熱力發(fā)電廠課程設(shè)計---600mw凝汽式機組全廠原則性熱力系統(tǒng)計算

1、<p><b>　　熱力發(fā)電廠</b></p><p><b>　　課程設(shè)計計算書</b></p><p>　　題目：600MW凝汽式機組全廠原則性熱力系統(tǒng)計算</p><p>　　專 業(yè)：火電廠集控運行</p><p><b>　　目 錄</b></p&

2、gt;<p>　　1.本課程設(shè)計的目的3</p><p><b>　　2.計算任務(wù)3</b></p><p>　　3.計算原始資料3</p><p><b>　　4.計算過程5</b></p><p>　　4.1全廠熱力系統(tǒng)輔助性計算5</p><p>

3、;　　4.2原始數(shù)據(jù)整理及汽態(tài)線繪制6</p><p>　　4.3全廠汽水平衡6</p><p>　　4.4各回?zé)岢槠坑嬎慵皡R總7</p><p>　　4.5汽輪機排汽量計算與校核10</p><p>　　4.6汽輪機汽耗量計算11</p><p>　　5.熱經(jīng)濟指標計算12</p><

4、;p>　　5.1.汽輪機發(fā)電機組熱經(jīng)濟性指標計算12</p><p>　　5.2.全廠熱經(jīng)濟指標計算13</p><p>　　6.反平衡校核14</p><p><b>　　7.參考文獻15</b></p><p>　　附圖（汽態(tài)膨脹過程線）16</p><p>　　1.本課程設(shè)計

5、的目的</p><p>　　熱力發(fā)電廠課程設(shè)計的主要目的是要確定在不同負荷工況下各部分汽水流量及其參數(shù)、發(fā)電量、供熱量及全廠性的熱經(jīng)濟指標，由此衡量熱力設(shè)備的完善性，熱力系統(tǒng)的合理性，運行的安全性和全廠的經(jīng)濟性。是學(xué)生在學(xué)習(xí)熱力發(fā)電廠課程后的一次綜合性的訓(xùn)練，是本課程的重要環(huán)節(jié)。通過課程設(shè)計是學(xué)生進一步鞏固、加深所學(xué)的理論知識并有所擴展；學(xué)習(xí)并掌握熱力系統(tǒng)全面性計算和局部性分析的初步方法；培養(yǎng)學(xué)生查閱、使用國家有

6、關(guān)設(shè)計標準、規(guī)范，進行實際工程設(shè)計，合理選擇和分析數(shù)據(jù)的能力；鍛煉提高運算、制圖、計算機編程等基本技能；增強工程概念，培養(yǎng)學(xué)生對工程技術(shù)問題的嚴肅、認真和負責(zé)的態(tài)度。</p><p><b>　　2.計算任務(wù)</b></p><p>　　1.根據(jù)給定的熱力系統(tǒng)數(shù)據(jù)，在h—s圖上匯出蒸汽的汽態(tài)膨脹線（要求出圖占一頁）。</p><p>　　2.計

7、算額定功率下的汽輪機進汽量D0，熱力系統(tǒng)各汽水流量Dj。</p><p>　　3.計算機組和全廠的熱經(jīng)濟性指標（機組汽耗量、機組熱耗量、機組熱耗率、機組汽耗率、絕對電耗率、全廠標準煤耗量、全廠標準煤耗率、全廠熱耗率、全廠熱效率）。</p><p><b>　　3.計算原始資料</b></p><p>　　1.汽輪機形式及參數(shù)</p>

8、<p>　?。?）機組形式：亞臨界、一次中間再熱、四缸四排氣、單軸、凝汽式機組。</p><p>　　（2）額定功率：Pe=600MW。</p><p>　　（3）主蒸汽初參數(shù)（主汽閥前）：P0=16.7Mpa，t0=537℃。</p><p>　?。?）再熱蒸汽參數(shù)（進汽閥前）：熱段：Prh=3.234Mpa，trh=537℃</p>

9、<p>　　冷段：P’rh=3.56Mpa，t’rh=315℃。</p><p>　?。?）汽輪機排氣壓力Pc=4.4/5.39KPa，排氣比焓hc=2333.8KJ/kg。</p><p>　　2.回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)參數(shù)</p><p>　　（1）機組各級回?zé)岢槠麉?shù) 表3-1</p><p>　?。?）最終給水溫度：tfw

