660MW机组最大工况下热力系统计算与经济性分析

1、摘 要本论文首先将介绍课题研究的背景和目的，然后对论文涉及的相关的概念作了简要介绍，接着对热力系统常用的计算方法作了简要叙述，并运用热力系统常规计算方法714MW（VWO工况）的机组原则性热力系统进行计算。本文以法国通用电气阿尔斯通公司生产的N66017.5/537.8/540型汽轮机为设计本体，结合了实际运行生产中的运行情况和各项数据参数等绘制出焓熵图，采用常规原则性热力系统计算方法计算，对单元机组的原则性热力系统进行计算，包括了热力系统经济性指标的计算和对计算结果进行的分析。同时将根据给定的已知数据及参数，对主蒸汽系统、旁路系统和蒸汽再热系统进行全面性的设计和计算。计算的结果将对机组的实际

2、运行具有非常重要的意义，根据计算结果绘制出的电厂全面性热力系统图，可以概括的分析出机组的经济性、安全可靠性等。 关键词：原则性热力系统，全面性热力系统，最大工况（VWO工况），热经济性Abstract This paper first introduced the the purpose and background of the research, then introduces the relevant concepts that involved in this dissertation, then the thermodynamic system calculation method

3、used are described, and calculated using the thermodynamic system of conventional calculation method 714MW (VWO) unit in principle thermal system. The French GEC Alsthom company production of n660 type 17.5/537.8/540 turbine for ontology design, combined with the production run in the operating cond

4、itions and the data parameters enthalpy entropy diagram is plotted, calculated using the conventional thermal system of principle, of single element unit thermal system of principle are calculated, including the economic indices of the thermodynamic system calculation and analysis of calculation res

5、ults. At the same time according to the known parameters and data, on the main steam and bypass system and reheat steam system of comprehensive thermal system design and calculation. Is of great significance to the actual running of the unit, according to the calculation of drawing out the comprehen

6、sive thermal system diagram were analyzed briefly design unit of the economy.Keywords: thermal system of principle, comprehensive thermodynamic system, the maximum condition (VWO condition), thermal economy2目 录摘 要1Abstract2目 录1第一章 绪论11.1前言11.2热力系统简要概述11.3评价发电厂热经济性的主要方法及其方法简介21.4发电厂的主要热经济性指标21.4.1汽轮发

7、电机机组的热经济性指标（汽耗量气耗率d热耗量热耗率q）31.4.2锅炉机组的热经济性指标(锅炉效率主蒸汽管道效率)31.4.3全厂热经济性指标41.5本课题的主要任务4第二章 机组原始数据的整理52.1 汽轮机型式及参数52.2锅炉的类型和参数52.3 计算中采用的其他数据6第三章 常用热力计算方法简介7第四章 原则性热力系统计算94.1 编写发电厂原则性热力系统的主要步骤94.2 原则性热力计算的拟定114.2.1 计算目的114.2.2 计算的原始资料114.2.3 计算方法公式及步骤114.3 原则性热力计算过程124.3.1 汽轮机机组的基本型式及参数134.3.2 锅炉的类型和参数1

8、34.3.3 其它数据144.3.4 计算新汽流量及各处汽水流量及系数15第五章 主蒸汽系统及旁路系统305.1 电厂全面性热力系统的组成和应用305.2 主蒸汽系统的类型跟选择305.2.1单元制系统305.2.2单母管制系统315.2.3切换母管制系统315.3 旁路系统设计跟计算315.3.1 旁路系统的作用跟类型315.3.2 旁路系统的强度管材设计计算315.4保温层的有关设计计算335.4.1 保温层厚度设计计算335.4.2 保温层表面散热损失计算345.4.3 保温层外表面温度核算34第六章 蒸汽再热系统设计计算356.1 管道内径计算356.1.1 再热蒸汽管道热段366.1

9、.2 再热蒸汽管道冷段366.2 管道壁厚计算366.2.1再热蒸汽管道热段366.2.1再热蒸汽管道冷段37第七章给水系统设计计算387.1 给水系统的类型和选择387.2 给水泵387.2.1给水泵的配置387.2.2给水泵的选择计算38总 结40致 谢41参考文献：42第一章 绪论1.1前言近些几年来，随着经济的高速增长，与此呼应的是电能的高速发展。伴随着环保压力的加大，如何在有限的资源内，将电能发展的更大成为待需解决的问题。随着社会经济的平稳快速的发展，对燃煤发电机组提出了更高的品质要求。一方面要求提高机组的效率，提高机组经济性，节约燃料；另一方面，要求减少二氧化碳，二氧化硫及其他有害

