300MW机务部分设计说明

1、 . 300MW机务部分毕业设计毕业设计任务书一、设计题目：XXMW机组热力部分局部初步设计二、设计目的：1在理论上熟练掌握电厂各主要设备和系统的工作原理。2通过绘制全面性热力系统图，熟练掌握XXMW机组全面性热力系统。3掌握一般工程设计的设计步骤。4进一步提高理论水平和提高运用所学理论知识的能力。5培养查阅科技资料和独立设计的能力。三、设计要求：1熟练掌握XXMW机组全面性热力系统，完成电厂的局部设计。2认真对待此次毕业设计并完成设计任务。四、设计任务：1.锅炉燃烧系统与其设备的选择（1）燃烧系统的计算（2）磨煤机型式的确定（3）排粉机的选择（4）粗粉分离器的选择与旋风分离器的选择（5）给煤

2、机的选择（6）给粉机的选择（7）螺旋输粉机的选择（8）送风机的选择（9）引风机的选择2.原则性热力系统的拟定、计算（1）给水回热和除氧器系统的拟定（2）补充水系统的拟定（3）锅炉连续排污利用系统的拟定（4）绘制原则性热力系统图（5）绘制汽轮机热力过程线与汽水综合参数表（6）锅炉连续排污利用系统的计算（7）回热系统计算（8）汽轮机总汽耗量与各项汽水流量计算（9）热经济指标计算3.汽机车间主要设备的确定（1）配备设备的选择（包括凝汽器、高压加热器、低压加热器、轴封加热器等）（2）给水泵的选择（3）凝结水泵的选择（4）除氧器与给水箱的选择（5）低压加热器疏水泵的选择（6）连续排污扩容器的选择（7）疏

3、水扩容器的选择（8）疏水箱与疏水泵的选择4.供水方式的确定和循环水泵的选择5.全面性热力系统的拟定（1）主蒸汽管道系统（2）再热机组旁路系统（3）给水管道系统（4）回热加热器管道系统（5）除氧器与给水箱管道系统（6）补充水管道系统（7）排污扩容器与排污冷却器管道系统（8）轴封管道系统（9）真空与空气管道系统（10）给水箱和低位水箱管道系统6.绘制XXMW机组局部全面性热力系统图五、成绩评定：根据设计论文和答辩情况综合评定，成绩等级：优秀、良好、中等、与格、不与格。六、参考资料：1.热力发电厂2.汽轮机原理3.锅炉原理4.火力发电厂制粉系统设计计算5.火力发电厂设计技术规程七、设计参数：锅炉系统

4、的设计参数按照下表进行，热力系统部分的设计按给定工况参数计算。设计参数：每人使用自己的设计参数。参数要求：1.第一章中计算时，煤种参考下面的使用，在下面数据里，使用自己的碳Cy和灰分的数值；第一章中其他数据使用表1的数据。每人具体的碳和灰分的数据见表2表1 参考数据表序号煤种元素成分应用基低位发热量(kJ)/kg可燃基挥发分Vr(%)分析基水分Wrf(%)BTM法可磨性系数Kkm灰熔点水分Wy灰分Ay碳Cy氢Hy氧Oy氮Ny硫Sy变形温度t1()软化温度t2()融化温度t3()6.0使用自己的使用自己的4.63.43.21.8自己计算15.01.01.06119013401450表2 每人数据

5、表序号Cy（%）Ay（%）162.56.52627361.57.54618560.58.56609759.59.585910958.510.51058111157.511.51257121356.512.51456131555.513.51655141754.514.51854151953.515.52053162152.516.52252172351.517.52451182550.518.52650192749.519.52849202948.520.53048213147.521.53247223346.522.53446233545.523.53645243744.524.538442

6、53943.525.54043264142.526.52.（第二章后的容）汽轮机和热力系统计算参数要求：汽轮机进汽初压P。=12.75+（表2中序号×0.01）MPa。机组容量和参数参照本人工作单位的机组容量和参数。涉与到的设备参数与系统构成参照本人工作单位的实际情况- 63 - / 78摘 要本次设计为300MW机组热力部分局部初步设计，本次设计在进行设计选型时仅依照安全经济的标准进行优化没有考虑其他影响因素，充分借鉴发电厂设备选型与其方案。经过设计最终确定了汽轮机以与锅炉的形式。其中汽轮机部分包括进汽压力、温度，汽耗量，机组热耗量，全厂热效率，全厂热耗率，发电标准煤耗率。锅炉部分

