热力发电厂课程设计说明书

1、 热力发电厂课程设计说明书1、引言1.1 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、抽汽量、疏水量、凝结水量的大小；5. 设计热力发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

2、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。1.2 设计原始资料1.2.1汽轮机型式及参数：机组型式：N300-16.17/538/538,亚临界、一次中间再热、三缸两排汽、单轴凝汽式 额定功率：=300MW 主蒸汽参数：=16.17MPa，=538高压缸排汽：=3.58MPa，=320再热器及管道阻力损失为高压缸排气压力的8%左右。 中压缸进汽参数：，汽轮机排汽压力：=0.006MPa给水温度：=252给水泵为汽动式，小汽轮机汽源采用第四段抽汽，排汽进入主凝汽器

3、；补充水经软化处理后引入主凝汽器。1.2.2锅炉型式及参数：锅炉型式：DG-1000/16.67-1，强制循环汽包炉过热蒸汽参数：=16.67MPa，=543汽包压力：=18.68MPa额定蒸发量：=1000 t/h再热蒸汽出口温度：=543锅炉效率：=0.921.2.3 回热系统：本热力系统共有八级抽汽，其中第一、二、三级抽汽分别供给三台高压加热器，第五、六、七、八级抽汽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

4、采用逐级自流至除氧器，四台低压加热器的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，再经过三级高压加热器加热，最终给水温度为252。1.2.4 其它小汽水流量参数：高压轴封漏气量：0.01，送到除氧器；中压轴封漏气量：0.003，送到第7级加热器；低压轴封漏气量：0.0014，送到轴封加热器；锅炉连续排污量：0.005。其它数据参考教材或其它同等级汽轮机参数选取：1.3 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. 全面性热力系统设计过程

5、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明。2原则性热力系统2.1 发电厂原则性热力系统的组成凝汽式发电厂的热力系统由锅炉本体汽水系统、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，及锅炉排污水和疏放水系统等。汽轮机本体热力系统主要包括汽轮机面式回热加热器（不含除氧器）系统、凝汽系统、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。

6、全厂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、生水和软化水加热系统、烟气脱硫的烟气蒸汽加热系统等。新建电厂还有启动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，辅助蒸汽系统。2.2 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

7、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）。2.3 发电厂的型式及规划容量的确定由设计任务书可知，该设计热力发电厂的型式为凝汽式。又由于本设计为300MW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，即300MW。2.4 主机的选择2.4.1 汽轮机的选择（1） 汽轮机型式：（由课程设计任务书及电厂型式确定）凝汽式机组N300-16.17/538/538（2） 单机容量选择：300MW2.4.2 锅炉的选择（1）锅炉型式及容量：（根据锅炉是汽轮机的匹配选择）DG-1000/16.67-1强制循环汽包炉锅炉额定蒸发量为1000t/h

8、.（2）锅炉参数： 锅炉过热器出口额定蒸汽压力宜为汽轮机额定进汽压力的105%，过热器出口额定蒸汽温度宜比汽轮机进汽温度高5。冷段再热蒸汽管道、再热器、热段再热蒸汽管道额定工况下的压力降，分别为汽轮机额定工况高压缸排汽压力的2%、4.0%、2.0%，再热器出口额定蒸汽温度宜比汽轮机中压缸额定进汽温度高5。2.5 辅助热力系统2.5.1 厂用辅助热力系统（1）小汽轮机用汽：采用汽轮机第4级抽汽驱动汽动给水泵；（2）燃油加热、烟气脱硫的烟气蒸汽加热系统等。2.5.2 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工质，未回收的排污水热量的回收；（2）除氧器的排汽的利用系统直接排到大气

9、或者进入到凝汽器。2.5.3 补充水问题 （1）由于热力系统中存在漏汽等工质损失，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。对从什么地方补入及怎样补入有一定的要求，一般补充水的温度和补入点的温差应该最小。因为换热温差越小，可用能损失越小。如补充水温度为20则应从凝汽器补入，若利用了排污水加热，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40左右；补充水量应与工质损失相等，本设计中大致为0.0152.6 发电厂原则性热力系统的拟定根据前面的各

