300MW机组热力部分局部初步设计

兰州交通大学毕业设计(论文)兰州交通大学毕业设计(论文)摘要300MW级燃煤机组是我国在近阶段重点的火力机组，由于300MW发电机组具有容量大，参数高，能耗低，可靠性高，对环境污染小等特点，今后在全国将会更多的300MW级发电机组投入电网运行。本次设计为300MW机组热力部分局部初步设计,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。设计主要内容如下；第一，是对发电厂主要设备的确定，主要是汽轮机，锅炉型号的选择。汽轮机的选择包括汽轮机进汽压力、温度、结构的选择，锅炉部选择部分包括锅炉最大连续蒸发量，过热器出口压力，温度，锅炉效率,汽包压力的选择。第二，是对锅炉燃烧系统及其设备的选择锅炉，燃料选择义马烟煤，根据煤的成分分析选择磨煤机，然后选择制粉系统，最后选择合适的风机。第三，是原则性热力系统的拟定和计算。第四，汽轮机辅助设备的选择，凝汽式发电厂应选择凝汽式机组。其单位容积应根据系统规划容量，负荷增长速度和电网结构等因素进行选择。辅机一般都随汽轮机本体配套供应，只有除氧器水箱、凝结水泵组、给水泵、锅炉排污扩容器等，不随汽轮机本体成套供应。第五，进行全面性热力系统的拟定，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，排污扩容器及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。第六，绘制机组局部全面性热力系统图。关键词：汽轮机,锅炉,热力系统，辅机形式

Abstract

This

design

is

once

complete

fossilfired

power

plant

dynamic

system

designs.The

design

for

the

thermal

part

of

the

300MW

unit

of

local

preliminary

design,

the

design

during

the

design

selection

only

in

accordance

with

the

standards

of

safety

and

economic

optimization

does

not

take

into

account

other

factors.First,choosing

the

main

equipment

in

the

power

plant

includes

choosing

the

turbine

and

boiler.Which

includes

the

steam

turbine

inlet

pressure,temperature,structure

and

boiler

maximum

continuous

evaporation,superheated

steam

outlet

pressure,temperature,

boiler

efficiency,.drum

pressure.Second,making

the

choice

between

boiler

combustion

system

and

its

equipments:YI

Ma

bituminous

coal

is

our

choice

fuel

in

boiler,

coal

pulverizer

according

to

composition

analysis

choice,

then

is

the

system

power

system,

finally

is

proper

fan.Third,

sketching

of

the

power

plant

principal

thermodynamic

system

and

calculation.Forth,choosing

the

main

equipments

of

machine

in

steam

turbine

that

lends

support

to

the

equipments:

The

condenser

type

should

suit

condenser

type

machine

.

Its

unit

capacity

should

program

the

capacity

according

to

the

system,

carrying

to

increase

the

peed

to

proceed

the

choice

with

power

grid

consideration

construction

etc.

Assist

the

machine

to

supply

with

the

steam

turbine

essence

kit

generally

and

all,

only

divided

by

deaerator,

condensation

pump

group,

radiator,

feedwater

and

boiler

blow

down

enlarger

etc,

not

with

steam

turbine

essence

set

supply.Fifth,sketching

of

the

power

plant

overall

thermodynamic

system

and

calculation,.

Which

developed

the

system,

including

the

formulation

of

the

main

steam

piping

system,

reheat

unit

bypass

system

in

the

formulation,development

of

water

supply

piping

system,

heat

recovery

heater

piping

system

formulation,

the

formulation

of

oxygen

pipeline

system

to

supplement

the

proposed

water

pipeline

system

sewage

and

sewage

expansion

devices

proposed

pipeline

system

cooler,

seal

piping

systems

in

the

formulation,

the

formulation

of

the

milling

system,

etc.Sixth,

make

sure

to

regenerate

overall

thermodynamic

system

diagram.

Key

words:

Thermal

power

plants;

Thermal

power

system;

Thermal

power

equipment;

Preliminary

design

目录摘

要 I绪论 11原则性热力系统的拟定和计算 31.1国产300MW机组发电厂原则性热力系统的拟定 31.1.1内容及要求 31.1.2主要原始资料 31.2锅炉型式和有关数据： 51.3其它资料： 51.4轴封系统见图，有关参数如下： 51.5原则性热力系统的拟定 61.6热力系统图 71.7轴封漏汽量及门杆漏汽量的计量及整理 91.7.1轴封漏汽计算 91.7.2门杆漏汽量的整理 101.8锅炉连续排污系统的计算 111.8.1给水焓的计算： 111.8.2排污扩容器 112汽轮机辅助设备选择 172.1除氧器及给水箱的选择 172.1.1除氧器的选择 172.1.2给水箱的选择[3] 182.2给水泵的选择 182.2.1给水泵台作用 182.2.2给水泵的分类 182.2.3给水泵的确定 182.2.2凝结水泵确定 192.3凝汽器的选择 202.3.1凝汽器的作用 202.3.2凝汽器的类型及选择 202.4疏水箱、疏水扩容器的选择 202.5疏水泵的选择 212.6连续排污扩容器选择 212.6.1连续排污扩容器的作用 212.6.2连续排污的分类和确定 212.7定期排污扩容器的选择 212.7.1定期排污扩容器的作用 212.7.2定期排污扩容器的确定 222.8工业水泵、生水泵的选择 223锅炉燃烧系统及其设备的选择 223.1制粉系统的确定 223.1.1制粉系统的作用 223.1.2制粉系统的选择 233.2磨煤机的选择 243.2.1磨煤机的作用 243.2.2磨煤机的类型 243.2.3磨煤机的选择 243.3给煤机的选择 243.3.1给煤机的作用 243.3.2给煤机的种类 243.3.3给煤机的选择 253.4送风机和一次风机的选择 253.4.1送风机的选择 253.4.2一次风机的选择 263.5引风机的选择 263.5.1引风机的作用 273.5.2引风机的确定 273.6除尘设备的选择 273.6.1除尘设备的作用 273.6.2除尘设备的分类 273.6.3除尘设备的确定 274供水方式及循环水泵的选择 284.1供水方式的选择 284.1.1供水方式的类型 284.1.2供水方式的的确定 284.2循环水泵的选择 284.2.1循环水泵的作用 284.2.2循环水泵的类型 294.2.3循环水泵的选取 295全面性热力系统的拟定 295.1主蒸汽管道的选择 295.1.1主蒸汽管道的作用及要求 295.1.2主蒸汽管道的类型 295.1.3主蒸汽管道的选择 305.2.再热蒸汽管道旁路系统的选择 305.2.1.旁路系统的作用 305.2.2旁路系统的选择 305.3给水系统的选择 305.3.1给水系统的作用 305.3.2给水系统的类型 315.3.3给水系统的确定 315.4回热抽汽管路系统的选择 315.4.1回热抽汽管路系统的作用 315.4.2回热抽汽管路系统的类型 315.4.3回热抽汽管路系统的系统 325.5除氧器管路系统 325.6补充水系统的选择 325.6.1补充水系统的作用 325.6.2补充水系统的要求 335.6.3补充水系统的确定 335.7连续排污系统的选择 335.8全厂疏水系统 336电厂的厂址的选择 346.1厂址选择的原则 346.2厂址选择的要求 346.2.1规划厂址 346.2.2工程厂址 35总结 37致谢 38参考文献 39

