300MW火电机组机务部分局部初步设计毕业论文.doc

300MW 火电机组机务部分局部初步设计 1 300MW300MW 火电机组机务部分局部初步设计毕业论文火电机组机务部分局部初步设计毕业论文 目录目录 毕业设计任务书毕业设计任务书 2 2 绪绪 论论 2 2 第一章第一章 发电厂主要设备的选择发电厂主要设备的选择 3 3 第一节 汽轮机型式 参数及容量的确定 3 第二节 锅炉型式和容量的确定 3 第二章第二章 原则性热力系统的拟定原则性热力系统的拟定 4 4 第一节 除氧器连接系统的拟定 4 第二节 给水回热连接系统的拟定 5 第三章第三章 原则性热力系统的计算原则性热力系统的计算 8 8 第一节 计算中的原始数据 8 第二节 原则性热力系统计算 12 第四章第四章 热力系统辅助设备的选择热力系统辅助设备的选择 2222 第一节 给水泵的选择 22 第二节 凝结水泵的选择 24 第三节 除氧器及给水箱的选择 26 第四节 连续排污扩容器的选择 27 第五节 定期排污扩容器的选择 28 第六节 疏水扩容器的选择 29 第七节 工业水泵的选择 29 第八节 循环水泵的选择 31 第五章第五章 锅炉辅助设备的选择锅炉辅助设备的选择 3232 第一节燃烧系统的计算 32 第二节 磨煤机选择及制粉系统热力计算 34 第六章第六章 全面性热力系统的拟定全面性热力系统的拟定 3737 第一节 选择原则 37 第二节 主蒸汽管道系统 37 第三节 再热蒸汽旁路系统 38 第四节 给水管道系统 39 第五节 回热加热系统 40 第六节 除氧器及给水箱管道系统 40 第七节 其他一些系统 41 结结 论论 4242 2 参参 考考 资资 料料 4343 附附 录录 4444 毕业设计任务书毕业设计任务书 一 设计题目 一 设计题目 300MW 火电机组机务部分局部初步设计 二 设计目的 二 设计目的 1 在理论上熟练掌握电厂各主要设备和系统的工作原理 2 通过绘制局部全面性热力系统图 熟练掌握 300MW 机组全面性热力系统 3 掌握一般工程设计的设计步骤 4 进一步提高理论水平和提高运用所学理论知识的能力 5 培养查阅科技资料和独立设计的能力 三 设计要求 三 设计要求 1 熟练掌握 300MW 机组全面性热力系统 完成电厂的局部设计 2 发扬刻苦钻研的精神 认真对待此次毕业设计并完成设计任务 四 设计任务 四 设计任务 1 锅炉燃烧系统及其设备的选择 1 燃烧系统的计算 2 制粉系统的确定 3 磨煤机的选择 4 给煤机的选择 5 送风机 一次风机的选择 6 引风机的选择 7 除尘器的选择 2 原则性热力系统的拟定 计算 1 给水回热和除氧器系统的拟定 2 补充水系统的拟定 3 锅炉连续排污利用系统的拟定 4 绘制原则性热力系统图 5 绘制汽轮机热力过程线及汽水综合参数表 6 锅炉连续排污利用系统的计算 7 回热系统计算 8 汽轮机总汽耗量及各项汽水流量计算 9 热经济指标计算 3 汽机车间主要设备的确定 1 配备设备的选择 包括凝汽器 高压加热器 低压加热器 轴封冷却器 真 空泵等 2 给水泵的选择 3 凝结水泵的选择 4 除氧器及给水箱的选择 5 低压加热器疏水泵的选择 6 连续排污扩容器和定期排污扩容器的选择 300MW 火电机组机务部分局部初步设计 3 7 疏水扩容器的选择 8 疏水箱及疏水泵的选择 9 工业水泵及生水泵的选择 4 供水方式的确定和循环水泵的选择 5 全面性热力系统的拟定 1 主蒸汽管道系统 2 再热机组旁路系统 3 主给水管道系统 4 主凝结水管路系统 5 回热加热器管道系统 6 除氧器及给水箱管道系统 7 轴封管道系统 8 补充水管道系统 9 排污扩容器及排污冷却器管道系统 10 真空及空气管道系统 11 给水箱和低位水箱管道系统 6 绘制系统图 见具体绘图要求 五 设计时间 五 设计时间 2013 年 6 月 10 日至 2013 年 8 月 1 日 六 成绩评定 六 成绩评定 根据设计出勤情况 论文编写情况和答辩情况综合评定 成绩等级 优秀 良好 中等 及格 不及格 七 参考资料 七 参考资料 1 热力发电厂 2 汽轮机原理 3 锅炉原理 4 300MW 机组热力系统图 5 300MW 机组运行规程 6 火力发电厂设计技术规程 八 设计参数 八 设计参数 锅炉系统的设计参数按照锅炉原理教材 P26 表 2 8 进行 按学号分配 汽轮机部 分的设计按给定工况参数计算 即初压为 16 67XXMPa 初温为 537 XX XX 为学号 设计参数 每人使用自己的设计参数 根据要求选定下列参数作为计算参数 锅炉系统的设计参数按照下表进行 热力系统部分的设计按给定工况参数计算 4 设计参数分配 摘摘 要要 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 本次设计的目的是通过对 300MW 火力发电厂热力系统局部的初步设计 掌握火力发 电厂热力系统初步设计的步骤 计算方法及设计过程中设备的选择方法 熟悉热力系统 的组成 连接方式和运行特性 本文分为四部分 对锅炉燃烧系统及其设备进行选择 进 行原则性热力系统的拟定计算 全面性热力系统的拟定和汽机主要辅助设备的确定 通 过一些给定的基本数据和类型进行科学的计算 来选配发电机组所需的各种设备 