10、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。 45该热力系统图中，发电厂机组型号为：N300-16.17/538/538，为国产机组，配东方锅炉厂生产的DG-1000/16.67-1型强制循环汽包锅炉及国产QSFN-300-2水-氢-氢冷发电机。机组汽轮机为单轴三缸两排汽、一次中间再热、8级不调整抽汽。回热系统为“三高、四低、一除氧”，除氧器采用滑压运行，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，四台低压加热器的疏水逐级自流至凝汽器。补充水从

11、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，排汽进入主凝汽器。为保证锅炉的汽水品质，对凝结水需全部过程经过处理，故设有凝结水除盐装置，及相应的升压泵。 3.全厂原则性热力系统的计算3.1 计算原始数据3.1.1 汽轮机型式及参数机组型式：N300-16.17/535/540,亚临界、一次中间再热、三缸两排汽、单轴凝汽式汽轮机； 额定功率：=300MW 主蒸汽参数（主汽阀前）：=16.17MPa，=538高压缸排汽：=3.58MPa，=320 再热蒸汽参数：=3.294MPa，=538汽轮机排汽压力：=0.

12、006MPa ，排汽比焓：2325.9KJ/Kg注意排气焓的选取，太低，这样机组效率很高；3.1.2 锅炉型式及参数锅炉型式：DG-1000/16.67-1，强制循环汽包炉过热蒸汽参数：=16.67MPa，=543 ，= 3411.17KJ/Kg汽包压力：=18.68MPa额定蒸发量：=1000t/h再热蒸汽参数： 再热器进口参数：=3.51MPa，=315 ，= 3018.5KJ/Kg 再热器出口参数：=3.365MPa，=543，= 3548.9KJ/Kg锅炉效率：=0.923.1.3 回热系统及其参数该机组设有8级回热抽汽，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汽

13、参数如表1所示：表1： 各级回热抽汽参数项目单位H1H2H3H4H5H6H7H8抽气压力Mpa4.3263.5801.5340.7420.4400.2100.08930.0335抽气温度34432043033026819111071.7抽汽焓KJ/Kg3072.023029.513344.453121.643000.342851.742697.622552.90加热器上端差020_2444加热器下端差555_5666水侧压力MPa20.420.7210.7051.11.31.51.7抽气管道压损%55555555最终给水水温度：=252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

14、机第4段抽汽，排汽进入主凝汽器。给水泵出口压力：Ppu=21.2MPa，给水泵效率：0.85；除氧器至给水泵高差：H=21m。小汽轮机进汽压力：=0.69MPa， 进汽比焓：=3121.64 kJ/kg小汽轮机排汽压力：=0.007MPa， 排汽比焓：= 2452.15 kJ/kg其它小汽水流量参数：高压轴封漏汽量：=0.01， 送至除氧器，比焓：=3215.5 kJ/kg中压轴封漏汽量：=0.003，送至7号加热器，比焓：=3329.6 kJ/kg低压轴封漏汽量：=0.0014，送至轴封加热器，比焓：=2716.2 kJ/kg锅炉连续排污量：=0.005 工质渗漏量：=0.01,集中在第四级

15、抽汽管路上。 补水量：=0.015其它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40。主机的机械效率=0.994，发电机效率=0.99，小汽轮机的机械效率=0.99，给水泵效率=0.85。汽轮机高压缸进汽节流损失：=3%，中压缸进汽节流损失：=2%，中低压缸连通管损失：=1%；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损失，忽略凝结水泵的工质比焓升。3.2 热力计算过程3.2.1 整理原始数据1、 主蒸汽参数 由主汽门前压力P0=16.17MPa，温度t0=538，查水蒸汽性质表，得到主蒸汽的比焓值=3402.9kJ/kg. 主汽门后压力，取新