绪论近年来，我国电力工业发展迅速，电力供应能力显著增强。但是，中国电力工业的发展同样面临资源和环境两个瓶颈，电力工业结构不合理的矛盾仍十分突出，特别是能耗高、污染重的小火电机组比重过高，从而造成我国电力行业能源消耗和主要污染物排放总量较大。纵观世界上的先进国家，已经普遍采用大容量和超临界的机组，这不仅能有效提高发电机组的经济型，也能为建设低消耗、低污染的节约型社会做出贡献。2002年6月以来电力增长保持较高水平。从2002年6月至今，在这几年的时间里，全国的平均电力增长始终保持在两位数的快速增长，高于GDP增长速度。2004年底，全国发电装机4.42亿千瓦，比上年增长5100万千瓦，2005年发电装机突破5亿千瓦。2005年全国发电量24747亿千瓦时，同比增长12.3%。进入21世纪后，我国电力仍将以较高的速度和更大的规模发展，电源和电网建设的任务仍很重。同时，电力的发展还要合乎可持续发展战略，并受到环境的严重制约；还将接受全球范围内电力体制改革和技术创新能力的挑战，使之在技术上、管理上适应电力市场化体制和竞争需要；将迎接全球和地区经济一体化挑战，使电网互联范围不断扩大。发电厂的原则性热力系统就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之间的系统图。原则性热力系统具有以下特点：（1）只表示工质流过时状态参数发生变化的各种必须的热力设备，同类型同参数的设备再图上只表示1个;（2）仅表明设备之间的主要联系，备用设备、管路和附属机构都不画出；（3）除额定工况时所必须的附件（如定压运行除氧器进气管上的调节阀）外，一般附件均不表示。原则性热力系统主要由下列各局部热力系统组成:锅炉、汽轮机、主蒸汽及再热蒸汽管道和凝汽设备的链接系统，给水回热系统，除氧器系统，补充水系统，辅助设备系统及“废热”回收系统。凝汽式发电厂内若有多种单元机组，其原则性热力系统即为多个单元的组合。对于热电厂，无论是同种类型的供热机组还是不同类型的供热机组，全厂的对外供热的管道和设备是连在一起的，原则性热力系统较为复杂。原则性热力系统实质上表明了工质的能量转换及热能利用的过程，反映了发电厂热功能量转换过程的技术完善程度和热经济性。拟定合理的原则性热力系统，是电厂设计和电厂节能工作的重要环节。本系统为国产300MW汽轮机（N300-16.18/550/550）配用970t/h汽包炉的发电厂原则性热力系统，锅炉包压力18.62Mpa，汽轮机为单轴、四缸四排汽，再热凝汽式机组。该机组设有八级不调整抽汽，分别送入三台高加，一台压力式除氧器和四台低压加热器、三台高加设有内置式过热段和疏水冷却段、四号低加设有内置式过热段、系统中设有轴封加热器一台、加热器疏水采用逐级自流式，高加疏水逐级自流入除氧器，低加疏水逐级自流入主凝汽器，轴加疏水也自流入凝汽器。系统设有有两台容量分别为50%的汽动给水泵，汽源来自第四段抽汽，排汽送入主凝汽器，另设有一台容量为50%的电动给水泵备用，每台泵均配有前置泵，并与主泵同轴拖动。除氧器采用滑压运行方式，系统中设有除氧器再循环泵一台。机组第四段抽汽中部分供给厂用汽，厂用汽系统不考虑回收，轴封均压箱汽源亦由四抽供给，轴封汽分级利用。凝汽器配有两台射水抽汽器，以维持凝汽器真空，另设有两台射水泵和一只射水箱，并以循环水作补充。锅炉设有单级连续排污利用系统，扩容蒸汽送入除氧器，浓缩后的排污水经排污冷却器，回收部分热量给化学补充水，并符合排放标准后再排入地沟，化学补充水进排污冷却器送入凝汽器。机组采用Ⅰ、Ⅱ级串联旁路系统。

