能源与动力工程汽轮机课设-机组按50MW为经济负荷对神头电厂N75—90_535型汽轮机进行改造.doc

改造方案评价及设计总结：该机组按50MW负荷下运行，热耗率比原设计工况下运行下降了196.815kJ/kw.h，标准煤耗明显下降，下降了，按年运行6000h计算，全年节煤约2246t。以上数据说明，该机组按50MW为经济负荷进行技术改造后，经济性明显提高，因此，该改造是可行的，且是必要的。一、概述（一） 课程设计的目的汽轮机课程设计是对在汽轮机课程中所学到的理论知识的系统总结、巩固和加深；要求掌握汽轮机热力计算及变工况下热力核算的原则、方法和步骤，还要综合各方面的实践经验和理论知识，结合结构强度、调节运行、辅助设备等有关基本知识来分析问题，才能较合理的选定汽轮机设计的基本方案。（二） 课程设计的题目机组按50MW为经济负荷对神头电厂N7590/535型汽轮机进行改造。（三） 改造方案本机调节级为单列级，采用对18级堵喷嘴的方法，通过减少喷嘴数目来调整流通面积，使18级基本保证在设计参数下运行，使各级的每个喷嘴仍流过设计流量。（四） 汽轮机回热系统图回热系统图（五） 课程设计的要求1、 绘出热力过程拟定线。2、 回热系统详细计算，并做出回热系统热力计算汇总表。3、 做出18级压力级改造热力计算级920级压力级变工况核算的汇总表，并把调节级18级的任意一级和920级的任一级的详细热力计算过程书面写出。4、 绘出计算后的整级热力过程线，并对每一压力级绘出速度三角形，调节级和18压力级需堵的喷嘴数（列表）。5、 要做到正确的选择设计数据，效率高、结构合理、布置紧凑、安全可靠、计算正确、绘图规范，清楚美观。二、课程设计步骤和内容1、 回热系统的热力计算1.1近似热力过程线的拟定已知：初参数：，查焓熵图得终参数：，查在焓熵图上沿定熵线交得 故理想比焓降；取，则取中点将此值下调，得，在焓熵图上绘制拟定的热力过程线如附图1所示。1.2进汽量的计算已知：， 由公式得：1.3回热系统热平衡的初步计算1.3.1各级抽汽量计算由于第八级后各通流面积无变化，则，即：查指导书可得：则同理可得：由得：同理可得：1.3.2加热器的热平衡计算确定，由查饱和水蒸汽表得：，由此得(一)高加1部分热平衡计算由上述知：首先查拟定热力过程线得下的过热蒸汽焓为由查饱和水蒸汽表得，则由得：(二)高加2部分热平衡计算由于,查表得：，查拟定热力过程线得，解得(三)除氧器部分热平衡计算由于，查拟定热力过程线得， (四)低加1部分热平衡计算由于，查拟定热力过程线得，查饱和水蒸汽得，由于，由(五)低加2部分热平衡计算由于，查拟定热力过程线得，查饱和水蒸汽得此时(六)低加3部分热平衡计算由于，查拟定热力过程线得， 查饱和水蒸汽得，则(七)混合部分热平衡计算联立解得2.通流部分热力计算2.1调节级的热力计算(取)1.调节级的进汽量2.圆周速度：3.级的理想出口速度：4.级的理想焓降：5.喷嘴理想焓降：6.查拟定热力过程线得： 喷嘴前后压力之比：7.喷嘴出口汽流速度: 8.喷嘴损失：9.喷嘴出口面积：10.计算喷嘴数：已知 计算喷嘴数：11.堵喷嘴数：确定后的修正计算：12.原设计节距 所以喷嘴出口面积13.修正喷嘴出口汽流速度： 14.部分进汽度：15.动叶进汽口汽流相对速度和进汽角：动叶进口动能：16.动叶理想焓降： 17.动叶出口汽流相对速度18.动叶损失：19.查拟定热力过程线得：20.动叶出口面积：不必计算21.动叶进口汽流角(取原设计值)： 22.动叶出口汽流绝对速度：23.余速损失：24.轮周有效焓降：25.叶高损失：26.轮周有效焓降： 27.叶轮摩擦损失： 28.鼓风损失： 斥汽损失： 29. 30.级内效率：31.级后参数：2.2前八级的热力计算第一级(取1.调节级的进汽量:2.圆周速度：3.级的理想出口速度：4.级的理想滞止焓降：5.喷嘴理想滞止焓降：6.查拟定热力过程线得： 喷嘴前后压力之比：7.喷嘴出口汽流速度: 8.喷嘴损失：9.喷嘴出口面积：10.计算喷嘴数：已知 计算喷嘴数：11.堵喷嘴数：确定后的修正计算：12.原设计节距 所以喷嘴出口面积13.修正喷嘴出口汽流速度： 14.部分进汽度：15.动叶进汽口汽流相对速度和进汽角： 动叶进口动能：16.动叶理想焓降： 17.动叶出口汽流相对速度18.动叶损失：19.查拟定热力过程线得：20.动叶出口面积：不必计算21.动叶进口汽流角(取原设计值)： 22.动叶出口汽流绝对速度：23.余速损失：24.轮周有效焓降：25.叶高损失： 27.叶轮摩擦损失： 29. 计算漏气量：隔板漏气量： 叶顶漏气损失： 31.级内效率：32.