16、汽压损=3%，故=(1-)=15.685MPa，由P0=15.685MPa，h0=h0=3402.9KJ/Kg查水蒸气性质表得到主气门后气温=536。2、 再热蒸汽参数 再热蒸汽进入中压缸的压力为：=3.294MPa，=538，由此查水蒸汽参数表得：=3538.29 kJ/kg。 中压气门后压力，由=3.23MPa，查水蒸气热力性质表，得到中压气门后再热蒸汽温度。中压缸排汽至低压连通管压损为：1%，进入低压缸时的压力：=0.0.735MPa。排汽压力0.006MPa，排汽干度=0.9300MW机组一般不低于0.95，。在焓熵图上作该机组的汽态线，（见图2）。该机组各计算点的汽水参数如下表2所示

17、：3.2.2 计算汽轮机各级抽汽系数和凝汽系数 由于保温比较好，故各加热器的热效率近似为：100%。 1 、高压加热组的计算（1） 由高压加热器H1的热平衡计算：H1的疏水系数：02（2）由高压加热器H2的热平衡计算： H2的疏水系数：表2 机组各计算点的汽水参数计算点设备抽汽口加热汽侧被加热水侧压力温度焓 压力饱和水温度饱和水焓疏水焓放热量出口温度压力出口焓端差焓升单位MpaKJ/KgMpaKJ/KgKJ/KgKJ/KgMpaKJ/KgKJ/Kg0-16.175383402.90-15.8655363402.91H14.32603443072.024.110252.01095.531051.

18、522020.50252.020.41096.15060.82H23.58003203029.513.401240.91041.89861.662167.85238.920.71035.362188.32-3.2945383538.293H31.53404303320.721.457196.9838.41735.232585.49196.921847.070122.54H40.74203303121.640.705165.2698.31165.20.705698.300107.95H50.44002683000.340.418145.2611.46504.512495.83140.21.159

19、0.442106.56H60.21001912851.740.200120.2504.36402.712449.04115.21.3483.944105.57H70.08931102697.620.08595.1398.41299.302398.3290.11.5378.464102.98H80.033571.72552.90.03270.5295.07180.012372.8965.51.7275.504119.8cc0.00636.182325.936.180.006151.5（3）由高压加热器H3的热平衡计算：本级计算时，高压加热器H3的进水焓为未知，故先计算给水泵的介质比焓升。如图（3

20、）所示，泵入口静压：式中-除氧器压力，MPa-除氧器至给水泵水的平均密度，Kg/m3给水泵内介质的平均压力Ppj 图（3）给水泵内介质的平均比焓，取。根据Ppj，查得给水泵内介质平均比容 给水泵内焓升KJ/Kg给水泵出口焓因此，高压加热器H3水侧焓升=847.07-724.6=122.47KJ/Kg高压加热器H3的抽气系数； =0.0421H3的疏水系数： 2、 除氧器H4的计算：除氧器物质平衡：即：于是： 除氧器热平衡：即：联立解得：，由于第4级抽汽还供小汽机用汽，已知水泵效率=0.85，小汽轮机机械效率=0.99，于是小汽轮机汽耗系数为：所以=0.0464故第4级抽汽系数为：=0.0236

21、+0.0464=0.073、低压加热组抽汽系数计算：（1）由低压加热器H5的热平衡计算： H5的疏水系数：（2）由低压加热器H6的计算：H6的热平衡： =0.0337 H6的疏水系数：（3）低压加热器H7的热平衡计算： H7的疏水系数：(4) 低压加热器H8的热平衡计算：由于进入低压加热器H8的进水焓为未知，故需先计算轴封加热器SG，参考同类机组取疏水加热器工作压力为，疏水比焓为由轴封的热平衡得：轴封加热器出水比焓低压加热器H8的热平衡计算=0.0362H8的疏水系数4、汽轮机凝汽系数的计算及检验：（1）由凝汽器的质量平衡计算 =0.8166-0.0014-0.0464-0.1357-0.01

