N600537反动式汽轮机热力系统热平衡计算3号低压加热器设计毕业论文.doc

毕业设计（论文）题 目：N600-16.67/537/537反动式汽轮机热力系统热平衡计算、3号低压加热器设计目 录中文摘要.1Abstract.21. 前言.41.1所学课程介绍.4 1.2本文研究背景.4 1.3哈尔滨第三电厂600MW机组简介.5 1.4本文主要内容.52. 回热系统简述及其热经济性. . 62.1给水回热系统简述.62.2给水回热系统意义.62.3给水回热加热的经济评估 .62.4在生产过程中影响回热过程的热经济性的因素.7 2.4.1多级回热给水总焓升在各加热器间的加热分配.7 2.4.2回热系统最佳给水温度.8 2.4.3给水回热加热级数.8 2.4.4 给水温度的提高的意义.93汽轮机组回热与平衡计算.93.1 计算目的及基本公式.9 3.1.1计算目的.93.2计算方法和步骤.93.3根据已知条件进行热力计算.113.4热力系统图.143.5新汽量的计算及功率计算.183.6热经济的指标计算.214 低压加热器.224.1低压加热器的简介.224.2低压加热器的结构及作用.224.3低压加热器结构示意图.234.4低压加热器的整体组成介绍.235 低压加热器各热力计算. .245.1低压加热器的工作原理.245.2加热器计算的理论基础.245.3加热器主要技术参数的选定及计算步骤.255.4编写加热器传热计算程序.28结论. 30致谢.31参考文献. 32附录一 近似热力过程曲线.33附录二 低压加热器剖面图.34附录三 600MW机组系统结构性示意图. 35中文摘要目前，中国的火力发电依旧占据了全国所用电来源的重要部分，火力发电厂普遍采用了回热抽汽来加热锅炉给水，提高吸热的平均温度，减少吸热的不可逆损失；同时还要尽可能的降低排汽参数，使蒸汽能够最大限度地在汽轮机中膨胀做功，减少冷源损失。给水回热系统是发电厂热力系统的核心，它对电厂的热经济性起着决定性的作用。因而，理想循环的热效率也增加了，于是在朗肯循环基础上采用回热循环，提高了电厂的热经济性。对于火力发电既有十分重要的作用和效果。对于在整个火力发电中的，有高压和低压加热器，这里我们研究的主要是低压加热器，首先对于低压加热器，低压加热器是利用汽轮机中、低压缸的抽气来加热凝结水的，除了可以提高机组经济性外，还能确保除氧器进水温度的要求，以达到良好的除氧效果。低压加热器能否正常投入运行，对火力发电厂汽轮机组的经济性和出力有很大影响。所以对于低压加热器的研究是很有必要的！根据上述得知，我们在热力发电厂中，在研究回热抽汽系统以及低压加热器的设计对提高电厂的热经济性具有重大的理论和实践意义。本文结合哈尔滨第三电厂600MW机组，对其回热系统进行热平衡计算，功率校核及3号低压加热器的设计，为回热系统和机组的安全经济运行及技术改造提供指导作用。 关键词 热力发电厂 回热系统 汽轮机 低压加热器 600MW机组 热经济性 Abstract At present, China s power is still occupied the power source is an important part in thermal power plant, the widespread adoption of the regenerative extraction steam heating boiler feed water, improve the endothermic average temperature, reduce the heat of irreversible loss; at the same time as much as possible to reduce exhaust steam parameters, so that the steam can maximally in steam turbine in the expansion, reduce cold source loss. Feedwater heating system is the power plant thermodynamic system core, it to the power plant thermal economy plays a decisive role. Therefore, the