热力发电厂课程设计

学校机械工程系课程设计说明书热力发电厂课程设计专业班级： 学生姓名： 指导教师： 完成日期： 学校机械工程系课程设计评定意见设计题目：国产660MWS汽式机组全厂原则性热力系统计算学生姓名：专业班级评定意见：评定成绩： 指导教师（签名）： 2010年12月9日评定意见参考提纲：.学生完成的工作量与内容是否符合任务书的要求。.学生的勤勉态度。.设计或说明书的优缺点，包括：学生对理论知识的掌握程度、实践工作能力、表现出的创造性和综合应用能力等。《热力发电厂》课程设计任务书一、课程设计的目的（综合训练）1、综合运用热能动力专业基础课及其它先修课程的理论和生产实际知识进行某660MWS气式机组的全厂原则性热力系统的设计计算，使理论和生产实际知识密切的结合起来，从而使《热力发电厂》课堂上所学知识得到进一步巩固、加深和扩展。2、学习和掌握热力系统各汽水流量、机组的全厂热经济指标的计算，以及汽轮机热力过程线的计算与绘制方法，培养学生工程设计能力和分析问题、解决问题的能力。3、《热力发电厂》 是热能动力设备及应用专业学生对专业基础课、专业课的综合学习与运用，亲自参与设计计算为学生今后进行毕业设计工作奠定基础，是热能动力设备及应用专业技术人员必要的专业训练。二、课程设计的要求1、明确学习目的，端正学习态度2、在教师的指导下，由学生独立完成3、正确理解全厂原则性热力系统图4、正确运用物质平衡与能量守恒原理5、合理准确的列表格，分析处理数据三、课程设计内容设计题目国产660MW8汽式机组全厂原则性热力系统计算（设计计算）设计任务1）根据给定的热力系统原始数据，计算汽轮机热力过程线上各计算点的参数，并在 h-s图上绘出热力过程线；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、Gj;3）计算机组和全厂的热经济性指标；4）绘出全厂原则性热力系统图，并将所计算的全部汽水参数详细标在图中（要求计算机绘图）。计算类型定功率计算热力系统简介某火力发电厂二期工程准备上两套660MWS煤气轮发电机组，采用一炉一机的单元制配置。其中锅炉为德国BABCOCK司生产的2208t/h自然循环汽包炉；汽轮机为Geg公司的亚临界压力、一次中间再热660MW8汽式汽轮机。全厂的原则性热力系统如图1-1所示。该系统共有八级不调节抽汽。其中第一、第二、第三级抽汽分别供高压加热器，第五、六、七、八级抽汽分别供低压加热器，第四级抽汽作为0.9161Mpa压力除氧器的加热汽源。第一、二、三级高压加热器均安装了留置式蒸汽冷却器，上端差分别为-1.7oC、0oC、-1.7oC第一、二、三、五、六、七级回热加热器装设疏水冷却器，下端差均为5.5oC。汽轮机的主凝结水由凝结水泵送出，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，最终给水温度达至ij274.8oC,进入锅炉。三台高压加热器的疏水逐级自流至除氧器；第五、六、七级低压加热器的疏水逐级自流至第八级低压加热器；第八级低加的疏水泵送回本级的主凝结水出口。凝汽器为双压式凝汽器，汽轮机排汽压力4.4/5.38KPa。给水泵汽轮机（以下简称小汽轮机）的汽源为中压缸排汽（第四级抽汽），无回热加热，其排汽亦进入凝汽器，设计排汽压力为6.34KPa。锅炉的排污经一级连续排污利用系统加以回收。扩容器工作压力1.0MPa，扩容器的疏水引入排污水冷却器，加热补充水后排地沟。锅炉过热器的减温水（⑶）取自给水泵出口，设计喷水量为 66250kg/h。热力系统的汽水损失计有（（15）） 33000kg/h、厂用汽（（H））22000kg/h（不回收）、锅炉暖风器用汽量为65800kg/h,暖风器汽源（（12））取自第四级抽汽，具疏水仍返回除氧器回收，疏水比始697KJ/Kg。锅炉排污损失按计算值确定。高压缸门杆漏气（⑴和⑵）分别引入再热热段管道和均压箱 SSR高压缸的轴封漏气按压力不同，分别进入除氧器（⑷和⑹、均压箱（⑸和⑺）。中压缸的轴封漏气也按压力不同，分别进入除氧器（⑩）和均压箱（⑻、⑼）。从均压箱引出三股蒸汽：一股去第七级低加（（16））,一股去轴封加热器 SG（15））,一股去凝汽器的热水井。各汽水流量的数值见表 1-3。原始资料（1）汽轮机型式及参数机组型式：亚临界压力、一次中间再热、四缸四排汽、单轴、凝汽式气轮机；额定功率 Pe=660MW；主蒸汽初参数（主汽阀前） P0=16.84MPa，t0=540℃；再热蒸汽参数（进汽阀前）：热段 Prh=3.432MPa；tth=540℃；冷段％=3.567MPatth=315C；汽轮机排汽压力 Pc=4.4/5.38kPa，排汽比焓 hc=2315kJ/kg。