热力发电厂课程设计说明书mm.doc

涂维峰 热力发电厂课程设计 1 目录目录 目录目录 1 1 1 引言 引言 3 1 11 1 设计目的设计目的 3 1 21 2 设计原始资料设计原始资料 3 1 2 1 汽轮机型式及参数 3 1 2 2 锅炉型式及参数 4 1 2 3回热系统 4 1 2 4其它小汽水流量参数 5 1 31 3 设计说明书中所包括的内容设计说明书中所包括的内容 5 2 2 原则性热力系统原则性热力系统 5 2 12 1发电厂原则性热力系统的组成发电厂原则性热力系统的组成 5 2 22 2发电厂原则性热力系统的拟定内容发电厂原则性热力系统的拟定内容 6 2 32 3发电厂的型式及规划容量的确定发电厂的型式及规划容量的确定 6 2 42 4主机的选择主机的选择 6 2 4 1汽轮机的选择 6 2 4 2 锅炉的选择 6 2 52 5辅助热力系统辅助热力系统 7 2 5 1厂用辅助热力系统 7 2 5 2 废热及工质的回收利用 7 2 5 3 补充水问题 7 2 62 6发电厂原则性热力系统的拟定发电厂原则性热力系统的拟定 7 3 3 全厂原则性热力系统的计算全厂原则性热力系统的计算 9 3 1 计算原始数据计算原始数据 9 3 1 1 汽轮机型式及参数 9 3 1 2锅炉型式及参数 9 3 1 3回热系统及其参数 10 3 23 2热力计算过程热力计算过程 11 3 2 1整理原始数据 11 3 2 2计算汽轮机各级抽汽系数 j 和凝汽系数 c 12 3 2 3 汽轮机汽耗 0 D 的计算及流量校核 18 3 2 4 热经济性指标计算 19 3 2 5 110 工况经济指标 19 4 4 管道计算管道计算 19 4 14 1 管道类别和材料管道类别和材料 19 4 1 1 主蒸汽管道设计压力及温度 19 4 1 2 主蒸汽管道材料及应力计算 19 4 1 3 其他管道材料和应力计算 19 涂维峰 热力发电厂课程设计 2 4 24 2 管道规范管道规范 19 4 2 1 公称直径 19 4 2 2 其他管道的公称直径及实际流速 19 4 34 3 壁厚的计算壁厚的计算 19 4 3 1 直管壁厚计算 19 4 3 2 弯管壁厚计算 19 4 44 4 阀门阀门 19 5 5 局部热力系统设计说明 局部热力系统设计说明 19 5 15 1 主蒸汽 再热蒸汽系统主蒸汽 再热蒸汽系统 19 5 1 1 主蒸汽系统的选择 19 5 1 2 主蒸汽 再热蒸汽 一 二次汽 系统的温度偏差 压损及管径的优化 19 5 1 3 主蒸汽 再热蒸汽系统的全面性热力系统及运行 19 5 25 2 旁路系统旁路系统 19 5 35 3 给水系统给水系统 19 5 3 1 给水泵的选择 19 5 3 2 给水系统的全面性热力系统 19 5 3 3 给水系统的运行 19 5 45 4 回热抽汽系统回热抽汽系统 19 5 55 5 除氧系统除氧系统 19 5 65 6 加热器疏水系统加热器疏水系统 19 5 75 7主凝结水系统主凝结水系统 19 5 85 8 全厂公用汽水系统全厂公用汽水系统 19 5 95 9 主厂房内的冷却水系统主厂房内的冷却水系统 19 5 9 1 发电机的冷却系统 19 5 9 2 汽轮机车间内的循环水系统 19 5 9 3 工业水系统 19 5 9 4 全厂的疏放水系统 19 参考文献 参考文献 19 涂维峰 热力发电厂课程设计 3 热力发电厂课程设计说明书热力发电厂课程设计说明书 1 1 引言 引言 1 11 1 设计目的设计目的 1 掌握整个热力发电厂的原则性热力系统的热力计算 热经济指标的计算方法 2 熟悉热力发电厂的全面性热力系统图主要内容及设计要求 3 在已知数据的基础上设计并绘制发电厂原则性热力系统图 4 计算原则性热力系统 要求额定工况的下热力计算 计算额定工况下的热经济指标 各处的汽水 流量 抽汽量 疏水量 凝结水量的大小 5 设计热力发电厂的全面性热力系统 1 对部分局部热力系统分析说明 A 