10、=274.1℃。</p><p>　?。?）給水泵出口壓力：Pu=20.13Mpa，給水泵效率：83%。</p><p>　?。?）除氧器至給水泵高差：21.6m。</p><p>　?。?）小汽機排汽壓力：Pc=6.27kPa。小汽機排氣焓：2422.6KJ/kg。</p><p><b>　　3.鍋爐型式及參數(shù)</b>

11、;</p><p>　?。?）鍋爐形式：英國三井2027-17.3/541/541。</p><p>　?。?）額定蒸發(fā)量：Db：2027t/h。</p><p>　?。?）額定過熱蒸汽壓力Pb=17.3Mpa。額定再熱蒸汽壓力：3.734Mpa。</p><p>　?。?）額定過熱蒸汽溫度：541℃。額定再熱蒸汽溫度541℃。</p&

12、gt;<p>　?。?）汽包壓力：Pdu：18.44Mpa</p><p>　?。?）鍋爐熱效率：92.5%</p><p><b>　　4.其他數(shù)據(jù)</b></p><p>　?。?）汽輪機進汽節(jié)流損失4%，中壓缸進汽節(jié)流損失2%。</p><p>　?。?）軸封加熱器壓力Pt：98Kpa，疏水比焓：41

13、5kJ/kg。</p><p>　　（3）機組各門桿漏汽、軸封漏氣等小汽流量及參數(shù) 表3-2</p><p>　?。?）鍋爐暖風(fēng)器耗氣、過熱器減溫水等全廠性汽水流量及參數(shù) </p><p><b>　　表3-3</b></p><p>　?。?）汽輪機機械效率：98.5%。發(fā)電機效率：99%</p>&

14、lt;p>　?。?）補充水溫度：20℃。</p><p>　?。?）廠用電率0.07</p><p><b>　　5. 計算簡化條件</b></p><p>　　（1）忽略加熱器和抽汽管道散熱損失；</p><p>　　（2）忽略凝結(jié)水泵比焓升。</p><p><b>　　4.計

15、算過程</b></p><p>　　4.1全廠熱力系統(tǒng)輔助性計算</p><p>　　1. 汽輪機進汽參數(shù)計算</p><p><b>　　1）主汽參數(shù)</b></p><p>　　由主汽門前壓力p0 =16.7Mpa ,溫度t0 =537℃ ，查水蒸汽焓熵圖，得主汽比焓3393.564 kJ/kg.。<

16、;/p><p>　　主汽門后壓力p0’ =16.7(1-θp1 ) ，ho’ =ho 由壓力與焓值反查焓熵圖得主汽門后溫t0’ =534.5 ℃。</p><p><b>　　2）再熱蒸汽參數(shù)</b></p><p>　　由再熱冷段prh’=3.56Mpa, trh’=315℃,查水蒸汽焓hrh’=3013.626 kJ/kg．</p>

17、;<p>　　中聯(lián)門前壓力prh=3.234Mp,溫度 trh=537℃ ，</p><p>　　查焓熵圖，得水蒸汽比焓hrh=3535.38212kJ/kg。</p><p>　　中聯(lián)門后再熱汽壓prh’’ =p0(1- θp2)＝3.169Mpa,由hrh=hrh’’ ,查焓熵圖，得中聯(lián)門后再熱汽溫trh’’ =536.7℃。</p><p>　　

18、2. 軸封加熱器計算</p><p>　　用加權(quán)平均法計算軸封加熱器的平均進汽焓hsg，詳細計算如下表：</p><p><b>　　表4-1</b></p><p><b>　　3. 均壓箱計算</b></p><p>　　用加權(quán)平均法計算均壓箱平均蒸汽比焓hjy，詳細計算如下表4-2：</

19、p><p>　　4. 凝汽器平均排汽壓力計算</p><p>　　由pc1 =4.4kpa,查水蒸汽性質(zhì)表，得tc1 =30.618℃</p><p>　　由pc2 = 5.39kpa,查水蒸汽性質(zhì)表，得tc2 =34. 218℃</p><p>　　凝汽器平均溫度tc＝（30.618 +34.218 ）= 32.418 ℃</p>

