凝汽式600MW机组热力系统回热系统的设计

1、摘 要机组热经济指标（如热耗率）对于汽轮机或电厂的设计、运行都非常重要设计工况的指标是所有工况中最具代表性的，因此设计工况下回热原则性热力系统最为普遍。回热原则性热力系统的实际选择(设计或拟订),是继蒸汽参数.机组类型后又一个影响机组热经济性的重要方面,它们三者共同决定着机组实际的热经济性。回热系统的设计就是通.过对机组原则性热力系统的分析理解，选取锅炉、汽轮机、高压加热器、低压加热器、除氧器、给水泵、凝结水泵、小汽轮机等设备的个数及结构，选择各加热器合适的疏水收集方式以及除氧器的运行方式，确定各抽汽点位置及抽汽压力、温度，并根据已有数据分别运用常规计算法、等效焓降法、循环函数法等计算方法对凝

2、汽式600MW机组热力系统核心部分回热系统进行的设计，对各加热器的抽汽系数和凝汽系数进行计算，并得到各计算方法下一致的经济性指标。以此来达到设计安全可靠且经济效率的热力系统的目的。但关于实际系统的选择,必须妥善处理热经济性的安全可靠性及投资之前的矛盾,一般应通过综合的技术经济比较来进行较合理选择。关键词600MW机组回热系统 常规计算法 等效焓降法 循环函数法 热经济性 AbstractThethermaleconomicindex(e.g.,heatconsumptionrate)forthesteamturbineorworkingconditionofpowerplantisveryim

3、portanttothedesignandoperationofthedesignofindexisthemostrepresentativeinallworkingcondition,sothedesignconditionsnexthotprinciplethermalsystemismostcommon.Heat the actual choice principle thermodynamic system design (draft), is the or steam parameters of the unit type. Another influence degree.ther

4、efore, among them the important aspects of the actual co-determining unit thermal efficiency. Heat system design is based on the principle of thermal system unit understanding, analysis of the boiler，steam turbine high-pressure heater, low-pressure heater, deaerator water, steam, the number of equip

5、ment and its structure, choose the appropriate scanty water heater, collect the deaerators operation mode, determine the position of the steam pressure, temperature and steam, and according to the existing data are using simple calculation method, the method of equivalent enthalpy drop, circulation

6、function method and calculation of condensing steam heating system is the core part of 600MW heat system design, the steam heating and steam coefficient calculation coefficient, and the calculation method of economic indicators under. In order to achieve safety and reliable design and economic effic

7、iency of thermal system. But the actual system must be properly handle the choice, the safety and reliability of the thermal efficiency of contradictions, and investment shall generally be through comprehensive technical and economic comparison for reasonable selection.Key words：:600MW heat system r

8、egenerative system Conventional calculation method Equivalent heat drop calculation Circular function method Thermal efficiency目 录中文摘要1英文摘要2第一章 绪论 火电厂热力系统与三种计算方法的介绍4第二章 回热系统的设计 2.1 锅炉的选择7 2.2 汽轮机的选择7 2.3 回热系统的设计8 2.4 各设备参数的整理12 2.5 热力系统图与热力过程线17第三章 常规计算法设计计算回热系统3.1常规计算法的介绍19 3.2 常规计算法设计计算抽汽系数19 3.3

9、正平衡计算与反平衡计算循环热效率21 3.4 汽轮机效率计算23第四章 等效焓降法设计计算回热系统 4.1 等效焓降法计算方法的介绍25 4.2 等效焓降法计算各等效焓降25 4.3 辅助成分的计算28 4.4 新蒸汽再热系数的计算29第五章 循环函数法设计计算回热系统 5.1 循环函数法计算方法的介绍32 5.2 循环函数法计算单元抽汽系数32 5.3 循环函数法计算单元进水系数34 5.4 锅炉进水系数和汽轮机排汽系数34 5.5 循环功的计算与汽轮机组绝对内效率的计算35第6章 全厂热经济性指标计算 37第7章 结 论40致谢41参考文献42 第一章 绪 论 在经济持续快速发展的今天，我

10、国对能源的需求日渐增大。尽管我国目前300MW、600MW等级大型机组正成为主力机组，并且积累了十多年的运行经验与技术，煤耗率逐年下降，但是总体来说经济性仍然相对较低。我国2002年底以来，由于电煤市场化、工业用电剧增等原因，出现电力供应严重不足、许多省份都出现拉闸限电、限时供电的情况，并且可以大胆预测电力供应紧张形势将持续较长时间，提高机组经济性将有助于缓解这种形势。根据使用的目的不同，发电厂热力系统又可分为发电厂原则性热力系统和发电厂全面性热力系统。发电厂原则性热力系统表明能量转换与利用的基本过程，它反映了发电厂动力循环中工质的基本流程，能量转换与利用过程的完善程度。发电厂的全面性热力系统