10、物质的排放量，保护环境，降低雾霾发生率，保证人们可以健康的环境下生活。伴随着国家政策的发布，淘汰高污染低效率安全性不稳定的小机组发电，发展高效率低污染安全可靠运行的大机组是每个企业、集团正在努力的方向。为此，我们需要有充足的理论知识，计算能力，并在研发，制造大功率，高效率的经济安全又可靠的机组方面贡献一份力，为国家经济的高速发展，人民的优质生活品质提供可靠的能源保障。电厂原则性热力系统计算的目的：是在于利用传统的手工计算在不同的负荷工况下计算出锅炉、汽轮机机组或其附属配置工件工作的参数特性、发电量大小、供热量多少和全厂的热经济指标等等，由此来衡量出电厂热力设备的完善性，运行的安全性合理性和全厂

11、的经济性。例如我们可以根据最大负荷工况下全厂原则性热力计算的结果，作为选择的锅炉、汽轮机、热力辅助设备、各种汽水管道及其附件等发电厂热力设备的重要依据等。1.2热力系统简要概述热力系统是火电厂实现热功能转换热力能的工艺系统。热力系统通过各热力设备将各主、辅热力设备有机地联系起来，使工质在各种工况下安全、经济、连续地将燃料的化学量转换成机械的动能最终再转换成我们现在生活中需要的电能。我们将用来反映火电厂热力系统的图称为热力系统图。热力系统图广泛应用于热力发电厂的设计、研究和运行维护管理中等等各个方面中。根据使用的目的不同，我们将热力发电厂热力系统分为发电厂原则性热力系统和发电厂全面性热力系统。简

12、要的概括，发电厂原则性热力系统是一种原则性的系统图，对于单个机组而言，其就是描绘汽轮机机组的原则性热力系统的原理图，对于全厂而说，其主要是用来反映在某种特定工况下全厂各个热力系统的安全性、经济性和可靠性；对于具有不同功能的各种热力系统，例如主蒸汽系统、给水系统、主凝结水系统等，则是用来反映该热力系统的主要特征，参数特征的图。相对而言，发电厂的全面性热力系统主要由下面几个局部系统组成，包括：主蒸汽系统，再热蒸汽系统，旁路系统，回热加热系统，给水补水设备系统，凝结水系统，除氧设备系统以及有关锅炉的排污排渣系统，对外供热系统，锅炉启停系统等等。发电厂全面性热力系统是在原则性热力系统的基础上进行充分的

13、说明，全面的介绍再结合发电厂生产时所必须的连续性、安全性、可靠性和灵活性后所构成的一张复杂但能全面辨识出实际热力系统的图纸。所以在发电厂中的所有的热力设备系统、管道及其附件，包括主机、辅机设备，主管道设备及旁路管道设备，正常运行的与事故时备用的，机组的启动、停机、保护及其低负荷切换运行的管路系统、管制件都应该在发电厂全面性热力系统图中反映标注出来。这是与原则性热力系统图在画法上的根本区别。因此根据该热力系统图可以进行主副厂房的布置和各类管道系统的施工设计制造，是热力发电厂设计、施工和运行工作中有着非常重要的指导性设计文件。发电厂全面性热力系统图还汇总了主要热力设备系统、辅助热力设备系统和各类不

14、同的管道规格数量和规格（不同公称压力、不同管材、不同管径和壁厚）及其附件的数量规格，可为电厂的建立提出更方便更清楚的供订清单。总之，发电厂全面性热力系统对热力发电厂设计而言，会影响到电厂的初期投资和各种钢材的耗量；对施工方面而言，会影响施工周期的长短以及施工工作量的大小；对电厂安全经济可靠运行而言，会影响到电厂热力系统设备能否在灵活、经济、可靠、安全的环境下运行调试；对检修而言，会影响检修人员的安全可靠及各种切换设备的可能性及备用设备投入的快速性。1.3评价发电厂热经济性的主要方法及其方法简介电厂热力系统热经济性分析是评价热力发电厂节能降耗减排的重要方法，也是对各热力系统设备设计、改造、升级的

15、基础理论依据，还是在线分析、实时监测热力设备安全经济运行时的使用技术，对分析研究热力设备具有十分重要上网基础和意义。电厂热力系统热经济性分析评价的方法大多都是建立在热力学第一定律和第二定律的基础上形成的，因此方法比较多。其主要的方法有两种：1、基础的热量法（热效率法），它是以热力学第一定律为基础以燃料化学能从数量上被利用的程度来评价电厂的热经济性的一种方法，一般用于电厂热经济性的定量分析计算。2、熵方法（做功能力损失法）或方法，以热力学第二定律为基础用燃料化学能的做功能力被利用的程度来评价电厂的热经济性。一般用在热经济性的定性分析。1.4发电厂的主要热经济性指标我国火力发电厂的热经济性是采用热

