600MW凝汽式机组全厂原则性热力系统计算

1、word完美格式华比#力*孑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教师：李惊涛专 业：热能与动力工程班级：热能09学 号：1091姓 名：能源动力与机械工程学院精心整理学习帮手一、 课程设计的目的3二、计算任务3三、计算原始资料 33.1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 43.4其他数据 43.5简化条件 5四、热系统计算 54.1汽水平衡计算 54.2汽轮机进汽参数计算 64.3辅助计算 64.4各级加热器进、出水参数计算 74.5高压加热器组及除氧器抽汽系数计算 84.6除氧器抽汽系数计算 94.7低压加热器组抽汽系

2、数计算 94.8汽轮机排汽量计算与校核 114.9汽轮机内功计算 114.10汽轮机发电机组热经济性指标计算 134.11全厂热经济性指标计算 13五、反平衡校核14六、参考资料16附图（汽态膨胀过程线） 16Word资料一、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量及其参 数、发电量、供热量及全厂性的热经济指标，由此衡量热力设备的完善性，热力系统的 合理性，运行的安全性和全厂的经济性。是学生在学习热力发电厂课程后的一次综合性 的训练，是本课程的重要环节。通过课程设计是学生进一步巩固、加深所学的理论知识 并有所扩展；学习并掌握热力系统全面性计算和局部性分析

3、的初步方法；培养学生查阅、 使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能力；锻炼 提高运算、制图、计算机编程等基本技能；增强工程概念，培养学生对工程技术问题的 严肃、认真和负责的态度。二、计算任务1. 根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. 计算额定功率下的汽轮机进汽量 Do,热力系统各汽水流量 Dj；3. 计算机组和全厂的热经济性指标(机组汽耗量、机组热耗量、机组热耗率、机组汽耗率、绝对电耗率、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汽轮机形式及参数(1) 机组形式：亚临界、一次中间再热、四缸四排气、单

4、轴、凝汽式汽轮机。(2) 额定功率：Pe=600MW 。(3) 主蒸汽初参数(主汽阀前)：Po=16.7Mpa , to=537 C。(4) 再热蒸汽参数(进汽阀前)：热段：Prh=3.234Mpa , trh=537 C冷段：P' rh=3.56Mpa , t' rh=315 C。(5) 汽轮机排气压力 Pc=4.4/5.39kPa ，排气比焓 hc=2333.8kJ/kg。3.2回热加热系统参数(1)机组各级回热抽汽参数；表3-1项目单位H1H2H3H4(除氧器)H5H6H7H8抽气压力P' jMPa5.8943.5931.6120.74470.30500.1300

5、.06970.022抽气温度tjC380.9316.9429.1323.6223.2137.888.561.0抽气焓hjkJ/kg3132.930163317.73108.22912.92749.52649.52491.1加热器上端差StC-2.000-3.03.03.03.0加热器下端C5.35.3-5.35.35.35.35.3差St水侧压力pwMPa20.1320.1320.130.70741.7241.7241.7241.724抽汽管道压损Ap%33355555(2) 最终给水温度：tfw =274.1 C;(3) 给水泵出口压力：Pu=20.13MPa，给水泵效率：83%;(4) 除

6、氧器至给水泵高差：21.6m ;(5) 小汽机排汽压力：Pc=6.27kPa。小汽机排气焓：2422.6kJ/kg 。3.3锅炉型式及参数(1) 锅炉形式：英国三井 2027-17.3/541/541 ；(2) 额定蒸发量：Db : 2027t/h ；(3) 额定过热蒸汽压力Pb=17.3MPa ;额定再热蒸汽压力：3.734MPa ;(4) 额定过热蒸汽温度：541 C;额定再热蒸汽温度°C;(5) 汽包压力：Pdu : 18.44MPa ;(6) 锅炉热效率：92.5%。3.4其他数据(1) 汽轮机进汽节流损失 4%，中压缸进汽节流损失 2% ;(2) 轴封加热器压力 Pt: 9