11、是在原则性热力系统的基础上充分考虑到发电厂生产所必须的连续性、安全性、可靠性和灵活性后所组成的实际热力系统。 现代热力发电厂的汽轮机组都无例外的采用给水回热加热，回热系统既是汽轮机热力系统的基础，也是全厂热力系统的核心，它对机组和电厂的热经济性起着决定性的作用。回热系统作为一个提高机组和全厂热经济性最有效的手段，被当今所有火电厂所普遍采用。大容量机组均采用有再热的回热循环。汽轮机组由于采用回热加热，做功蒸汽被分为凝汽流和抽汽流两个部分。凝汽流在凝汽器向冷源放热，循环热效率小于1；抽汽流则无冷源损失，它们的循环热效率等于1。显然，回热抽汽所做内功在整个内功量中的比例越大，机组循环热效率越高。回热

12、加热系统的主要参数有：抽汽级数、各级抽汽压力、抽汽比焓、加热器各进出口温度与比焓。回热参数的一套具体值即相应规定了一个机组的绝对内效率。回热参数之间有内部的关联性，不可以任意决定。 机组回热系统包括了回热加热器的抽汽（加热蒸汽）、疏水、抽空气系统和主凝水、主给水、除氧器等系统，既是热力发电厂热力系统的核心，也是最主要的系统之一，对锅炉、汽轮机、给水泵的安全可靠运行和热经济性的影响很大。电厂热力系统热经济性分析方法种类较多，但大都建立在热力学第一和第二定律的基础上，其中常规热平衡法计算精度最高，评价其他分析方法的精确性通常以此方法作为校验基。 常规计算法的核心，实际上是对Z个加热器热平衡方程式和

13、一个凝汽器物质平衡式所组成的（Z+1）个线性方程组进行求解，可解出Z+1个未知数（Z个抽汽系数和一个凝汽系数）然后根据有关公式求得所需要的新汽耗量或者机组效率、热经济性等。常规计算法有两种基本形式：并联解法和串联解法。串联解法是指用按照由高到低的次序，依次独立求得各未知量的方法。本设计采用串联解法求各未知量。串联计算是指按照加热器压力“由高到低”的次序，依次对各个加热器进行热平衡，流量平衡计算，独立地求得各抽气量或抽汽系数等未知量的方法。并联解法是指用计算机对线性方程组进行求解。 等效焓降法最大的特点是在系统的局部结构或者部分参数变动时，可以进行局部定量分析，而不需要像常规法那样重新进行整个系

14、统的计算，因而给热系统的节能分析和节能改造带来极大地方便。 具有Z级回热抽汽的汽轮机中，1kg新汽所做的实际内功称为新汽的等效焓降H。各级抽汽的等效焓降Hj是指回热系统中减少(或增加)1kg抽汽时汽轮机增加（或减少）的实际功。它与1kg抽汽在某级加热器中的放热量qj之比称为抽汽效率nj，nj表示从能级j加入单位热量，在汽轮机上能够获得的内功。第j级加热器每排挤1kg的抽汽，并非全部到达凝汽器做功，其中的一小部分将继续分流至第j级以下的各级加热器这一点是理解等效焓降法实质的关键所在。等效焓降法的所有计算公式，加热器的序号均是按照压力从低到高升序排列的，这一点与传统法和循环函数法是不同的。 等效焓

15、降法可直接求得热经济性变化的相对值。等效热降理论能够剖析问题的本质和矛盾 ,分清问题的主次 ,是分析电厂热经济性的一条捷径。本文等效焓降法计算过程忽略轴封汽作功，考虑加热器散热。 循环函数法本质上是一种反平衡计算方法。它以所谓“加热单元”为基础，进行蒸汽作功和循环效率的计算。循环函数法将整个回热循环分成主循环和辅助循环两个大的部分。主循环定义为主凝结水对其加热的各抽汽、疏水组成的工质循环。辅助循环定义为由辅助水、汽对其加热的各抽汽、疏水组成的工质循环。 循环函数法将回热系统中每个汇集式加热器和前几个疏水放流式加热器组成一个加热单元，即加热单元不向单元外的加热器排放疏水。第二章 回热系统的设计2