22、5=0.6181（2）由汽轮机汽侧平衡校验 =1-0.0302-0.0825-0.0421-0.07-0.0348-0.0337-0.028-0.0362-（0.01+0.003+0.0014）-0.01 =1-0.3575-0.0144-0.01=0.6181 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。3.2.3 汽轮机汽耗的计算及流量校核（1）估算汽轮机纯凝汽运行时的汽耗，锅炉热负荷及煤耗量 =1585.79kJ/kg 取由于回热而增大的汽耗子系数：，则汽轮机汽耗：（3） 汽轮机的计算如下表3所示：表3： 计算汽缸汽态线段 kJ/kgkJ/kg高压缸0-1=1-0.01=

23、0.99=3402.9-3072.02=330.88327.571-2=0.99-0.0302 =0.9598=3072.02-3029.51=42.5140.80中压缸2-3 =0.9598-0.0825=0.8773=0.8773-0.003=0.8743=3538.29-3320.72=217.57190.223-4=0.8743-0.0421=0.8322=3320.72-3121.64=199.08165.674-5=0.8322-0.07-0.0014-0.01=0.7508=3121.64-3000.34=121.391.075-6=0.7508-0.0348=0.716=300

24、0.34-2851.74=148.6106.40低压缸低压缸6-7=0.716-0.0337=0.6823=2851.74-2697.62=154.12105.167-8=0.6823-0.028=0.6543=2697.62-2552.9=144.7294.698-c=0.6543-0.0362=0.6181=2552.9-2325.9=227140.31整机=1261.89 kJ/kg由功率平衡式求汽耗： kg/h误差：0.5%，是允许的。汽耗率： Kg/（KW.h）。以为基准，计算各项汽水流量如下表4所示：表4： 各项汽水流量项目kg/h项目kg/h第一级抽汽26265.6第七级抽汽 2

25、4352.2第二级抽汽71752.1第八级抽汽 31484.0第三级抽汽36615.3凝汽量 537575.4H4汽耗 20525.4锅炉蒸发量 869722.4小汽轮机汽耗40335.1给水流量 874071第五级抽汽 30266.3再热蒸汽流量763007.5第六级抽汽 29309.6补充水量 13045.83.2.4 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 =869722.4*（3402.9-1096.15）+763007.5*(3538.29-3029.5)-13045.8*(1096.15-167.44)=2382326967KJ/h=2382GJ/h

26、=3402.9-1096.15+0.8773*(3538.29-3029.5)-0.015*(1096.15-167.44)=2739.2KJ/Kg（2）汽动给水泵功率：（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（4）锅炉热负荷=869722.4*3411.17-874071*1096.15+763007.5*（3548.9-3018.5）=2413.357GJ/h（5）管道效率（6）全厂（单元）热耗、热耗率、净热效率、全厂（单元）毛效率、净效率 全厂（单元）毛效率： （7）全厂煤耗、全厂发电标煤耗率，全厂供电标煤耗率 全厂标准煤耗量： （注：取中国标准煤发热量） 全厂原煤耗

27、量： (注：取燃煤低位发热量)全厂发电标煤耗率：g标煤/（kw.h） 净供电煤耗率： 3.2.5 110%工况经济指标机组的最大工况即110%工况，此时机组的进汽压力和温度都不变，只是进气量有所增加；因此汽轮机每级后蒸汽参数也不变，抽气参数也与额定工况相同。 （1）功率平衡式求汽耗： kg/h汽耗率： Kg/（KW.h）。以为基准，计算各项汽水流量如下表5所示：表5： 各项汽水流量项目kg/h项目kg/h第一级抽汽28892.2第七级抽汽 26787.5第二级抽汽78927.3第八级抽汽 34632.35第三级抽汽40276.9凝汽量 591333H4汽耗 22578.0锅炉蒸发量 95669

28、4.7小汽轮机汽耗44390.6给水流量 961478.2第五级抽汽 33293.0再热蒸汽流量839308.3第六级抽汽 32240.6补充水量 14350.4 (2) 汽轮机组热耗、汽轮机比热耗，汽轮机绝对内效率 =956694.7*（3402.9-1096.15）+839308.3*(3538.29-3029.5)-14350.4*(1096.15-167.44)=2620.6GJ/h =3402.9-1096.15+0.8773*(3538.29-3029.5)-0.015*(1096.15-167.44)=2739.2KJ/Kg（3）汽动给水泵功率：（4）汽轮机产电功率、热耗率、热效