级后参数： 28级计算结果如附录2所示。2.3第九至第二十级在变工况下的倒算核算2.3.1第二十级在变工况下的倒算核算 由于八级后的通流面积没有发生变化，所以要通过变工况下的核算来求其功率和效率。1.确定排汽状态点1由前面计算可得： 2.估算级内损失并确定出口状态点2，估算变工况下其它损失：原参数由回热系统图可得20级后的流量 假设 由点1沿 3. 4.动叶出口速度等熵指数 圆周速度: 5.求动叶喉部临界压力：动叶喉部速度为：(a)估算4点焓和熵 6.将2和4点连接，将连线分为5等份，对应比焓和比熵如下：1234h(kJ/kg)2300.32326.52349.22400S(kJ/(kgK)7.50017.49557.49507.4899由各点比焓值和比熵值可查得P、x、v如下：1234P0.00540.0060.0070.012X0.890.8940.8980.918v23.521.218.111.61234k1.1241.12441.12481.126816.07117.83920.85734.142代入中可得： 将表格中的数据在坐标中表示出来：，此时7.求动叶出口相对速度：在动叶喉部截面上有：8.动叶出口汽流偏转角 9.重新确定2点假设 由点1沿 10. 11.动叶出口速度等熵指数12.求动叶喉部临界压力：动叶喉部速度为：(a)估算4点焓和熵 13将2和4点连接，将连线分为5等份，对应比焓和比熵如下：1234h(kJ/kg)2301.32329.52350.22400S(kJ/(kgK)7.50337.49557.49497.4899由各点比焓值和比熵值可查得P、x、v如下：1234P0.00540.0060.0070.012X0.890.8940.8990.918v23.521.218.211.61234k1.1241.12441.12491.126816.07117.83920.86934.142代入中可得： 将表格中的数据在坐标中表示出来：，此时14.求动叶出口相对速度：在动叶喉部截面上有：15. 汽流偏转角 16.确定3点与40点 由点2沿等压线向下平移得到点3，由点3等比熵向上平移得到点17.初算，确定点4： 18. 19. 查表得， 20.21.接4和0点，并将其5等分，h和S如下：12345h23702385239624072435S7.487. 4757.4737.4717.47通过h和S查得P、V和x如下：12345P0.010.0110.0120.0130.016X0.9110.9150.9180.920.928V13.712.411.1118.9将以上数据代入得：12345k1.12611.12651.12681.1271.127828.6731.61234.90236.49545.028将上述数据表示在坐标纸上有： 22.，动叶理想焓降确定5点, 撞击损失：撞击损失不可忽略23. 喷嘴损失 确定6点， 确定0*点 可以假定 确定0点24.计算级的反动度：重新确定=0.941重新确定2点确定3点 25.级的理想焓降计算级内损失级的内效率2.4整机效率、功率、汽耗率、热耗率计算1.整机相对内效率2. 整机内功率Ni= Ni1 Ni2+ Ni调=55741.762Kw3.汽耗率4.热耗率与原设计在75MW负荷运行时热耗率9932.35KJ/Kwh相比下降了196.815KJ/Kwh标准煤耗下降按年运行6000小时计 全年节煤量汽轮机调节级计算数据汇总表名 称符 号单 位调节级1进口压力P0Mpa8.392余速利用hc0kJ/kg03进口焓h0kJ/kg34804进气量DoG/t)202.695喷嘴平均直径dmmm11006圆周速度um/s172.797最佳速比Xa/0.388级的理想出口速度C2tm/s454.719级的理想比焓降htkJ/kg103.38110反动度m/0.07111喷嘴理想焓降hnkJ/kg96.0412喷嘴理想焓值h1tkJ/kg3383.9613喷最后压力P1Mpa6.2014喷嘴后的理想比容V1tm3/kg0.05215喷嘴后理想温度t148416喷嘴前后压比n/0.70217喷嘴出口气流速度c1tm/s438.2718喷嘴速度系数/0.9719喷嘴实际出口速度C1m/s452.1220喷嘴损失hnKJ/kg5.67621喷嘴流量系数un/0.9722喷嘴出口面积Ancm2110.8823喷嘴高度Lnmm23.7224原喷嘴实际面积Ancm2134.525原喷嘴数Zn/3826计算喷嘴数Zn/2927堵喷嘴数Zn/928设计节距tnmm44.2529喷嘴喉部宽tnsin/10.0830喷嘴出口角正弦sin/0.223631喷嘴出气角1。