ideal cycle thermal efficiency also increased, so in the Rankine cycle based on the use of regenerative cycle, enhances the thermal economy. For the thermal power is very important role and effect. In the thermal power generation, a high-pressure and low-pressure heater, here we study mainly the low-pressure heater, first for low pressure heater, low pressure heater is the use of steam turbine low-pressure cylinder, exhaust to heat water condensation, addition can improve unit economy, but also to ensure the water inlet temperature requirements, in order to achieve good deoxidizing effect. Low pressure heater can be the normal operation of the thermal power plant, steam turbine and economic output has a great influence on. So for low-pressure heater it is necessary to study! According to the above that, we in the thermal power plant, in the study of regenerative extraction steam system and low pressure heater design on the power plant thermal economy is of great theoretical and practical significance. In this paper, Harbin third thermal power plant 600MW unit, the heat recovery systems for heat balance calculation, power checking and3 LP heater design, as the heat regenerative system and the safety and economic operation of the unit and technical reformation to provide guidance.Key words: thermal power plant heat recovery system of turbine low pressure heater600MW unit Heat economy1 前言1.1所学课程介绍 通过我们已修工程热力学，汽轮机原理和锅炉原理等课程的基础上，我们以热力发电厂为研究对象，着重研究汽轮机发电厂的热工转换理论及其热力设备和系统。通过课程的学习，是大家能正确的进行热经济性分析，在保证电力安全生产的前提下，学会分析其经济性，社会效益！1.2本文研究背景 节约能源是我国的一项基本国策。火电厂是消耗一次能源的大户，在当前电力需求大而能源供应紧张的情况下，作为发电单位，其任务已不再是简单地完成年度发电任务指标，而是要致力于提供优质、低耗的电能，以满足社会的需要，这就要求发电厂对自身机组的性能有全面的了解，提高机组效率，降低能源消耗，以最少的投入获得最大的效益。电厂的热力系统中，为减少循环的冷源损失，设法从汽轮机的某些中间级引出部分做过功的蒸汽，用来加热锅炉的给水，减少了排汽在凝汽器中的热损失，使蒸汽的热量得到了充分的利用，提高了整个循环的热效率。给水回热加热系统是火力发电厂热力系统中的主要系统之一，它对全厂的安全经济运行影响很大。