16、经济指标来加以衡量并评价其经济性的，常用的热经济性指标主要有以每小时或每年为基础单位的耗能量（煤耗量、热耗量、能耗量）和以kWh或MWh计算出的能耗率（煤耗率、热耗率、汽耗率），以百分比的形式来度量效率。1.4.1汽轮发电机机组的热经济性指标（汽耗量气耗率d热耗量热耗率q）(1)汽轮机发电机组的汽耗量，热耗量。汽耗量 kJ/h 式中： Yj回热抽汽做功不足时系数，表示回热抽汽不足部分做功量占应做总功量的份额； 由于回热抽汽而增大的汽耗系数； 再热前（高压缸）的回热抽汽做功不足系数 ； 再热后（中低压缸）的回热抽汽做功不足系数 ；汽轮机的机械效率；发电机的发电机效率。热耗量 kJ/h(2)相应汽

17、轮机的汽耗率d，热耗率q。 汽耗率 kg/(kwh) 热耗率 kJ/(kwh) 1.4.2锅炉机组的热经济性指标(锅炉效率主蒸汽管道效率)(1)锅炉效率 锅炉热负荷 kJ/h Db锅炉产气量，kJ/h；Dfw锅炉给水量，kJ/h；Dbl汽包排污量，kJ/h；(2)主蒸汽管道效率 1.4.3全厂热经济性指标发电厂热耗量 kJ/h 发电厂热耗率 kJ/(kwh)发电厂煤耗量 kJ/h发电厂煤耗率 kg/(kwh) 标准煤的低位发热量=29270kj/kg,则全厂标煤耗率为 kg/(kwh)以上列举的各项热经济性指标，均系在额定功率下或额定经济功率时的数值。若非在额定功率下运行，相应的热经济性指标的

18、数值均应降低，其幅度视变工况的具体情况而定。并且能耗率中热耗率q和煤耗率b与电厂热效率存在一一对应关系，两者是通用的热经济性指标，但汽耗率d主要取决于汽轮机实际比内功的大小。1.5本课题的主要任务在我国现代大型火力发电厂普遍采用的是凝气式汽轮机机组，本课题结合火力发电厂机组实际情况，在最大工况下进行机组原则性热力系统的热力计算和辅助热力系统的计算，并对计算结果进行经济性分析，提出切实可行的措施来提高机组的经济性。第二章 机组原始数据的整理2.1 汽轮机型式及参数机组类型：GEC ALSTHOM 66017.50/537.8/540制造厂家：法国通用电气阿尔斯通公司额定功率： =660MW（EC

19、R）最大功率：=714.729MW（VWO）蒸汽初参数：=17.50MPa；=537.8再热汽参数：高压缸排气（主汽阀前）：=4.44MPa， =332.6中压缸进气（再热蒸汽参数进汽阀前）：=3.996 MPa，=540汽轮机排汽压力: =0.00617MPa给水温度：=2752.2 锅炉的类型和参数锅炉类型：ABB-CE公司，亚临界压力，一次再热，控制循环，单汽包炉。最大连续蒸发量：=2100.1t/h过热蒸汽出口参数：=18.2MPa，=540再热蒸汽出口参数：=4.16 MPa，=542.7再热蒸汽进口参数：=4.36MPa，=331.6汽包压力：19.5MPa锅炉效率：=92.11%

20、2.3 计算中采用的其他数据（1）小汽水流量制造厂家提供的轴封汽量及其参数如表2-1表2-1 轴封汽量及其参数项目单位汽量kg/h1023265710221325汽焓kJ/kg3127.03068.82803.13068.8去处H5H7SG凝汽器1号抽汽至中压缸夹层冷却蒸汽量 =6168kg/h锅炉连续排污量=0.01全厂汽水损失=0.01至锅炉过热器减温水量=20.39t/h(2)其他有关数据选择回热加热器效率=0.99，连续排污扩容器效率=0.98补充水入口水温=15 62.8kJ/kg连续排污扩容器压力选为12.77MPa给水泵耗功=18069kw，约占总功率的2.5%在计算工况下机械损

21、失=3620kw，发电机损失=8136kw给水泵组焓升=27kJ/kg凝结水泵组焓升=2.3kJ/kg 第三章 常用热力计算方法简介火力发电厂热力系统计算的核心是计算求解火电厂热系统高中低压加热器的热平衡式，求解出各回热系统的抽汽系数、抽汽量，然后依据汽轮机发电机组提供的功率参数等，解出汽轮机机组的热经济指标（定功率计算）或者是依据汽轮机提供的进汽量来确定汽轮机发电机组的功率数据（定流量计算）。目前，热力系统分析计算方法种类很多，根据热力学基础理论知识可分：第一定律法和第二定律法。第一定律分析法主要包括：常规热平衡法、等效热降法、循环函数法等，常规计算又分为串联法和并联法两种；第二定律分析法主