机组各级回热抽汽参数见表 1-1；最终给水温度 tfw=274.8℃；给水泵出口压力Ppu=21.47MPq给水泵效率“pu=0.83;除氧器至给水泵高度差 Hpu=22.4m；⑩小汽机排汽压力Pc,xj=6.27kPa;小汽机排汽始hc,xj=2315.6kJ/kg。（2）锅炉型式及参数①锅炉型式：德国BABCOCK-2208t/h一次中间再热、亚临界压力、自然循环汽包炉；额定蒸发量 Db=2208t/h；额定过热蒸汽压力 Pb=17.42Mpa；额定再热蒸汽压力 Pr=3.85MPa；额定过热汽温tb=541C；额定再热汽温tr=541C；汽包压力 Pdu=18.28MPa；炉热效率4b=92.5%o(3)其他数据①汽轮机进汽节流损失6pl=4%;中压缸进汽节流损失6p2=2%②轴封加热器压力Psg=102KPa,疏水比始hd,sg=415kJ/kg;③机组各门杆漏汽、轴封漏汽等小汽流量及参数见表 1-2;④锅炉暖风器耗汽、过热器减温水等全厂汽水流量及参数见表 1-3;⑤汽轮机机械效率4m=0.985;发电机效率4g=0.99;加热器效率4r=0.98;⑥补充水温度tma=20C；⑦厂用电率e=0.07。(4)简化条件①忽略加热器和抽汽管道的散热损失。②忽略凝结水泵的介质始开。表1-1 回热加热系统原始汽水参数项目单位H1H2H3H4(除)H5H6H7H8抽汽压力P'jMPa5.9453.6681.7760.9640.4160.2260.1090.0997抽汽温度tjC385.6320.02446.1354.6257.0191.1120.259.8抽汽燃hjkJ/kg3144.23027.13352.23169.02978.52851.02716.02455.8加热器上端差6tC-1.70-1.72.82.82.82加热器下端差6t1C5.55.55.55.55.532水侧压力PwMPa21.4721.4721.470.91612.7582.7582.7582.758抽汽管道压损△pj%33353333

表1-2门杆漏汽轴封漏汽数据漏汽点代号(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)漏汽量kg/h18243566625029082100324825721336漏汽系数漏汽点比次含3397.23397.2725.73024.33024.33024.33024.33169漏汽点代号(9)(10)(11)(12)(13)(14)(15)(16)漏汽量kg/h15722785220006580023003300012705821漏汽系数漏汽点比次含347434743169316984.13397.23217.72716表1-3 全厂汽水进出系统有关数据名称全J，质渗漏锅炉排污厂用汽暖风器过热器减温水汽（水）量，kg/h33000110002200065800066250离开系统的介质比始3394.41760.33108.23108.2725.7返回系统的介质比始83.783.783.7697725.7四、设计工作量1、设计计算说明书1份（A4打印稿）；2、电厂原则性热力系统图1张A2;3、答辩。五、设计进度.热力计算4天.CAD绘图2天.制作计算说明书3天.整理半天，课程设计答辩半天六、参考书.《热力发电厂》课本，郑体宽，中国电力出版社.“水蒸气图表”，中国电力出版社出版社。.《热力发电厂课程设计指导》，中国电力出版社

国产660MW8汽式机组全厂原则性热力系统计算（一）汽水平衡计算.全厂补水率*ma全厂汽水平衡如图1所示。将进、出系统的各流量用相对量％表示。由物质平衡Db=Dl+Do Do=Db-D1=2208000-33000=2175000kg/h锅炉蒸发系数%b=Db/Do=2208000/2175000=1.01517全厂工质渗漏系数%l=DL/Do=33000/2175000=0.01517锅炉排污系数 k0chl=Dl/Do=11000/2175000=0.005057厂用汽系数％Pl=Dpl/D022000/2175000p=0.01暖风机疏水系数 ％nf=65800/2175000=0.3025锅炉给水量％fw=%b+%bl=1.01517+0.005057=1.020227扩容器产生的扩容份额f扩容器的物质平衡式 一匚f+blf+.