12.9232喷嘴出口面积Anm20.00688733修正喷嘴理想出口气流速度C1tm/s435.2934修正喷嘴实际气流速度C1m/s422.2335部分进气度e/0.37136动叶进口相对速度w1m/s256.6537动叶进气角。21.5638动叶进口动能hw1kJ/kg32.93539动叶理想焓降hbkJ/kg7.34040动叶理想焓值h2tkJ/kg3389.63541动叶理想滞止焓hb0kJ/kg40.27542动叶出口相对速度W2tm/s283.8143动叶速度系数/0.92544动叶出口实际相对速度W2m/s262.5245动叶损失hc2kJ/kg5.81546动叶后蒸汽压力P2Mpa6.1947动叶后蒸汽比容V2tm3/lg0.05848动叶出口气流角2。19.649动叶出口绝对速度C2m/s115.3650动叶出气角2m/s49.7651余速损失hc2kJ/kg6.65452轮周有效焓降1hukJ/kg85.23653轮周效率u%82.4554动叶高度lbmm25.455叶高损失hlkJ/kg5.74956轮周有效焓降2hukJ/kg79.48757轮周功率NuKw4475.33958叶轮摩擦损失hfkJ/kg2.01059鼓风损失hwkJ/kg1.44360斥气损失hskJ/kg4.62161部分进气损失hekJ/kg6.06462隔板漏气损失hpkJ/kg/63叶顶漏气损失htkJ/kg/64漏气损失hkJ/kg/65级的有效焓降hikJ/kg71.41366级效率i%69.0867级的内功率Nikw4020.7568级后的压力P2Mpa6.1969级后的焓h2kJ/kg3408.587汽轮机前八级计算数据汇总表名 称符 号单 位第一级第二级第三级第四级第五级第六级第七级第八级1进口压力P0Mpa6.195.054.23.452.822.271.901.572余速利用hc0kJ/kg01.8932.0952.0281.75201.7311.6563进口焓h0kJ/kg3408.5873364.4943319.5023273.8393227.1373179.2363137.9243095.9214进气量DoG/t)199.90199.90199.90199.90199.90190.5190.5190.55喷嘴平均直径dmmm985.5988.59929961000.51001.51010.510156圆周速度um/s154.959155.43155.98156.608157.315157.944158.886159.5937最佳速比Xa/0.450.450.4520.4540.450.490.4920.508级的理想出口速度Cam/s344.353345.400345.089344.952349.589322.334322.939319.1859级的理想比焓降htkJ/kg59.29059.65159.54359.49661.10651.9552.14550.94010反动度m/0.0730.0790.0850.0920.0960.1020.1140.11811喷嘴理想焓降hnkJ/kg54.96254.93854.48254.14155.24046.65146.20044.92912喷嘴理想焓值h1tkJ/kg3353.6253309.5563265.023219.6983171.8973132.5853091.9243050.99213喷嘴后压力P1Mpa5.154.33.52.92.31.951.61.3214喷嘴后的理想比容V1tm3/kg0.0620.0730.0860.1050.1250.1450.1680.18615喷嘴后理想温度t146544141739236734532230516喷嘴前后压比n/0.6130.8310.8310.8350.8040.8550.8330.81517喷嘴出口气流速度c1tm/s331.546331.477330.097329.064332.386305.453303.975299.76318喷嘴速度系数/0.970.970.970.970.970.970.970.9719喷嘴实际出口速度An321.600321.532320.194319.192322.414296.289294.856290.77020喷嘴损失hnKJ/kg3.2483.2473.2203.2003.2652.7572.732.65521喷嘴流量系数un/0.970.970.970.970.970.970.970.9722喷嘴出口面积Ancm2117