22、要包括：熵分析法、分析法和正在研究发展的代数热力学法。常规计算法的实质在于利用线性方程组将由z个加热器热和（z+1）个由一个凝汽器物质平衡式所组成的一元一次线性方程组联立并求解出（z+1）个未知数（其中包括有z个抽汽系数和一个凝汽器系数）然后利用求得的系数求出计算所需要的新汽消耗量或是机组功率、热经济指标等等。串联计算法是按照加热器压力的高低排序，安“从高到低”的顺序依次对各个热力系统的加热器进行流量平衡、热平衡的计算，然后独立的求解出各加热器的抽汽量或是抽汽系数；并联计算法则是将z+1个方程式进行矩阵排列然后计算，可同时解出全部的热力系统抽汽系数。该算法具有一定的通用性，并且可以用于计算机程

23、序，具有实时测试控制和优化的特点。相比之下串联计算法有时需要局部试算，然后再计算之后进行检查修正。但串联法避开了解方程租的麻烦，可用于手算。当工况变化时，串联法可借助计算机进行迭代计算将汽态参数全部算出，这是其他方法不能办到的。等效焓降法的思想是由前苏联国家的库兹涅佐夫在20世纪70年代初步提出的一种思想，20世纪90年代后，我国西安交通大学的林万超教授在库兹涅佐夫的基础上逐步完善添加，形成出一套严密理论。该种方法在锅炉机组负荷和汽轮机初终参数不变的情况下，可以对系统结构及其辅助设备等进行系统的定量能损分析，此分析方法在发电厂热力系统节能理论基础方面做出了重要贡献。等效焓降法属于静态系统分析法

24、，简单的说就是具有z级回热抽汽的汽轮机中，把1kg新蒸汽所做的实际内功称之为新蒸汽的等效焓降H,H等效于kg新蒸汽在相同初始参数、最终参数、无回热的汽轮机机组中所做的实际功。现今该理论在各国学者的研究下已成为系统分析问题的核心。循环函数法其本质是反平衡的计算。循环函数法是由我国电力建设研究所高级工程师马芳礼开创，经过数十年的研究形成的一种新型的热力系统分析计算方法。该方法可以将任一复杂的热力系统划分成主系统和各种不同的辅助系统，分别计算各系统的蒸汽做功和循环效益等经济性指标，同时也能很好的解决局部系统的定量分析。但该理论中概念较多，公式非常复杂，一般的工程技术人员难以理解和掌握。以上方法主要是

25、以热力学第一定律为依据，称之为传统的电厂热力系统节能分析理论。近年来，以热力学第二定律为依据的熵分析法和分析法得到了飞快的发展。熵分析法的主要内容是通过对体系的熵平衡计算，着重研究各种动力过程中做功能力的变化情况。实际的动力过程都是不可逆的，其必然会引起系统的熵增（熵产），求取熵产的大小及其分布，并分析出影响熵产的因素，确定熵产与不可逆的动力过程的关系，作为评价该过程的不完善程度和改进过程的依据同时通过熵产来计算出做功能力的损失，并以此来评价电厂热力设备的热经济性，熵方法只要求针对每一具体的案例采用一致的基本准态，所以应用起来一般比较方便。但能量系统使用价值无法评价，因而无法使用统一的尺度来衡

26、量各类用能设备装置系统的完整度以及一次能源利用率的大小。其次，熵的概念对于现在的我们比较抽象，其本身也不是一种能量。分析法是结合工质周围环境在热学第一定律的平衡思想和第二定律的基础上从能的本性和实用性出发提出的一种全面性的思想和方法。明确规定了基准态，定义了效率，并参照热学第一定律中的能量平衡方程式得到了平衡方程。并以平衡方程式为工具，通过研究循环中能量转换与利用的效果，分析出影响因素。找出薄弱环节来解决燃料、化学、工质的问题。通过上述简要叙述，来比较几种热力系统分析的方法，发现每种方法各有所长。其中常规计算方法用于计算电厂在在最大工况下运行时各个热力系统的运行参数，用以衡量出电厂机组的完整程