7、8kPa，疏水比焓：415kJ/kg ;(3) 机组各门杆漏汽、轴圭寸漏气等小汽流量及参数见表3-2 ;表3-2漏汽 点代 号ABKL1N1M1LN漏汽旦 量，kg/h62026774103027895643437101漏汽系数0.00033530.00014440.0040080.0016374.8 14 X 1050.00030500.0018595.463 X 10漏汽 点比 焓3394.43394.43536.63328.13328.13328.130163016漏汽点代号MRPTSJW漏汽量kg/h639190896660141230245687漏汽系数0.00034560.0001

8、0270.00048460.00035700.00076370.016360.0003716漏汽点比焓30163108.23108.22716.22716.23016.152337.8(4)锅炉暖风器耗气、过热器减温水等全厂性汽水流量及参数见表3-3 ;表3-3名称全厂工质渗漏锅炉排污厂用汽暖风器过热器减温水汽水量，kg/h3000010000200003500055000离开系统的介质比焓3394.41760.33108.23108.2724.7返回系统的介质比焓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；

9、(7) 厂用电率0.07 。3.5简化条件(1) 忽略加热器和抽汽管道散热损失;(2) 忽略凝结水泵的焓升。四、热系统计算4.1汽水平衡计算(1) 全厂补水率全厂汽水平衡如图4-1所示，各汽水流量见 表3-3。将进、出系统的各流量用相对量a表示。由于计算前汽轮机进汽量Do为未知，故预选Do=1849085 kg/h 进行计算，最后校核。 全厂工质渗漏系数aL =Dl/D o = 30000 /1849085 = 0.01622 锅炉排污系数图4-1全厂汽水平衡图abi =D bi/D 0=10000/1849085=0.005408 其余各量经计算为 厂用汽系数ap 1 = 0.01082,减

10、温水系数asp=0.02974，暖风器疏水系数 anf=0.01893由全厂物质平衡可知补水率ama = aPi + aL+ abl=0.03245(2) 给水系数afw如图4-1 , 1点物质平衡 ab= a0+ aL=1.016222 点物质平衡 afw= ab+ am - asp =1.01622+0.005408-0.02974=0.9919(3) 各小汽流量系数见表格3-24.2汽轮机进汽参数计算(1) 主汽参数由主汽门前压力 po =16.7MPa ,温度to =537 C，查水蒸汽焓熵图，得主汽比焓3393.564 kJ/kg.。主汽门后压力po' =16.7(1- 0p

11、i )=16.032MPa, ho =h。由压力与焓值反查焓熵图得主汽门后温to'=534.2 C。(2) 再热蒸汽参数由再热冷段 prh' =3.56MPa, t rh' =315 C ,查水蒸汽焓hJ =3017.38 kJ/kg .中联门前蒸汽压力 pm=3.234MPa,温度trh=537 C ,查焓熵图，得水蒸汽比焓hrh=3537.00165kJ/kg。中联门后再热蒸汽压力 Prh'' =po(1- 0p2)= 3.169MPa,由hrh=hrh '',查焓熵图，得中联门 后再热汽温trh'' =536.7 C

12、。4.3辅助计算(1)轴封加热器计算用加权平均法计算轴封加热器的平均进汽焓hsg，详细计算如下表：表 4-1项目BNN1TRE汽(水)量，kg/h267891o166o19o1307漏汽系数 aio.ooo14444.813x1o -55.463x1o -5o.ooo35o.ooo1o20.000706789漏气点比hi ,kJ/kg3394.43328.13o162716.23108.2总焓ai h io.49o2oo.16o21o.16476o.96963o.319462.10946平均比焓hsg2.1o422/o.ooo7o69=2976.5kJ/kg(2)均压箱计算用加权平均法计算均压