1原则性热力系统的拟定和计算1.1国产300MW机组发电厂原则性热力系统的拟定1.1.1内容及要求（1）根据给定条件拟定发电厂的原则性热力系统；（2）用热平衡法进行额定工况的热力系统计算，求出系统各部分的工质流量，发电功率及主要经济指标（3）计算结果拟定分析的可靠性，经济性，并提出改进意见（4）画出全面性热力系统图1.1.2主要原始资料1．机组型式和额定工况下的有关数据（1）汽轮机型式：N300-165/550/550型中间再热凝汽式汽轮机，四缸四排汽，分缸及轴封系统情况如图（2）额定功率：300MW（3）主汽门前蒸汽压力：16.181MPa，温度550℃。（4）中压联合汽门前蒸汽压力：3.225MPa，温度550℃。（5）额定工况给水温度：262.5℃。（6）额定工况汽轮机总进汽量：970T/H（7）背压：0.0052MPa（排汽焓571.90Kcal/kg）（8）各级抽汽参数：表1.1各级抽汽参数回热级数12345678抽汽压力MPa5.31003.69001.51000.77800.50000.23000.08170.0172抽汽温度℃384337337434.6345292.4233123.8抽汽管能压损%44444444加热器传热差℃11101333疏水端差℃888（9）加热器散热损失：高加1%、除氧器4%、地加0.5%、轴加4%；（10）给水泵是用小汽轮机驱动，汽源来自第四级抽汽，排汽入凝汽器。汽耗量41.878T/H，排汽参数0.006762MPa，2481.11KJ/kg，给水压力21.3MPa。给水泵功率7295KW，给水泵内效率η=82.66%。（11）除氧水箱距给水泵入口净高度H2=22m，主泵配有前置泵。（12）主机泵用射水抽气器维持凝汽器真空。（13）额定工况时厂用汽量30T/H，压力0.778MPa（第四段）。（14）各压损如下：a、主汽门及调门压损2%；b、中压联合汽门压损2%；c、再热管道压损10%；d、中、低压缸导汽管压损2%；e、小汽轮机进汽管及闸门压损10%；（15）门杆漏气量：表1.2门杆漏气量项目单位符号表示数值到除氧器高压主汽门漏汽量Kg/HDm1802.8高压调节汽门漏汽量Dm22722.4中压主汽门漏汽量Dm3472.8高压调节汽门漏汽量Dm4563.6到加轴热封器高压主汽门漏汽量Kg/HDm580.8高压调节汽门漏汽量Dm6156.6中压主汽门漏汽量Dm7179.2高压调节汽门漏汽量Dm8225.21.2锅炉型式和有关数据：（1）型号：DG1000/170-1型（2）额定蒸发量：1000T/H；（3）一次汽压力：16.76MPa，温度555℃；（4）二次汽压力（进/出）：3.51/3.3MPa，温度（进/出）：335℃/555℃；（5）汽包压力：18.62MPa；（6）锅炉热效率：90.08%；（7）排污量：DPW=5T/H；1.3其它资料：（1）全厂汽水损失：D1=7T/H（2）凝升泵压力：1.67MPa，（3）补充水压力：0.441MPa，（4）汽轮机机械效率：ηm=0.993（5）发电机效率：ηd=0.987（6）扩容器效率：98%（7）环境参数：0。098MPa，20℃；1.4轴封系统见图，有关参数如下： 各段汽封漏汽量（Kg/H）﹟18753.4﹟97.66﹟17119.85﹟22898.9﹟101535.2﹟3631.1﹟111272.6﹟4106.8﹟12110.9﹟561.8﹟1370.1﹟62952.1﹟14254.2﹟7710.9﹟1578.3﹟899.3﹟16226.31.5原则性热力系统的拟定本系统为国产300MW汽轮机（N300-16.18/550/550）配用970t/h汽包炉的发电厂原则性热力系统，锅炉包压力18.62Mpa，汽轮机为单轴、四缸四排汽，再热凝汽式机组。该机组设有八级不调整抽汽，分别送入三台高加，一台压力式除氧器和四台低压加热器、三台高加设有内置式过热段和疏水冷却段、四号低加设有内置式过热段、系统中设有轴封加热器一台、加热器疏水采用逐级自流式，高加疏水逐级自流入除氧器，低加疏水逐级自流入主凝汽器，轴加疏水也自流入凝汽器。系统设有有两台容量分别为50%的汽动给水泵，汽源来自第四段抽汽，排汽送入主凝汽器，另设有一台容量为50%的电动给水泵备用，每台泵均配有前置泵，并与主泵同轴拖动。除氧器采用滑压运行方式，系统中设有除氧器再循环泵一台。机组第四段抽汽中部分供给厂用汽，厂用汽系统不考虑回收，轴封均压箱汽源亦由四抽供给，轴封汽分级利用。凝汽器配有两台射水抽汽器，以维持凝汽器真空，另设有两台射水泵和一只射水箱，并以循环水作补充。锅炉设有单级连续排污利用系统，扩容蒸汽送入除氧器，浓缩后的排污水经排污冷却器，回收部分热量给化学补充水，并符合排放标准后再排入地沟，化学补充水进排污冷却器送入凝汽器。机组采用Ⅰ、Ⅱ级串联旁路系统。1.6热力系统图图1.6国产300MW凝汽式机组原则性热力系统表3过程线绘制及汽水参数表项目单位各计算点数值H1H2H3H4(HD)H5H6H7H8SGn抽汽压力PcMPa5.313.691.510.7780.50.230.08170.01720.0052抽汽温度t℃384337337434.6345292.4233123.8抽汽焓值hKJ/kg314930663211337231643104293227312394.4抽汽压损△Pc%Pc44444444加热器压力Pc′MPa5.13.54241.44960.74690.480.22080.780.01650.951Pc′压力下饱和水温tb℃265243197168151123935633.6Pc′压力下饱和水焓KJ/kg11601053838709634518389234140.6抽汽发热量q=h-KJ/kg19892013237326632530258625