16、.1 锅炉的选择本设计采用美国巴威公司设计制造的亚临界、一次再热、自然循环、全悬吊平衡通风、单汽包、半露天煤粉炉，设计寿命为30年，平均年利用小时6500小时。 锅炉采用O型布置、全吊挂结构，炉膛高度56米，断面为矩形，宽度19.50m，深度17.40m，采用两种不同材料的鳞片管构成膜式水冷壁，燃烧区域采用低合金钢，过热系统采用辐射一对流组合式过热器。再热器分为低温再热器及高温再热器，低温再热器布置于尾部竖井烟道内，高温再热器布置于折焰角上方。再热汽温的调节方式主要是采用烟气档板，及位于低温对流再热器进口导管的事故喷水减温。省煤器为单侧进水，单级 4 组，分别布置于前后烟道内，每一烟道内为上下

17、组，进入省煤器后的给水分两路分别经前后烟道上下两组蛇形管向上流动，与向下流动的烟气作逆流的热交换.。锅炉配有3种吹灰器组成的2套吹灰系统。一套用于炉膛水冷壁和对流受热面的吹扫，另一套专门为空气预热器的吹扫而设计。锅炉辅机主要有给煤机、磨煤机、一次风机、送风机、引风机、空气预热器及除尘器等组成。2.2 汽轮机的选择根据机组采用一炉一机的单元制配置，本设计选用美国西屋电气公司制造的汽轮机，亚临界参数、一次中间再热、单轴、反动式、四缸四排气、双背压，凝汽式机组，配汽包炉。汽轮机共有1级单列调节级和57级反动式压力级，其中高压缸1级调节级和11级反动级，中压缸932级反动级，低压缸为73232级反动级

18、，本机组共有八级非调整抽汽，轴系共有11个径向支持轴承（均为可倾瓦）和一个推力轴承。2.2.1 高压汽缸高压缸是冲动和反动式的混合结构，新蒸汽通过主汽门（2只）进入高压调门（共4只），分四路经高压导汽管进入高压缸作功后，通过高压外下缸的两个排汽口进入锅炉再热器。在高压缸第七级叶片后有第一级抽汽口，第二级抽汽口位于高压缸的排汽区。2.2.2中压汽缸中压缸是对称布置的缸体，从锅炉再热器来的蒸汽经过呈“Y”型布置的中压联合汽门（两只中压主汽门，四只中压调门）分四路进入中压缸中部（上、下个两路），蒸汽作功后，通过中压缸两端的四只排汽口，经两根联通管分别进入A、B两只低压缸。中压缸共有四组叶片环，在前箱

19、端两个叶片环之间形成了第三级抽汽。第四级抽汽在中压缸的排汽区。2.2.3低压汽缸低压缸是对称布置的缸体，从中压缸来的蒸汽通过联通管进入低压内缸分流环，对称地进入每只缸的两侧，作功后，蒸汽排入凝汽器。第五级抽汽口位于低压1号缸的第2级后，第六级抽汽口在低压11缸的第4级后，七抽、八抽分别在低压1、11号缸的第5级后和第6级后，为了控制低压缸排汽温度，在每个低压缸的排汽缸导流环外都安装了喷水装置。2.3 回热系统的设计回热原则性热力系统的实际选择是继蒸汽参数、机组类型后又一个影响机组热经济性的重要方面，他们三者共同决定着机组实际的热经济性，并用机组的热耗率来表征。任何实际系统的选择，必须妥善处理热

20、经济性（节能）和安全可靠及投资之间的矛盾，应通过综合的技术经济比较来进行合理选择。回热加热系统的主要参数有：抽汽级数、各级抽汽压力、抽汽比焓、加热器各进出口温度与比焓。回热参数的一套具体值即相应规定了一个机组的绝对内效率。回热参数之间有内部的关联性，不可以任意决定。 机组回热系统包括了回热加热器的抽汽（加热蒸汽）、疏水、抽空气系统和主凝水、主给水、除氧器等系统，既是热力发电厂热力系统的核心，也是最主要的系统之一，对锅炉、汽轮机、给水泵的安全可靠运行和热经济性的影响很大。2.3.1加热器的选择在抽汽级数给定时，若确定了一个给水温度，则循环热效率仍不能确定。它还取决于给水总比焓升在各级加热器间的分