扩容器的热平衡式 blhblf fh'f blhf两式联立得hblhfhfhfbl168657762842777.67762.840.0050570.002318未扩容的排污水份额bibif=0.005057-0.002318=0.002738化学水补充份额 malblpl0.015170.0027380.010.027908(二)汽轮机进汽参数计算.主蒸汽参数由主汽门前压力p。=16.84Mpa,温度to=540C,查水蒸汽性质表,得主蒸汽比给值h0=3395kJ/kg.主汽门后压力p0=(1-Sp1)p0=(1-0.04)X16.84=16.1664Mpa节流前后始值相等，则h'°=h0=3395kJ/kg,查水蒸汽性质表，得主汽门后汽温t0=534Co表1 全厂汽水进出系统有关数据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/h33000110002200065800066250离开系统的介质比始3397.41760.33108.23108.2725.7返回系统的介质比烙83.783.783.7697725.7.再热蒸汽参数由再热蒸汽热段Prh2=3.432Mpa,温度trh2=540C,查水蒸汽性质表，得再热蒸汽比始值hrh2=3545kJ/kg.中联门后再热汽压p'rh=(1-Sp2)prh=(1-0.02)X3.432=3.27516Mpa由h'rh=hrh=3545kJ/kg,查水蒸汽性质表，得中联门后再热汽温t\h=538C.(三)辅助计算.轴封加热器的计算用加权平均法计算轴封加热器的平均进汽比给 hsg.结果如表2：表2 轴封加热器物质热平衡计算项目④⑤⑥⑦⑧⑨⑩汽水量G(kg/h)2908210032482572133615722785127017791汽水系数i0.0013370.000960.001490.001820.000610.000720.001280.000580.00882汽水点比始hi3024.33024.33024.33024.33169347434743217.7总始4.04342.91994.51525.51931.94652.51104.44671.878827.781161平均比始27.781161/0.00882145=3149.27.均压箱计算以加权平均法计算均压箱内的平均蒸汽比给 hjy.计算详见表3表3 均压箱平均蒸汽比给计算漏气点代号⑨⑧⑦⑤②汽水量Gi,kg/h15721336257221003567936汽水系数ai0.00072280.00061420.0018250.00096550.00016360.0042912汽水点比始hi347431693024.33024.33397.2总始aihi2.51101.94655.51932.91990.556013.4529平均比始13.4529/0.00429122=3134.98.凝汽器平均压力计算由psi=4.40kpa,查水蒸汽性质表,得tsi=30.5237C;由ps2=5.38kpa,查水蒸汽性质表,得ts2=33C;凝汽器平均温度ts=(tsi+ts2)/2=0.5X(30.5237+33)=31.762C;查水蒸汽性质表，得凝汽器平均压力ps=4.73kpa;将所得数据与表1的数据一起，以各抽汽口的数据为节点，在h-s图上绘制出汽轮机的汽态膨胀过程线，见图1-2

图2汽轮机的汽态膨胀过程线（四）锅炉连续排污利用系统的计算项目汽水参数p（Mfa）T(C)h(Kj/kg)锅炉排污水16.9351.71686.57扩容蒸汽1179.92777.67扩容器排污水1179.9762.84锅炉连续排污利用系统的汽水参数表4各计算点的汽水参数如下表4表5 回热加热系统汽水参数计算项汽水1数名称目单位|H1H2H3H4H5H6H7H8SGC抽汽压力PMPa5.9453.6681.7760.9640.4160.2260.1090.09970.00489回执八、、抽气温度tjC38506320.02446.1354.6257.0191.1120.2X=0.904X=0.898抽汽比焰hjkJ/kg3144.23027.13352.23169.01978.52851.02716.02455.83149.272315抽汽1抽汽管道压损Spj%33353333加热器侧压力PjMPa5.7673.5581.7230.9160.4040.2