29、率、汽轮发电机组绝对电效率（5）锅炉热负荷=956694.7*3411.17-961478.2*1096.15+839308.3*（3548.9-3018.5）=2654.7GJ/h（6）全厂（单元）热耗 （7）全厂煤耗 全厂标准煤耗量： （注：取中国标准煤发热量） 全厂原煤耗量： (注：取燃煤低位发热量)4. 管道计算4.1 管道类别和材料 发电厂高压管道均采用无缝钢管，低压管道采用直缝管道。4.1.1 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=16.67MPa，过热器温度。所以，为保留一定裕度，设计压力17.5 MPa，设计温度。4.1.2 主蒸汽管道材料及应力计算根据管道的设计

30、压力及设计温度可以确定，主蒸汽管道采用号钢。查询资料可得，主蒸汽管道材料的各项应力是：470.736 MPa ， 254.982MPa ， 104.445MPa所以，按照第三强度理论可知道， 钢材的许用应力min,=69.63 MPa4.1.3 其他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6所示：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无逢钢管YB529-70470.736254.982104.44569.63再热蒸汽管12Cr1MoV无逢钢管YB529-70470.736254

31、.982100.03566.69旁路蒸汽管12Cr1MoV无逢钢管YB529-70470.736254.982104.44569.63主给水管Q235-A无逢钢管YB231-70372.666225.561164.022109.348凝结水管Q235-A.F电焊钢管YB234-63372.666225.561223.658124.222抽汽管120钢无逢钢管YB529-70402.087215.754141.07494.0493抽汽管220钢无逢钢管YB529-71402.087215.754152.4101.6抽汽管320钢无逢钢管YB529-72402.087215.75494.88363

32、.2553抽汽管420钢无逢钢管YB529-73402.087215.754156.961104.641抽汽管520钢无逢钢管YB529-74402.087215.754177.997118.665抽汽管6Q235-A无逢钢管YB231-70372.666225.561173.583115.722抽汽管7Q235-A.F电焊钢管YB234-63372.666225.561193.562124.222抽汽管8Q235-A.F电焊钢管YB234-63372.666225.561213.257124.2224.2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

33、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寸。4.2.1公称直径例如：由于主蒸汽采用双管-单管-双管系统，所以G=Go=869.7t/h 对于单相流体的管道,初选主蒸汽的流速为w=50m/s，根据连续方程式其内径Di：在按照工程设计规定的管子公称直径系列选取Di=350mm；所以管内蒸汽流速为式中G介质的质量流量,t/h;v介质的比容,/kg;w介质的流速,m/s。4.2.2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道的管径，所得的数据列入表7中：表7

34、: 各管道管内径计算值管道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（t/h)(m3/kg)(m/s)(mm)(mm)（m/s)主蒸汽管869.700.020650.00355.9835051.7再热蒸汽管763.000.0701/0.0832740/60687.73/611.98700/60038.6/62.4旁路蒸汽管139.170.0201/0.109540/40157.27/367.066150/35044/44主给水管874.070.00113.00336.673003.78凝结水管537.580.00101.00438.214001.2抽汽管126.270.0

35、60245.00111.4510055.9抽汽管271.750.070145.00198.8420044.5抽汽管336.620.207845.00244.5625043.1抽汽管460.880.369545.00420.4940049.7抽汽管530.270.560045.00364.9840037.5抽汽管629.311.007940.00511.0650041.8抽汽管724.351.956240.0064965039.9抽汽管831.484.715640.001145.73120036.54.3 壁厚的计算承受内压的管道壁厚计算分为直管和弯管两类。直管壁厚计算包括直管最小壁厚Sm、直管