使其 达到优化 目前有关 300MW 机组所需的各种设备种类繁多 参数各异 本文在进行设计选型时 仅依照安全经济的标准进行优化没有考虑其他影响因素 充分借鉴铁岭发电厂设备选型 煤种元素成分 序 号 姓 名 水 分 Car 灰分 Har 碳 Oar 氢 Nar 氧 Sar 氮 Mar 硫 Aar 应用 基低 位发 热量 Qar ne t p k y x Q J kg 空 气 干 燥 水 分 干燥 无灰 基挥 发分 Vdaf BTM 法 可 磨 性 系数 Kkm 300MW 火电机组机务部分局部初步设计 5 及其方案 关关 键键 词词 火力发电厂 热力系统 初步设计 设备选择 绪 论 电力工业 是我国经济不断发展的基础 电力工业的发展已成为衡量国家技术和经 济 力量的重要标志 电力工业是将一次能源转换成电能的工业 因此 根据一次能源的不 同 可以将发电厂分为很多种 目前国内以常见的电厂主要有水电厂 火电厂 核电厂 利用水流的动能和势能来生产电能简称水电厂 水流量的大小和水头的高低 决定 了 水流能量的大小 从能量转换的观点分析 其过程为 水能 机械能 电能 实现这一 能 量转换的生产方式 一般是在河流的上方建坝 提高水位以造成较高的水头 建造相应的 水工设施 以有效地获取集中地水流 水经引水机构引入电厂的水轮机 驱动水轮机转 动 6 水能便被转换成水轮机的旋转机械能与水轮机直接相连的发电机将机械能转换成电能 并由发电厂电气系统升压送入电网 利用煤 石油 天然气或其他燃料的化学能来生产电能 简称火电厂 从能量转换 的观点分析 其基本过程是 化学能 热能 机械能 电能 世界上多数国家的火电厂 以燃煤为主 煤粉和空气在电厂锅炉炉膛空间内悬浮并进行强烈的混合和氧化燃烧 燃 料的化学能转换为热能 热能以辐射和对流的方式传给锅炉内的水介质 分阶段的完成 水的预热 汽化和过热过程 使水成为高温高压的蒸汽 水蒸气经管道有控制地送入汽 轮机 由汽轮机实现蒸汽热能向旋转机械能的转换 高速旋转的汽轮机转子通过连轴器 拖动发电机发出电能 电能由电厂电气系统升压送入电网 利用核能来生产电能 称核电厂 核电站 原子核的各个核子 中子与质子 之间 具有强大的结合力 重核分裂和轻核聚合时 都会放出巨大的能量 称为核能 目前在 技术比较成熟 形式规模投入运营的 只是重核裂变释放出的核能生产电能的原子能发 电厂 从能量的装换的观点分析 是由重核裂变核能 热能 机械能 电能的转换过程 本次毕业设计题目是 300MW 火电机组机务部分局部初步设计 是对火电厂进行局部 设计 设计者主要对国产 300MW 汽轮发电机组进行设计 设计内容主要包括 发电厂主 要设备的确定 原则性热力系统的拟定 原则性热力系统的计算 计算各部分汽水流量 和各项热经济指标 热力系统辅助设备的选择 全面性热力系统拟定及全面性热力系统 图的绘制 第一章 发电厂主要设备的选择 发电厂的主要设备由锅炉 汽轮机和发电机组成 在设计中 应对所需要的主设备 进行合理的确定 对于大型电网中主力发电厂应优先选用大容量机组 最大容量机组宜取电力系统总 容量的 8 10 国外取 4 6 汽轮机单机容量和台数可以根据发电厂的容量确定 一般 随机组容量增大 为了便于发电厂生产管理和人员培训 发电厂一个厂房内机组 容量等级不宜超过两种 机组台数不宜超过 6 台 如采用 300MW 和 600MW 机组 按 6 台机组计的发电量可达到 1800MW 和 3600MW 发电厂同容量的机组设备宜采用同一制造厂的同一型式或改进型式 同时要求其配 套辅机设备 如给水泵 除氧器的型式也一致 300MW 火电机组机务部分局部初步设计 7 第一节 汽轮机型式 参数及容量的确定 根据 火力发电厂设计技术规程 以下简称 规程 中第 8 1 3 条 根据电力负荷 的需要 宜优先选用大容量中间再热式汽轮机组 根据我国汽轮机现行规范 单机容量 50MW 以上的凝汽式机组宜采用高参数 300MW 600MW 凝汽式机组宜采用亚临界参数或超临界参数 在此次设计中 选用 1 台 300MW 机组 型号 N300 16 18 550 550 凝汽式 300MW 蒸汽初压 16 18MPa 初温 550 第二节 锅炉型式和容量的确定 规程 6 1 1 2 凝汽式发电厂宜一机配一炉 不设备用锅炉 锅炉的最大连续蒸发 量应与汽轮机最大进汽量工况相匹配 对于 300MW 汽轮机组 锅炉最大连续蒸发量为汽轮机额定工况进汽量的 112 9 锅炉的台数与汽轮机的台数相等 锅炉过热器出口额定蒸汽压力一般为汽轮机额定进汽 压力的 105 过热器出口温度一般比汽轮机额定进汽温度高 3 为了减少主蒸汽和再 热蒸汽的压降和散热损失 提高主蒸汽管道效率 再热器出口额定蒸汽温度一般比汽轮 机中压缸额定进汽温度高 3 选用锅炉型号为 HG 1000 17 4 型自然循环汽包炉 最大连续蒸发量 Db 1000 t h 过热蒸汽出口参数 Pb 17 4MPa t 555 再热蒸汽出口温度 trh 555 汽包压力 20 4Mpa 锅炉效率 b 0 9166 第二章 原则性热力系统的拟定 第一节 除氧器连接系统的拟定 一 除氧器压力的确定 除氧器压力应根据发电厂的参数 类型和不同水质对含氧量的要求选择 根据技术 经济比较选择 规程 8 4 2 