27、度，以分析出电厂场所设备和能量损耗的大小，发现机组将要存在的缺陷和问题，并指出节能改造的有效途径与措施。相比之下此方法比较简捷和方便，本文正是采用该方法的。第四章 原则性热力系统计算4.1 编写发电厂原则性热力系统的主要步骤热力发电厂的设计，必须参照国家规定的基本建设程序执行，其程序可解释为：1、初步可行性的研究；2、可行性的研究；3、初步的设计计算；4、施工图纸的设计。首先要根据初步可行性研究报告来确定电厂的型式，总容量及其规划容量。通过对原则性热力系统计算来确定某些典型工况时热力发电厂的热经济性指标；再根据额定工况或是最大工况时计算出热力设备的各项汽水流量，来选择主、辅热力设备和起附属设备

28、；并据次来绘制发电厂的全面性热力系统。火电厂可行性研究及初步设计中热机部分的主要内容就是合理的拟定、正确的分析论证原则性热力系统。拟定发电厂原则性热力系统的主要内容及其步骤包括如下：A、确定发电厂的主要型式及其规划容量热力发电厂的性质在于发电厂的型式及其在整个电网中的作用，即是否并入到电网，是否承担基本负荷、中间负荷还是调峰负荷。地区只有电负荷时，一般应建造凝汽式电厂。若该地区还兼有热负荷，应根据近期热负荷的具体数值规划出电厂的热负荷的大小、特性等，同时通过技术经济学等相关知识进行比较，当热电联产比建纯发电式电厂供电、集中小型锅炉房供热方案更为经济合理时，则应尽量建热电厂来发展。根据全国电网结

29、构及其发展计划，根据燃料资源的分布及供应状况，供水条件、交通运输方便程度、地质地形条件、及占地拆迁、水文、气象、废渣处理、施工条件及环境保护等要求和前期资金来源等，通过综合的分析比较讨论确定出电厂应规划的容量、分期建设的容量及建成的时间和期限。B、选择出合适的汽轮机凝汽式发电厂一般选用的是凝汽式汽轮机机组，不仅要根据热力系统规划容量、负荷增长速率选择单位容量机组还要根据电网结构等因素进行选择。对于现已建成并投产的较大容量的电力系统，一般应选用亚临界参数或超临界参数的300、600MW机组。对大型火力发电厂宜多台容量大、效率高的同种同型机组一次型设计完成，分批连续建成。对于中、小型规模的电力系统

30、设备，最大机组系统容量不宜超过系统总容量的10。这是综合考虑到设备的系统容量比较小，以及发电设备检修、机组事故停用等因素而确定的，因此各汽轮机制造厂生产的汽轮机的型式、单机容量及其汽水参数，是通过综合全面的技术经济比较来优化确定的。一旦选定了汽轮机机组单机容量，则机组蒸汽初参数也将因单机容量的确定而确定。全厂所用汽轮机台数由电厂容量和汽轮机机组单机容量确定。倘若周边对电厂有采暖供热供汽需求时，且供热供汽距离与技术经济条件存在一定合理性时，电厂最好优先选用参数高、容量大的抽汽供热式汽轮机机组来供热供汽供电。对于较大的城市或城市附属的工业区的大型热电厂来说，冬季采暖负荷一般会很大，宜选用单机容量大

31、一些的一般为200、300MW的凝汽供暖两用式机组，使供热机组的初始参数等于或近似于系统中的主力机组参数，以节约出多燃料，减少污染。背压式机组（带抽汽的背压式机组）宜选用在全年有稳定可靠的热负荷的地区，而且可以配合使用抽汽式供热机组，以保证电厂安全经济环保运行。C、绘制发电厂原则性热力系统图一旦汽轮机机组的型式和单机容量确定，即可以根据汽轮机制造厂商提供给我们的该汽轮机机组的汽水系统参数和我们选定的锅炉型式参数来绘制电厂的原则性热力系统图。此时循环参数、回热参数等参数都已给定，其疏水方式也已经确定，在这种情况下绘制原则性热力系统主要是为了确定：汽包锅炉连续排污扩容系统，除氧器运行方式，除氧器的

32、工作压力，补充水泵将水汇入热力系统的方式，辅助换热设备及其连接方式的选择等，对于热电厂还要进行载热质的选择，供热供汽方式的确定及其连接方式的确定。D、发电厂原则性热力系统计算发电厂原则性热力系统计算是电力设计部门为了规划电厂主机热力设备配置、辅机热力设备配置、锅炉选择、汽轮机和其设计汽水管道的最终计算。计算的主要目的是：在电厂某一特定的运行方式下通过计算求得各项汽水流量及其系数，该工况下的电厂发电量、供热量等全厂热经济性指标，以便用来分析其安全性、经济性和环保性。根据最大负荷工况（vwo）下计算的结果，可作为锅炉选择、热力主辅助设备和管道及其附件选择的重要依据。对凝汽式热力发电厂，一般我们只需

