 0 3600 )89 . 0 2 . 21(1 . 1874071 3600 )( )( (3)汽轮机产电功率、热耗率、热效率、汽轮发电机组绝对电效率 e q0 e q e e e hgjqqe/32.2382 00 )/(66.7775 6 . 638110300 1032.2382 3 6 0 hkwkj pp q q dt ee e e 46298 . 0 66.7775 36003600 e e e q 45333 . 0 1032.2382

49、 1030036003600 6 3 0 q pe e (4)锅炉热负荷 b q )(brhrhfwfwbbb qdhdhdq =869722.43411.17-8740711096.15+763007.5(3548.9-3018.5) =2413.357hgj / (5) 管道效率 p %71.98 36.2413 32.2382 0 b p q q (6)全厂(单元)热耗、热耗率、净热效率、全厂(单元)毛效率、 cp q cp q n cp cp 净效率 n cp h/gj q q b b cp 全厂(单元)毛效率: bpecp )hkw/(kj 36003600 q cp cp )1 (

50、 cp n cp (7)全厂煤耗、全厂发电标准煤耗,全厂供电标准煤耗率 s cp b s b s n b 全厂标准煤耗量: h/kg q q b s cps cp 标煤 (注:取中国标准煤发热量 qs=29270kj/kg) 全厂原煤耗量:h/kg q q b 1 cp cp (注:取燃煤低位发热量 q1=15660kj/kg) 全厂发电标煤耗率: )hkw/(g 29270 3600 b cp s 标煤 净供电煤耗率:)hkw/(g 123 . 0 b n cp n cp 标煤 3.2.53.2.5 110%110%工况经济指标工况经济指标 机组的最大工况即 110%工况,此时机组的进气压力

51、和温度都不变,只是进气量 有所增加;因此汽轮机每级后蒸汽参数也不变,抽汽参数也与额定工况相同。 (1)功率平衡式求汽耗率 0 d h/kg h p3600 d gmijij e 0 汽耗率: )hkw/(kg p d d e 0 0 (2)汽轮机组热耗、汽耗机比热耗,汽轮机绝对内效率 0 q 0 q i )hh(dqd)hh(qq mm wfw mmrh rhfw0 0 0 mmfwmmrhrhfw hhqhhq 0 0 46067 . 0 2 . 2739 89.1261 0 q wi i (3)汽动给水泵功率: kw ppvd p fp dfpfwfwdt fpe 8 . 7019 85

52、. 0 3600 89. 0 2 . 211 . 1 2 . 961478 3600 (4)汽轮机产电功率、热耗率、热效率、汽轮机发电机组绝对电效率 0 e q e q e e e hgjqqe/ 6 . 2620 00 hkwkj pp q q dt fpee e e / 8 . 7775 8 .701910330 10 6 . 2620 3 6 0 46297 . 0 8 .7775 3600 3600 e e e q 45333 . 0 10 6 . 2620 103303600 3600 6 3 0 q pe e (5)锅炉热负荷 b q hgj qdhdhdq brhrhfwfwbb

53、b / 7 . 2654 5 . 3018 9 . 3548 3 . 83930815.1096 2 . 96147817.3411 7 . 956694 (6)全厂(单元)热耗 cp q hgj q q b b cp / 5 . 2885 92 . 0 7 . 2654 (7)全厂煤耗 s cp b 全厂标准煤耗量:hkg q q b s cps cp /1058.98 29270 10 5 . 2885 3 6 标煤 全厂原煤耗量:hkg q q b cp cp /1026.184 15660 10 5 . 288 3 6 1 4.4.管道计算管道计算 4.14.1 管道类别和材料管道类别

54、和材料 发电厂高压管道均采用无缝钢管,低压管道采用直缝管道。 4.1.14.1.1 主蒸汽管道设计压力及温度主蒸汽管道设计压力及温度 锅炉过热器出口额定工作压力,过热器温度。所以,mpapb67.16543 0 b t 为保留一定裕度,设计压力,设计为温度。mpapp b 5 . 1705 . 1 1 555 1 b tt 4.1.24.1.2 主蒸汽管道材料及应力计算主蒸汽管道材料及应力计算 根据管道的设计压力及设计温度可以确定,主蒸汽管道采用 12crlmov 号钢。 查询资料可得,主蒸汽管道材料的各项应力是: ,,mpa b 736.470 20 mpa s 982.254 555 mp