除氧器的总容量应根据最大给水消耗量选择 每台机组宜配 1 台除氧 8 器 高压及中间再热凝汽式机组宜采用一级高压除氧器 原因在于 1 除氧器压力提高 汽轮机抽汽口的位置也随着压力提高向前推移 可以减少回热 系统中价格昂贵的高压加热器的台数 相应增加低压加热器的台数 使系统造价降低 安全性也提高 2 电厂事故或高压加热器停用时 高压除氧器可以减少进入锅炉给水温度的变化幅 度 改善锅炉的运行条件 3 除氧器压力提高 相对的饱和水温也提高 使气体在给水中溶解度降低 增强气 体自水中离析过程 有利于提高除氧效果 4 压力提高 给水在除氧器内的焓升也提高 可避免除氧器的自生沸腾 高压除氧器的工作压力一般为 0 343 0 784Mpa 我国规定 定压运行高压除氧器选 为 0 588Mpa 相应的饱和水温度为 158 滑压运行高压除氧器最高工作压力为 0 733 0 784Mpa 二 除氧器运行方式 规程 8 1 4 中间再热机组的除氧器宜采用滑压运行方式 除氧器滑压运行使指除氧器运行时其压力不恒定 随机组的负荷与抽汽压力的变动 二变化 启动时 除氧器保持最低恒定压力 负荷增加达到额定负荷时 其压力达到最 高的工作压力 采用滑压运行 可以避免运行中的节流损失 提高汽轮机的热经济性 三 除氧器的连接方式和备用汽源 除氧器的连接系统是指连接除氧器及其给水箱的汽 水管道系统 其设计的基本要 求是 1 保证除氧器压力稳定 有稳定辅助除氧效果 2 防止给水泵汽蚀 要求给水箱水位稳定 3 具有较高的回热经济性 下图 2 1 所示是除氧器滑压运行时的蒸汽连接系统 除氧器抽汽管上不设压力调节阀 为防止蒸汽倒流入汽轮机抽汽没有逆止阀一个 因此除氧器的工作压力在使用汽轮机抽 汽时任何工况下都接近抽汽压力 减去抽汽管压损 除氧器在启动和低负荷运行时最低 工作压力一般为 0 147Mpa 1 5ata 并保持恒定 且在低负荷时除氧器也不用切换到高一 级抽汽和停用本级抽汽 因此避免了运行中的节流损失 为了保证除氧器工作安全 在 蒸汽连接系统中增设稳压联箱 除氧器启动时 启动汽源应来自启动锅炉或厂用辅助蒸 汽系统 汽轮机低负荷运行时可用高压缸做汽源 以上蒸汽都接至稳压联箱上 联箱上 还装有安全阀 以避免压力较高的蒸汽直接窜入除氧器 引起除氧器超压 第二段抽汽为备用汽源 正常与第四段抽汽相连 300MW 火电机组机务部分局部初步设计 9 图 2 1 除氧器滑压运行时的蒸汽连接系统 第二节 给水回热连接系统的拟定 一 表面式加热器疏水方式的确定 回热加热器按传热方式 可分为混合式和表面式两种 混合式加热器通过蒸汽和被加热水直接接触 混合进行传热 他的优点是可以将水 加热到该加热器蒸汽压力下的饱和水温度 充分利用抽汽的热能 从而使发电厂节省更 多的燃料 此外 这种加热器结构简单 价格较低 便于汇集不同温度的工质和除去水 中的气体 但是 混合式加热器的主要缺点是热力系统复杂 使给水系统和设备的可靠 性降低 投资增加 本设计中采用表面式加热器 表面式加热器是通过金属受热面将蒸汽的凝结放热量 传给管束的被加热水 因此存在热阻 一般不能将水加热到该加热蒸汽压力下的饱和温 度 缺点是金属消耗量较多 造价高 工作可靠性较低 但对回热系统而言 泵的数量 少 系统较简单 安全性提高 运行 管理和维护方便 表面式加热器的疏水方式有两种 采用疏水泵的连接系统和采用疏水自流的连接系统 采用疏水泵的连接系统热经济性较高 但系统复杂 投资增加 额外消耗了厂 用电 事故率较大 增加了检修维护的费用 采用疏水自流的连接系统 热经济性较差 但没有疏水泵系统简单 安全可靠 不耗用厂用电 运行维护方便 目前应用最为广泛 图 2 2 疏水泵与疏水自流热经济性的比较 如上图 2 2 所示为采用疏水泵与疏水自流热经济性比较的连接系统 现在分析一下加 10 热器的疏水有疏水泵改为疏水自流 图中虚线所示 后 系统热经济性的变化 若 2 号 加热器的疏水由疏水泵改为疏水自流入 3 号加热器 其中 1 号加热器由于进口水温下降 故抽汽量增加 2 号加热器由于凝结水流量增加 故抽汽量也增加 然而 3 号加热器由 于 2 号加热器疏水进入闪蒸放热使 3 号抽汽量减少 即 排挤 了该级的抽汽量 总起 来说 由于排挤了部分低压抽汽 并相应增加了压力较高的抽汽 若忽略相邻级压力下 汽化潜热的微小差异 则增加的抽汽量和减少的抽汽量是相同的 使回热抽汽在汽轮机 中的作功量减少 为维持功率不变 势必要增加通往凝汽器的流量 因而导致额外的冷 源损失 由此可见 采用疏水自流的连接系统的热经济性小于采用疏水泵的连接系统 二 蒸汽冷却器 蒸汽冷却器分为内置式与外置式 图 2 3 a 所示为高压加热器的内置式蒸汽冷却段 其抽汽过热度的利用只局限于 降低本级加热器的出口端差 热经济性较小 图 2 3 蒸汽冷却器的连接方式 图 2 3 b c 为单独设立的外置式蒸汽冷却器 其优点是蒸汽冷却器与回热系统连 接的方式比较灵活 既可降低本级加热器的端差 又可直接提高给水温度 因此其经济 性较好 但系统复杂 投资也较多 本设计采用外置式蒸汽冷却器 外置式蒸汽冷却器是作为独立的换热器来完成加热任务的 系统较复杂 设备 管道投资大 所以回热系统一般只采用一台 而其中取得的效益 取决于蒸汽冷却器装 设位置的合理性 