21、配。若恰当分配各抽汽段的比焓降（或相应的加热器比焓升），可以使机组内效率达到最高，这称为在该给水温度下的最佳比焓升分配。随着回热级数的增加，每增加一级的经济性以越来越小的幅度增加。工程上级数增加意味着投资增大。因此，在热系统的实际设计中，较佳的回热级数应通过权衡运行经济性和投资的节省之间的合理性来确定。实际回热汽轮机的级数并不太多，大型机组一般7-8级。本设计采用八段抽汽，采用三高四低一除氧的结构。 从热力学上看，当给水温度一定时，回热系统的级数越多，则热经济性越高，但设备投资成本增加，因此就存在一个最佳回热器级数的选定问题。为满足凝结水加热的要求，综合考虑热经济性与投资成本后，本设计采用四级

22、低压加热器。电厂回热系统采用的加热器可分为两大类：混合式和表面式。混合式加热器热经济性高于有端差的表面式加热器，且构造简单，在金属耗量、制造方面优于表面式加热器，但混合式加热器后必须配置水泵，为了可靠性还必须配置备用泵，使回热系统和主厂房布置复杂化，安全性降低。表面式加热器的优点是只有给水泵和凝结水泵，系统简单、运行安全可靠以及系统投资等其他方面都优于混合式加热器。 根据技术经济全面综合考虑，采用表面式加热器（除氧器除外）组成回热系统。根据除氧器后的给水泵前后的水侧压力分为低压加热器（承受凝结水泵压力）和高压加热器（承受给水泵压力）两组加热器。 卧式表面式加热器热经济性高于立式加热器，结构上易

23、于布置蒸汽过热段和疏水冷却段，布置上可利用放置的高低来解决低负荷时疏水逐级自流压差动力减小的问题等，所以一般大容量机组的低压加热器都采用卧式加热器。U形管管板式加热器结构简单，外形尺寸小，管束管径较粗，水阻小但管子损坏后易堵塞。故低压加热器采用此类型加热器。低压加热器不采用蒸汽冷却器。 除氧器的压力影响到高压加热器的数量。采用高压除氧器既可以避免除氧器的自生沸腾，又减少了高压加热器的数量，节约钢材耗量和初投资。为满足锅炉给水温度，综合考虑机组热经济性和投资成本，采用三级高压加热器。采用卧式加热器，联箱结构加热器管束膨胀柔软性好，避免了管束与厚管板连接的工艺难点，对温度变化不敏感，局部热应力小，

24、安全可靠性高，因此高压加热器采用联箱结构加热器。为减小表面式加热器的端差，在结构上高压加热器采用内置式蒸汽冷却器。2.3.2加热器端差选择 加热器的端差有出口端差和进口端差。出口端差又称为上端差，它是指加热器的饱和温度与加热器出水温度之差。对于混合式加热器，端差为零；对无过热蒸汽冷却器的面式加热器，端差恒为正值，但若装设了过热蒸汽冷却器，出口端差可以取到负值。进口端差又称下端差，它是指装有疏水冷却段的加热器，其疏水温度与本级进水温度之差。由于端差的存在，回热循环的经济性被削减。从做功能力法分析，端差的减小使抽汽与给水之间的传热温差减小，作功能力损失减少，所以会提高热经济性。减小端差在提高热经济

25、性的同时，却提高了加热器的制造成本。因此合理的端差应通过技术经济比较来确定。若燃料较贵，端差宜选小些，若钢材较贵，端差宜选大些。 2.3.3再热后抽汽点的选择 凝汽式600MW机组的给水温度和中间再热压力可以采用同类型新汽参数和同容量机组的热力系统中间再热压力。 在锅炉给水温度已经选定的情况下，最后一个高压加热器的抽汽压力将随之确定。为简化主机的结构和减少余速损失，第二个高压加热器的抽汽通常取汽轮机的高压缸排汽。本回热系统的选择首先对中间再热后的回热抽汽点分配和回热加热器的级数等方面进行选择设计。 再热后第一级抽汽的压力对整个系统的循环效率有较大的影响，提高该级抽汽压力后，将会使再热流量增加，

26、使循环效率较高的再热后循环在整个循环中的比例增大，这对提高整个循环的效率是有利的，但是将使回热系统中在抽汽与给水温差大的情况下交热量增多，因此使整个系统的热能降低增加，这对提高整个循环的经济性是不利的。降低再热后第一级抽汽压力与上述结果相反。因此，必须根据具体的热力系统选择最佳抽汽点，使整个循环的效率提高。在进行600MW机组回热系统选择时，根据通流部分计算结果采用中压第四级后抽汽，抽汽压力为1.6003 Mpa。2.3.4 除氧器的选择 除氧器是影响热力发电厂安全经济运行的一个重要的热力辅助设备。热力式除氧器原则上可以有效地在任何压力下除去水中的各种气体，再根据除氧器压力可以减少高压加热器的