432497加热器端差δt℃11101333加热器出口水温ts=tb-δt℃2642421961681501209053加热器出口水压psMPa21.321.321.31.671.671.671.67加热器出口水焓KJ/kg11631059848709633504378223加热器进口水焓KJ/kg1059848709633504378223141疏水焓值KJ/kg1095875745.5634518389234336疏水端差℃8885如表3，做气态线0点：P0=16.181Mpat0=550℃h0=3436KJ/kg0点：P0′=16.181×（1-2%）=15.86Mpat0=548.7℃h0′=3436KJ/kg1点：P1=5.31Mpat1=384℃h1=3149KJ/kg2点：P2=3.69Mpat2=337℃h2=3066KJ/kg2′点：P2′=3.225Mpat2′=550℃h2′=h2h=3565KJ/kg2″点：P2″=3.225×(1-2%)=3.111Mpat2″=548℃h2″=h2′3565KJ/kg3点：P3=1.51Mpat3=337℃h3=3211KJ/kg4点：P4=0.778Mpat4=434.6℃h4=3372KJ/kg5点：P5=0.50Mpat5=345℃h5=3164KJ/kg6点：P6=0.23Mpat6=292.4℃h6=3104KJ/kg6′点：P6′=0.23×(1-2%)=0.225Mpat6′=286.6℃h6′=3104KJ/kg7点：P7=0.0817Mpat7=233℃h7=2932KJ/kg8点：P8=0.0172Mpat8=123.8h8=2731KJ/kgn点：Pn=5.2×103Mpahn=2394.4KJ/kg1.7轴封漏汽量及门杆漏汽量的计量及整理1.7.1轴封漏汽计算（1）对高压缸DzfqⅠ=D＃1-D＃2=8753.4-2898.9=5854.5kg/hDzfqⅣ进口=D＃2-D＃3=2898.8-631.1=2267.8kg/hDzfqⅣ出口=D＃6-D＃7=2952.1-710.9=2241.2kg/hDzfqⅦ进口=D＃3+D＃4=631.1+106.8=737.9kg/hDzfqⅦ出口=D＃7+D＃8=710.9+99.3=810.2kg/hDjx进口=D＃4-d＃5=106.8+61.8=168.6kg/hDjx出口=D＃8+D＃9=99.3+7.66=106.96kg/hDzj进口=D＃5=61.8kg/hDzj出口=D＃9=7.66kg/h因均压箱的压力与温度已知，查表得hjx=2378KJ/kg（2）对中压缸DzfqⅢ=D＃10-D＃11=1535.2-1272.6=262.6kg/hDzfqⅦ=D＃11-D＃12=1272.6+110.9=1383.5kg/h汽温为高压缸排汽温度，查表得hzfqⅦ出口=3575KJ/kgDjx出口=D＃14-D＃15=254.2-78.3=175.95kg/hDjx进口=D＃12-D＃13=110.9+80.1=181kg/hDzj出口=D＃15=78.3kg/hDzj进口=D＃13=70.1kg/hDjx=175.9+181=356.9kg/hDzj=78.3+70.1=148.4kg/h（3）对低压缸Djx=4×(D#16+D#17)=4×(226.3+119.85)=1384.6kg/hDzj=4×D#17=479.4kg/hhzfhI=3436KJ/kghzfgⅣ进口=3436KJ/kghzfgⅣ出口=3066KJ/kghzfgⅣ=(2267.8×3436+2201.2×3066)/(2267.8+2201.2)=3253.76KJ/kghzfgⅦ进口=(3436×631.1+2778×106.8)/(631.1+106.8)=3340.76KJ/kghzfgⅦ出口=(3066×7109+2778×99.3)/(710.9+99.3)=3030.7KJ/kghzfzⅦ进口=(1272.6×3565+2778×110.9)/(1272.6+110.9)=3501.9KJ/kghzfⅦ=(3340.76×737.9+3030.7×810.2+1383.5×3501.9)/(737.9+810.2+1383.5)=3331.12KJ/kghzfⅢ=hzr=3565KJ/kg轴封漏汽至轴加总汽量：DzFzj=D#5+D#9+D#13+4×D#17+D#15=7.66+61.8+70.1+4×119.85+78.3=697.26kg/hhzj=[(D#5+D#9+D#13+4×D#17)×2778+h6×D#15]/(D#5+D#9+D#13+4×D#17+D#15)=[(7.66+61.8+70.1+4×119.85)×2778+2935×78.3]/697.26=2814.61KJ/kg1.7.2门杆漏汽量的整理高压主汽门、调门门杆漏汽至除氧器：DmmggⅣ=802.8+2722.4=3525.2kg/h中压主汽门、调门门杆漏汽至除氧器：DmgzⅣ=472.8+563.6=1036.4kg/h高压主汽门、调门门杆漏汽至轴加：Dmgzg=802.8+156.6=237.4kg/h中压主汽门、调门门杆漏汽至轴加：Dmgzg=179.2+225.2=404.4kg/h至除氧器的门杆与轴封漏汽之和：Dzf=DmggⅣ+DmgzⅣ=3525.2+1036.4+2267.8+2241.2=9070.6kg/hhzf=(2267.8×3436+2241.2×3066+3525.2×3436+1036.4×3565)/9070.6=3359.32KJ/kg至轴加的门杆漏汽与轴封漏汽之和：Dzf=DzFzj+DmgGZJ+Dmgzzj=697.26+237.4+404.4=1339kg/hhzf=