蒸汽冷却器的效益和这段抽汽的过热度成正比 也和这段抽汽所加热的给水焓升成 正比 对于中间再热的机组而言 蒸汽冷却器一般都装设在再热机组再热后的第一级抽 汽处 300MW 火电机组机务部分局部初步设计 11 三 给水泵的连接与驱动 中间再热凝汽式机组采用单元制系统 300MW 机组在以便情况下 采用气轮机给水 泵具有一定的经济性 但也用电动调速给水泵作用备用 为避免汽蚀必设置前置泵 给 水泵与前置泵用同轴拖动 原因 高加的水侧压力大大降低 四 补充水系统的拟定 补充水引入凝汽器 在与系统主凝结混合时 应尽可能使其引起的传热过程不可逆 损失减小 所以补充水要引入凝汽器 化学除盐原因 新蒸汽压力不断提高 对水质要求高 要除去易溶于水中的钠盐 必用化学除盐设备来处理补充水 五 排污系统的拟定 采用单级的排污 一连排 一定排 将蒸汽温度和压力降低到规定值 排入地沟 不回收工质和热量 画原则性热力系统时可不画定排 但全面性要画 对与汽包炉要采 用一级排污扩容器抽汽为入段不调整抽汽分别送入三高 四级一除氧器中 第三章 原则性热力系统的计算 第一节 计算中的原始数据 一 汽轮机型式和参数 图见附录 12 机组型式 国产 N300 16 18 550 550 蒸汽初参数 00 16 18 550 a pMP t 再热蒸汽参数 高压缸排汽 2 3 46 328 rh pMPa t 中压缸排汽 3 06 550 rhrh pMPa t 排汽压力 0 0051 c pMPa 二 回热系统参数 8 级 3 高 4 低 1 除氧 该机组有八级不调整抽汽 额定工况时其抽汽参数如下 表 3 1 N300 16 18 550 550 型机组回热抽汽参数表 回 热 抽 汽 参 数 项 目 单 位 一二三四五六七八 加热器编 号 1 H 2 H 3 H 4 H 5 H 6 H 7 H 8 H 抽汽压力 p MPa4 963 461 460 770 480 280 0820 018 抽汽温度 t 37532844035229323311858 给水泵出口压力为 22 65MPa 231ata 给水温度为 263 08 三 主汽门及调速汽门漏汽及参数 主汽门门杆 1 0 004429 sg d 1 3394 45 sg h 中压联合汽门门杆 2 0 004053 sg d 2 3535 66 sg h 高压缸前后汽封 3 0 013233 sg d 3 3028 44 sg h 低压缸汽封 4 0 001430 sg d 4 2716 sg h 四 锅炉型式和参数 锅炉型式 HG 1000 17 4 型自然循环汽包炉 最大连续蒸发量 1000t h b D 过热蒸汽出口参数 17 4 b pMPa 555 b t 再热蒸汽出口参数 555 rh t 汽包压力 20 4MPa 300MW 火电机组机务部分局部初步设计 13 锅炉效率 91 66 b 五 计算中选用的数据 1 小汽水流量 锅炉连续排污量 0 01 blb DD 全厂汽水损失 1 0 01 b DD 给水泵小汽轮机汽耗量 34 988t h td D 给水泵小汽轮机功率 6380 td PKW 给水泵小汽轮机进汽压力 0 782MPa 给水泵小汽轮机温度 366 给水泵小汽轮机排汽压力 a MP7085 0 2 其他有关数据 机组的机电效率 0 979 mgmg 回热加热器效率 0 99 h 排污扩容器效率 0 98 f 连续排污扩容器压力 0 90MPa 化学补充水温 20 ma t 给水泵组给水泵焓升 25 8kJ kg pa w h 凝结水泵的焓升 1 7kJ kg cp w h 表 3 2 各管段压损 管段名称 主汽门和调 速汽门 再热器 中压联合汽 门 抽汽管 小汽轮机进 汽管 中 低压管 压损 P 4102 5652 表 3 3 各加热器出口端差 加热器编号 1 H 2 H 3 H 4 H 5 H 6 H 7 H 8 H 端差 1 670002 782 782 782 78 14 表 3 4 新蒸汽 再热蒸汽及排污扩容计算点汽水参数表 再热器 汽水参数 锅炉过热 器 出口 汽轮机高 压缸 入 口 入口出口 锅炉汽包 排污水 连续排污 扩容器 压力 P a MP 17 416 183 463 0620 40 9 温度 t 555547 5328550367 2175 4 蒸汽焓 h kJ kg 3436 53374 53049 33563 42776 4 水焓 kJ kg w h 1858 9742 64 再热蒸汽焓 升 514 1 N300 16 18 550 550 型机组各点计算汽水参数表 单位 1 H 2 H 3 H 4 H 5 H 6 H 7 H 8 H SGC 抽汽压力 a MP 4 963 461 460 770 480 280 08 2 0 01 8 0 0 051 抽汽温度 37532844035229323311858 300MW 火电机组机务部分局部初步设计 15 抽汽焓值 kJ kg 3133 05 3049 3 33433163 2 3045 9 2935 1 2721 6 2609 5 276 8 236 0 6 抽汽压损 66666666 加热器压力 a MP 4 663 251 370 720 450 260 07 7 0 01 7 加热器压力 