主蒸汽及旁路系统 再热蒸汽及旁路系统 B 给水系统 C 高压 低压回热抽汽及除氧系统的说明 D 主凝结水系统 E 抽真空系统 F 锅炉的排污系统 G 厂用汽系统 H 全厂的疏 放水系统 I 发电机的冷却水系统 2 设计及绘制发电厂的全面性热力系统 3 完成全面性热力系统的答辩 6 编制热力发电厂课程设计说明书 1 21 2 设计原始资料设计原始资料 1 2 1 汽轮机型式及参数 机组型式 N300 16 17 538 538 涂维峰 热力发电厂课程设计 4 亚临界 一次中间再热 三缸两排汽 单轴凝汽式 额定功率 300MW e P 主蒸汽参数 16 17MPa 538 0 P 0 t 高压缸排汽 3 58MPa 320 i rh P rh i t 再热器及管道阻力损失为高压缸排气压力的 8 左右 0 080 08 3 580 2864 rhrh i ppMPaMPa 中压缸进汽参数 3 294 rh pMPa 538 rh t 汽轮机排汽压力 0 006MPa c P 给水温度 252 fw t 给水泵为汽动式 小汽轮机汽源采用第四段抽汽 排汽进入主凝汽器 补充水 经软化处理后引入主凝汽器 1 2 2 锅炉型式及参数 锅炉型式 DG 1000 16 67 1 强制循环汽包炉 过热蒸汽参数 16 67MPa 543 b P b t 汽包压力 18 68MPa drum P 额定蒸发量 1000 t h b D 再热蒸汽出口温度 543 orh b t 锅炉效率 0 92 b 1 2 3 回热系统 本热力系统共有八级抽汽 其中第一 二 三级抽汽分别供给三台高压加热器 第五 六 七 八级抽汽分别供给四台低压加热器 第四级抽汽作为高压除氧器的气 源 七级回热加热器均设置了疏水冷却器 以充分利用本机疏水热量来加热本级主凝结水 三级高压加热器和低压加热器 H5 分别都设置内置式蒸汽冷却器 为保证安全性三台高 涂维峰 热力发电厂课程设计 5 压加热器的疏水均采用逐级自流至除氧器 四台低压加热器的疏水逐级自流至凝汽器 汽轮机的主凝结水经凝结水泵送出 依次流过轴封加热器 四台低压加热器 除氧器 然后由汽动给水泵升压 再经过三级高压加热器加热 最终给水温度为 252 1 2 4 其它小汽水流量参数 高压轴封漏气量 0 01 送到除氧器 0 D 中压轴封漏气量 0 003 送到第 7 级加热器 0 D 低压轴封漏气量 0 0014 送到轴封加热器 0 D 锅炉连续排污量 0 005 b D 其它数据参考教材或其它同等级汽轮机参数选取 1 31 3 设计说明书中所包括的内容设计说明书中所包括的内容 1 原则性热力系统的拟定及热力计算 2 全面性热力系统设计过程中局部热力系统的设计图及其说明 3 全面性热力系统设计过程中管道的压力 工质的压力 温度 管道的大小 壁 厚的计算 4 全面性热力系统的总体说明 2 2原则性热力系统原则性热力系统 2 12 1 发电厂原则性热力系统的组成发电厂原则性热力系统的组成 凝汽式发电厂的热力系统由锅炉本体汽水系统 汽轮机本体热水系统 机炉间的 连接管道系统和全厂公用汽水系统四部分组成 锅炉本体汽水系统主要包括锅炉本体 的汽水循环系统 主蒸汽及再热蒸汽 一 二次蒸汽 的减温水系统 给水调节控制 回路 及锅炉排污水和疏放水系统等 汽轮机本体热力系统主要包括汽轮机面式回热 加热器 不含除氧器 系统 凝汽系统 汽封系统 本体疏放水系统 机炉间的连接 涂维峰 热力发电厂课程设计 6 系统主要包括主蒸汽系统 低 高温再热蒸汽系统和给水系统 包括除氧器 等 再 热式机组还有旁路系统 全厂公用汽水系统主要包括机炉特殊需要的用汽 启动用汽 燃油加热 采暖供汽 生水和软化水加热系统 烟气脱硫的烟气蒸汽加热系统等 新 建电厂还有启动锅炉向公用蒸汽部分供汽的系统 因此 发电厂原则性热力系统主要由锅炉 汽轮机和以下各局部热力系统组成 一 二次蒸汽系统 给水回热加热和除氧器系统 补充水引入系统 轴封汽及其他废 热回收 汽包炉连排扩容回收 