(697.26*2814.61+237.4×3436+404.4×3565)/1339=3151.5KJ/kg1.8锅炉连续排污系统的计算1.8.1给水焓的计算：因除氧器水箱距给水泵入口净高度为22m，即为22×0.09807=0.215754Mpa，则给水泵进口压力为（除氧器压力+0.21575Mpa）=0.7469+0.215754=0.962654Mpa查表得进口比容得0.00112496m3/kg给水泵出口压力21.3Mpa，t=168℃查表得出口比容：0.00109682m3/kg△tgs△=(21.3×0.00109682×103-0.962654×0.00112496×103)/0.8266=26.95kJ/kg表1.4压力（Mpa）饱和温度（℃）饱和汽焓（kJ/kg）饱和水焓（kJ/kg）PtpwhpwtpwP1tpwhktpw1.8.2排污扩容器计算αK=扩容后排污水份额α（1）补充水量Dbs份额αpw、给水量DgsD即αD即α图1-8（2）排污水冷却器计算排污冷却器计算；补充水温tma=20℃t1kcal/kg=4.1868kj/kg由公式αma(h'-hmaα得tPW所以tbs'=t（3）回热系统的计算1、GJ3的计算αα1.06125×α2、GJ2的计算αα1.06125×3、给水泵中给水焓升Δτ已知：给水泵出口压力为21.3Mpa、tvRA=0.09807×22+0.7469=0.962654MpavΔ则GJ1进口水箱焓所以I3=tgs2-4、GJ2ηα==α5、除氧器CY的计算列出各工质的份额、焓值αzf2=0.002337938αzf6==0.002310515αk=0.002532709hα4=?h4αm1=0.003634226hm1αm2=0.001068453hm2αs3=0.177597074tαn'=?αjs=0.001768247h列质平衡式αgs+αjx=αs3+αzf2+αzf6+ααn''=αgs-(αs3+αzf2+αzf6+α=1.01625+0.001768247-(0.177597074+0.002337938+0.002310515+0.002532709+0.003634226+0.001068453+α4=0.828537332-α4热平衡式：α4h4+αkhk+αs3+b3+αn＂tgs5++αjxh3151α4+0.002532709×2768+0.177597074×745.8+α+0.003634226×3436+0.002310515×3066+0.002337938×3436+0.001068453×3565=(1.01625)709+0.001768247×2778×/0.963151α4+α×628.7=584.7839678(b)解方程(a)，(b)得α4αn6、DJ4的计算热平衡方程：α5(h6-tbs)ηjr=αn''α5α5=0.0444754695α7、DJ3的计算热平衡方程式：[α666(h6-tb6)+α6(t=αn'(tgs6-tgs7)+αs7αs7=α7+α6+α5+αzfαn'=αn'-αs7=0.803210231-α7αs6=α5+α以αs7α[α6=(0.7557124935-α6-α7)(496-370)+(α6+α2423.915α6+19α78、DJ2的计算热平衡方程式ηjr[α7(h7-tb7)+αs6(tb6-tb7)+αzf3(hzf3-tb7)+αzf7(h0.995[α7(2726-389)+(0.0444754695+α+0.000760721(3340.76-389)+0.000835257(3030.7-389)+0.001426288(3501.9-389)]=(0.7557124935-α6-α2480.315α7+283.355α解：(a)(b)方程组得：α6α7因此：αs7=αs3+ααs7=αs3+α7+αzf3αn'=0.7557124935-α6αn''=αn与除氧器入口αn9、DJ1的计算（包括低压轴加）求hzjαzj=α+α+α+α+α*4+αm5+αm6+α=0.001431958图1-9hzjαzj=(αzf9+αzf5+αzf13+(αm7+αm8)×3565热平衡方程式：ηjrα8=(h8-tb8)+αzj(hzj-tbz0.995α8(2515.8-234)+0.001431958(3128.5-336)×0.96=0.681705258(215-tn3330.458396α8+tn10、热井的计算：热平衡式：0.98(αntn+αbstbs+α8tαn‘=αn+α8+αzj+ααn=0.610427567-代入方程整理得：91.532α8+95.42081516=0.696732175(b)联立（a）（b）解方程得：α8αntn11、凝汽量Dn(αn)校核αn=α1+α2+α3+α4+α5+α6+α7+αα1=0.044848816αα3=0.035335533αα5=0.0444754695αα7=0.039084472αα小汽轮机=0.043173195αα漏=0.013912268ααzj计算出：αn=0.589509728而αn=1-∑=0.588364365δ=0.001942907717=0.1942907717%<1%符合标准2汽轮机辅助设备选择2.1除氧器及给水箱的选择2.1.1除氧器的选择根据《火力发电厂设计规程》规定：中间再热机组的除氧器，宜用滑压运行方式，除氧器的总容量应个根据最大的给水消耗量选择，每台机组宜配一台除氧器，高压中间再热凝汽式机组宜采用一级高压除氧器及其有关系统的设计，应有可靠的防止除氧器过压爆炸的措施。