27、个数。高压加热器的成本较高，运行可靠性较差。提高除氧器的压力，避免了除氧器的自生沸腾，有利于高压加热器停用时仍有较高的给水温度，减少给水温度的变化幅度，进而提高锅炉运行的可靠性，节约了钢材耗量和初投资。但是除氧器压力的提高受到除氧器布置位置、除氧器材料性能、给水泵工作水温等因素的限制。对于亚临界参数的中间再热型600MW机组，除氧器采用卧式、喷雾式除氧器，布置8个排汽口，除氧器出水含氧量不大于0.005mg/l，除氧器水箱的有效储水量应是100%额定负荷流量下的7分钟给水量，。除氧器采用滑压运行，无蒸汽节流损失，并可满足机组调峰的要求，与定压运行相比，机组热经济性提高。采用喷雾淋水盘填料式卧式

28、高压除氧器。2.3.5小汽轮机的选择小汽轮机采用凝汽式小汽轮机，汽源为冷再热蒸汽，排汽引回凝汽器。 小汽轮机转子与调节级叶轮一起构成一整体锻件。除调节级外，叶片设计为反动式叶片，叶根、轴和动叶的覆环全部是整体铣制的。 小汽轮机的叶片将热能转换为机械能，转子动叶片作旋转运动驱动汽轮机，因此叶片对效率和可靠性有很大的影响。调节级叶片对部分进气是冲动设计的，即调节级中所有的焓降在高压喷嘴中转变。鼓形叶片是反动设计，在两个静叶和动叶中都有焓降。2.3.6疏水方式面式加热器的疏水方式有两种：疏水逐级自流方式和疏水泵打回本级出口方式。疏水自流时，部分疏水能量利用于能位较低的下一级加热器，排挤低压抽汽而增加

29、了本级抽汽，因此使抽汽做功比减小，内效率降低。疏水引入点越是远离本级，则内效率降低越多。与疏水自流相比，用疏水泵将凝结水打回本级出口，提高了上级加热器的入口水温，从而排挤的是较高压力的抽汽，故其经济性要优于疏水自流方式。但疏水自流方式系统简单、投资少，而且这种方式对低压加热器抽汽的排挤，可以借助疏水冷却器的使用而减至很小。所以究竟采用何种疏水方式，应通过技术经济比较加以确定。目前大机组的热力系统的疏水方式，基本上都是采用疏水逐级自流方式。 高、低压加热器采用疏水逐级自流方式，高压加热器疏水最终流入除氧器中，低压加热器疏水与轴封加热器疏水最终流入凝汽器。2.3.7给水泵的选择 给水系统采用单元制

30、，#1、#2、#3高加分别为带电动阀的小旁路。采用2台50%容量的定速电动前置泵及2台50%容量的汽动调速给水泵。根据启动运行要求，对汽动泵的前置泵及所有给水泵出口，均设置单独的再循环管，使在启动小流量供水时，满足自动调整的需要。汽动给水泵为双进汽凝汽式机组，型号EMM32，功率8082KW，额定转速5660r/min。2.3.8 凝结水泵的选择 凝结水系统采用2100%容量电动凝结水泵，每台机设置一台500凝结水储水箱，一台锅炉上水及除氧器上水泵。#7、#8低加为一组，设置电动旁路，#5、#6低加侧各自设置电动小旁路。凝汽器采用经济性较好的双背压凝汽器，可降低热耗。2.3.9 回热系统主要特

31、点：综上所述，设计拟定了回热系统。该系统共有八级不调节抽汽。其中第一、二、三级抽汽分别供三台高压加热器，第四级抽汽作为0.8107MPa压力除氧器的加热汽源，第五、六、七、八级抽汽分别供四台低压加热器。三级高压加热器均安装了内置式蒸汽冷却器，将三台高压加热器上端差分别减小为0、0、-0.5。从而提高了系统的热经济性。汽轮机的主凝结水由凝结水泵送出后，依次流过轴封加热器、4台低压加热器，进入除氧器。然后由汽动给水泵升压，经三级高压加热器加热，最终给水温度达到262，进入锅炉继续参加工质循环。三台高压加热器的疏水逐级自流至除氧器；四台低压加热器的疏水逐级自流至凝汽器。汽轮机排汽压力4.5kPa。给