电厂回热系统中的热交换设备主要是给水加热器和除氧器，利用汽轮机不同段位抽出的蒸汽对主凝结水和给水进行加热和除氧，最终达到锅炉所要求的给水温度和品质。给水温度的提高，一方面使循环的热经济性得到提高，使得燃料消耗量相对节省；另一方面，却使锅炉排烟温度升高并增加系统的投资。通过技术经济比较得到的给水温度为最佳给水温度，但长期以来，给水温度低于最佳给水温度，而低压加热器投入率不高是给水温度偏低的主要原因。经过对低加停运情况分析得出低加频繁停运的主要原因有：一是由于加热器管子泄漏或疏水不畅，引起加热器汽侧水位过高，凝结水走旁路，则低压加热器解列；二是汽轮机甩负荷，甩负荷造成汽轮机主阀门跳闸，除氧器给水箱水位调节阀自动关闭，暂时中断凝结水进入除氧器，这样可减缓除氧器压力的急剧下降，防止给水泵汽蚀，这样凝结水通过最小流量再循环运行。因此，对低压加热器进行优化设计，提高低压加热器的投入率，有利于提高循环的热经济性。1.3哈尔滨第三电厂600MW机组简介该机组是哈尔滨汽轮机厂制造的亚临界压力、一次中间再热、单轴、反动式、四缸四排汽机组。该机组适用于大型电网中承担调峰负荷。机组采用高压缸启动，也可以用中压缸启动。汽缸由高压缸、双流程中压缸、2个双流程低压缸组成。高、中压缸均采用内、外双层形式，由铸造制成。低压缸为三层结构（外缸、内缸A、内缸B），由钢板焊接制成。汽轮机高、中,低压转子均为有中心孔的整锻转子。四台低压加热器为表面式，卧式布置，三台高压加热器也均为表面式，卧式布置。除氧器为滑压运行。凝结水精处理采用低压系统。汽轮机共有8段用于回热系统加热的非调整抽汽，分别置于高压缸第8级后（用于8号高压加热器）、第11级后（高压缸排汽，用于7号高压加热器）、中压缸第16级后（用于6号高压加热器）、第20级后（即中压缸排汽，用于除氧器和给水泵小汽轮机），以及低压缸A/B第22、24、25、26级后（分别用于4、3、2、1号低压加热器）。1.4本文的主要内容本文以哈尔滨第三电厂600MW机组给水回热系统以及高压加热器为研究对象，研究方向就是要保证机组的额定功率的条件下，确定各级回热抽汽量的分配，热经济性及高压加热器的技术参数的选择，最大限度地提高机组效率。本文共分两大部分，第一部分进行回热系统的热平衡计算;第二部分进行低压加热器的热力设计。第一部分热经济性计算分析常采用的方法主要分为两类：从能量的数量角度分析的“热力学第一定律分析法和从能量的质量角度分析的“热力学第二定律分析法”。第一定律分析法主要有热平衡法、循环函数法、等效热降法、矩阵法、偏微分理论的应用；第二定律分析法主要是热经济学法。本文从常规回热系统加热器热平衡计算方法出发，热平衡法是最原始、最基本的方法，属于定流量法，即计算时必须已知加热器内水流量或者将其假设为lkg，其中心是求解各级回热抽汽量。由于计算时必须从高压加热器开始向低压加热器逐级求解，又被称为“串联解法”。热平衡法是发电厂设计、热力系统分析、汽轮机设计最基本的方法，也是分析热力系统的基础，至今仍在广泛应用。第二部分以给水回热系统低压加热器为研究对象，结合以前大容量机组低压加热器设计、运行中存在高故障率问题，从低压加热器的安全、经济性出发，研究回热循环系统主要参数的选择原则和热力计算特点，探讨低压加热器设计结构、设计特点及其优化。通过哈尔滨第三电厂600MW机组低压加热器运行中汽侧水位存在的缺陷进行试验调整原因分析，提出并现场进行水位测量系统的改造、完善和最佳水位调整：同时研究分析低压加热器切除对机组安全经济性的影响。 2回热系统简述及其热经济性2.1给水回热系统简述 在研究的课题中，给水回热加热系统是火力发电厂热力系统中的主要系统之一，它对全厂的安全经济运行影响很大。电厂回热系统中的热交换设备主要是给水加热器和除氧器，利用汽轮机不同段位抽出的蒸汽对主凝结水和给水进行加热和除氧，最终达到锅炉所要求的给水温度和品质。2.2给水回热系统意义 给水回热加热系统意义在于采用给水回热以后，一方面，回热使汽轮机进入凝汽器的蒸汽量减少了。由热量法可知，汽轮机冷源损失降低了;另一方面，回热提高了锅炉的给水温度，使工质在锅炉内的平均吸热温度提高，使锅炉的传热温差降低。同时，汽轮机抽汽加热给水的传热温差比水在锅炉中利用烟气所进行加热时的温差小得多，因而由熵分析法可知，做功能力损失减少了。