1、最大给水消耗量D=D+D=1000+0.011000=1010t/h2、型号及台数在设计资料汇编上选择GWC-1051型高压器除氧器一台2.1.2给水箱的选择[3]根据《火力发电厂设计规程》规定；200MW以上机组为5－10min的给水消耗量，给水箱的有效总容量是指给水箱正常水位至水箱出水管顶部水位之间的储水量。本设计为300MW机组，选用10Min最大给水消耗量的给水箱。除氧器水箱容量=10101/601030.001124=189.63给水箱采用一台型号:GS1602.2给水泵的选择2.2.1给水泵台作用给水泵是热力系统中最重要的一种水泵。它是向锅炉连续供给具有一定压力和温度的给水，其安全运行直接影响到锅炉的安全运行。现代大容量锅炉给水泵具有以下的工作特点：（1）容量大（驱动功率大）；（2）转速高；（3）压力高；（4）水温高。给水泵的主要任务是提高给水压力，而提高给水压力最经济有效的方法是提高给水泵的转速。中压给水泵常用电动机驱动，由于受电网频率的限制，最高转速只有3000r/min。2.2.2给水泵的分类1）水平中开式多级离心泵。其结构特点是：泵体（泵壳）作成沿轴中心线水平中开，分成上下两部分，吸入管和排出管与下泵体（泵座）整体浇注，为消除轴向力，叶轮采用对称排列的方式。这种泵的优点：拆卸装配方便，只需将上泵体（泵盖）吊开，即可取出①体积大；②适用于低压、小容量机组的给水泵。（2）节段式多级离心泵。泵体由圆形中段组成，容易制造并可互换，造价低。（3）圆筒形双壳体多级离心泵。目前，大容量、高参数锅炉给水泵均采用圆筒形双壳体多级离心泵。2.2.3给水泵的确定（1）泵的扬程的计算入口压力：P1=Phd+Pgh=0.962654MP出口压头：P2=21.3MP扬程：Hgs=21.3-0.962645=20.337355（2）容积流量：每台容积：D=0.5×Dgs×110%=0.5×1.01×1000×1.1=555.5容积流量：Q=D×Vgs=555.5×103×0.00110085=611.522175（3）型号选择：根据容积流量：611.522175扬程：20.337355选取汽动给水泵两台，一台电动备用。2.2.2凝结水泵确定1、台数：根据《火力发电厂设计规程》的规定：凝汽式机组的凝结水泵台数、容量按下列要求选择：（1）每台凝汽式机组宜装设2台凝结水泵，每台容量为最大凝结水量的110％，大容量机组也可装设3台凝结水泵，每台容量为最大凝结水量的55％。（2）最大凝结水量应为下列各项之和：A汽机最大进汽工况时的凝汽量B进入凝汽器的经常疏水量C当低压加热器疏水泵无备用时，可能进入的凝汽器的事故放水量D进入凝汽器的正常不给水量2、扬程：根据《火力发电厂设计规程》第8、5、4条规定，无凝结水除盐设备时，凝结水泵的扬程应为下列各项之和：（1）从凝汽器热井到除氧器、凝结水入口处喷雾头的介质流动阻力，另加10－20％的裕量。（2）除氧器凝结水处入口与凝汽器热井最低水位间的水柱静压差。（3）除氧器最大的工作压力，另加15％的富裕量。（4）凝汽器最高真空。本次设计采用两台100%容量的立式筒型泵，，一台运行，一台备用。凝结水泵的容量满足汽机VWO工况下的凝结水流量，再加上10%的欲量。其扬程也按在VOW工况下运行并留有欲量，且能适应机组变工况运行的要求。凝结水泵选用电动、立式、多级、筒式、离心泵。2.3凝汽器的选择2.3.1凝汽器的作用凝汽器和抽汽设备、循环水泵、凝结水泵以及与之相连的管道、阀门等构成汽轮机的凝汽系统。凝汽系统的任务可以归纳为以下四点。（1）在汽轮机末级排汽口建立并维持一定的真空。从热力学第二定律的观点，完整的动力循环必须要有一个冷源，凝汽系统在蒸汽动力循环（朗肯循环）中起着冷源作用，通过降低排汽压力和排汽温度，来提高循环热效率。（2）汽轮机的工质是经过严格化学处理的水蒸气，凝汽器将汽轮机排汽凝结成水，凝结水经回热抽汽加热、除氧后，作为锅炉给水重复利用。（3）起到真空除氧作用，利用热力除氧原理除去凝结水中的溶解气体（主要是氧气），从而提高凝结水品质，防止系统低压回路管道、阀门等腐蚀。（4）起到热力系统蓄水作用，凝汽器既是汇集和储存凝结水、热力系统中的各种疏水、排汽和化学补充水的场所，又是缓解运行中机组流量的急剧变化，从而起到热力系统稳定调节作用的缓冲器。2.3.2凝汽器的类型及选择凝汽器有混合式和表面式两种类型。在混合式凝汽器中，汽轮机排汽与冷却水直接混合接触而使蒸汽凝结。凝结水与冷却水混合在一起用水泵抽走，不凝结的空气用抽汽设备除去。其优点是结构简单、制造成本低廉、冷却效果好，其最大的缺点是凝结水与不清洁的冷却水混合后，不能作为锅炉给水，因此，现在汽轮机组中一般很少直接采用混合式凝汽器。表面式凝汽器中，冷却介质与蒸汽被冷却表面隔开不直接接触，能保持凝结水的清洁，所以现代大型汽轮机组普遍采用表面式凝汽器。本次设计采用的凝汽器为表面式凝汽器。2.4疏水箱、疏水扩容器的选择疏水箱的选择：根据《火力发电厂设计规程》，中间再热机组或主蒸汽采用单元制系统的高压凝汽式电厂可不设疏水箱。2.5疏水泵的选择根据《火力发电厂设计规程》，中间再热机组或主蒸汽采用单元制系统的高压凝汽式电厂可不设疏水泵。2.6连续排污扩容器选择2.6.1连续排污扩容器的作用为保证锅炉的炉水品质，在汽包锅炉的炉水中要加入某些化学药品，使随给水进入锅炉的结垢物质生成水渣或呈溶解状态，或生成悬浮细粒呈分散状态，这些杂质留在炉水中，随着运行时间的增长，炉水含盐量超过允许值，这不仅使蒸汽带盐，影响蒸汽品质，还可能造成炉管堵塞，影响锅炉安全运行。为获得清洁蒸汽，在汽包锅炉运行中，把一部分含盐浓度较大的炉水、悬浮物和水渣通过排污排出，同时补入同量纯净的水，使炉水中含盐量控制在一定的范围内。2.6.2连续排污的分类和确定锅炉排污又分为连续排污和定期排污。连续排污是从汽包中含盐量较大的部位连续排放炉水。在超高压和中压锅炉机组中，为简化系统常采用单级连续排污利用系统。