7、包括最续蒸发量，锅炉效率。在确定完主机形式的基础上进一步拟定了主要系统并确定了主要辅机的形式。其中系统的拟定包括主蒸汽管道系统的拟定，再热机组旁路系统的拟定，给水管道系统的拟定，回热加热器管道系统的拟定，除氧器管道系统的拟定，补充水管道系统的拟定，排污扩容器与排污冷却器管道系统的拟定，轴封管道系统的拟定，制粉系统的拟定等。确定的主要辅机有磨煤机、给煤机、送风机、引风机、给粉机、粗粉分离器、给水泵等。本文设计在选型时仅依照安全经济的标准进行优化没有考虑其他影响因素。关键词：汽轮机,锅炉,热力系统，辅机形式AbstractThedesignfor thethermalpart of the300M

8、W unitof localpreliminary design, the design during thedesign selectiononlyin accordance withthe standards ofsafety and economicoptimizationdoes nottake into account otherfactors, take lessons fromTieling Power Plantequipment selectionand its programs.Afterthe finaldesignto determinethe form ofsteam

9、 turbineandboiler. Some ofwhichinclude thesteam turbineinlet pressure, temperature, gasconsumption, unit heatconsumption, thermal efficiency ofthe plant, the plantheat rate, generation standardcoal consumption rate. Maximum continuousboilerparts, including evaporation, boiler efficiency.In determini

10、ngthe form ofendhostson the basis offurtherdevelopment ofthemainauxiliarysystems andidentifies the majorform. Whichdevelopedthe system, including the formulation ofthe main steampiping system, reheatunitbypass systemin the formulation,development ofwater supplypiping system, heat recoveryheaterpipin

11、g systemformulation,the formulation ofoxygenpipelinesystemto supplementtheproposedwaterpipeline systemsewageand sewageexpansiondevicesproposedpipeline systemcooler, sealpiping systemsin the formulation,the formulation ofthe milling system, etc. Haveidentifiedthe main auxiliarymill, coal feeder, blow

12、er, induced draft fan, to thepowder, coarseseparator, feed water pumpand so on.This designonlyin the selectioncriteriain accordance withthe safe and economicoptimizationdoes nottake into account otherfactors.Keywords: steam turbine, boiler, heating system, auxiliaryform目 录中文摘要.IAbstract.II1. 原则性热力系统

13、的拟定计算.11.1给水回热系统和除氧器系统的拟定.11.2补水系统的拟定.11.3锅炉连续排污利用系数的拟定.21.4绘制原则性热力系统图.21.5绘制汽轮机热力过程线与汽水综合参数表.21.6回热系统的计算.51.7汽轮机总汽耗量与各项汽水流量计算.111.8汽轮机功率核算.131.9热经济指标计算.152. 汽机车间主要设备的确定. .182.1凝汽器与轴封加热器的选择.182.2给水泵的选择.222.3凝结水泵的选择.222.4除氧器与给水箱的选择.242.5低压加热器的疏水泵的选择.252.6连续排污扩容器的选择.252.7疏水扩容器的选择.262.8疏水箱与疏水泵的选择.262.9

14、供水方式的确定和循环水泵的选择.273. 锅炉燃烧系统与其设备的选择.293.1燃烧系统的计算.293.2制粉系统的选择.323.3磨煤机型式的选择.333.4排粉机的选择.34 3.5粗粉分离器的选择.363.6给煤机的选择.363.7送风机的选择.373.8引风机的选择.394. 全面性热力系统的拟定.404.1主蒸汽管道系统的拟定.404.2再热机组旁路系统的拟定.434.3给水管道系统的拟定.454.4回热加热器管道系统的拟定.464.5除氧器管道系统的拟定.474.6补充水管道系统的拟定.494.7排污扩容器与排污冷却器管道系统的拟定.514.8轴封管道系统的拟定.524.9真空与空

15、气管道系统的拟定.52结论.55致.56参考资料.57附图.58附图1 发电厂原则性热力系统图.58附图2再热机组旁路系统.59附图3 300MW单元制给水系统. 60附图4 回热加热系统图.61附图5 单元机组滑压运行除氧器系统.62附图6 轴封系统图.63附图7 300MW机组真空系统.641 原则性热力系统的拟定和计算原则性热力系统是根据机炉制造厂提供的本体汽水系统来拟定的，回热加热级数八级，最终给水温度245各加热器形式除一台高压除氧器为混合式，其余均为表面式加热器，在这种情况下，拟定原则性热力系统。发电厂原则性热力系统是以规定的符号表明工质在完成某种热力循环时所必须流经的各种热力设备