32、水泵汽轮机（以下简称小汽机）的汽源为中亚缸排汽（第4级抽汽），无回热加热，其排汽亦进入凝汽器，设计排汽压力为8.107kPa。2.4各设备参数的整理（1）汽轮机型式及参数：N60016.706/531/531机组型式：亚临界、一次中间再热、四缸四排反动凝汽式汽轮机额定功率： = 600MW主蒸汽初参数： = 16.706MPa ，=531.78 ，ho=3365.86kJ/kg再热蒸汽参数：高压缸排汽 再热器进口 低压缸排汽压力： 给水泵小汽轮机耗汽份额： 回热系统参数：该机组有八级回热抽汽，机组回热加热器为“三高四低一除氧”，在机组发电机实际发出功率下各回热抽气的压力和温度、加热器压力和疏水

33、冷却器出口焓见表轴封及门杆参数：该机组额定工况时轴封及门杆参数如表（2）锅炉形式及有关参数锅炉形式：亚临界、一次再热、自然循环、全悬吊平衡通风、单汽包、半露天煤粉炉过热蒸汽出口参数： 再热蒸汽进口参数：再热蒸汽出口参数：省煤器进口给水参数：锅炉效率： 汽包连续排污流量份额: 锅炉排污水压力（汽包压力）：排污扩容器工作压力：排污扩容器热效率：（3）管道热力系统参数主蒸汽管道蒸汽泄漏份额：再热蒸汽冷端管道蒸汽泄漏份额：厂用汽份额（汽源为高压缸排汽）： 回水率厂用汽份额（汽源为中压缸排气）： 回水率给水泵出口给水参:轴封加热器的疏水温度和进口水焓：（4）计算中采用的其他数据燃煤低位发热量：机组的机电

34、效率：加热器效率：厂用电率：凝汽器凝结水温度：=32.75凝结水泵出口水压力：环境温度：t=25给水份额：给水泵给水焓升：凝结水泵的焓各数据整理如下：表1设计工况下机组轴封及门杆流量参数序号符号来源点汇入点流量占比份额焓值（kJ/kg）1L高压缸轴封漏气除氧器0.001843017.12L1高压缸轴封漏气除氧器0.001623325.33M高压缸轴封漏气轴封压力调节器0.0003963017.14M1高压缸轴封漏气轴封压力调节器0.0003503325.35N高压缸轴封漏气轴封加热器0.00005633017.16N1高压缸轴封漏气轴封加热器0.00004983325.37A高压缸汽门门杆漏气

35、H20.00017433379.368B高压缸汽门门杆漏气轴封加热器0.00007443379.369NG高压缸浸缸H20.009953325.310K中压缸汽门门杆漏气H30.004193538.711R中压缸轴封漏气轴封加热器0.0001043134.912P中压缸轴封漏气轴封压力调节器0.0005513134.913S轴封压力调节器低压缸轴封0.0007352716.214T低压缸轴封轴封加热器0.0003232716.215V轴封压力调节器热井0.0005613150.316J高压缸排气中压缸排气0.004213020.5 表2 设计工况下机组回热加热器参数项目单位回热加热器H1H2H

36、3H4H5H6H7H8回热抽气抽气压力MPa5.61043.28211.60030.81070.39780.15150.05030.02865抽气温度377.48301.72441.08350.16269.38190.8688.8=0.9818加热器压力MPa5.61043.28211.60030.81070.39780.15150.05030.02865水侧加热器进口水温度238.02203.78173.17140.89108.6885.3558.72_加热器出水温度274.92238.02203.78171.18140.89108.6885.3558.72加热器疏水温度244.66205.

37、54174.68_114.6192.3366.0843.14表3 设计工况下机组回热系统计算点汽水参数项目单位回热加热器加热器编号H1H2H3H4H5H6H7H8SGC加热器抽汽压力MPa5.61043.28211.60030.81070.39780.15150.05030.02865_0.0045温度377.48301.72441.08350.16269.38190.8688.8=0.9819_=0.9056焓kJ/kg3128.332987.803342.503161.603004.352854.522660.602581.19_2328.99下饱和水焓kJ/kg1044.97859.51

38、726.13723.34467.35381.53262.95172.18335.64137.15被加热水进口水焓kJ/kg996.92860.81729.99591.20423.96338.66213.71_出口水焓kJ/kg1185.13996.92860.81723.34591.20423.96338.66213.71_疏水疏冷器出口水焓kJ/kg1044.97859.51726.13_467.35381.53262.95172.18_2.5 机组热力系统图与热力过程线2.5.1设计 N60016.706/531/531型机组热力系统图如下图所示：（图2-1）2.5.2 热力过程线第三章