2.3给水回热加热的热经济性评估给水回热加热的热经济性主要是以回热循环汽轮机绝对内效率来衡量。在其他条件相同的情况下，采用给水回热加热，可以是汽轮机组的绝对内效率提高，且回热抽汽动力系数愈大，绝对内效率愈高。对于多级回热循环，压力较低的回热抽汽做功大于压力较高的回热抽汽做功大于压力较高的回热抽汽做功。因此，尽可能利用低压回热抽汽，将会获得更好的效益。所以，在蒸汽初、终参数相同的情况下，采用回热循环的机组热经济性比朗肯循环机组热经济性有显著提高。2.4在生产过程中影响回热过程的热经济性的因素 在采用回热循环的发电厂，影响回热过程热经济性的主要因素有：多级回热给水总焓升（温升）在各加热器间的加热分配；锅炉最佳给水温度;回热加热级数z。三者紧密联系， 互有影响。2.4.1多级回热给水总焓升（温升）在各加热器间的加热分配 在汽轮机回热系统中，各个加热器给水焓升大小对回热系统运行经济性产生很大的影响。因此，在汽轮机热力系统设计过程中，加热器给水焓升的选择一直是设计和运行部门普遍重视的一个问题。目前，加热器给水焓升分配方法主要有：平均分配、等焓降分配、几何级数分配、等效热降法以及循环函数法等，这些方法由于各自的假定条件不同，所得到的结果也不相同，实际应用中尚没有一种人们普遍公认的加热器焓升分配方法。 同一回热系统中，每个加热器的焓升分配差别较大，各机组焓升分配并没有恪守某种规律，而是以系统最高的经济效率为目标分配的。工程上一般采用了最简单的平均分配法，平均分配法是各级加热器内水焓升相等的最佳回热分配法，但还必须考虑到汽轮机本身的结构特点。 现有的几种比较成熟的加热器给水焓升分配方法，均是在理想回热循环的基础上得到的，即假定全部为混合式加热器、加热器端差为零、不计新蒸汽、抽汽压损和给水泵耗功、忽略加热器的散热损失。同时也不考虑中间再热及汽轮机轴封漏汽。则得到理想回热循环绝对内效率为： 式中，为汽轮机凝汽份额， 为单位质量排汽在表示单位质量排气在凝汽器中的放热量，、为抽汽在各加热器中的放热量， 为主蒸汽比焓，、分别分别表示单位质量给水或凝结水在各级加热器中的焓升，kJkg。 使为最大的回热分配为最佳回热分配，即按照下列条件对求极值： ，2.4.2回热系统最佳给水温度 回热循环汽轮机的绝对内效率为最大值时对应的给水温度称为热力学上的最佳给水温度。随着给水温度的的提高，一方面，与之对应的回热抽汽压力随之增加。这样，抽汽在汽轮机中做功减少，做功不足系数增加。另一方面，随着给水温度的提高，工质在锅炉中的吸热量将会减少，汽轮机热耗率以及绝对电耗率也会受双重影响，反之亦然。因此，理论上存在着最佳给水温度。单级回热汽轮机的绝对内效率达到最大值时回热的给水温度为=（其中为新蒸汽压力下的饱和水温度，为凝汽器压力下的饱和水温度），此温度为回热的最佳给水温度。多级抽汽回热循环的最佳给水温度与回热级数、回热加热在各级之间的分配有关。经济上的最佳给水温度与整个装置的综合技术经济性有关。给水温度的提高，将使锅炉设备投资增加，或使锅炉排烟温度升高从而降低了锅炉效率。因此，经济上最有利的给水温度的确定，应在保证系统简单、工作可靠、回热的收益足以补偿和超过设备费用的增加时，才是合理的。实际给水温度要低于理论上的最佳值，通常可以取为。2.4.3给水回热加热级数当给水温度一定时，随着回热级数z的增加冷源损失将减小，汽轮机绝对内效率将增加。由热量法可知，随着回热级数的增加，能更充分地利用较低压抽汽，从而使回热抽汽做功增加，因此，回热循环的效率也提高了。当给水温度一定时，回热加热的级数z越多，循环热效率越高。在选择回热加热级数时，应该考虑到每增加一级加热器就要增加设备投资费用，所增加的费用应当从节约燃料的收益中得到补偿。同时还要尽量避免发电厂的热力系统过于复杂，以保证运行的可靠性。因此，小机组一般1-3级，大机组7-9级。目前，600MW机组都是采用三高四低一除氧外加轴封抽汽。高压加热器均设置蒸汽冷却段和疏水冷却段，低压加热器设置疏水冷却段，以提高经济效益。哈尔滨第三电厂600MW机组采用的是八级回热抽汽。2.4.4给水温度的提高的意义 在整个生产过程中，回热系统中给水温度的提高，一方面使循环的热经济性得到提高，使得燃料消耗量相对节省；另一方面，却使锅炉排烟温度升高并增加系统的投资。通过技术经济比较得到的给水温度为最佳给水温度，但长期以来，给水温度低于最佳给水温度，而低压加热器投入率不高是给水温度偏低的主要原因。