16、之间的联系线路图，原则性热力系统只表示工质流过时的状态，参数起了变化的各种热力设备，它仅表明设备之间的主要联系，原则性热力系统实际表明了工质的能量转换与热能利用的过程，它反映了发电厂能量转换过程技术完善程度和热经济性。1.1 给水回热和除氧器系统的拟定给水回热加热系统是组成原则性热力系统的主要部分，对电厂的安全、经济和电厂的投资都有一定的影响。系统的选择主要是拟定加热器的疏水方式。拟定的原则是系统简单、运行可靠，在此基础上实现较高的经济性。拟定如下:1 机组有八级不调整抽汽，回热系统为“三高、四低、一除氧”除一台除氧器为混合式加热器外，其余均为表面式加热器。主凝结水和给水在各加热器中的加热温度

17、按温升分配的。2 1#、2#、3#高压加热器和4#低压加热器，由于抽汽过热度很大，设有置蒸汽冷却器。一方面提高三台高加水温；另一方面减少1#高加温差，使不可逆损失减少，以提高机组的热经济性。1#2#3#高加疏水采用逐级自流进入除氧器，这样降低了热经济性。但如果采用疏水泵将其打入所对应的高压出口水箱中，会使系统复杂。同时，疏水温度高对水泵的运行也不利，会使安全性降低。在1#2#高加之间设外置式疏水冷却器，减少了对2段抽汽的排挤，使2段抽汽增加。5段抽汽（4#低加）经再热后的蒸汽过热度很大，所以加装置式蒸汽冷却器。4#低加疏水逐级自流至3#低加（6段抽汽），与3#低加疏水流至2#低加（7段抽汽）。

18、简化系统提高经济性，而采用2#、3#高加间疏水冷却器，减少冷源损失，避免高加疏水排挤低压抽汽。1#低加疏水逐级自流式至凝结水中，因为末级抽汽量较大，减少了冷源损失。3 除氧器（4#段抽汽）采用滑压运行，这不仅提高了机组设计工况下运行的经济性，还显著提高机组低负荷时的热经济性，简化热力系统，降低投资，使汽机的抽汽点分配更合理，提高了机组的热效率，为了解决在变工况下除氧器效果和给水泵不汽蚀，主给水泵装有低压电动前置泵。1.2 补充水系统的拟定鉴于目前化学除盐的品质以达到很高的标准，所以采用化学处理补充水的方法。目前，高参数机组的凝汽器中均装有真空除氧器以真空除氧作为补充水除氧方式，所以补充水均送入

19、凝汽器中。1.3 锅炉连续排污利用系统的拟定经过化学除盐处理的补充水品质相当高，从而使锅炉的连续排污量大为减少，又为了化简系统，故采用高压I级排污扩容水系统。主要是为了回收工质的热量，扩容器压力为0.884MPa（9ata），从汽包排出的排污水经节流降压后，在扩容器的压力下，一部分汽化为蒸汽，因其含量较少，送入除氧器中回收工质和热量，含盐量较高的浓缩排污水在冬季送入热网，夏季排到定扩，降低50以下后排入地沟。1.4 绘制原则性热力系统图原则性热力系统图见附图：图1-1 N300-16.67/537/537 型机组发电厂原则性热力系统图。 1.5 绘制汽轮机热力过程线与汽水综合参数表1.5.1

20、绘制热力过程线 A、由已知的蒸汽参数P0、t0与背压PC在焓熵图上可查出机组的理想焓降Ht。B、工质在经过进汽机构时产生进汽节流损失。节流引起的损失与节流前后气流的压降P对应。当调节阀全开（主汽阀也当然全开）时，P0取新汽压力的35，即P=(0.03-0.05)P0。为了使所设计机组的效率不低于设计效率，通常取P的最大值，即取P=005 P0据选定的P，并按照节流前后焓值不变的道理，可在焓熵图上找到汽轮机第一级前的状态点0。C、根据所给数据高压缸的排器压力与通过再热以后中压缸的进汽压力可以确定2。并在焓熵图上连2和0。D、PC排汽压力和湿度的值可以确定排汽压力点C，在焓熵图上连接2和C。E、通

21、过各个加热器的加热点的压力,并考虑抽汽管道的阻力损失,参考热力发电厂教材,管道的阻力损失取8%的抽汽点压力。F、在焓熵图上通过各抽汽点的压力，确定汽轮机的抽汽点。可以得出各点的焓值，并可以通过热力过程线绘制汽水参数表。2565h3090h2683h0.96550.9983078h233t404t314t537t350t3017h3397h535t537t4. 7P3.62P0.0054P0.023P0. 049P0.165P0.33P0.67P1.32p15.58P16.4P0.21367C543.26P3532h3268h2878h3884h2758h201t137t96t图1-2 N300