39、常规计算法计算回热系统3.1常规计算法的介绍对Z个加热器热平衡式和一个功率方程式、或一个求凝汽流量的物质平衡式所组成的Z+1个线性方程组求解，最终求得Z个抽气量和一个新汽量（或凝汽量）。由高到低，先从抽汽压力最高的加热器算起，依次逐个至抽汽压力最低的加热器。3.2 常规计算法计算抽汽系数计算汽轮机各段抽汽、加热器进口参数（1） 由高压加热器H1热平衡计算= 物质平衡的H1疏水份额 （2） 由高压加热器H2热平衡计算 =0.0458物质平衡得H2疏水 =0.0927+0.0458+0.0001743+0.00995 =0.1486再热蒸汽份额计算由高压缸的物质平衡可得 = =0.8372（3）

40、由高压加热器H3热平衡计算 = 物质平衡得H3（4） 由除氧器H4热平衡计算以除氧器进水焓为基准，根据除氧器的热平衡得= = =0.0372除氧器进水量（主凝结水量），由除氧器物质平衡得=0.7716（5） 由低压加热器H5热平衡计算 = =0.0519物质平衡的H5热平衡得（6） 由低压加热器H6热平衡计算 = =0.0254H6疏水（7）由低压加热器H7热平衡计算 = =0.0372H7疏水（8）由低压加热器H8、轴封冷却器SG构成一整体的热平衡计算+= =0.0200H8疏水（9）凝气系数的计算1）由热井物质平衡得 = 2）由汽轮机物质平衡得 =0.5874两种方法的计算结果完全一致，证

41、明计算正确。3.3 正平衡计算与反平衡计算3.3.1正平衡计算再热蒸汽份额 =1.0251848, 可由表2查得。1kg的新蒸汽膨胀内功 ho=3394.33kj/kg, 再热蒸汽焓升=552.38kj/kg, =0.5874, hc=2358.6kj/kg, 给水泵小汽轮机用汽份额td=0.03158循环内功Ni给水份额fw=10056, 给水泵组给水焓升 = 20.95 kJ / kg，=0.7716, 凝结水泵的焓升 = 1.53 kJ / kg 。循环吸热量=1.0251848, =1185.13kj/kg，再热蒸汽份额=0.77974，再热蒸汽焓升=552.38kj/kg ，、可由表

42、二查得。则实际循环热效率=1278.47kj/kg, =2640.88kj/kg3.3.2反平衡计算广义冷源损失=1418.0395kj/kg=0.5874, =2328.99kj/kg , 给水泵小汽轮机用汽份额td=0.03158 , hwc=137.15kj/kg , 补充水份额=0.0127, =1185.13kj/kg ， 其余数据可从表2查得实际循环热效率与正平衡计算结果完全一致，表明热系统计算正确。3.4汽轮机效率计算抽汽流做功 1kgH1抽汽做功 =1kgH2抽汽做功 1kgH3抽汽做功 1kgH4抽汽做功 1kgH5抽汽做功 1kgH6抽汽做功 1kgH7抽汽做功 1kgH8

43、抽汽做功 抽汽做功量列于下表3-1H1H2H3H4(除氧器）H5H6H7H8做功量（kj/kg)237.53378.06575.74756.64913.891063.721257.641337.05汽轮机比热耗 汽轮机绝对电效率 汽轮机热耗率 汽轮机汽耗率 第四章 等效焓降法计算回热系统4.1 等效焓降法的介绍等效焓降法最大的特点是在系统的局部结构或者参数变动时，可以进行局部定量，而不需要像常规法那样重新进行整个系统的全部计算，因而给热系统的节能分析和节能改造带来很大的方便。具有Z级回热抽汽的汽轮机中，1kg新汽所做的实际内功称为新汽的等效焓降H。各级抽汽的等效焓降Hj是指回热系统中减少(或增

44、加)1kg抽汽时汽轮机增加（或减少）的实际功。它与1kg抽汽在某级加热器中的放热量qj之比称为抽汽效率nj，nj表示从能级j加入单位热量，在汽轮机上能够获得的内功。第j级加热器每排挤1kg的抽汽，并非全部到达凝汽器做功，其中的一小部分将继续分流至第j级以下的各级加热器这一点是理解等效焓降法实质的关键所在。等效焓降法的所有计算公式，加热器的序号均是按照压力从低到高升序排列的。4.2等效焓降法计算各等效焓降各级抽汽的等效焓降，再热冷段后的加热器分为一部分，再热冷段前的各加热器分为一部分。第八段抽汽等效焓降 第七段抽汽等效焓降 第六段抽汽等效焓降第五段抽汽等效焓降第四段抽汽等效焓降第三段抽汽等效焓降