经过对低加停运情况分析得出低加频繁停运的主要原因有：一是由于加热器管子泄漏或疏水不畅，引起加热器汽侧水位过高，凝结水走旁路，则低压加热器解列；二是汽轮机甩负荷，甩负荷造成汽轮机主阀门跳闸，除氧器给水箱水位调节阀自动关闭，暂时中断凝结水进入除氧器，这样可减缓除氧器压力的急剧下降，防止给水泵汽蚀，这样凝结水通过最小流量再循环运行。因此，对低压加热器进行优化设计，提高低压加热器的投入率，有利于提高循环的热经济性。3 汽轮机组回热系统热平衡计算3.1 计算目的及基本公式3.1.1 计算目的 汽轮机组回热系统热平衡计算的目的是：确定汽轮机组在某一工况下的热经济指标和各部分汽水流量；根据以上计算结果选择有关的辅助设备和汽水管道；确定某些工况下汽轮机的功率或新汽耗量；新机组本体热力系统定型设计。3.2 计算方法和步骤 常规计算方法的步骤如下：1. 整理原始资料根据给定的原始资料，整理、完善及选择有关数据，以满足计算的需要。（1） 将原始资料整理成计算所需要的各处汽、水的比焓值，如新汽、抽汽、凝气比焓（）。加热器出口水、疏水、带疏水冷却器的疏水及凝汽器出口水比焓（），再热热等。整理汽水参数大致原则如下：1） 若已知参数只有汽轮机的新汽，再热蒸汽，回热抽汽的压力和温度及排气压力时，需根据所给定的汽轮机相对内效率，通过水和水蒸气热力性质图表计算或画出汽轮机蒸汽膨胀过程的hs图（汽态线），并整理成回热系统汽水参数表；2） 加热器汽侧压力等于抽汽压力减去抽汽管道压损，；3） 加热器疏水的温度和疏水比焓分别为汽侧压力下对应的饱和水温度和饱和水比焓，；4） 高压加热器水侧压力取为给水泵出口压力，低压加热器水侧压力取为凝结水泵或凝升泵出口压力；5） 加热器出口水温由疏水温度和加热器出口端差决定，；6） 加热器出口水比焓由加热器出口温度和水侧压力查hs表得出，；7） 疏水冷却器出口水温由加热器进口水温和加热器入口（下）端差决定（=+）；8） 疏水冷却器出口水比焓由加热器汽侧压力和疏水冷却器出口水温查hs表得出;9） 当机组为高参数以上大型机组时，应计算给水在给水泵中的焓升。 式中 给水平均比体积，；给水泵出水，进水压力，MPa；给水泵效率。10）加热器效率取0.980.99，回热抽汽焓的利用系数取0.9850.995，机械效率取0.99左右，发电机效率取0.980.99。2. 回热抽气量计算对凝汽式机组按“由高到低”进行回热抽气量或回热抽汽系数的计算。3. 物质平衡式计算由物质平衡式课计算凝气流量或凝气系数或新汽耗量，当然也可以由汽轮机功率方程式计算出相应的量。4. 计算结果校核利用物质平衡式或汽轮机功率方程式进行计算误差的校核，满足工程上准许的1%2%以下的误差范围即可。5. 热经济指标计算3.3 根据已知条件进行热力计算设计题目：600MW汽轮机组回热系统热经济性评价（热平衡计算）、加热器热力设计 此设计题目为模仿我国哈尔滨汽轮机厂生产600MW汽轮机组，进行热平衡计算、加热器热力设计。目的在于让学生受一次工程训练。 给定条件：型号：N600-16.67/537/537汽轮机（反动式）全名：亚临界压力、一次中间再热、单轴、反动式、四缸四排汽汽轮机主要技术参数： （参考书P22之表7-1） 额度功率：600MW 冷却水温度：20 排汽压力：0.0049MPa 给水温度：272.6 工作转速：3000r/min； 控制系统：DEH 通流级数：57级 高压部分：（1调节级+10反动级） 中压部分： 29 级 低压部分： （27） +（27）3.3.1 高压缸：（1调节级+10反动级） 主蒸汽压力： =16.67 MPa 主蒸汽温度： =537 主蒸汽初焓值： =3394.4 kJ/kg 主蒸汽流量： =1783 t/h 高压缸排汽压力： =3.522 MPa 高压缸排汽温度： =312 高压缸排汽焓值： =3010.4 kJ/kg 高压缸排汽流量： =1474.59 t/h（去中压缸部分）3.3.2 中压缸 29 级 再热蒸汽压力： =3.205 MPa 再热蒸汽温度： =537 再热蒸汽初焓值： =3536.9 kJ/kg 再热蒸汽流量： =1474.59 t/h 中压缸排汽压力： =0.7813 MPa 中压缸排汽温度： =333 中压缸排汽焓值： =3126.6 kJ/kg 中压缸排汽流量： =1393.25 t/h（去低压缸部分）3.3.3 低压缸 （27） +（27） 级 进汽压力： =0.7813 MPa 进汽温度： =333 进汽初焓值： =3126.6 kJ/kg 进汽流量： =1393.25 t/h 低压缸排汽压力： =0.0049 MPa 低压缸排汽干度： = 低压缸排汽焓值： =2333 kJ/kg 低压缸排汽流量： =1071.35 t/h（去凝汽器）3.3.4 回热系统：共8段抽汽分别在 高压缸第8级后（对8号高压加热器） 高压缸第11级后（即高压缸排汽，对7号高压加热器） 中压缸第16级后（对6号高压加热器） 中压缸第20级后（即中压缸排汽，用于除氧器、小汽轮机） 低压缸A/B第22、24、25、26级后（分别对4、3、2、1号高压加热器）3. 4热力系统图3.3.6 根据水蒸汽表查得各个加热器出口水焓及有关疏水焓或，将机组回热计算参数列下表。表31 N600-16.67/537/537四缸四排机组回热系统计算参数表加热器型号抽汽压力（MPa）抽汽比焓（KJ/kg）抽汽管压损（%）工作压力（MPa）饱和水温度（）饱和水比焓（KJ/kg）出口端差（）给水出口水温（）给水出口比焓（KJ/kg）H85.7353156.455.448269.41181.4-1270.41187.1H73.5223010.44.63.361240.61038.10240.61040.1H61.6233346.8610526199.1848.40199.1848.3Hd0.80403138.65.80.7574168.2710.50168.2751.1H40.33682942.65.40.3186135.6569.12.1133.5561.3H30.13282754.460.1251106.3443.22.8103.5433.8H20.06532662.570.060786.3361.02.883.5349.6H10.02452505.550.023363.4265.02.860.6253.73.3.7 计算回热抽汽系数及凝汽系数 采用相对量方法进行计算 8号高压加热器H8的计算 H8的疏水系数 7号高压加热器H7的计算H7的疏水系数再热蒸汽系数 6号高压加热器H6的计算 因为除氧器出口水进入六号高压加热器，而水是不可压缩流体，所以进入六号高压加热器的给水焓值可以按除氧器出口焓值计算，即由热平衡得： H6的HD进水系数 除氧器HD的计算 因为进入除氧器的轴封蒸汽量很少，所以可以忽略轴封抽汽，由除氧器物质平衡可知除氧器的进水系数 。 由能量平衡可知： 除氧器HD的进水系数 4号低压加热器H4的计算直接由H4的热平衡式可得H4的疏水系数 3号低压加热器H3的计算 同上，有 H3的疏水系数 2号低压加热器H2的计算 H2的疏水系数 1号低压加热器H1的计算 为了计算方便，将1号低压加热器、轴封加热器和凝汽器作为一个整体来考虑计算，并忽略轴封抽汽。 对1号低压加热器由热井的物质平衡式，可得： 由能量平衡： 由式得： 将式代入式得： 凝气系数的计算与物质平衡校核由热井的物质平衡计算由汽轮机通流部分物质平衡来计算，以校核计算的准确性两者的计算结果相同，表明以上计算完全正确。3.5新汽量的计算及功率计算根据抽汽做功不足多耗新汽的公式来计算 计算 凝汽的比内功为 计算各级抽汽不足系数Yj如下：表3-2于是，抽汽做功不足汽耗增加系数为 则汽轮机的新蒸汽量 功率校核1Kg新汽比内功（其中计算数据见上表）据此，可得汽轮机发电机功率为计算误差：误差非常小，在工程允许范围内，表示上述计算正确。3.6热经济指标计算1Kg 新蒸汽的比热耗汽轮机绝对内效率：汽轮发电机组绝对电效率：汽轮发电机组热耗率q：汽轮发电机组汽耗率d：3.3.10 各汽水流量绝对值计算由求出各处，见表3-2。4 低压加热器4.1 低压加热器的简介 低压加热器的作用是利用在汽轮机内做过部分功的蒸气，抽至加热器内加热给水，提高水的温度，减少了汽轮机排往凝汽器中的蒸汽量，降低了能源损失，提高了热力系统的循环效率。4.2低压加热器的结构及作用低压加热器的结构与高压加热器的大同小异，结构是较多的采用直立管板式加热器。加热器的受热面一般是用黄铜管或无缝钢管构成的直管束或U形管束组成的。被加热的水从上部进水管进入分隔开的水室一侧，再流入U形管束中，U形管在加热器的蒸气空间，吸收加热蒸气的热量，由管壁传递给管内流动的水，被加热的水经过加热器出口水室流出。