.86127.02131.936127.968132.366137.215141.17157.63023喷嘴高度Lnmm24.127.4230.7435.3239.0842.1748.4053.6824原喷嘴实际面积Ancm2137.62168.66196.03316.16248.16273.75324.16383.5825原喷嘴数Zn/484848484848484626计算喷嘴数Zn/383637414245454127堵喷嘴数Zn/1012117633528设计节距tnmm64.564.764.965.265.565.766.169.329喉部宽tnsin/11.9612.8513.313.3313.2313.6613.9715.5330喷嘴出口角正弦sin/0.20080.20140.20200.20280.20450.20450.20580.216731喷嘴出气角1。11.5811.6111.6511.7011.8011.8011.8812.5232喷嘴出口面积Anm20.0107050.0126070.0149140.0193030.0215280.0258970.0301500.0338433修正喷嘴理想出口气流速度C1tm/s324.040329.449325.447311.382329.522305.156301.214287.96434修正喷嘴实际气流速度C1m/s314.319319.566315.683302.040319.637296.001292.178287096435部分进气度e/0.7920.7500.7710.8540.8750.9370.9370.89136动叶进口相对速度w1m/s165.468170.223165.937152.040168.741145.038140.55136.61337动叶进气角。22.4222.2222.6023.7622.7924.6725.3327.0838动叶进口动能hw1kJ/kg13.69014.48813.76811.55814.23710.5789.8779.33139动叶理想焓降hbkJ/kg4.3284.7125.0615.3355.8665.2995.9456.01140动叶理想焓值h2tkJ/kg3356.8733312.8033268.243222.8983175.1623235.343094.4543053.64741动叶理想滞止焓hb0kJ/kg18.01819.20018.82916.91320.10315.81715.82215.34242动叶出口相对速度W2tm/s289.83195.96194.056183.917200.514177.859177.885175.7043动叶速度系数/0.9340.9350.9360.9370.9370.9350.9370.93844动叶出口实际相对速度W2m/s177.302183.223181.442172.331187.882166.054166.679164.13545动叶损失hc2kJ/kg2.3002.4152.3682.0642.4531.9301.9311.87246动叶后蒸汽压力P2Mpa5.054.23.452.822.271.901.571.2847动叶后蒸汽比容V2tm3/lg0.0650.0770.0870.0110.1290.1500.1720.20448动叶出口气流角2。19.9219.9519.9520.0020.0220.1520.1520.2049动叶出口绝对速度C2m/s61.53664.73463.68159.19467.29857.41557.55659.71350动叶出气角2m/s79.0074.7669.7384.8373.4791.4992.4396.2151余速损失hc2kJ/kg1.8932.0952.0281.7522.2651.6481.6561.78252轮周有效焓降1hukJ/kg51.84851.89451.92752.48053.12445.61445.82744.62953轮周效率u%90.3390.1690.2890.8890.2890.6890.7790.7954动叶高度lbmm26.529.5333741.545.551.55655叶高损失hlkJ/kg3.4423.0282.7032.3772.1751.7311.5151.3356轮周有效焓降2hukJ/kg48.40548.86649.22550.10350.94943.88344.31243.29957轮周功率NuKw2687.8772713.4052733.3322782