33、计算最大电负荷和平均电负荷两种工况，平均电负荷工况的计算用以确定设备检修的可能性和安全性。若在夏季电负荷较高时，供水条件恶化（例如夏季冷却水温升高至30C）时，还需要附带计算出夏季工况。E、选择确定锅炉型号锅炉的选择要符合现行的燃煤电站锅炉技术条件的规定，要根据电厂所需燃用煤种的煤质特性及其灰分的物理实验、化学试验进行研究分析，使燃用煤可以在锅炉内最大限度地安全稳定着火、燃烧和燃尽。根据选定的汽轮机组在最大工况时的进汽量等参数，并考虑必要的富裕容量来确定锅炉的单机容量。当我们确定了汽轮机型号跟参数，同时锅炉的出口蒸汽等参数随着汽轮机确定而确定。一般大容量的锅炉过热器出口的额定新蒸汽压力为汽轮机

34、的进汽额定压力的105左右，温度一般要比汽轮机进汽额定温度高出3左右。额定工况下再热器、再热蒸汽冷段管道、再热蒸汽热段管道的压降数值，一般分别选定为额定工况下汽轮机机组高压缸排汽压力的5、1.52.0、3.53.0，锅炉再热器出口的额定蒸汽温度一般要比汽轮机机组中压缸进汽额定温度高3左右。对于凝汽式发电厂一般选择一机配一炉的形式，不配置备用锅炉。锅炉机组的最大连续蒸发量一般要与汽轮机机组的最大进汽量工况相匹配。而热电厂的锅炉选择原则不同于凝汽式电厂，因为热负荷只供给给本厂或地域性热网，而且电负荷可以有区域电网作备用，故应主要考虑热电厂在锅炉检修期间或事故时，是否能保证供热热负荷的可靠安全供应。

35、F、根据主热力设备选择辅助设备热力辅助设备主要包括：除氧器及除氧水箱、凝结水泵给水泵组、锅炉的排污扩容器等。根据最大工况下电厂原则性热力系统所计算出的各项汽水流量、系数，加上“设规”的技术工艺要求，再根据有关辅助热力设备的产品工艺规范，合理配置选择。4.2 原则性热力计算的拟定4.2.1 计算目的发电厂原则性热力系统计算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特性、发电量大小、供热量多少及全厂性的热经济指标等，由此来衡量发电厂热力设备的完善性，合理性，运行的安全性和全厂的经济性等。对于凝汽式发电厂，可以根据平均电负荷工况的计算结果来确定热力设备的检修的可能性；对于有季节性的热负

36、荷的热电厂（例如采暖，制冷等）还需要计算出其热负荷为零时的工况，校核最大工况时汽轮机的最小凝气流量；对于新的热力系统方案、设计院的新近改进方案、特殊运行方式的设定等都需要原则性热力系统计算来评价其安全性、经济性环保性。 4.2.2 计算的原始资料a. 给定的计算条件下的发电厂原则性热力系统图一张b. 给定出电厂计算工况，本例中采用最大工况计算c. 汽轮机机组、锅炉机组及热力工艺系统的主要技术数据参数d. 在已知的工况下辅助工艺热力系统的有关数据参数4.2.3 计算方法公式及步骤原则性热力系统的计算其实质就是联立多元一次线性方程组进行求解。计算的基本公式是根据热力学第一定律所得的热平衡式、物质平

37、衡式和汽轮机机组功率方程式。计算可以以相对量的概念来进行，即以1kg的汽轮机新蒸汽耗汽量为基准进行计算，逐步按顺序的计算出与之有相应关系的其它汽水流量的相对值，最后再根据汽轮机机组的功率方程式求出汽轮机机组的蒸汽汽耗量以及各汽水流量的绝对值。也可先估算出汽轮机机组新蒸汽耗量，顺序求得各汽水流量的绝对值，然后利用平衡式求得汽轮机功率并予以校核修改估算值。计算方法很通便，既可用传统计算方法，也可用其它方法；参数选定方式也较便利既可定功率、定供热量计算，也可定流量计算；还可以用正平衡、反平衡计算等众多方式。值得需要特别注意的是除了汽轮机机组外，还应包括锅炉、辅助设备的原始数据参数。当某些小汽水流未在

38、已知中给出时，我们可近似选为之汽轮机机组汽耗量的比值，（例如射汽抽气器新汽耗量和轴封用汽，可取为0.5，2；）同时电厂内工质泄漏导致的汽水损失和锅炉运行时连续排污量的数值，则需要参照电力工业技术管理法规（试行）所规定的允许值自由选取。通常在计算中把电厂内汽水损失值作为集中发生在新蒸汽管道上进行处理计算。当锅炉机组效率未给定时，我们可以参考同等参数、同等容量、相同燃用煤种和相同的同类工程的锅炉选取合理是锅炉效率。汽包锅炉汽包压力未给出时，可近似取过热器出口压力的1.25倍左右。锅炉运行时连续排污扩容器压力的确定，一般应视该扩容器出口蒸汽引至何处的具体路径而定，若引至除氧器系统，则还需考虑除氧器运