由于低压加热器不设过热蒸汽冷却段，每只低压加热器由凝结段和疏水冷却段构成。因其压力比较低，故其结构比高压加热器简单一些，壳体和管板的厚度也薄一些。其水室可以是半球形的，也可以是圆筒形的。低压加热器的管材采用不锈钢材料，这是因为在除氧器之前的主凝结水，其含气量（主要是指氧气）较高，而且设备及管道真空部分还可能继续漏入空气，故需要耐腐蚀的材料，由于管束采用了耐腐蚀的不锈钢，加热器不再设置排气装置，仅在筒体上开了排气口。此外，由于没有过热蒸汽冷却段，蒸汽入口设置在加热器中部。4.3低压加热器的结构示意图4.4低压加热器的整体组成介绍 凝结段：凝结段是利用蒸汽冷凝时的潜热加热给水的，一组隔板使蒸汽沿着加热器长度方向均匀地分布。进入该段的蒸汽在隔板的导向下，流向加热器的尾部。位于壳体两端的排气接管，可排除非凝结气体。因为非凝结气体的积聚会减少有效面积，降低传热效率并造成腐蚀。疏水冷却段：疏水冷却段是把离开凝结段的疏水的热量传给进入加热器的凝结水，而使疏水温度降至饱和温度以下。疏水冷却段为淹没式结构，是由钢板组成的焊接结构密封腔室，疏水冷却段的内部以定距管把若干块中间折流板定位，上级低加的疏水由本级低加尾部的疏水口进入本级疏水冷却段，经由中间折流板呈左、右蛇形流动，先于进入本级的主凝结水进行热交换，由此提高了主凝结水进入凝结段的温度，降低了温度的疏水最后经疏水出口由壳体前端的下面流出本级低压加热器。由于设置了疏水冷却段，从而提高了机组的热效率降低了机组的热耗。卧式低压加热器一般设置疏水冷却段，立式低压加热器一般不设置疏水冷却段。每台低压加热器均设置有连续抽气管路，将低压加热器壳侧中的不凝结气体连续抽出。水室组件：水室由圆柱形筒、体法兰和管板组成。管板钻有孔，以便插入U形管，水室组件还包括给水进口接管，出口接管、排气接管、安全阀、化学清洗接头和引导水流按规定流动的分隔板以及带密封垫圈的人孔盖，人孔座或密封盖。5 低压加热器热力设计5.1低压加热器的工作原理 低压加热器（以下简称低加）是一种传热设备，凝结水经由凝结水泵送入上级低加，通过传热管被抽汽加热后，流入本级低加，然后进入下级低加，再送入除氧器。 从汽机来的抽汽是温度较高的过热蒸汽，过热蒸汽从加热器的蒸汽口进入，首先在低加过热蒸汽冷却段完成第一次热传递。过热段是利用蒸汽的过热度加热即将离开本级低加的凝结水，使凝结水出口温度进一步提高。之后蒸汽进入低加饱和段，在此进行第二次传热。饱和段是加热器主要的传热区，加热蒸汽在此释放大量的潜热并凝结成为饱和疏水，大大提高了凝结水温度。饱和疏水聚集在设备下部，并在压差的作用下进入疏冷段，在此，饱和疏水再次释放热量，加热刚进入低加的凝结水，完成第三次传热.最后疏水成为过冷水（低于饱和温度）经由疏水出口离开低加本体。 5.2加热器传热计算的理论基础通常用的加热器热计算的方法有两种：平均温差法和传热单元数法。本文主要采用的是平均温差法。所谓平均温差法，是指在加热器换热过程中，蒸汽沿流程放出热量温度不断下降，给水沿流程吸热而温度上升，且蒸汽和给水间的温差沿流程是不断变化的。因此，当利用传热方程来计算整个传热面上的热流量时，必须使用整个传热面上的平均温差，在工程应用中通常使用的是对数平均温差。不论是顺流还是逆流，对数平均温差可统一用以下计算式表示： 式中，为平均对数温差；、分别为加热器中最大传热温差和最小传热温差。计算出平均对数温差后可以建立传热方程式及热平衡方程： ， ，其中，不是独立变量，因为只要确定了蒸汽和给水的流动布置及进、出口温度，就可以计算出来。因此，上述方程中共有8个变量，必须给定其中的五个变量才能进行计算。5.3加热器主要技术参数的选定及计算步骤由第三部分计算可知，流进3号低压加热器的水温度为,流量为，流出水温度为，加热蒸汽绝对压力为MPa，疏水出口温度 。（1）选定3号低压加热器热器的部分结构参数 初步选定管程z=2，每管程有=860根管，总的管子根数为=1720根管。管子的排列方式采用等边三角形排列，在垂直列上管子平均数为=45根。选定管子外径d=18mm，管子壁厚为=2mm，内径=14mm。（2）求对数平均温差 查水蒸汽物性参数表，Mpa时，饱和蒸汽温度，故 =105.67-83.5=22.17 =103.5-89.1=14.4 即（3）求换热量Q 水的平均温度，查水蒸汽物性参数表得：水的比热4.212KJ/（KgK），故=378.74.212(103.5-83.5)=3.0296W（4）蒸汽侧冷凝换热系数 1定性温度为冷凝液膜平均温度，但壁温为未知，故用试算法。