190.1060.0970.102侧加热器侧压力下的饱和温度tsC272.96243.39204.8176.11143.99122.98101.1998.67100.1532.45加热器侧压力下的饱和水焰hsjkJ/kg1199.71053.5874.1746.1606.4516.5424.1410.6419.7135.9水侧压力PwMPa21.4721.4721.470.9162.7582.7582.7582.758被加热器上端查StC-1.70-1.70).82.82.82.82.0加热水出水温度twjC274.66243.39206.5176.11141.19120.1898.3995.8798.15出水比焰hwjkJ/kg1204.51053.5889.7746.1594.9506415408400侧进水温度t'wj+1C243.39206.5180.11141.19120.1898.3995.8798.1532.45进水比焰hwj+1kJ/kg1053.5889.7771594.9506415408400135.9疏加热器下端查8twC5.55.505.55.55.5332水疏水温度tsjC249212.2176.0146.7125.8103.8101.537.9760415疏水比烙hdjkJ/kg1080.4913617.4528.6420418.5417ihihi(五)各级加热器的计算1.H1的计算。如图所示热平衡式'i(hihsi)r fw(hw1hw2)hw2)'(hi hsi)ri.020027(i204.5i053.5)0.076i692.H2的计算:热平衡式(3i44.2i080.4)0.98rfwrfw(hw2 hw3)'i(hsi hs2)r2什2 hs2) i(hsi hs2)则 fW(hw2 hw3)'、82 hs2)i.020227(i053.5889.7)0.076i69(i084.49i3)0.98=0.0746293.H3的计算：0.98(3027.i9i3)热平衡式 3(h3 h3) (i 2)(hs2 hs3) ,fw(%3 hw3i)得到fw(hw3hw3i)(i 2)(hs2 hs3)r得到r(h3 hs3)i.020227(889.777i)(0.076i690074629)(9i3760)0980.98(3352.2760)=0.038774.H4的计算:物质平衡式:fwc4故c4fw11.0202270.076169f0.07462934.H4的计算:物质平衡式:fwc4故c4fw11.0202270.076169f0.07462930.0023180.0387740.828341热平衡式:4卜4式中r--抽气系数，取为3)hs30.985。c4hw5则fhffwhw4431690.985(0.0761690.0746290.03877)760(0.828341 4)594.90.0023182777.671.020227746.1算得c45.H5的计算:热平衡式 5(h5热平衡式:4卜4式中r--抽气系数，取为3)hs30.985。c4hw5则fhffwhw4431690.985(0.0761690.0746290.03877)760(0.828341 4)594.90.0023182777.671.020227746.1算得c45.H5的计算:热平衡式 5(h5H5hw6'hs5)5h54 0.046660.08283410.046660.781676r c4(hw5 hw6)c4(hw5 hw6)5 TZ—r(h5 hs5)0.781676(594.9506)0.02890.98(2978.5528.6)6.H6的计算:热平衡式hs6) rc4(hw6 h^ 5(hs5hs6)rhw7-5hls5-(h6hs6)r6h6H66(h6 hs6)=002867h7H77.H7的计算:--5 6hs6--' ' '热平衡式7(h7hs7)(5 6)(hs6 hs7)rc4(hw7 hw8)热平衡式c4(hw7hw8)(5 6)(hs6hs7)r7 r-'-:(h7 hs7)r0.781676(415408)(0.02890.0286)150.98