下饱和水温 259 3 238 19 194166 1 147 92 128 9 92 81 56 4 10235 加热器压力 下饱和水焓 kJ kg 1131 8 1029 1 825 48 701 86 623 2 540 6 387 2 231 1 450 6 146 56 加热器出口 水焓 kJ kg 1137 5 1029 1 825 48 701 86 610 65 530376 94 223153 6 加热器进口 水焓 kJ kg 1029 1 825 48 741 3 610 65 530376 94 223153 6 给水焓升 kJ kg 108 4 203 62 84 1 8 91 2 1 80 6 5 153 06 153 94 69 47 0 4 第二节 原则性热力系统计算 一 全厂物质平衡 16 汽轮机总消耗量 0 D 000 1 023192 sg DDDD 则 0 1 023192 锅炉蒸发量 010 1 0231920 01 bb DDDDD 则 0 0 1 023192 1 033527 1 0 01 b D DD 即 1 033527 b 锅炉排污量 0 0 010 010335 blb DDD 即 0 010335 bl 扩容器蒸汽份额为 取扩容器效率 f 0 98 f 11 1 1 bfb fb fb hh hh 1858 9 0 98742 64 0 010335 2776 4742 64 0 005483 扩容后排污水份额 11bbf 0 0010335 0 005484 0 00485 化学补充水量 110 0 010 005483 mabb DDDDD 0 015187D0 即 0 015187 ma 锅炉给水量 100 1 0335270 010335 fwbb DDDDD 1 043862D0 即 1 043862 fw 排污冷却器的计算 补充水温 20 取排污冷却器端差为 8 ma t 则 11 28 4 1864117 2192 mamabh hhhh 300MW 火电机组机务部分局部初步设计 17 锅炉连续排污系统计算 由排污冷却器热平衡式 1111 mamamabbb hhhh 11 1 1 1 1 117 2192 bbma b bma h h 267 63KJ Kg 0 00485 742 64 0 98 117 2192 0 015187 0 00485 0 980 015187 于是 1 28 4 1864 mabma hhh 1 8 4 1864 b h 267 63 33 49 234 14KJ Kg 二 计算汽轮机各段抽汽量和凝汽流量 j D c D 1 由高压加热器热平衡计算求 见图 3 1 1 H 1 12 1 1 fwww h hh q 1 043862 1137 5 1029 1 3133 05 1131 8 0 99 图 3 1 0 05711 18 2 由高压加热器 H 热平衡计算求 见图 3 2 22 2112112 2 2 fwsgsgshsssh h hhhh q 图 3 2 1 043862 1029 1 825 48 0 004429 3394 45 1029 1 0 990 05711 1131 8 1029 1 0 99 3049 3 1029 1 0 99 0 09819 的疏水 2 H 2s 0 05711 0 09819 0 004429 0 159729 2121ssg 再热蒸汽量 rh 1 0 05711 0 09819 0 8447 12 1 rh 3 由高压加热器热平衡计算求 见图 3 3 3 H 3 已知给水在给水泵中的焓升为 44 741 3715 525 8 pu www hhh 图 3 3 3223223 3 3 fwsgsgshsssh h hhhh q 1 043862 825 48741 3 0 004053 3535 66825 48 0 990 159729 1029 1 825 48 3343 825 48 0 99 0 01797 的疏水 0 181752 3 H 3s 3232 0 1597290 017970 004503 sssg 4 由高压加热器热平衡计算求 4 H 4 如图除氧器物质平衡 求凝结进水量除氧器出口水量 c fw 433fwsgsfc 334 cfwsgfs 300MW 火电机组机务部分局部初步设计 19 1 043862 0 013233 0 005484 0 181752 0 843394 4 4 除氧器的热平衡式 见图 3 4 4335 4 45 0 8256 fwwhffsgsgw w hhhh hh 1 043862 701 86 0 99 0 005484 2776 4 0 013233 3028 44 0 843394610 65 0 1817 52 825 48 3163 2 610 65 0 00772 故 0 8433940 007720 835674 c 图 3 4 5 由低压加热器热平衡计算求 见图 3 5 5 H 5 5 5 5 0 835674 610 65530 3045 9623 2 0 99 c h q 0 0281 图 3 5 6 由低压加热器热平衡计算求 见图 3 6 6 H 6 6556 6 6 