冷却发电机的热量回收 系统 辅助蒸汽系统 2 22 2 发电厂原则性热力系统的拟定内容发电厂原则性热力系统的拟定内容 1 确定发电厂的型式及规划容量 2 选择主机 汽轮机 锅炉 3 确定正常工况下的辅助热力系统 绘制发电厂原则性热力系统图 4 进行全厂原则性热力系统计算 以获得额定工况下的全厂热经济指标 5 选择主要辅助热力设备 如给水泵 凝结水泵 除氧器及其水箱等 2 32 3发电厂的型式及规划容量的确定发电厂的型式及规划容量的确定 由设计任务书可知 该设计热力发电厂的型式为凝汽式 又由于本设计为 300MW 凝 汽式热力发电厂的设计 因此可将此电厂的规划容量看成是单机容量 即 300MW 2 42 4主机的选择主机的选择 2 4 1 汽轮机的选择 1 汽轮机型式 由课程设计任务书及电厂型式确定 凝汽式机组N300 16 17 538 538 2 单机容量选择 300MW 2 4 2 锅炉的选择 1 锅炉型式及容量 根据锅炉是汽轮机的匹配选择 DG 1000 16 67 1强制循环汽包炉 锅炉额定蒸发量为 1000t h 2 锅炉参数 涂维峰 热力发电厂课程设计 7 锅炉过热器出口额定蒸汽压力宜为汽轮机额定进汽压力的 105 过热器出口 额定蒸汽温度宜比汽轮机进汽温度高 5 冷段再热蒸汽管道 再热器 热段再 热蒸汽管道额定工况下的压力降 分别为汽轮机额定工况高压缸排汽压力的 2 4 0 2 0 再热器出口额定蒸汽温度宜比汽轮机中压缸额定进汽温度高 5 2 52 5辅助热力系统辅助热力系统 2 5 1厂用辅助热力系统 1 小汽轮机用汽 采用汽轮机第 4 级抽汽驱动汽动给水泵 2 燃油加热 烟气脱硫的烟气蒸汽加热系统等 2 5 2 废热及工质的回收利用 1 锅炉的连续排污利用系统 排污扩容回收工质 未回收的排污水热量的回收 2 除氧器的排汽的利用系统 直接排到大气或者进入到凝汽器 2 5 3 补充水问题 1 由于热力系统中存在漏汽等工质损失 故需要对锅炉直行给水的补充 以 弥补工质的损失 保证锅炉产汽平稳 2 补充水的补入原则 在满足主要的技术要求之上力求合理 经济效益最高 对从什么地方补入 及怎样补入有一定的要求 一般补充水的温度和补入点的温差应该最小 因为 换热温差越小 可用能损失越小 如补充水温度为 20 则应从凝汽器补入 若 利用了排污水加热 则从除氧器补入 3 补充水系统设计 补入点 本课程设计中采用补充水经软化处理后从凝汽器补入 补充水温度为 40 左右 补充水量应与工质损失相等 本设计中大致为 0 015 0 D 涂维峰 热力发电厂课程设计 8 2 62 6发电厂原则性热力系统的拟定发电厂原则性热力系统的拟定 根据前面的各项设计内容 可拟定出发电厂原则性热力系统 原则性热力系统图 见图 1 涂维峰 热力发电厂课程设计 9 Comment y1 注意排气焓的选取 太低 这样机组效率很高 涂维峰 热力发电厂课程设计 10 该热力系统图中 发电厂机组型号为 N300 16 17 538 538 为国产机组 配东 方锅炉厂生产的 DG 1000 16 67 1 型强制循环汽包锅炉及国产 QSFN 300 2 水 氢 氢冷 发电机 机组汽轮机为单轴三缸两排汽 一次中间再热 8 级不调整抽汽 回热系统为 三高 四低 一除氧 除氧器采用滑压运行 七级回热加热器均设置了疏水冷却器 以充分利用本机疏水热量来加热本级主凝结水 三级高压加热器分别都设置内置式蒸 汽冷却器 为保证安全性三台高压加热器的疏水均采用逐级自流至除氧器 四台低压 加热器的疏水逐级自流至凝汽器 补充水从凝汽器补入 除氧器采用第 4 段抽汽 给 水泵设有两台汽动式调整泵 一台电动式备用泵 汽动式给水泵由凝汽式小汽轮机带 动 其汽源来自 4 段抽汽 排汽进入主凝汽器 为保证锅炉的汽水品质 对凝结水需 全部过程经过处理 故设有凝结水除盐装置 及相应的升压泵 3 3 全厂原则性热力系统的计算全厂原则性热力系统的计算 3 1 计算原始数据计算原始数据 3 1 1 汽轮机型式及参数 