在高压热电厂或排污水量较大的锅炉机组中，为了提高排污利用系统的回收效果，常采用依次串联的两级排污利用系统。本机组设置一台LP连续排污扩容器系统。2.7定期排污扩容器的选择2.7.1定期排污扩容器的作用定期排污扩容器的目的是降温减压防止伤人，减少对环境的污染，溶解出来的蒸汽可以收回，但本次设计考虑到定期排污量较小，没有进行回收。定期排污是从炉水循环的最低点（水冷壁下联箱）排放炉水，一般在低负荷时进行，排污时间为0.5～1min，排污量为锅炉额定蒸发量的0.1%～0.5%，定期排污能迅速降低炉水的含盐量。锅炉汽包的紧急放水、定期排污水、锅炉检修或水压试验后的放水、锅炉点火升压过程中对水循环系统进行冲洗的放水，及过热器和再热器的下联箱及出口集汽联箱的疏水等均进入锅炉定期排污扩容器后，排入排污冷却井或地沟。锅炉连续排污主要是为安全性方面设置，因此不考虑工质的回收。2.7.2定期排污扩容器的确定根据《火力发电厂设计规程》定期排污扩容器的容量应考虑锅炉事故水的需要，按锅炉额定蒸发量110%选DP-7.5。2.8工业水泵、生水泵的选择工业水泵作用是供给汽轮机组润滑油冷却用水、送风机、引风机、磨煤机、给水泵、轴承冷却用水及除灰消防用水，此次设计用的单元制工业水系统，采用3台工业水泵，其中一台备用。工业水泵的总容量应满足所连接的工业水系统最大用水量的需要,另加10%—15%余量。3锅炉燃烧系统及其设备的选择3.1制粉系统的确定（原煤）热风煤粉气流原煤仓→给煤机→磨煤机→粗粉分离器→燃烧器。 冷风 3.1.1制粉系统的作用燃用煤粉的锅炉由煤粉制备系统供应合格的煤粉。煤粉制备系统是指将原煤磨制成粉，然后送入锅炉的炉膛进行悬浮燃烧所需设备和相关连接管道的组合，通常简称为制粉系统。制粉系统的任务是安全可靠和经济地制造和运送锅炉所需的合格煤粉。粉后直接吹入炉膛燃烧，直吹式制粉系统不设煤粉仓，磨煤机磨制好的煤粉直接送入炉膛先储存在煤粉仓中，然后再根据锅炉运行负荷的需要，从煤粉仓经给粉机送入炉膛燃烧。(1)直吹式制粉系统直吹式制粉系统中，磨煤机磨制的煤粉全部直接送入炉膛内燃烧。因此每台锅炉所有运行磨煤机制粉量的总和，在任何时候均等于锅炉煤耗量，即制粉量随锅炉负荷的变化而变化。普通的筒式钢球磨煤机低负荷或变负荷运行不经济，因此一般不适用于直吹式制粉系统，仅在锅炉带基本负荷时考虑使用。配中速磨煤机的直吹式制粉系统有正压式和负压式两种连接方式。按其工作流程，排粉风机在磨煤机之后，整个系统处于负压下工作，称为负压直吹式制粉系统；反之，排粉风机在磨煤机之前则称为正压直吹式制粉系统。随着双进双出球磨机的引进，国内有的燃煤电厂采用配双进双出球磨机正压直吹式制粉系统。它与中速磨直吹式制粉系统比较，具有以下优点：煤种适应性广，适于磨制高灰分、强磨损性的煤种，以及挥发分低、要求煤粉细的无烟煤；系统以调节磨煤机通风量方法控制给粉量，响应锅炉负荷变化性能好；钢球磨煤机的煤粉细度稳定，不受负荷变化影响，负荷低时，煤粉在筒内停留时间长，磨制煤粉更细，能改善煤粉气流着火和燃烧性能，使锅炉负荷调节范围扩大。(2)中间储仓式制粉系统在中间储仓式制粉系统中，磨煤机的制粉量不需与锅炉的燃煤量一致，磨煤机的运行统最适合配用调节性能较差的普通式钢球磨煤机。由于球磨机轴颈密封性不好，不宜采用正压运行，故配球磨机的中间储仓式制粉系统200Pa分离及煤粉的储存、转运、调节的需要，中间储仓式制粉系统增加了细粉分离器、煤粉仓、螺旋输送机、给粉机等设备。3.1.2制粉系统的选择粉系统型式应根据煤种的煤质特性、可能的煤种变化范围、负荷性质、磨煤机的适用条件，并结合锅炉炉膛结构和燃烧器结构形式等因素，经过技术经济比较后确定。采用中速磨煤机、风扇式磨煤机或双进双出钢球式磨煤机制粉设备时，宜采用直吹式制粉系统；采用中速磨煤机时，运煤系统应有较完善的清除铁块、木块、石块和大块煤的设施，并应考虑石子煤的清除设施；采用中速磨煤机和双进双出钢球式磨煤机，且空气预热器能满足要求时，宜采用正压冷一次风机系统；采用常规钢球式磨煤机制粉设备时，应采用贮仓式制粉系统。本次设计煤种的特性参数：Vdaf=41%、My=5.2%、Km=1.4，因此采用正压冷一次风直吹式制粉系统。3.2磨煤机的选择3.2.1磨煤机的作用磨煤机是制粉系统的主要设备，其作用是将具有一定尺寸的煤块干燥、破碎并磨制成煤粉。煤在磨煤机中被磨制成煤粉，主要是受到撞击、挤压和研磨三种力作用的结果。各种磨煤机的工作原理往往不是单独一种力的作用。3.2.2磨煤机的类型磨煤机的类型很多，根据磨煤部件的转速大致可分为如下三种：（1）低速磨煤机：转速n=16～20r/min，如筒式钢球磨煤机；（2）中速磨煤机：转速n=50～300r/min，如平盘磨煤机、中速环球式磨煤机、碗式磨煤机、MPS磨煤机；（3）高速磨煤机：转速n=500～1500r/min，如风扇磨煤机、竖井磨煤机等。3.2.3磨煤机的选择查烟煤的性质：Vdaf=41%、My=5.2%、Km=1.4所以考虑采用中速磨煤机数量选择为5台3.3给煤机的选择3.3.1给煤机的作用给煤机的作用是根据磨煤机或锅炉负荷的需要调节给煤量，并把原煤均匀连续地送入磨煤机中。3.3.2给煤机的种类国内应用较多的给煤机有圆盘式、振动式、刮板式、皮带式等形式。(1)圆盘式给煤机圆盘式给煤机有一个由电动机经减速装置带动的圆盘。改变调节套筒、调节刮板的位是供给湿煤时易堵塞。(2)电磁振动式给煤机电磁振动式给煤机主要由电磁振动器和给煤槽组成。通过调整振动器的振动力即调节振幅可以调节给煤量。电磁振动式给煤机的特点是无转动部件，无机械摩擦，结构简单，造价低，占地面积小，运行维护方便，安全可靠；但要求电源电压稳定，原煤粒度均匀，水分适中，否则容易发生堵煤或原煤自流现象。(3)刮板式给煤机刮板式给煤机主要由前、后链轮和挂在两个链轮上的一根传送链条组成。