13、箱平均蒸汽比焓hjy，详细计算如下：表4-2 :PMM1E漏汽量G i ,kg/h8966395642099漏汽系数 ai0.00048460.00034560.00030510.001135漏汽点比焓hi,kJ/kg3108.230163328.1总焓aihi1.506321.042391.015263.5639平均比焓hjy3.5639/0.001135 =3139.2(3) 凝汽器平均排汽压力计算由psi =4.4kPa,查水蒸汽性质表，得tsi =30.66 8 C由ps2 = 5.39kPa,查水蒸汽性质表，得ts2 =34. 34 8 C凝汽器平均温度 ts= 0.5 ( 30.6

14、18 +34.218) = 32.50 8 C查水蒸汽性质表，得凝汽器平均压力Ps=4.8882kPa，将所得数据与表3-1 一起，以各个抽起点为节点，在 h-s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，计算完数据记入表4-3中：表4-3 600MW机组回热系统计算点汽水参数额定工况项目单位各计算点H 1H 2H 3H 4H 5H 6H 7H 8S G抽 汽 参 数抽汽压力PjMpa5.8943.5931.6120.74470.30500.1300.06970.022- -抽汽温度tjC380.9316.9429.1323.6233.2137.88 8. 5

15、6 1.0抽汽焓h jkJ/kg3132.930163317.73108.22972.92749.52649.52491.12976.5加 热 器 水 温 水 焓出口水温t w jC274.40()242.274199.89；5 165.214 129.88(6 102.324 85.2900 57.98832.76疏水焓h d w jkJ/kg1075.5()883.40()723.300 544.724 466.100 394.700 281.500 161.94 1 5出口水焓h wjkJ/kg1203.61050.89)860.000 709.6000559.33'9 443.

16、900 372.880 253.600 138.7进口水焓hwj+1kJ/kg1050.8!)860.000)709.6000559.339 443.900 372.880 253.600 138.7136.34.4各级加热器进、出水参数计算首先计算高压加热器 H1加热器压力 P1: R (1 R)R'(1 0.03) 5.8945.717MPa式中P 1 第一抽汽口压力；AP1-抽汽管道相对压损由R 5.717MPa，查水蒸汽性质表得加热器饱和温度ts1 272.4C , H1出口温度:tw1 ts1 t 272.4 ( 2.0) 2744C式中t-加热器上端差。H1 疏水温度 td

17、Jt'w,1t1242.3 5.3 247.6C式中t1 -加热器下端差，t15.3CWord资料t'w,i -进水温度C,其值从高压加热器H2的上端差t计算得到。已知加 热器水 侧压力 Pw=20.13MPa ，由twi =274.4 C，查得 H1出水比 焓 hw,i =1203.6kJ/kg。由 t' w,i =242.3 C,查得 Hi 进水比焓 hw,2 =1050.9kJ/kg。由 td,i =247.8 C,查得 Hi 疏水比焓 hd,i=1075.2kJ/kg。至此高压加热器 Hi进、出口汽水参数已全部算出，同理可依次计算其余加热器各进出口汽水参数。将计

18、算结果列于表4-3中。4.5高压加热器组及除氧器抽汽系数计算(i) 由高压加热器 Hi热平衡计算a i高压加热器Hi的抽气系数fw (hw,i6,2)/ hhihd,i0.99i9 (i203.6 i050.8)/i.03i32.9 i075.50.07367高压加热器Hi的疏水系数a d,i :d,i0.0736i(2) 由高压加热器 H2热平衡计算a 2、arh高压加热器H2的抽汽系数a 2 :fw (hw,2 hw,3)/ hd,i (hd,ihd,2)Word资料h2hd,20.082i0.99i9 (i050.8 860)/i.0 0.07367 (i075.5 883.4) 30i

19、6 883.4高压加热器H2的疏水系数a d,2 : d ,2d,ii0.073670.082i0.i557再热器流量系数a rh:rhii2sg ,BJsg,Lisg,Nisg,M isg,Lsg,Nsg,Mi 0.0736i 0.08i2 0.000i4440.0i6360.00i6370.000048i40.0003050 0.00i859 0.00005463 0.0003456 0.823(3) 由高压加热器 H3热平衡计算a 3高压加热器和 H3的抽汽系数a 3：sg,k(hsg,khd,3)fw(hw,3 hpu) / hd,2 (hd,2hd,3)h3hd,30.99i9 (8