机组型式 N300 16 17 535 540 亚临界 一次中间再热 三缸两排汽 单轴凝汽式汽轮机 额定功率 300MW e P 主蒸汽参数 主汽阀前 16 17MPa 538 0 P 0 t 高压缸排汽 3 58MPa 320 rh i P rh i t 再热蒸汽参数 3 294MPa 538 rh P rh t 汽轮机排汽压力 0 006MPa 排汽比焓 2325 9KJ Kg c P 3 1 2锅炉型式及参数 锅炉型式 DG 1000 16 67 1 强制循环汽包炉 过热蒸汽参数 16 67MPa 543 3411 17KJ Kg b P b t b h 汽包压力 18 68MPa drum P 额定蒸发量 1000t h b D 再热蒸汽参数 涂维峰 热力发电厂课程设计 11 再热器进口参数 3 51MPa 315 3018 5KJ Kg rh i b P rh i b t rh i b h 再热器出口参数 3 365MPa 543 3548 9KJ Kg rh o b P rh o b t rho b h 锅炉效率 0 92 b 3 1 3回热系统及其参数 该机组设有 8 级回热抽汽 即 三高四低一除氧 结合原则性热力系统图选定 额定工况时各抽汽参数如表 1 所示 表 1 各级回热抽汽参数 项目单位 H1H2H3H4H5H6H7H8 抽气压力 Mpa4 3263 5801 5340 7420 4400 2100 08930 0335 抽气温度 34432043033026819111071 7 抽汽焓 KJ Kg3072 023029 513344 453121 643000 342851 742697 622552 90 加热器上端差 020 2444 加热器下端差 555 5666 水侧压力 MPa20 420 7210 7051 11 31 51 7 抽气管道压损 55555555 最终给水水温度 252 fw t 前置泵和给水泵均由驱动汽轮机 小汽轮机 带动 其汽源取自主机第 4 段抽汽 排汽进入主凝汽器 给水泵出口压力 Ppu 21 2MPa 给水泵效率 0 85 除氧器至给 水泵高差 H 21m 小汽轮机进汽压力 0 69MPa 进汽比焓 3121 64 kJ kg 0 DT P 0 DT h 4 h 小汽轮机排汽压力 0 007MPa 排汽比焓 2452 15 kJ kg DT c P DT c h 其它小汽水流量参数 高压轴封漏汽量 0 01 送至除氧器 比焓 3215 5 kJ kg 1sg D 0 D 1sg h 中压轴封漏汽量 0 003 送至 7 号加热器 比焓 3329 6 2sg D 0 D 2sg h kJ kg 低压轴封漏汽量 0 0014 送至轴封加热器 比焓 2716 2 3sg D 0 D 3sg h 涂维峰 热力发电厂课程设计 12 kJ kg 锅炉连续排污量 0 005 BL D b D 工质渗漏量 0 01 集中在第四级抽汽管路上 L D 0 D 补水量 0 015 mm D 0 D 其它数据的选取 各抽汽管压损为 5 补充水经软化处理引入主凝汽器 其水温为 40 主机的机 械效率 0 994 发电机效率 0 99 小汽轮机的机械效率 0 99 给水泵效率 m g DT m 0 85 汽轮机高压缸进汽节流损失 3 中压缸进汽节流损失 2 fp 0 P rh P 中低压缸连通管损失 1 各加热器的效率见具体计算 厂用电率 忽 lpc P 0 07 略加热器和抽气管路上的散热损失 忽略凝结水泵的工质比焓升 3 23 2热力计算过程热力计算过程 3 2 1整理原始数据 1 主蒸汽参数 由主汽门前压力 P0 16 17MPa 温度 t0 538 查水蒸汽性质表 得到主蒸汽的 比焓值 3402 9kJ kg 0 h 主汽门后压力 取新汽压损 3 故 1 15 685MPa 由 0 P 0 P 0 P 0 P P0 15 685MPa h0 h0 3402 9KJ Kg 