20、<p>　　查水蒸汽性質(zhì)表，得凝汽器平均壓力 =4.8737kpa，將所得數(shù)據(jù)與表4-3一起，以各個抽起點為節(jié)點，在h-s圖上繪制出汽態(tài)膨脹線。</p><p>　　4.2原始數(shù)據(jù)整理及汽態(tài)線繪制</p><p>　　整理原始資料,計算完數(shù)據(jù)記入表4-3中：</p><p>　　表4-3 600MW機組回?zé)嵯到y(tǒng)計算點汽水參數(shù)[額定工況] SG相關(guān)數(shù)據(jù)在

21、后續(xù)計算中獲得</p><p><b>　　4.3全廠汽水平衡</b></p><p><b>　　1. 全廠補水率 </b></p><p>　　全廠汽水平衡如圖4-1所示，各汽水流量見表3-1.將各汽水流量用相對α表示。由于計算前汽輪機進汽量D0為未知，故預(yù)選D0?。?849090 kg/h進行計算，最后校核。<

22、/p><p>　　全廠工質(zhì)滲漏系數(shù)αL?。剑模蹋模埃?0000／1849090＝0.01632</p><p>　　鍋爐排污系數(shù)αbl =D bl/D0=10000/1849090=0.005411</p><p><b>　　其余各量經(jīng)計算為</b></p><p>　　廠用汽系數(shù)αpｌ＝0.01082 ，減溫水系數(shù)

23、αsp=0.02974，暖風(fēng)器疏水系數(shù)αnf=0.01893</p><p>　　由全廠物質(zhì)平衡可知補水率αma=αｐｌ+αL+αbl=0.03246</p><p>　　2 .給水系數(shù)αfw </p><p>　　如圖4-1，1點物質(zhì)平衡αb=αb+αL=1.01632</p><p>　　2點物質(zhì)平衡αfw=αb+αb－αsp=1.016

24、32+0.005408-0.02974=0.9919</p><p>　　3. 各小汽流量系數(shù)</p><p><b>　　見表格3-2中。</b></p><p>　　4.4各回?zé)岢槠坑嬎慵皡R總</p><p>　　1.各級加熱器汽水側(cè)進、出口參數(shù)計算</p><p>　　首先計算高壓加熱器H

25、1</p><p><b>　　加熱器壓力P1：</b></p><p>　　式中P1----第一抽汽口壓力；</p><p>　　ΔP1----抽汽管道相對壓損</p><p>　　由，查水蒸汽性質(zhì)表得加熱器飽和溫度，得H1出口溫度：式中---加熱器上端差。</p><p><b>

26、　　H1疏水溫度</b></p><p>　　式中----加熱器下端差，</p><p>　　---進水溫度℃，其值從高壓加熱器H2的上端差計算得到。</p><p>　　已知加熱器水側(cè)壓力Pw=20.13Mpa，由t1=274.1℃，查得H1出水比焓hw,1=1202.5KJ/kg。</p><p>　　由t’w,1=274.3

27、℃，查得H1進水比焓hw,2=1050.9KJ/kg。</p><p>　　由td,1=247.8℃，查得H1疏水比焓hd,1=1075.2KJ/kg。</p><p>　　至此高壓加熱器H1進、出口汽水參數(shù)已全部算出，同理可依次計算其余加熱器各進出口汽水參數(shù)。將計算結(jié)果列于表4-3中。</p><p>　　2.高壓加熱器組及除氧器抽汽系數(shù)計算</p>

28、<p>　　1.由高壓加熱器H1熱平衡計算α1</p><p>　　高壓加熱器H1的抽氣系數(shù)α</p><p>　　高壓加熱器H1的疏水系數(shù)αd,1：</p><p>　　2.由高壓加熱器H2熱平衡計算α2、αrh</p><p>　　高壓加熱器H2的抽汽系數(shù)α2：</p><p>　　高壓加熱器H2的疏水

29、系數(shù)αd,2：</p><p>　　再熱器流量系數(shù)αrh：</p><p>　　3．由高壓加熱器H3熱平衡計算α3</p><p>　　高壓加熱器和H3的抽汽系數(shù)α3：</p><p>　　高壓加熱器H3的疏水系數(shù)αd,3：</p><p>　　4.除氧器抽汽系數(shù)計算</p><p>　　除氧器