20、60 735.0) 0.i557 (883.4 732.3) 0.004008 (3536.6 732.3)33i7.7 732.30.0342高压加热器H3的疏水系数a d,3 :d,d,3sg ,k0.15570.03420.0040080.1939 4.6除氧器抽汽系数计算除氧器出水流量系数a c,4c,4fwsp0.9919 0.029741.0216抽汽系数a 4 :除氧器物质平衡与热平衡见图4-3，由于除氧器为混合式加热器，进水量a c,5是未知，但可由下式算出：4c,4 hw,4hw,5 / hd ,3 hd,3 hw,5sg,L 1(hsg丄1 hw,5 )sg ,L ( hs

21、g ,Lhw, 5)nf (hnfhw,5)/(h4 hw,5)1.0216(709.6 559.339)/1.00.1939(723.32559.339)0.001637(3328.1559.339)0.81859(3016559.339)0.1893 (687559.339) /(3108559.339)0.03454.7低压加热器组抽汽系数计算(1) 低压加热器 H5热平衡计算a 5 低压加热器H5出水系数a c,5 :如图4-3所示c,5c,4 d ,34 sg ,L1 sg ,L nf1.0216 0.1939 0.0345 0.001637 0.001859 0.01893 0.7

22、7低压加热器H5抽汽系数a 5：c,5(hw,5hw,6)/厲hd ,50.77 (559.339 443.9)/1.02972.9 466.10.035低压加热器H5疏水系数 d,550.035(2) 低压加热器 H6热平衡计算a 6 低压加热器H6抽汽系数0.7587 (432.247360.158)/1.00.034 (454.414 382.024)0.022162749.5 382.0246c,5 (hw,6hw,7 ) / hd,5 (hd ,5 hd,6)h6 m ,6低压加热器 H6 疏水系数a d,6:d,6d,560.035 0.022160.05716(3) 由低压加热器

23、 H7热平衡计算a 7 低压加热器H7的抽汽系数a 7 :c ,5 (hw, 7hw,8)/ hd,6 (hd,6hd ,7)h7hd ,70.77 (372.88 253.6)/1.0 0.05716 (394.7 281.5)2649.5 281.50.036低压加热器 H7 的疏水系数a d,7 :d,7d,670.057160.0360.09316(4) 由低压加热器 H8热平衡计算a 8由于低压加热器 H8的进水焓hsg，疏水焓h8,d为未知，故先计算轴封加热器 SG,由于SG 的热平衡，得到轴封加热器的出水比焓hw,sg :'sg (hsg hd,sg ) hhw,sgh

24、cc,50.0007069 (2976.5 415) 1.0137.00.77139.35KJ / kg式中，轴封加热器进汽系数E asg,i和进汽平均焓值hsg的计算见表4-2。由 pw,sg=1.724MPa,h w,sg =138.7kJ/kg,反查焓熵图得轴封加热器出 口水温tw,sg =32.76 C。低压加热器H8疏水温度td,8 :td,8tw,sgt132.76 5.3 38.22C由 p8=0.0209MPa, t d,8 =38.26 C查得低压加热器 H8 疏水比焓 hd,8 =160.27kJ/kg.低压加热器H8抽汽系数a 8:c,5 (hw,8msg)/ hd,7

25、(hd ,7 hd,8)h8m ,80.7593 (245.138 138.7)/1.0 0.0909 (266.76 160.273)2491.1 160.2730.0261低压加热器H8疏水系数a d,8 :d,8d,70.0909 0.030520.119264.8汽轮机排汽量计算与校核(1)小汽机抽汽系数a xjc,4(h puhpu)xjh4hc,xj1.0216 25.4153108.2 2422.60.03787(2) 由凝汽器的质量平衡计算acac = ac,5 - ad,8 -sg - axj- aw- ama =0.7592-0.1216-0.007069-0.03787-