cssh h hh q 0 835674 530376 94 0 0281 623 2540 6 0 99 0 99 2935 1 540 6 图 3 6 0 05299 疏水 6 H 656 0 052990 02810 08109 s 20 7 由低压加热器热平衡计算求 见图 3 7 7 H 7 7667 7 7 csssh h hh q 0 835674 376 94223 0 990 08109 540 638732 2721 6387 2 图 3 7 0 05034 的疏水 7 H 767 0 080190 050340 13143 ss 8 由低压加热器 轴封冷却器 SG 和凝汽器热井构成一整体的热平衡计算求 8 H 8 见图 3 8 图 3 8 热井的物质平衡 1 71234567 0 05711 0 09819 0 01797 0 00772 0 0281 0 05299 0 05034 0 31242 300MW 火电机组机务部分局部初步设计 21 1 7888 11 0 312420 68758 c 784ccmatdssg 0 68758 0 015187 0 0377 0 13143 0 00143 8 8 0 873327 整体热平衡式 忽略凝结水泵中的焓升 8778444 8 8 cwwchssssgsgsg hhhhhh q 0 873327 223 153 6 0 990 13143 387 2231 1 0 00143 2716450 6 2609 5231 1 0 01464 凝汽器排汽量 8 0 687580 687580 014640 67294 c 三 汽轮机汽耗量计算及流量校核 1 作功不足系数的计算 由再热蒸汽及排污扩容器计算点汽水参数表得知 再热器热焓 514 1 rh hKJ Kg 0 3374 52360 6514 11528 c icrh hhhh KJ Kg 1 1 1 2 2 2 3 3 3 4 4 4 5 5 5 3133 052360 6514 1 0 842 1528 3049 32360 6514 1 0 7872 1528 33432360 6 0 6429 1528 3163 22360 6 0 5253 1528 3045 92360 6 0 4485 1528 crh c crh c c c c c c c hhh Y h hhh Y h hh Y h hh Y h hh Y h 6 6 6 7 7 7 8 8 8 2935 1 2360 6 0 3760 1528 2721 62360 6 0 2363 1528 2609 52360 6 0 1629 1528 c c c c c c hh Y h hh Y h hh Y h 22 1 1 1 2 2 2 3 3 3 4 4 4 5 5 5 3142 32358 6506 2 0 8365 1541 93 3029 62358 6506 2 0 763 1541 93 3329 42358 6 0 6296 1541 93 3133 92358 6 0 5028 1541 93 2926 32358 crh c crh c c c c c c c hhh Y h hhh Y h hh Y h hh Y h hh Y h 6 6 6 7 7 7 8 8 8 6 0 368 1541 93 2758 82358 6 0 26 1541 93 2721 62360 6 0 2363 1528 2609 52360 6 0 1629 1528 c c c c c c hh Y h hh Y h hh Y h 各级抽汽份额及其作功不足系数之乘积列表如下表所示 根据求得级 j j Y jj Y 0 D 抽汽量也列表中 j D 表 3 5 jjj YD 和 j j Y jj Y 0jj DD 1 2 3 4 5 6 7 8 0 05711 0 09819 0 01779 0 00772 0 0281 0 05299 0 05034 0 01464 1 2 3 4 5 6 7 8 0 842 0 7872 0 6429 0 5253 0 4485 0 3760 0 2363 0 1639 Y Y Y Y Y Y Y Y 0 07348 0 07730 0 0520 0 00406 0 0126 0 01992 0 01189 0 0024 1 2 3 4 5 6 7 8 55257 95005 17387 7469 27188 51271 48707 14165 D D D D D D D D 1 8 1 8 0 32706 10 67294 c 0 2537 10 7463 jj jj Y Y 0 316449 651109 j cc D DD 2 汽轮机的汽耗量计算 5 0 36003600 3 10 967396 1 1528 0 7463 0 979 e c ijj mg P DKg h hY 凝汽流量核算 0 967396316449650947 cj DDDKg h 两者计算基本一致 表 3 6 各项汽水流量 全厂汽水损失 1 0 010335 110 9187DD 轴封用汽0 023192 sg 20616 sg D 锅炉排污量 1 0 010335 b 1 9187 b