30、出水流量系數(shù)αc,4：</p><p><b>　　抽汽系數(shù)α4：</b></p><p>　　除氧器物質(zhì)平衡與熱平衡見圖4-3，由于除氧器為混合式加熱器，進水量αc,5是未知，但可由下式算出：</p><p>　　3.低壓加熱器組抽汽系數(shù)計算</p><p>　　1.低壓加熱器H5熱平衡計算α5</p>

31、<p>　　低壓加熱器H5出水系數(shù)αc,5：如圖4-3所示</p><p>　　低壓加熱器H5抽汽系數(shù)α5：</p><p>　　低壓加熱器H5疏水系數(shù)</p><p>　　2. 低壓加熱器H6熱平衡計算α6</p><p>　　低壓加熱器H6抽汽系數(shù)</p><p>　　低壓加熱器H6疏水系數(shù)αd,6：&l

32、t;/p><p>　　3. 由低壓加熱器H7熱平衡計算α7</p><p>　　低壓加熱器H7的抽汽系數(shù)α7：</p><p>　　低壓加熱器H7的疏水系數(shù)αd,7：</p><p>　　4. 由低壓加熱器H8熱平衡計算α8</p><p>　　由于低壓加熱器H8的進水焓hsg，疏水焓h8,d為未知，故先計算軸封加熱器SG

33、,由于SG的熱平衡，得到軸封加熱器的出水比焓hw,sg：</p><p>　　式中，軸封加熱器進汽系數(shù)∑αsg,i和進汽平均焓值hsg的計算見輔助計算部分。</p><p>　　由pw,sg=1.724Mpa,hw,sg=138.7KJ/kg,反查焓熵圖得軸封加熱器出口水溫tw,sg=32.76℃。</p><p>　　低壓加熱器H8疏水溫度td,8：</p&

34、gt;<p>　　由p8=0.0209Mpa, td,8=38.26℃查得低壓加熱器H8疏水比焓hd,8=160.27KJ/kg.</p><p>　　低壓加熱器H8抽汽系數(shù)α8：</p><p>　　低壓加熱器H8疏水系數(shù)αd,8：</p><p>　　4.5汽輪機排汽量計算與校核</p><p>　　1.小汽機抽汽系數(shù)αxj

35、：</p><p>　　2.由凝汽器的質(zhì)量平衡計算αc</p><p>　　αc=αc,5-αd,8-sg-αxj-αw-αma=0.7592-0.1216-0.007069-0.03787-0.0003716-0.03244=0.56636</p><p>　　3.由汽輪機汽側(cè)平衡校核αc</p><p>　　H4抽汽口抽汽系數(shù)和α，4：&

36、lt;/p><p>　　各加熱器抽汽系數(shù)和∑αj： </p><p>　　軸封漏氣系數(shù)和∑αsg,k：</p><p><b>　　凝汽系數(shù)αc： </b></p><p>　　該值與凝汽器質(zhì)量平衡計算得到的凝汽系數(shù)αc相等，凝汽系數(shù)計算正確。</p><p>　　4.6汽輪機汽耗量計算</p&

37、gt;<p><b>　　1.汽輪機內(nèi)功計算</b></p><p>　?。?）凝汽流做功wc</p><p>　　式中　?。瘢颍?------再熱蒸汽吸熱量：</p><p>　　(2)抽汽流做功∑wa,j</p><p>　　1kg第一級抽汽做功wa,1：。</p><p>　　

38、1kg第二級抽汽做功wa,2：。</p><p>　　1kg 第三級抽汽做功wa,3：。</p><p>　　同理可算出其余4~8級1kg抽汽做功量列于表4-4中</p><p><b>　　表4-4</b></p><p>　　抽汽流總內(nèi)功∑wa,j：</p><p>　?。?）附加功量∑wsg

39、,k</p><p>　　附加做功量∑wsg,k是指各小汽流量做功之和：</p><p>　?。?）汽輪機內(nèi)功wi</p><p><b>　　5.熱經(jīng)濟指標計算</b></p><p>　　5.1.汽輪機發(fā)電機組熱經(jīng)濟性指標計算</p><p>　　汽輪機比熱耗q0: </p>&

40、lt;p><b>　　汽機絕對內(nèi)效率?。?lt;/b></p><p>　　汽輪機絕對電效率ηe：</p><p><b>　　汽輪機熱耗率q：</b></p><p><b>　　汽輪機汽耗率d：</b></p><p><b>　　汽輪機進汽量Ｄ０：</b&