39、行方式（滑压还是定压），并选择合理的压损值，最后才能确定锅炉连续排污利用系统中有关的数据参数。原则性计算要按“先外后内，由高到低”顺序计算。发电厂原则性热力系统计算步骤我们将在下节进行叙述。4.3 原则性热力计算过程原则性热力系统如下图4-1，求在锅炉蒸发量为Db=2100.1t/h,最大供热工况时的热经济指标和分项热经济指标。 图.发电厂原则性热力系统图4.3.1 汽轮机机组的基本型式及参数汽轮机的类型为N66017.50/537.8/540，有关参数为，除蒸汽参数=17.50 MPa，=537.8，压损取=3%，再热蒸汽参数高压缸：=44.44MPa, =332.6,中压缸： =3.996

40、MPa, =540；给水温度：=275。在锅炉蒸发量=2100.09t/h最大供热工况下，新蒸汽、再热蒸汽参数与纯凝汽工况相同，排汽压力：=0.00617 MPa。在最大出力工况下各回热抽汽的压力和温度，加热器压力和疏水冷却器出口水焓、加热器出口水焓等见表4-1表4-1回热系统各汽水参数表如下项目单位各计算点H1H2H3H4H5H6H7H8SG排汽C抽气参数压力MPa6.074.442.4831.2760.5170.1460.070.0260.00617温度374.64332.14469.59372.8525.90133.7988.8065.50蒸汽焓kJ/kg3112.43038.83394

41、.73202.12974.92740.02623.92492.62803.12333.6加热器水温水焓加热器出口水温275255.4222.5187.9/191.9149106.68662.437.336.7/36.9疏水焓kJ/kg1151.8992.6851.9482.3459.8372.9273.157.6出口水焓kJ/kg12071111.9960.6798.3/825.3628.2447.9361.2262.1167.6153.6/155.9进口水焓kJ/kg1111.9960.6825.3628.2449.1361.2262.1167.6165.94.3.2 锅炉的类型和参数(1)

42、 最大连续蒸发量：=2100.1t/h，(2) 过热蒸汽出口参数：=18.2MPa, =540；(3) 再热蒸汽出口参数：=4.16MPa，=542.7；进口参数：=4.36MPa, =331.6；(4) 汽包压力：19.5MPa(5) 锅炉效率：=92.11%。4.3.3 其它数据(1) 新汽节流损失4，中压缸进汽节流损失2；(2) 1号抽汽至中压缸夹层冷却蒸汽量：=6168kg/h；(3) 机组各门杆漏汽、轴封漏汽等小汽流量及参数见表2-1(4) 蒸汽、再热蒸汽及排污扩容器计算点汽水参数见表4-2 (5) 补水温度：=15，62.8kJ/kg；(6) 除氧器安装高度：=35m；(7) 汽水

43、损失：=0.01(8) 锅炉排污量：=0.01；(9) 回热加热器效率：=0.99；(10)连续排污扩容器效率： =0.98，压力选为1.277MPa；(11)各抽汽管道压损：3%(12)在计算工况下机械损失=3620KW,发电机损失=8136KW。表4-2 新蒸汽、再热蒸汽及排污扩容器计算点汽水参数表如下汽水参数单位锅炉过热器出口汽轮机高压缸入口锅炉汽包排污水连续排污扩容器再热器入口再热器出口压力pMPa18.217.519.51.2774.443.996温度t540537.8332.6540汽焓hkJ/kg3385.53387.12784.83038.83535.9水焓hkJ/kg1801

44、.8811.02再热蒸汽焓升kJ/kg497.1计算：根据已知数据及水蒸汽焓熵图表，并查出各抽汽点焓值，作出水蒸汽的汽态膨胀线如图4-2所示：图.水蒸汽气态膨胀线4.3.4 计算新汽流量及各处汽水流量及系数1、 全厂物质平衡汽轮机总耗汽量=锅炉蒸发量=2100.1t/h=+=+0.01=1.0101锅炉给水量（此最大工况下应扣除过热器减温水量）=+-=+0.01-20390=1.0202-20390锅炉连续排污量 =0.01=0.0101排污扩容器热平衡计算求 （参见表1-3）扩容蒸汽回收量 未回收排污水量 补充水量 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()=0