D 300MW 火电机组机务部分局部初步设计 23 连续排污扩容蒸汽0 005629 f 5004 f D 连续排污后排污水 1 0 004706 b 1 4183 b D 再热蒸汽量0 848035 rh 753840 rh D 化学补充水量0 015041 ma 13370 ma D 锅炉蒸发量1 033527 b 918729 b D 汽轮机总汽耗量 0 1 023192 0 909542D 锅炉给水量1 043862 fw 927916 fw D 小汽轮机用汽量0 0377 td 33512 td D 3 汽轮机功率的核算 根据汽轮机功率的方程 其中第 1 2 段抽汽 0 rh h 0 1 3600 jjjrhmg PD hhh 1101 2202 3303 11 56638 8 3374 5 3133 05 0 9793719 36003600 11 97379 9 3374 5 3049 3 0 9798612 36003600 11 17821 7 3374 5 3343 514 1 0 9792644 36003600 mg mg rhmg PD hhKw PD hhKw PD hhhKw P 4404 11 7656 3 3374 5 3163 2 514 1 0 9791510 36003600 rhmg D hhhKw 5505 6606 7707 11 27868 2 3374 5 3045 9 514 1 0 9796386 36003600 11 52552 8 3374 5 2935 1 514 1 0 97913627 36003600 11 49924 7 3374 5 272 36003600 rhmg rhmg rhmg PD hhhKw PD hhhKw PD hhh 8808 0 1 6 514 1 0 97917366 11 14519 2 3374 5 2609 5 514 1 0 9795050 36003600 11 564564 3374 5 2360 6 514 1 0 979234593 36003600 rhmg cccrhmg Kw PD hhhKw PD hhhKw 表示计算结果正确 293507 ej PPKw 24 四 热经济指标的计算 1 机组热耗 热耗率 q 绝对电效率 0 Q e 000 fwrhrhfffwmafwma QD hhDqDhhDhh 909542 3374 5 1137 5 753840 514 1 5004 2776 4 1137 5 13370 1173 5234 14 6 2418 32 10 KJ h 65 0 2418 32 10 3 108061 1 3600 0 44659 e ec Q qKJKw h p q 2 锅炉热负荷和管道效率 b Q p 若不考虑再热管道的能量损失 则 rhrh qq 1 bbbfwrhrhbbfw QD hhDqD hh 6 918729 3436 5 1173 5 753840 514 1 9187 1858 9 1137 5 2506 33 10 KJ h 6 0 6 2418 32 10 96 49 2506 33 10 p b Q Q 3 全厂热经济指标 全厂热效率 0 9649 0 91 0 446590 3921 cpbpec 全厂热耗率 36003600 9180 6 0 3921 cp cp qKJKw h 发电标准煤耗率 0 1230 123 0 3137 0 3921 s cp bKgKw h 300MW 火电机组机务部分局部初步设计 25 第四章 热力系统辅助设备的选择 第一节 给水泵的选择 一 选择原则 按 规程 8 3 2 在每一台给水系统中 给水泵出口总流量 即最大给水消耗量 不包括备用给水泵 均应保证供给其所连接的系统的全部锅炉在最大连续蒸发量时所需 的给水量并有一定的余量 即 汽包炉 锅炉最大连续蒸发量的 110 直流炉 锅炉最大连续蒸发量的 105 对中间再热机组 给水泵入口的总流量还应该加上供再热蒸汽调温用的从给水泵的 中间级抽出的流量 之间的抽出流量之和以及漏出和注入给水泵轴封的流量差 前置给 水泵出口的总流量应为给水泵入口的总流量与前置泵和给水泵 规程 8 3 3 给水泵台数和容量按下列原则确定 1 母管制给水系统的最大一台给水泵停用时 其他给水泵应能满足整个系统的给水 26 需要 2 型式 台数 容量应按下列方式配制 125MW 200MW 配 2 台容量为最大给水量 100 的电动泵 也可配 3 台容量为最大 给水量 50 的电泵 300MW 机组如需装电动泵作为给水泵 需要进行技术比较后确定 300MW 配 2 台容量为最大给水量 50 或 1 台最大给水量 100 的汽动泵和 1 台容量 为最大给水量 50 的电动调速给水泵 600MW 机组配 2 台容量为最大给水量 50 的汽泵 及 1 台容量为 25 35 的电动 泵为备用泵 规程 8 3 4 给水泵的流程应按下列各项之和计算 1 除氧器给水和出口到省煤器进口介质流动总阻力 汽包炉应加 20 的裕量 直流 炉应加 10 2 汽包炉 锅炉正常水位与除氧器给水箱正常水位之间的静压差 直流锅炉 锅炉水冷壁水汽化始终为标高的平均值与除氧器给水箱正常水位间水柱静 压差 3 