41、gt;</p><p>　　式中　?。校濞D―汽輪機額定電功率，Ｐｅ=600MW。</p><p>　　校核：汽輪機進汽Ｄ０=1849090，與初選值誤差遠小于1%，計算無誤。</p><p><b>　　給水流量Gfw：</b></p><p>　　凝結(jié)水泵流量GCP：</p><p><b

42、>　　凝汽量DC: </b></p><p>　　各級抽汽量Dj已列于表4-4中。</p><p>　　5.2.全廠熱經(jīng)濟指標計算</p><p>　　1.鍋爐參數(shù)及有效利用熱量計算</p><p>　　過熱蒸汽參數(shù)：由Pb=17.3Mpa，tb=541℃，查表得過熱蒸汽出口比焓hb=3399.2kJ/kg。</p&g

43、t;<p>　　再熱蒸汽參數(shù)：鍋爐設(shè)計再熱蒸汽出口壓力pr=3.734Mpa，該壓力已高于汽輪機排汽壓力p’rh=3.5Mpa，故按照汽輪機側(cè)參數(shù)，確定鍋爐再熱器出口壓力Pr=3.234Mpa。由Pr=3.234Mpa和tr=541℃，查表得再熱蒸汽出口比焓hr=3544.4kJ/kg。</p><p>　　再熱器換熱量qrh=hr-h2=3544.4—3013.625=530.8kJ/kg。<

44、;/p><p><b>　　鍋爐有效熱量q1：</b></p><p><b>　　2.管道效率計算</b></p><p><b>　　3.全廠熱效率計算</b></p><p>　　4.全廠發(fā)電標準煤耗率</p><p><b>　　系數(shù)<

45、;/b></p><p>　　式中----暖風(fēng)器吸熱量，按下式計算：</p><p>　　相應(yīng)于1kg標煤的輸入量</p><p>　　發(fā)電標準煤耗率bs：</p><p><b>　　5.全廠熱耗率</b></p><p>　　6.全廠供電標準煤耗率</p><p>

46、;　　式中ε----廠用電率。</p><p><b>　　6.反平衡校核</b></p><p>　　為檢查計算結(jié)果正確性，以下做全廠反平衡校核計算。校核目標為汽輪機的內(nèi)功wi。反平衡計算中的各量均相應(yīng)于１ｋｇ汽輪機進汽。</p><p>　　1.鍋爐輸入熱量：q=q</p><p><b>　　2.鍋爐損失

47、：</b></p><p><b>　　3.排污損失：</b></p><p>　　式中hma——化學(xué)補充水比焓，hma=84kJ/kg。</p><p>　　4.全廠工質(zhì)滲漏損失</p><p><b>　　5.廠用汽損失：</b></p><p>　　6.凝汽

48、流冷源損失：</p><p>　　7.小汽機冷源損失：</p><p>　　8.化學(xué)補充水冷源損失：</p><p>　　9.低加Ｈ８疏水冷源損失：</p><p>　　10.軸封加熱器疏水冷源損失：</p><p>　　11.Ｗ汽流冷源損失：</p><p>　　以上6—11項為凝汽器的直接冷

49、源損失。</p><p><b>　　12.暖風(fēng)器損失：</b></p><p>　　13.管道散熱損失：</p><p>　　14.軸封器散熱損失：</p><p>　　15.損失之和∑Δq1：</p><p><b>　　汽輪機內(nèi)功ｗｉ：</b></p>&

50、lt;p><b>　　正反平衡相對誤差：</b></p><p><b>　　計算無誤。</b></p><p><b>　　7.參考文獻</b></p><p>　　【1】嚴家祿、王永青.工程熱力學(xué).北京：中國電力出版社，2006</p><p>　　【2】楊世銘、陶文

51、銓．傳熱學(xué)．北京：高等教育出版社，2006.8</p><p>　　【3】孫為民、楊巧云.電廠汽輪機.北京：中國電力出版社，2005</p><p>　　【4】葉江明.電廠鍋爐原理及設(shè)備.北京：中國電力出版社，2007</p><p>　　【5】葉濤.熱力發(fā)電廠.北京：中國電力出版社，2006</p><p>　　【6】黃新元.熱力發(fā)電廠課程