45、第二段抽汽等效焓降再热器焓升 第一段抽汽等效焓降 新蒸汽毛等效焓降计算4.3 辅助成份的计算-给水泵的损失功，为流过给水泵的给水份额-凝结水泵损失功，为流过凝结水泵的凝结水份额-散热损失功（忽略散热损失，无此项）-小汽轮机用汽损失功-排污扩容汽进系统回收功，“”号表示回收功（下同）-给水流量增加损失功，只要，就要计算此项损失功-主汽门门杆漏气（没参加再热）进系统回收功-中压联合汽门门杆漏气进系统回收功-高压缸前后汽封漏气（没参加再热）进系统回收功-低压缸汽封漏气进系统回收功注：所有系数均以参与作功的那部分蒸汽为基准。新蒸汽净等效热降H计算新蒸汽净等效焓降H与常规计算法所得循环内功完全一致。4.

46、4 新蒸汽再热系数计算（1） 抽汽再热系数计算（2） 毛再热系数（只考虑主循环系统时的系数）计算 （3） 加热器散热时再热系数减小(4-2)（4） 给水份额增加使再热系数减小 (4-3)（5） 轴封漏气系统使再热系数增加 (4-4)(6) 蒸汽出系统使再热蒸汽份额减少，主汽门门杆漏气和高压缸前后轴封漏汽均使再热蒸汽份额减少。 (4-5)（7) (4-6)(8) 新蒸汽再热系数的计算 (4-7)等效焓降再热系数计算的结果与常规计算所得结果完全一致把式（4-1）（4-2）（4-3）（4-4）（4-5）（4-6）代入式（4-7）经理论指导可得出经过理论推导，等效焓降计算所得再热系数等于常规计算法所得

47、再热系数。循环吸热量实际循环热效率计算等效焓降法所得实际热效率与常规计算法所得实际循环热效率结果一致。 第五章 循环函数法计算回热系统 5.1循环函数法的介绍循环函数法将回热系统中每个汇集式加热器和前几个疏水放流式加热器组成一个加热单元，即加热单元不向单元外的加热器排放疏水。根据此原则，将前三号高压加热器和除氧器划分为一单元，将四个低压加热器和凝汽器划分为第二单元。单元抽汽系数、单元疏水系数某一单元的出水量为1kg时，该单元内某级的抽汽量称为单元抽汽系数 ，下标 n 表示抽汽级数序号，单元抽汽系数按下式计算： 式中 、分别为第n级加热器的介质比焓升、抽汽放热量和疏水放热量，kj/kg.单元的出

48、水量为1kg时，某加热器接收的上级疏水总量称为单元疏水系数，单元疏水系数按下式计算： 式中 u-本加热单元的疏水放流式加热器个数。5.2 循环函数法计算单元抽汽系数根据以上两式，计算两单元内各加热器抽汽系数对第一单元内H1， 上级疏水量为0，因此第一单元出水量，因此 对H2，则则0.05565对H3，则0.0430895对除氧器， ，则0.04329则 0.04354对第二单元各加热器抽汽系数计算对H5， 则 第二单元的出水系数，则 0.04997对H6，则 0.03174则 0.02449对H7，0.09650 则 0.0457则 0.0353对H8 ， 0.1422则 0.023690.0

49、18285.3 循环函数法计算单元进水系数某一单元的出水系数为1kg时，它的进水量称为单元进水系数。以 表示，主循环的单元进水系数可按下式计算:(1) 第一加热单元（带除氧器的加热单元） n=4 0.767230.1979913(2) 第二加热单元 （带凝汽器的加热单元） n=9则 0.833585.4 锅炉进水系数和汽轮机排汽系数锅炉进水系数 1.56360汽轮机排汽系数 5.5 循环功的计算与汽轮机组绝对内效率的计算低压加热器疏水进凝汽器，则 凝汽系数 式中 为考虑凝汽器疏水的冷源损失系数 为1kg向凝汽器疏水的冷源损失 为进入凝汽器的疏水之和 =143.5kj/kg, , =0.1664

50、2, =0.63955 ,=2328.99kj/kg经计算 凝汽系数 =0.641931kg汽轮机进汽为基准的循环功 按下式计算=3365.86kj/kg, =1185.13kj/kg , =0.77974 ,=552.38kj/kg , =2328.99kj/kg, =137.15kj/kg ,=0.64193则 =1204.4348kj/kg 以 1kg 排汽为基准的循环功 按下式计算 =2671.01kj/kg式中 r-系数 ，r= 汽轮机组的绝对内效率表达式汽轮机组的绝对内效率按下式计算 =0.4918=3365.86kj/kg, =1185.13kj/kg , =0.779748 ,=552.38kj/k