查水蒸气性质表得到主气门后气温 536 0 t 2 再热蒸汽参数 再热蒸汽进入中压缸的压力为 3 294MPa 538 由此查水蒸汽参数表 rh P rh t 得 3538 29 kJ kg rh h 中压气门后压力 由 3 23MPa 1 2 1 0 02 3 2943 23 rhrh PPMPa rh P 查水蒸气热力性质表 得到中压气门后再热蒸汽温度3538 29 rhrh hhKJ Kg 537 7 rh t Comment y2 300MW 机组一般不低 于 0 95 涂维峰 热力发电厂课程设计 13 中压缸排汽至低压连通管压损为 1 进入低压缸时的压力 0 0 735MPa 排汽压力 0 006MPa 排汽干度 0 9 lpc p c x 在焓熵图上作该机组的汽态线 见图 2 该机组各计算点的汽水参数如下表 2 所示 3 2 2计算汽轮机各级抽汽系数和凝汽系数 j c 由于保温比较好 故各加热器的热效率近似为 100 1 高压加热组的计算 1 由高压加热器 H1 的热平衡计算 1 1 1 11 1 005 60 78 0 0302 2020 50 1 0 fw r q H1 的疏水系数 02 11 0 03 d 2 由高压加热器 H2 的热平衡计算 2 22112 2 2 1 005 183 7 1 00 0302 1051 52861 66 0 0825 2167 85 dd fwrww hh q H2 的疏水系数 212 0 03020 08250 1127 d 涂维峰 热力发电厂课程设计 14 涂维峰 热力发电厂课程设计 15 表 2 机组各计算点的汽水参数 抽汽口加热汽侧被加热水侧 设 备 压力 j p温度 j t 焓 h 压力 j p 饱和水温 度 sj t 饱和水焓 j h 疏水焓 d wj h放热量 j q 出口温 度 wj t 压力 wj p 出口焓 wj h 端 差 j 焓升 j 计 算 点 单 位 Mpa KJ KgMpa KJ KgKJ KgKJ Kg MpaKJ Kg KJ Kg 0 16 175383402 9 0 15 8655363402 9 1H14 32603443072 024 110252 01095 531051 522020 50252 020 41096 15060 8 2H23 58003203029 513 401240 91041 89861 662167 85238 920 71035 362188 3 2 3 2945383538 29 3H31 53404303320 721 457196 9838 41735 232585 49196 921847 070122 5 4H40 74203303121 640 705165 2698 31165 20 705698 300107 9 5H50 44002683000 340 418145 2611 46504 512495 83140 21 1590 442106 5 6H60 21001912851 740 200120 2504 36402 712449 04115 21 3483 944105 5 7H70 08931102697 620 08595 1398 41299 302398 3290 11 5378 464102 9 8H80 033571 72552 90 03270 5295 07180 012372 8965 51 7275 504119 8 cc0 00636 182325 936 180 006151 5 涂维峰 热力发电厂课程设计 16 3 由高压加热器 H3 的热平衡计算 3 本级计算时 高压加热器 H3 的进水焓为未知 故先计算 给水泵的介质比焓升 pu h 如图 3 所示 泵入口静压 pu P 6 4 0 705976 109 8 200 89 pu PpgHMPa 式中 除氧器压力 MPa 4 p 除氧器至给水泵水的平均密度 Kg m3 给水泵内介质的平均压力 Ppj 图 3 0 5 