36、计算壁厚Sc和直管公称壁厚Sn部分。4.3.1直管壁厚计算对于Do/Di1.7承受内压力的汽水管道,直管的最小壁厚Sm应按下列规定计算1)直管最小壁厚Sm按直管内径确定时：式中p设计压力,MPa；Di管子内径,取用最大内径,mm；Y温度对计算管子壁厚的修正系数，所有高温（300及以上）管子均采用奥氏体钢，因此取Y=0.4，所有低温管子均采用铁素体钢材，Y=0.4；许用应力修正系数；对于无缝钢管，取=1.0，其余管子的=0.9考虑腐蚀、磨损和机械强度要求的附加厚度,对于一般蒸汽管道和水管道，可以不考虑腐蚀和磨损的影响；对于高压加热器疏水管道，腐蚀和磨损裕度可以取为2mm；2)直管计算壁厚Sc:

37、mm mm式中C直管壁厚负偏差的附加值,mm；对于以最小内径最小壁厚标示的无缝管子，其厚度负偏差值等于零;A直管壁厚负偏差系数,其选取见“管道规定”。3)直管的取用壁厚,以公称壁厚表示。对于以外径壁厚标示的管子,应根据直管的计算壁厚Sc。规格中公称壁厚系列选取；对于以最小内径最小壁厚标示的管子，应根据直管的计算壁厚,按照制造厂产品技术条件中有关规定确定壁厚Sn。任何情况下，管子的取用壁厚均不得小于管子的计算壁厚。根据直管的计算壁厚，确定直管的取用壁厚。管径和壁厚计算结果数据列入表8中4.3.2弯管壁厚计算。用作弯管的直管,其最小壁厚随弯曲半径而异。如五倍管子外径的弯曲半径,弯管前所采用直管的最

38、小壁厚为1.08Sm;若是大于六倍,则弯管前所采用直管的最小壁厚为1.06Sm,而且弯管后任一点的实测最小壁厚,不得小于弯管相应点的计算壁厚,且外侧壁厚不得小于相连直管允许的最小壁厚Sm。当采用以最小内径最小壁厚标示的直管弯制弯管时,宜采用加大直管壁厚的管子。当采用以外径壁厚标示的直管弯制弯管时,宜采用挑选正偏差壁厚的管子进行弯制。弯管的弯曲半径宜为外径的45倍。 表8 各管道壁厚计算值管道设计参数壁厚计算参数计算结果(mm)圆整设计压许用应力设计管道内径(mm)温度修应力修附加直管负直管最小直管计算取用力MpaMpa温度正系数Y正系数厚度mm偏差系数A壁厚Sm壁厚Sc壁厚主蒸汽管17.503

39、569.635553500.410052.9824852.9824860再热蒸汽管3.5332566.695556000.410017.4487217.4487220冷再热蒸汽3.75966.694007000.410021.4533821.4533825旁路蒸汽管17.503569.635551500.410023.379723.379725低压旁路管3.75969.634003500.410010.7971710.7971715主给水管22.26109.3482653000.410035.9232935.9232940凝结水管1.995124.2221504000.40.920.1116.

40、6327567.36899210抽汽管 14.542394.04934001000.41003.516763.516765抽汽管 23.759101.63302000.41004.8065024.8065028抽汽管 31.610763.25534502500.41004.2478344.2478348抽汽管 40.7791104.6413504000.41002.5002612.5002615抽汽管 50.462118.6653004000.41001.7828271.7828274抽汽管 60.2205115.7222005000.41001.4780471.4780474抽汽管 70.0

41、93765124.2221506500.40.920.1113.2738853.6372865抽汽管80.035175124.22210012000.40.920.1113.1892513.54325854.4 阀门由于机组的新蒸汽参数高，流量大，所以在主蒸汽管道上配置两个自动主汽门，四个高压调速汽门。 对阀门的要求：应根据系统的要求，按公称直径、设计参数、介质种类、泄漏等级、启闭时间来选择阀门，以满足汽水系统关断、调节、保护等不同的要求和布置设计的需要。对阀门的主要要求是：有足够的强度，关闭严密性好，流动阻力小，阀门结构简单，质轻体小，部件的互换性好，便于操作维修。表9： 各管道阀门的选择管