因蒸汽侧一般均大于水侧，故壁温应接近蒸汽温度。现假定=75则 由查水的物性参数：；又由P=0.1251Mpa查得：。2计算换热系数： （5）水侧换热系数 1.水的定性温度，因蒸汽侧位饱和温度，且水和蒸汽的平均温度差已确定，故水的平均温度为：,查水蒸汽物性参数表得：；。 因流量及每管程数已选定，则管内流速为： 则为： 为紊流 3.水侧换热系数： 因此， （6）传热系数K 根据K校核原设定的： 由 由 两者相差，误差较小，故前述壁温合理。（7）换热面积及管长 总管数=1720根，最后取L=17.24m，管程=2，每管程有=860根管，总的管子根数为=1720根，换热面积F=487.3.（8） 根据以上计算和已知条件得到加热器的主要技术参数如表6-1: 表6-1 加热器主要技术参数3号低压加热器编号3号凝结水流量（kg/h）1386209凝结水进口温度（）89.2凝结水出口温度（）122.0加热蒸汽流量（kg/h）76190加热蒸汽压力（Mpa）0.1251加热蒸汽温度（） 105.67疏水出口流量（kg/h）114240疏水出口温度（）89.1上级疏水流量（kg/h）164080给水出口端差 2.8给水流程数 2管子与管板连接方式焊接后爆胀总换热面积（）487.3管子材料不锈钢U型管总数（根）1720管子外径/壁厚（mm）18/2加热器直径（m） 1.4加热器长度（mm）135005.4编写加热器传热计算程序# include # include void main( ) float k, t, F,Q; scanf (“k=%f,t=%f,Q=%fn”,&k,&t,&Q); printf (“k=%f,t=%f,Q=%fn”,k,t,Q); F=Q/(k*t); Printf(“F=%fn”,F); 结果显示：k=3453.940000，t=18.000000，Q=30296000.000000F=487.300000Press any key to continue结 论 经过以上论述和分析，可以得出以下7点：1哈尔滨第三电厂600MW机组的焓升分配比较合理，基本上实现了高品位处的蒸汽少抽，低品位处的蒸汽尽量多抽的原则。因此，其回热系统的效率比其他600MW机组的高。2在满足额定功率的条件下，为了确保获得最大的经济效益，采用回热抽汽时必须确定好回热的级数、各段的抽汽参数以及给水温度。3.采用回热抽汽必须确定好回热的级数，各段的抽汽参数数，给水温度，在满足额定功率的条件下，确保获得最大的经济效益。4.本次哈尔滨第三电厂600MW回热系统热平衡计算的相关抽汽份额、热经济性指标基本都在允许的误差范围内。通过分析得到：此汽轮机组的抽汽系统抽汽压力选择比较合理，温升分配到位，提高了电厂的热经济性。5.通过计算知道，4号、3号低压加热器设有冷凝段和疏水冷却段，2号、1号低压加热器只有冷凝段，没有疏水冷却段。这是因为此处抽汽压力比较低，疏水的温度与主凝结水的温度差已经比较小，设置疏水冷却段的实际意义不大。6.在进行工程设计时，应尽量使系统结构简单，运行可靠，在追求效益的同时，要处理好付出的代价和得到的收益之间的关系。7.低压加热器的设计时候，有对壁温的估测，可能对传热面积的计算有一定、影响，但基本上在工程允许的范围内。致 谢首先，我要感谢我的指导老师刘华堂，他严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从论文题目的初步探讨到论文的最终完成，刘老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持。在此谨向刘老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意，谢谢你指导我走完了大学的最后一个阶段，在这两个多月的时间，我应用到了大学里所学过的大部分知识，此次的毕业设计不仅时间长，而且设计的内容广泛，难度大，谢谢您在我遇到瓶颈时给我的资料，在我取得进展时给我的赞许和认可。其次，在设计的过程中，刘老师作为我们热动的系主任，刘老师尽管有繁重的教学任务，而且还有自己的研究工作，但他也不辞劳苦的从百忙中抽出宝贵的时间辅导我的设计工作，并且每周就把同学