22、-16.67/537/537型汽轮机的热力过程线如图1.5.2汽水综合参数表整理原始数据得计算点汽水焓根据额定计算工况时机组的汽水参数，整理出的汽水焓值见表。表1-1 N300-16.67/537/537型机组各点计算汽水参数表项目单位各 计 算 点H1H2H3H4H5H6H7H8HGC回热抽汽抽汽压力pMpa4.73.621.320.670.330.1650.0490.0230.0054抽汽温度t35031740431423320113796抽汽焓值hkJ/kg3078301732683090288428782758268328842565抽汽压损%8888888加热气压pMpa3.683.

23、331.200.5880.2980.1510.0620.022P压力下的饱和水温ts245.5239.4188158.01133.33111.5786.7860.199.134.3p压力下的饱和水焓hskJ/kg1063.51034.7798.64667.24560.59468363.38251.43418.8143.5排气放热q=h-hskJ/kg2014.51982.32469.362420.762323.4124102394.622431.572465.22421.5水侧加热器出口水焓hwjkJ/kg1059.1923.9793.78667.15560.44455.11350.75424

24、7.012146.3加热器进口水焓hwj+1kJ/kg923.9793.78667.19560.44455.11350.754247.012143.539给水焓升=hwjhwj+1kJ/kg135.2130.12126.59 106.75105.33104.556103.742103.4734.6参考热力发电厂教材和计算得出新蒸汽、再热蒸汽与排污扩容器计算点参数。表1-2 新蒸汽、再热蒸汽与排污扩容器计算点参数表 汽水参数单位锅炉过热器（出口）气轮机高压（如口）再热器锅炉汽包排污水连续排污扩容器入口出口压力pMPa17.416.43.623.2620.40.9温度t54053731753736

25、7.2175.4蒸汽焓hkJ/kg34273397301735322776.4水焓hwkJ/kg1858.9742.64再热蒸汽焓升qrhkJ/kg5151.6 回热系统的计算1.6.1全厂物质平衡汽轮机总耗汽量 （1-1）则 锅炉蒸发量 （1-2）则 （1-3） 即 锅炉排污量 （1-4）即 扩容器蒸汽份额为，取扩容器效率 (1-5) 扩容后排污水份额 (1-6) 化学补充水量 （1-7） 即 锅炉给水量 （1-8） 即 排污冷却器计算；补充水温=20，取排污冷却端差为8，则有排污冷却器热平衡式： （1-9）于是 1.6.2计算汽轮机各段抽汽量和凝汽流量（1） 由高压加热器H1热平衡计算求；

26、如图1-3图1-3 H1计算（2） 由高压加热器H2热平衡计算求；如图1-4图1-4 H2计算H2的疏水再热蒸汽量（3）由高压加热器H3的热平衡计算求；如图1-5已知给水在给水泵中的焓升为图1-5 H4计算H3的疏水（4）除氧器H4热平衡计算求；如图1-6由图所示，除氧器的物质平衡，求凝结水进水份额.除氧器出口水份额；图1-6 除氧器H4计算除氧器的热平衡式：故 （5）低压加热器H5热平衡计算求；如图1-7图1-7 H5计算（6）由低压加热器H6热平衡计算求；如图1-8图1-8 H6计算H6疏水（7）由低压加热器H7热平衡计算求；如图1-9图1-9 H7计算H7疏水（8）由低压加热器H8.轴封

27、冷却器SG和凝汽器热井构成一整体的热平衡计算求；如图1-10图1-10 H8计算先计算热井的物质平衡整体热平衡式： 凝汽器排气量1.7 汽轮机总汽耗量与各项汽水流量计算1.7.1作功不足系数的计算由表得热器热焓 （1-10） 第一段抽汽做功不足系数： （1-11）第二段抽汽做功不足系数： 第三段抽汽做功不足系数： 第四段抽汽做功不足系数： 第五段抽汽做功不足系数： 第六段抽汽做功不足系数： 第七段抽汽做功不足系数：第八段抽汽做功不足系数：由计算列出各级抽气份额与其作功不足系数Y之乘积列表所示，根据D求得级抽气量Dj表1-7 抽气份额与其作功不足系数Y表 jYjjYjDj=j D01.7.2汽轮