这种给煤机利用煤在自身内摩擦力和刮板链条拖动力的作用下，在箱体内沿着刮板链条的运动方向形煤机可以通过煤层厚度调节板调节给煤量，也可用改变链轮转速的方法进行调节。刮板式给煤机的特点是结构合理、系统布置灵活，可制成全密封式；其不足之处是占地面积较大，当煤块过大或煤中有杂物时易卡住。(4)电子重力式皮带给煤机电子重力式皮带给煤机主要由机体、给煤皮带机构、称重机构、链式清理刮板、断煤及堵煤信号装置、清扫输送装置、电子控制柜及电源动力柜组成。由于这种给煤机具有先进的皮带转速测定装置、精确度高的称重机构、良好的过载保护以及完善的检测装置等优点，所以在国内300MW及600MW机组中得到了应用。3.3.3给煤机的选择本次设计每台磨煤机配备两台给电子称重式给煤机。3.4送风机和一次风机的选择3.4.1送风机的选择（1）送风机的作用送风机的作用是向锅炉炉膛输送燃料所必需的空气量。所输送的空气温度与室温相同。这种风机要能够保证供给炉内燃烧所需要的空气量及克服送风管道系统的阻力，其输送的空气几乎没有燃料的飞灰，因此在结构上没有特殊要求，与一般用途的通风机相同。（2）送风机的分类风机按照原理分可分为：1）叶片式风机；2）容积式风机。其中叶片式风机又可分为：离心式风机；轴流式风机。容积式风机可分为：往复式风机；回转式风机对300MW以上大机组，多采用轴流式风机。它具有结构紧凑、占地面积小和调节效率高等优点。根据《火力发电厂设计规程》送风机的台数、风量和压头按下列要求确定：(1)每台锅炉应装设有2台送风机，不设备用风机。(2)送风机的风量的富裕量（5％~10%）取8%，压头的富裕量（10％~15%）取12%。3.4.1.3送风机的确定根据送风机的容量和压头选择送风机类型，本次设计采用轴流式风机。3.4.2一次风机的选择（1）一次风机的作用一次风机的作用是提供输送煤粉的空气，将煤粉送到燃烧器。由于设计采用正压冷一次风输送煤粉，此时一次风机相当于排粉风机，只是将其位置设在空气预热器之前。与此相适应，需采用三分仓回转式空气预热器，已分别加热工作压力不同的一次风和二次风。（2）一次风机的确定风机的基本风量按设计煤种计算，应包括锅炉在最大连续蒸发量时所需的一次风量、制造厂保证的空气预热器运行一年后一次风侧的漏风量加上需由一次风机所提供的磨煤机密封风量损失（按全部磨煤机计算）。风机的风量裕量宜不小于35％，另加温度裕量，可按“夏季通风室外计算温度”来确定；风机的压头裕量宜为30％。对于与送风机串联运行的冷一次风机，压头裕量可增加到35％。本次设计选择一台一次风机，型式采用轴流式。3.5引风机的选择3.5.1引风机的作用引风机的作用是把燃料燃烧后所生成的烟气从锅炉中抽出，并排入大气。由于烟气是有害气体，而且温度较高，故应在轴承箱内装有冷水装置，使引风机的轴承得到良好的冷却。同时引风机还应有良好的密封性，以免烟气外泄。此外因烟气中含有一定量的飞灰，为减轻引风机的磨损，叶片和机壳的钢板均需加厚，且采用耐磨材料，以延长使用寿命。3.5.2引风机的确定引风机宜选用高效离心式风机或静叶可调轴流式风机，当进口烟气尘量满足要求，也可采用动叶可调轴流式风机。但静叶可调轴流式风机对含尘烟气适应性强，且运行稳定，价格更合理，所以采用静叶可调轴流式风机作为引风机，本次设计选择两台引风机，均采用轴流风机。3.6除尘设备的选择3.6.1除尘设备的作用除尘设备的作用是扑捉烟气中的粉尘，降低烟气中粉尘浓度。炉膛燃烧后的烟气中含有大量粉尘，若不经过处理，直接排放到大气中，将会带来很大的污染，而且在烟气中含有大量不完全燃烧的炭粒以及许多碳氢化合物，这些碳氢化合物都是由C、H、S、O等元素组成的复杂有机化合物。大量化合物还是致癌物质。因此高效除尘装置是电站锅炉必备的组成部分。3.6.2除尘设备的分类除尘器可分为布袋除尘器和电除尘器两种。布袋除尘器是含尘气体通过滤袋滤去其中尘粒的除尘装置。电除尘器又称静电除尘器，是利用静电除尘力使尘粒或液体粒子与气体分离的装置。电除尘器按集尘极的形式不同有管式和板式之分。3.6.3除尘设备的确定除尘设备的选择应使烟气中排放的粉尘量及其浓度符合现行的环境保护标准的要求，并应考虑煤灰特性、工艺及灰渣综合利用的要求。本次设计选择静电除尘器。4供水方式及循环水泵的选择4.1供水方式的选择4.1.1供水方式的类型发电厂供水方式的选择，应根据水源条件和规划容量，通过技术经济比较确定。在水源条件允许的情况下，宜采用直流或混流供水系统。当水源条件受限制时，宜采用循环供水或混合供水系统。（1）当采用地表水作为水源时，在下述枯水情况下，仍应该保证发电厂满负荷运行所需要的水量。1、当从天然河道取水时，按保证率为97%最小流量考虑；2、当河道受水库调节时，按水库保证率为97%的最小放水量考虑，并应取得水库管理部门的正式资料；3、从水库取水时，按保证率97%枯水年考虑。（2）直流供水系统：大流量的河流（一般为发电厂用水量的2-3倍以上）大湖相互连通的湖群或海洋作为供水的水源时，冷却水直接由水源引入，经凝汽器等设备吸热后直接走的系统称为直流供水系统。这种系统投资省、运行经济性高，在有条件的情况下应优先选用。（3）混合供水系统：但水源随季节变化很大、某时期出现最小流量不能满足电厂用水要求，应考虑采用混合供水系统。混合供水系统一般为直流供水系统，当枯水期（一年中天数不能太多）出现时采用带冷却塔或冷却池的循环供水系统。4.1.2供水方式的的确定因为单元容量为200MW及以上的发电厂，宜采用单元制供水系统。因此，采用单元制（混合）直流循环供水系统。4.2循环水泵的选择4.2.1循环水泵的作用循环水泵的作用是向汽轮机凝汽器、冷油器、发电机的空气冷却器供给冷却水。其工作特点是冷却水量大，压力低，故要求循环水泵具有大流量、低扬程的特性，属高比转速泵。4.2.2循环水泵的类型循环水泵结构形式有：（