(2716418.5)0.988.H8的计算:热平衡式0.00239c4hw8 hwSG5 6 7h8.H8的计算:热平衡式0.00239c4hw8 hwSG5 6 7hs7hs8r8h8 hs8c4hw88hwSG 5 6 7hs7hs8rh8 hs8 r0.781676 408400 0.05949418.5417 0.982455.84170.980.003085730.00882145SG9.凝汽份额的计算:先计算小汽轮机的抽汽系数t由热平衡fwhw31 hw4 th4 hcxj得 fwhw31h4h4hcxj1.020227771746.131692315.60.029767则凝汽份额8c1 jpltSGj1

1 0.0761690.0746290.038770.046660.02890.02860.002390.010.0297670.008821450.6522六.汽轮机汽耗量及各段抽汽量的计算1.抽汽作功不足系数的计算qrh=hrh-hrh=3545—3027.1=517.9kj/kg0.003085ho-hc+qrh=3395-2315+517.9=1597.9kj/kg0.003085Y1=h1hcqrh.=3144.223151597.9517.9=0.8437hohcqrhY2=h2hcqrh.=3027.12315517.9=0.76976hohcqrh1597.9h3_hcqrh._3352.22315517.9=0.9732Y3=hohcqrh1597.9Y4=Y4=Ys=Yt=h4hcho hc qrh =0.53445丫5=h5hcho hc qrh2978.52315=0.41521597.9Y=丫5=h5hcho hc qrh2978.52315=0.41521597.9Y=h6hc6 ho hcqrh28512315=0.33541597.9丫7=h7hcho hc qrh27162315=0.250951597.9丫8=h8hcho hc qrh2455.82315=0.08811597.9YsghsGhcho hcqrh3149.272315=0.52211597.9编号jYjjYjDj=jDo10.0761690.84370.0642616566820.0746290.769760.0574516231830.038770.97320.037738432540.046660.534450.02493710148650.02890.41520.0126285860.02860.33540.009596220570.002390.250950.0006519880.00308570.08810.0002726711pi0.010.534450.0053421750t0.0297670.534450.0159164743SG0.008821450.52210.00461191860.34780.254289756448C0.65220.7457111418535表6各级抽汽份额及其做功不足系数的乘积列于下表2.汽轮机的汽耗量级各段抽汽量的计算机组无回热纯凝汽工况时的汽耗量3600Pe 36000.6105ho - = hohcqrhmq1597.90.9850.99CI111g机组又回热时的汽耗量Do=Do=一1c _ _ _DO 1524844jYj 0.745711=2044819kg/h项目份额xDx xDokg/h全厂汽水损失1=0.0151733000锅炉排污bi=0.00505711000扩容蒸汽f=0.0023185042浓缩排污水bi=0.0027385955化学补充水ma=0202790860700厂用汽pi=0.0122000小汽轮机用汽t=0.02976764743锅炉蒸发量b=1.015172208000再热蒸汽量rh1 1 2 0.84921847010锅炉给水量fw1.0202272218994各项汽水流量各段抽汽量见上表，其他各项汽水流量见下表表7七.汽轮机功率校核各段抽汽量见上表，其他各项汽水流量见下表表7_Dihohimg_165668Pi 360033953144.236000.9850.97=11255kwD33953144.236000.9850.97=11255kwP2= = 3600 36000975°^75=15849kwD3ho0975°^75=15849kwP3= = 360033953352.2517.936000975°^75=20447kwD4hoP4=33953352.2517.936000975°^75=20447kwD4hoP4= 36003600D5hp5=——oh5qrhmg=6285833952978.5517.90.975=15907kw36003600P6=D6hoh6qr