26、0.0003716-0.03244=0.56636(3) 由汽轮机汽侧平衡计算a cH4抽汽口抽汽系数和a ，4：44 xjnfpl 0.04227 0.03791 0.01893 0.01081 0.11042各加热器抽汽系数和为aj：j123450.07308 0.0812 0.038850.11042 0.03495 0.02205 0.03390 0.030610.42506轴圭寸漏气系数和刀asg,k :sg,k sg,ksg,B sg,L1sg,N 1 sg,M 1sg,L sg,Nsg,M sg,P sg,Rsg,Tsg,s0.004008 0.0001444 0.001637

27、0.00004814 0.0003050 0.0018590.000054630.0003456 0.00048460.0001027 0.0003570 0.00076370.008582凝汽系数a c :c 1sg,k1 0.42506 0.008582 0.56632该值与凝汽器质量平衡计算得到的凝汽系数ac相等，凝汽系数计算正确。4.9汽轮机内功计算(1)凝汽流做功Wcwc ( c ag,Ssg,T )(ho he q rh)J qrhsg,A (h0 h2)(0.56636 0.0007637 0.000357) (3393564 23338 521.75612)0.1636 521

28、.75612 0.0003353 (3393.564 3013.628)886.14kJ/kg式中 q rh 一一再热蒸汽吸热量：qrh hrh h；h 3535.38423013.628521.75612kJ / kg(2)抽汽流做功刀Wa,j1kg第一级抽汽做功Wa,1 :Wa,1h°3393.5643132.9260.664kJ / kg。1kg第二级抽汽做功Wa,2 :Wa,2h0h23393.5643016377.564kJ/kg。1kg第三级抽汽做功Wa,3 :Wa,3h0h3qrh3393.5643317.7521.75612597.62kJ / kg。同理可算出其余4

29、8级1kg抽汽做功量列于表4-4中表4-4H1H2H3H4H5H6H7H81kg抽汽做功(kJ/kg )260.664377.564597.62807.121002.41165.81265.81424.2各级抽汽量(kg/h )135131.51501467183779270.564607407726268456434抽汽流总内功 刀Wa,j :Wa,j1Wa,12Wa,2sWa,34Wa,4sWa,s6可玄,68可玄,80.07308 261.5 0.0812 378.4 0.03885 597.3 0.11042 806.8 0.034941002.1 0.02203 1165.5 0.0

30、3390 1265.5 0.03052 1423.9309.15kJ/kg(3)附加功量刀W sg,k附加做功量刀Wsg,k是指各小汽流量做功之和：Wsg,ksg,k (ho hsg,k qrh )(sg ,L1sg,N1sg,M 1 )( h0hsg,L1)(sg,Lsg,Nsg,M )( h0hsg,L )(sg,Psg,R)(ho hsg,P qrh )0.004008 (3393.564 3536.6521.75612)(0.0016370.000048140.0003050)(2)锅炉有效热量Word资料0.00005463 0.0003456)(3393.564 3328.1)(0

31、.001859(3393.564 3016)(0.00048460.0001028)(3393.564 3108.2 521.75612)2.979kJ/kgWi WcWa,jWsg,k 886.3 309.16 2.976 1198.336kJ/kg4.10汽轮机发电机组热经济性指标计算汽轮机比热耗q o：q0 h0h fwrhqrh3393.564 1202.5 0.8250 521.756122621.5汽机绝对内效率i:i Wi/q°1198.529/2621.5 0.45719汽轮机绝对电效率ne :em g i 0.985 0.99 0.457190.44583汽轮机热耗