锅炉最大连续蒸发量时 省煤器入口的给水压力 4 除氧器额定工作压力 装备前置给水泵时 前置泵和给水泵扬程之和应大于上列各项总和 前置泵扬程计 算前置泵出口至给水入口间的介质流动总阻力和静压差以外 还应满足汽轮机甩负荷瞬 间工况时为保证给水泵入口不汽化所需要压头要求 二 给水泵容量的压头计算 见图 4 1 根据 规程 8 3 2 和 8 3 3 条计算 1 2 fsmcy HhhPP 其中 从除氧器给水箱出口到省煤器进口介质流动总阻力 f h 锅炉正常水位与除氧器给水箱正常水位间的水柱静压差 h 锅炉最大连续蒸发量时 省煤器入口的给水压力 sm P 除氧器额定工作压力 cy P 由于管道未布置 故压头难以计算 3米 可用近似公式估算 1 251 25 20 425 5 PSB PP 61 7米24米 流量为 kg hD 110 1 1 9187291010601 9 b D 1米 300MW 火电机组机务部分局部初步设计 27 三 选择给水泵 图 4 1 根据 毕业设计资料汇编 选择给水泵型号 50CHTA6SP 汽动 给水泵两台 一台电动备用 表 4 1 给水泵参数表 参数名称单位 型号50CHTA6SP 给水流量 3 mh 529 转速 minr5800 扬程 2 mH O2168 第二节 凝结水泵的选择 一 选择原则 1 台数 根据 规程 8 5 1 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 根据 规程 8 5 3 凝结水系统宜采用一级凝结水泵 放全部凝结水需要进行处理 且采用低压凝结水除盐设备时 应设置凝结水升压泵 其台数和容量应与凝结水泵相同 在设备条件具备时 宜采用与凝结水泵同轴的凝结水升压泵 2 扬程 根据 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 凝结水泵的介质流动阻力 另加 10 20 的裕量 28 2 除氧器凝结水处出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 有凝结水除盐装置时 凝结水泵和凝结水升压泵的扬程参考以上原则 并计入除盐 设备的阻力 二 台数及容量的确定 由 规程 第 851 本机组采用 2 台凝结水泵 一台运行一台备用 最大凝结水 量的计算 48 1 1 ctdmasgs DDDDDD 65094633512 13370 1373 114692 1 1 895282 3kg h 三 压头的计算 见图 4 2 因为管道的压力损失很难计算 故取每台低加的压损为 5mm 水柱 3 米1 11 15 fcyc HhhPP 其中 从凝汽器热井到除氧器凝结水入 f h 口的介质流动阻力 24 米 除氧器凝结水入口与凝汽器热h 井最低水位间的水柱静压差 除氧器最大工作压力 3 6 米 cy P 凝汽器的最高真空 c P 图 4 2 66 1 1 5 0 005273 61 15 0 72 10 0 0051 10 Hgg 0 027530 684 50 52 115 65 2 mH O 300MW 火电机组机务部分局部初步设计 29 四 型号确定 根据扬程和容量选择凝结水泵 设备选择根据铁岭发电厂 表 4 2 凝结水泵参数表 一般所配电动机型号流量 hm 3 扬程 mOH2 转速 min r型号轴功率 KW 电动机 功率 KW 18NL 1909001601450JSL 46KV502550 第三节 除氧器及给水箱的选择 一 除氧器的选择 根据 规程 第 8 4 1 条 第 8 4 2 条 第 8 4 3 条 第 8 4 5 条规定 中间再热机组 的除氧器宜采用滑压运行方式 除氧器的总容量应根据最大的给水消耗量选择 每台机 组宜配一台除氧器 高压及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 应有可靠到的防止除氧器过压爆炸的措施 1 最大给水消耗量 max 10000 01 10001010 gsglpw DDDt h 2 型号及台数 在设计资料汇编上选择 GWC 1050 型高压除氧器一台 根据铁岭发电厂选择 表 4 3 除氧器性能表 型号GWC1050 额定出力t h935除氧器 最大出力t h1051 30 工作压力MPa0 739 设计压力MPa0 981 试验压力MPa1 67 工作温度 335 设计温度 340 饱和温度 166 安全阀动作压力MPa0 88 二 给水箱的选择 根据 规程 第 8 4 3 规定 200MW 以下机组为 10 15min 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贮水量 本设计为 300MW 机组 选用 10 min 最大给水消耗量给水箱 1 有效容积确定 max 1010 1021170 17 6060 gl DDt h 除氧器压力 温度 166 1 查水蒸气表得 0 72 cy PMPa Vcy 0 00111346m3 kg V有 D 103 Vcy 170 17 103 0 0011346 193 075m3 2 给水箱型号和台数 设备设有列出性能表 选择铁岭发电厂 型号 GS 160 台数 1 第四节 连续