55、a d 445.104 555 所以,按照第三强度理论可知道, 钢材的许用应力 mpa dsb t 63.69 5 . 1 , 5 . 1 , 3 min 55555520 4.1.34.1.3 其它管道材料和应力计算其它管道材料和应力计算 根据各管道的设计压力及设计温度选取各管道材料如下表: 表 6:各管道材料选择及相应强度 管道管道材料管道种类 材料强度(mpa) 抗拉强度屈服强度持久强度许用应力 主蒸 汽管 12cr1mov 无缝钢管 yb529-70 470.736254.982104.44569.63 再热 蒸汽 管 12cr1mov 无缝钢管 yb529-70 470.736254

56、.982100.03566.69 旁路 蒸汽 管 12cr1mov 无缝钢管 yb529-70 470.736254.982104.44569.63 主给 水管 q235-a 无缝钢管 yb529-70 372.666225.561164.022109.348 凝结 水管 q235-a,f 电焊钢管 yb234-63 372.666225.561223.658124.222 4.24.2 管道规范管道规范 为了实现管道制造和使用上的标准化,国家对管道及其附件制订了规范公称 直径,作为管道计算直径等级。公称直径只是名义上的计算内径。在进行管道设计、 制造及管道连接时都采用公称直径作为管道的基本尺

57、寸。 4.2.14.2.1 公称直径公称直径 例如:由于主蒸汽采用双管单管双管系统,所以htgg/ 7 . 869 0 对于单向流体的管道,初选主蒸汽的流速为 w=50m/s,根据连续方程式其内径 : i d mm w gv di98.355 50 0206 . 0 7 . 869 7 . 594 7 . 594 再按照工程设计规定的管子公称直径系列选取;mmdi350 所以管内蒸汽流速为sm d gv w i / 7 . 51 35 . 0 14 . 3 0206 . 0 7 . 86944 22 式中 g介质的质量流量,t/h; v介质的比容, kgm / 3 抽汽 管 1 20 钢无缝钢

58、管 yb529-70 402.087215.754141.07494.0493 抽汽 管 2 20 钢无缝钢管 yb529-71 402.087215.754152.4101.6 抽汽 管 3 20 钢无缝钢管 yb529-72 402.087215.75494.88363.2552 抽汽 管 4 20 钢无缝钢管 yb529-73 402.087215.754156.961104.641 抽汽 管 5 20 钢无缝钢管 yb529-74 402.087215.754177.997118.665 抽汽 管 6 q235-a 无缝钢管 yb529-70 372.666225.561173.583

59、115.772 抽汽 管 7 q235-a,f 电焊钢管 yb234-63 372.666225.561193.562124.222 抽汽 管 8 q235-a,f 电焊钢管 yb234-63 372.666225.561213.257124.222 w-介质的流速,m/s 4.2.24.2.2 其他管道的公称直径及实际流速其他管道的公称直径及实际流速 经过上面的分析,把原则性热力系统计算得来的数据带入以上的公式就可以得到 本设计参数下的相应的管径,所得的数据列入表 7 中: 表 7:各管道内径计算值 管径计算参数计算结果圆整 介质流量比容流速管道内径公称直径实际速度 管道 (t/h) (m3

60、/kg)(m/s)(mm)(mm)(m/s) 主蒸汽管 869.700.020650.00355.9835051.7 再热蒸汽 管 763.000.0701/0. 08327 40/60687.73/61 1.98 700/60038.6/62.4 旁路蒸汽 管 139.170.0201/0. 1095 40/40157.27/36 7.066 150/35044/44 主给水管 874.070.00113.00336.673003.78 凝结水管 537.580.00101.00438.214001.2 抽汽管 1 26.270.060245.00111.4510055.9 抽汽管 2 71

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