32、率q :q3600/ e 3600/0.44583 8074.8kJ/(kwh)汽轮机汽耗率d : dq/q08074.8/2621.5 3.0802kg/(kw h)汽轮机进汽量D o: D0 1000 d Pe 1000 3.0802 600 1848120kg/h式中 Pe 汽轮机额定电功率，P e =600MW 。检验：汽轮机进汽D 0 =1849090，与初选值误差远小于 1%,计算无误。给水流量 Gfw: Gfw c,4 D01.0216 18481201888039kg/h凝结水泵流量 Gcp : Gcpc,5 D0 0.7592 1848120 1403093kg/h凝汽量 D

33、c: Dc c D0 0.56636 1848120 1046701 kg/h各级抽汽量Dj已列于表4-4中。4.11全厂热经济性指标计算(1)锅炉参数计算过热蒸汽参数：由 Pb=17.3Mpa , tb=541 C，查表得过热蒸汽出 口比焓 hb=3399.2kJ/kg 。再热蒸汽参数：锅炉设计再热蒸汽出口压力p r=3.734Mpa ，该压力已高于汽轮机排汽压力p ' rh=3.5Mpa，故按照汽轮机侧参数，确定锅炉再热器出口压力Pr=3.234Mpa 。由Pr=3.234Mpa 和 tr=541 C，查表得再热蒸汽出 口比焓 hr=3544.4kJ/kg 。再热器换热量 q rh

34、=hr-h 2=3544.4 3013.625=530.8kJ/kg。qi ( fw bi)(hb hfw) bl (hbl hfw ) sp (hb h sp) rh q rh(0.9919 0.005408) (3399.1 1202.5) 0.005408 (1751.6 1202.5)0.02974 (3399.1 724.7)0.825 521.82685.4kJ / kg(3)管道效率p q0/q12621.5/2685.40.9762(4)全厂热效率cp b p e 0.925 0.9762 0.445830.40259(5)全厂发电标准煤耗率,q12685.4系数r -1.01

35、604q1b qnf 2685.4 0.925 45.83式中qnf-暖风器吸热量，按下式计算:qnfnf (hnf hnf) 0.01893 (3108.2 687)45.83kJ / kg相应于1kg标煤的输入量 Q：29300 r29270 1.0160429739.5kJ/kg发电标准煤耗率bs： bs360036000.40259 29739.50.30067kg/kw h(6) 全厂热耗率qcp bs 29270 0.30067 29270 8800.6kJ/kw h(7) 全厂供电标准煤耗率s bs 0.30067bns0.3233kg/kw h式中 &-厂用电率。11

36、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lkg汽轮机进汽。(1)锅炉输入热量：q r =q b26854/0.9252903.1kJ/kg(2)锅炉损失：qb(1b)qr(10.925) 2903.1216.50kJ/kg(3)排污损失：qblbl(hblhma)0.005408(1751.4 84)9.018kJ/kg式中h ma化学补充水比焓，hma=84kJ/kg 。(4) 全厂工质渗漏损失qLL(hL hma) 0.01622 (3393.564 84) 53.69kJ/kg(5) 厂用汽损失：qpi

37、pi(hpi hma) 0.01081 (3108.2 84) 32.69kJ / kg(6) 凝汽流冷源损失：qcc(hc h'c ) 0.56636 (2333.8 136.3) 1244.6kJ/kg(7) 小汽机冷源损失：qxjXj(hc,xj h'J 0.03787 (2422.6 136.3) 86.58kJ/kg(8) 化学补充水冷源损失：qmama (hma h'c) 0.03244 (83.7 136.3)1.706kJ/kg(9) 低加H8疏水冷源损失：qd,8d,8(hd,8 h'J 0.1214 (160.273 136.3) 2.910kJ/kg(10) 轴封加热器疏水冷源损失：qd,sgd,sg(hd,sg h'c) 0.0007069 (415 136.3) 0.197kJ/kg(11 )可汽流冷源损失：qsg,Wsg,W(hsg,W h'J 0.0003716 (2337.8 136.3) 0.818kJ/kg以上(6)( 11 )项为凝汽器的直接冷源损失。(12) 暖风器损失：qnf nf (hnf h'时)0.01893 (3108.2 687) 45.