42、道阀门选择主蒸汽管35060由于机组的新蒸汽参数高，流量大，在主蒸汽管道上配置两个自动主汽门，四个高压调速汽门。再热蒸汽管60020/70025再热后压力不高，但是温度高，蒸汽容积流量大，配置两个中压联合汽门。旁路蒸汽管15025/35025管道上设置调节阀门，切断阀门，逆止阀。主给水管30040前置泵的进水管道上装有闸阀、泻压阀，主给水泵出口管装有逆止阀、再循环阀、电动闸阀；主给水泵出口管上装有逆止阀、再循环阀、电动闸阀 。凝结水管40010凝结水管道上设置有逆止阀、再循环阀、电动闸阀。抽汽管 11005为防止水汽倒流入汽轮机，管道上设置启动逆止阀；为防止事故扩大和及时检修，设置切断阀；为在

43、超压时保护设备，设置安全阀。抽汽管22008为防止水汽倒流入汽轮机，管道上设置启动逆止阀；为防止事故扩大和及时检修，设置切断阀；为在超压时保护设备，设置安全阀。抽汽管 32508为防止水汽倒流入汽轮机，管道上设置启动逆止阀；为防止事故扩大和及时检修，设置切断阀；为在超压时保护设备，设置安全阀。抽汽管 44005为防止水汽倒流入汽轮机，管道上设置启动逆止阀；为防止事故扩大和及时检修，设置切断阀；为在超压时保护设备，设置安全阀。抽汽管 54004为防止水汽倒流入汽轮机，管道上设置启动逆止阀；为防止事故扩大和及时检修，设置切断阀；为在超压时保护设备，设置安全阀。抽汽管 65004为防止水汽倒流入汽轮

44、机，管道上设置启动逆止阀；为防止事故扩大和及时检修，设置切断阀；为在超压时保护设备，设置安全阀。抽汽管 76505为防止水汽倒流入汽轮机，管道上设置启动逆止阀；为防止事故扩大和及时检修，设置切断阀；为在超压时保护设备，设置安全阀。抽汽管812005为防止事故扩大和及时检修，设置切断阀；为在超压时保护设备，设置安全阀；为节约成本，该级抽汽管道上不设置逆止阀。5局部热力系统设计说明5.1 主蒸汽、再热蒸汽系统主蒸汽系统包括从锅炉过热器出口至汽轮机进口的主蒸汽管道，和通往各用新蒸汽的支管。对于中间再热式机组还包括再热蒸汽系统，即从汽轮机高压缸排汽至锅炉再热器入口的冷再热管道,和从再热器出口至汽轮机中

45、压缸进口的热再热蒸汽管道。5.1.1主蒸汽系统的选择主蒸汽系统型式主要是从可靠性、灵活性、经济性、方便性四个方面来进行分析比较。（1） 可靠性单母管系统,与母管相连的任一阀门事故,全厂即要停运,可靠性最差。为提高其可靠性,通常以串联两个关断阀门将母管分段,以确保隔离,使事故局部化,并便于分段阀门本身的检修。正常运行时,分段阀门处于开启状态。切换母管制系统,为便于母管的检修,扩建时不致影响原有机炉的运行,也可用两个串联的关断阀门将母管分段。而单元制系统，既无母管又无切换阀门，系统最简单，系统本身的可靠性最好。但是,与单元内主汽管相连的任一设备或阀门发生事故，整个单元即被迫停运，又影响其可靠性。（

46、2） 灵活性灵活性指的是在不同工况下能保证汽轮机正常运行的适应性，切换母管制系统的灵活性最好，单母管制系统次之，单元制系统最差，它没有灵活性。（3） 经济性经济性包括投资和运行费用两方面。单元制系统既无母管，管线又短，阀门数量最少，不仅管道和阀门的投资费最少，而且相应的保温、支吊架的费用也减少。管线短，压损小，热损失少，检修工作量减少，因而运行费用也相应地减少。（4） 方便性要便于安装维修和扩建。单元制系统没有母管，便于布置，并有助于采用煤仓间和除氧间合并的主厂房布置型式，使主厂房的土建等费用减少。上述四个方面，互相影响，须结合具体工程通过综合技术经济比较来确定。基于上述四个方面，300MW的