45、.049985-0.99902（2）、由高压加热器H2计算()+()=()=()/-()/=(1.0202-20390)(1111.9-960.6)/0.99-(0.049985-0.99902)(1151.8-992.6)=(155.915414-3.116169)-(7.957612-1.445179)=(147.957802-2.957125)=0.072309-1.44518物质平衡的H2疏水量 =+=0.049985-0.99902+0.072309-1.44518 =0.122294-2.4442再热蒸汽量计算由于高压缸轴封漏出蒸汽,以及1级抽汽中有蒸汽进入中压缸夹层，故从高压缸物

46、质平衡可得=-=-=-7.068-(0.122294-2.4442)-5.79=0.877706-10.03581(3)由高压加热器H3热平衡计算 =-=0.048065-0.96065H3的疏水量=+=0.122294-2.4442+0.048065-0.96065=0.170359-3.40485(4)由除氧器H4热平衡计算除氧器出口水量（给水泵出口水量）=+=1.0202-20.39+20.39=1.0202=0.049202+0.29592除氧器进水量=-=1.0202-(0.170359-3.40485)-0.004886-(0.049202+0.29592)=0.795753+3.

47、10893(5)低压加热器H5进口水焓未知，故将疏水泵混合点M包括在H6的热平衡范围内进行局部系统计算，分别列出H5和H6两个不同的热平衡方程式，然后联立两个方程式求解得和由低压加热器H5热平衡计算(-)(-)+(+)(-)=(-)+(-)整理后得=0.057862-0.0047992-10.62731 (6）由低压加热器H6热平衡计算(-)(-)=(-)+(+)(-)整理后得=0.029432-0.36069-0.046489联系式子可解得 =0.057734-10.62794 =0.026748+0.13339低压加热器H6进水量=-=0.795753+3.10893-0.057734+1

48、0.62794-0.026748-0.13339-10.232=0.711271+3.37148(7)由低压加热器H7的热平衡求整理出得:=0.0316299-0.63693H7的疏水量=+ =0.031299-0.63693+0.657=0.0316299-0.02007(8)把低压加热器H8、轴封冷却器SG和凝汽器热井构成一个整体系统的热平衡方程计算整理后的：= =0.0296623-1.00489H8的疏水量=+=0.0316299-0.02007+0.0296623-1.00489=0.0612922-1.03096(9)由凝汽器热井物质平衡求=-=0.711271+3.37148-0

49、.0612922+1.03096-1.022-1.325-0.015316=0.634663+2.00930(10)由汽轮机物质平衡校核 =-0.0365335-15.24529554-13.236 =0.634663+2.00930与相等，无误差。负荷工程要求。3、计算结果汇总于表4-4中表4-4D(kg/h)h(kJ/kg)D(kg/hh(kJ/kg)=0.87770-10.41381=0.049985-0.99902=0.072309-1.44518=0.048065-0.96065 =0.049202+0.29592=0.057734-10.62794=0.026748+0.13339

50、=0.0316299-0.63693=0.0296623-1.00489=0.634665+2.0093=3387.1=497.1=3312.4=3038.8=3394.7=3202.1=2974.9=2740.0=2623.9=2492.6=2333.6=10.232=0.657=1.022=1. 325=3127.0=3068.8=2803.1=3068.8=0.368335-15.24529=13.2364、汽轮机汽耗计算及其功率校核（1）计算汽轮机内功率=+-代入已知数据及前面计算结果（表1-2），并整理后得=1244.363852-5583.68（2）由功率方程求=(+)3600=(

51、714729+3020+6610)3600=2607692400 kJ/h=1244.363852-5583.682解得：=2100.09t/h（3）计算各段抽汽量及其抽汽系数：由高压加热器H1抽汽量计算抽汽系数：=0.0499852100.09-0.99902=103.974t/h抽汽系数：=/=103.974/2100.09=0.04951高压加热器H1疏水系数：=0.04951由高压加热器H2抽汽量计算抽汽系数：=0.0723092100.09-1.44548=150.410t/h抽汽系数：=/=150.41/2100.09=0.07165高压加热器H2疏水系数：=+=0.07165+0

52、.04951=0.12116再热器流量：=0.8777062100.09-10.03581=1833.226 t/h再热器流量系数：=/=1833.226/2100.09=0.87293由中压加热器H3抽汽量计算抽汽系数：=0.0480652100.09-0.96065=99.980t/h汽系数：=/=99.980/2100.09=0.04761中压加热器H3疏水系数：=+=0.0.12116+0.04761=0.16877由除氧器H4抽汽量计算抽汽系数：=0.0492052100.09+0.29592=103.631t/h抽汽系数：=/=103.631/2100.09=0.04935由中压加热器H5抽汽量计算抽汽系数：=0.0577342100.09-10.62794=110.619t/h抽汽系数：=/=110.6