28、机的汽耗量计算（1-10）凝汽流量核算： （1-11）根据D0计算各项汽水流量列表表1-8 项目符号份额全厂汽水损失0.010285轴封用汽0.01824锅炉排污量0.010285连续排污扩容蒸汽0.005645连续排污后排污水0.0046399再热蒸汽量0.8032化学补充水量0.014925锅炉蒸发量1.0285汽轮机总汽耗量1.01823锅炉给水量1.038785小汽轮机用汽量0.034451.8 汽轮机功率核算根据汽轮机功率方程式（其中第1.2段取抽汽=0） （1-12）第一段抽汽量做功率得： 第二段抽汽量功率得： 第三段抽汽量功率得： 第四段抽汽量功率得： 第五段抽汽量功率得： 第六

29、段抽汽量功率得： 第七段抽汽量功率得： 第八段抽汽量功率得：汽轮机排汽量得: 表示计算正确。1.9 热经济指标计算.1.9.1机组热耗量Q.热耗率q.绝对电效率（1-12） （1-13） （1-14）1.9.2锅炉热负荷Q和管道效率若不考虑在热管道的能量损失，则（1-15）1.9.3全厂热经济指标 （1-16） 全厂热效率 （1-17） 全厂热耗率 （1-18） 发电标准煤耗率 （1-19）表1-9汽轮机热力计算数据汇总表：序号项 目符号单位来源或计算公式调级级第一压力级末级1蒸汽流量Dt/h由回热系统计算得出1015.5278.692.562喷嘴平均直径dnmm选定110080021853动

30、叶平均直径dbmm选定110080021904级前压力P0MPa查h-s图得15.5810.90.0235级前温度（干度）t0/xºC查h-s图得535116级前焓值h0kJ/kg查h-s图得33973282.626777圆周速度um/s172.7125.6343.838理想焓降htkJ/kg预算确定13029.17187.639理想速度ctm/s509.9241.54612.510假想速比xt_Xt=0.3390.520.5611反动度m%选定1215.24912利用上级的余速动能hc0kJ/kg0选定后由公式算00013喷嘴理想焓降hnkJ/kghn=(1-m)ht114.424

31、.7495.6914喷嘴滞止焓降hn*kJ/kghn*=hn+hc0114.424.7495.6915喷嘴出口理想速度c1tm/s478.3222.44437.416喷嘴速度系数估计选定0.970.970.9717喷嘴出口实际速度c1m/sc1=c1t464215.77424.218喷嘴损失hnkJ/kghn=hn*(1-2)6.761.465.619喷嘴后压力p1MPa查h-s图得10.910.720.11620喷嘴后温度（干度）t1/xºC/查h-s图得4731121喷嘴出口理想比容1tm3/kg查h-s图得0.02890.02813.222喷嘴出口截面积Ancm2An=Gv1t

32、/nc1t175.7369.1528916.223喷嘴出汽角1(º)据试验资料与An选定13.3171924喷嘴出汽角正弦值sin1计算An时选定0.230.29230.325625喷嘴节距tnmm据试验资料选t,定tn47.435.7582.326喷嘴宽度Bnmm据隔板挠度的要求选32307527喷嘴数zn只压力级的zn据dn.tn定42718328喷嘴出口高度lnmm调节级选压力级计算出4350.67129429部分进汽度e选定0.5141130动叶出口相对速度1m/s由速度三角形求得298.6102.4614931相对于的焓降hw1kJ/kg44.65.251132动叶理想焓降

33、hbkJ/kghb=mht15.64.439233动叶滞止焓降hb*kJ/kghb*=hb+hw160.29.9810334动叶出口理想速度2tm/s347141.2845335动叶速度系数查取0.9270.9310.9536动叶损失hbkJ/kghb=(1-2)hb*8.471.3310.0437动叶出口实际速度2m/s1=2t321.7131.53430.3538动叶出口绝对速度c2m/s由速度三角形求得170.853.7720539余速损失hc2kJ/kg14.61.4421.140动叶后压力p2MPa查h-s图得9.89.10.005441动叶后温度（干度）t2/x2ºC/查h-s图得45010.99842动叶出口比容2m3/kg查h-s图得0.0320.0332743动叶出口截面积AbCm2计算得出273.868556991.9544动叶出汽角2(º)据试验资料与Ab选定20.432.322845动叶出汽角正弦sin2计算Ab时选定0.34810.5340.469546动叶节距tbmm据风洞资料选t定tb11.212.712.747动叶宽度Bbmm据动叶弯应力与频率定45555548动叶只数zb只据db,tb定30819854249动叶出口高度lbmm据公式计算46511765.250叶高损失hlkJ/kg3.560.830.13651轮周有