47、蒸汽中间再热式机组都是大容量机组，其工作参数高的大直径新蒸汽管和热再热蒸汽管均为耐热合金钢管，价格昂贵，有的还要耗用大量外汇来进口，此时单元制主蒸汽系统的管线短、阀门少、投资省等优点显得很重要。单元式机组的控制系统是按单元设计制造的，各单元的情况不尽相同，而且同容量相同蒸汽初参数的再热式机组的再热参数却相互间有差异,所以再热凝汽式机组应采用单元制主蒸汽系统。主蒸汽管道接法采用常规的“双管-单管-双管系统，整个管系不设电动主气阀，以减少运行压损。但是炉侧总管上装有永久性供锅炉水压实验用的可卸的堵板阀。为保证主蒸汽管系不超压，在主蒸汽管道锅炉侧设置了弹簧式安全阀和压力控制式释放阀。再热蒸汽管道分为

48、热段和冷段2部分，都采用“双单双”制接法，在靠锅炉侧都设置永久性的供锅炉水压实验用的可卸阀芯式堵板阀。本电厂设计的300MW汽轮机主蒸汽管道系统是从锅炉过热器出口联箱两侧各有一根引出管，经斜三通后汇集成单管；到汽轮机处再经斜三通分成两根支管，分别接到汽轮机两侧主汽阀。从主汽管接给水泵汽轮机新蒸汽管道、高压旁路管道及轴封供汽管道。由于汽轮机自动主汽阀具有可靠的严密性，主蒸汽管道不再装设任何隔离汽阀，汽轮机启动暖机、冲转及升速使用主汽阀内旁路阀及调节阀。在锅炉过热器出口的主蒸汽管道是安装两只弹簧式安全阀和一只电磁泄压阀。设置电磁泄压阀的目的是为了避免弹簧安全阀过于频繁动作，运行人员可以在控制室内操

49、作。主蒸汽管道设计有通畅的疏水系统。在锅炉过热器出口联箱两侧的主蒸汽管道上，各连接有一路放气管（启动放气用）、一只弹簧式安全阀和一只电磁安全阀。两个斜三通之间的单管上，引出汽轮机高压旁路管道、去锅炉给水泵汽轮机的高压蒸汽管道和至汽轮机轴封蒸汽系统的高压汽源管道。在靠近主汽门斜三通前设有疏水点。靠近主气门前两侧的主蒸汽管道上，装设有疏水管和暖管用的疏水蒸汽管道。5.1.2主蒸汽、再热蒸汽(一、二次汽)系统的温度偏差、压损及管径的优化（1）高、中压主汽门和高压缸排汽逆止门再热式机组的新汽参数高、流量大（本设计中为870t/h），一般配置两个自动主汽门(高压主汽门)、四个高压调速汽门；再热后蒸汽的压

50、力虽不高，但汽温比主汽温度略高，蒸汽容积流量很大，一般也配置两个中压联合汽门，即中压缸的自动主汽门及其相应的调速汽门合为一体，简称中压主汽门或中压联合汽门。高、中压主汽门以汽轮机调速系统的高压油来控制其瞬间(0.10.3s)自动关闭；而新蒸汽管道上电动隔离门(电动主汽门)用以严密关断其进汽。高压缸排汽至再热器进口的冷再热管道上均设有逆止门，以防甩负荷时，蒸汽倒流入汽轮机。汽轮机甩负荷时，在自动瞬间关闭高、中压自动主汽门的同时，高压缸的排汽逆止门，以及各级回热抽汽管道上的自动(气动或液动)抽汽逆止门也均应联锁关闭，以免因各抽汽管中的存汽倒流入汽轮机而引起超速。（2）主蒸汽和再热蒸汽(一、二次汽)的混温措施由于主蒸汽、再热蒸汽均系双侧，随着机组容量的增大，炉膛宽度加大，烟气流量、温度分配不均，造成一、二次汽的两侧汽温偏差增大，要求有混温措施。再热式机组单元制一、二次汽系统，又分为单管、双管两种系统。本设计机组中主蒸汽、再热蒸汽系