0 5 21 20 89 11 45 pjpupu PppMPa 给水泵内介质的平均比焓 取 pj h698 31 pjpu hhKJ Kg 根据 Ppj 查得给水泵内介质平均比容 pj h 3 0 0011 pu vmkg 给水泵内焓升 pu KJ Kg 3 10 0 0011 21 20 89 1000 26 3 0 85 pupupu pupupu pu vpp hh 给水泵出口焓698 3126 3724 6 pupupu hKJ Kgh 因此 高压加热器 H3 水侧焓升 847 07 724 6 122 47KJ Kg 3 高压加热器 H3 的抽气系数 3 0 0421 33 223 3 3 1 005 122 47 1 00 1127 861 66735 23 2585 49 dd fwrdww hh q 涂维峰 热力发电厂课程设计 17 H3 的疏水系数 3 23 0 11270 04210 1548 dd 2 除氧器 H4 的计算 除氧器物质平衡 即 411235fwrsgc 45 1 0050 01 0 03020 008250 0421 rc 于是 45 0 8402 c 除氧器热平衡 41233115544 d fwwwsgsgcwr hhhhh 54 1 005 698 30 1548 735 230 01 3215 5590 443121 64 cr 即 54 555 823590 443121 64 cr 联立 解得 5 0 8166 c 4 0 0236 r 由于第 4 级抽汽还供小汽机用汽 已知水泵效率 0 85 小汽轮机机械效率 fp 0 99 于是小汽轮机汽耗系数为 DT m DT t DTDTDT ttmfwpu h 3121 642452 15 0 851 005 26 3 DT t 所以 0 0464 DT t 故第 4 级抽汽系数为 4 0 0236 0 0464 0 07 44 DT rt 3 低压加热组抽汽系数计算 1 由低压加热器 H5 的热平衡计算 5 5565 5 5 0 8166 106 5 0 0348 2495 83 1 0 cwwr hh q 涂维峰 热力发电厂课程设计 18 H5 的疏水系数 55 0 0348 d 2 由低压加热器 H6 的计算 H6 的热平衡 66 556 66 dd dwwc qhh 0 0337 66 556 6 6 0 8166 105 480 0348 504 51 402 71 2449 04 dd cdww hh q H6 的疏水系数 6 56 0 03480 03370 0685 dd 3 低压加热器 H7 的热平衡计算 H7 的疏水系数 7 67 2 0 06850 02800 0030 0995 ddsg 4 低压加热器 H8 的热平衡计算 由于进入低压加热器 H8 的进水焓为未知 故需先计算轴封加热 sg h 器 SG 参考同类机组取疏水加热器工作压力为 疏水比焓98 sg pkPa 为 266 d sg hKJ Kg 由轴封的热平衡得 3 3 d csgsgsgsg hh 0 0014 2716 2266 4 2 0 8166 sg KJ Kg 轴封加热器出水比焓 w sg h 151 54 2155 7 w sgcsg hhKJ Kg 低压加热器 H8 的热平衡计算 77722 667 7 7 0 8166 102 960 003 3329 60 0685 402 71 299 3 2398 3 0 0280 dd crsgsgdww hhh q 涂维峰 热力发电厂课程设计 19 8 88 778 8 8 dd crdww hh q 0 0362 0 8166 119 80 0995 299 3 180 2372 89 H8 的疏水系数 8 78 0 09950 03620 1357 dd 4 汽轮机凝汽系数的计算及检验 c 1 由凝汽器的质量平衡计算 c 8 8 DT ccsgtDmm 0 8166 0 0014 0 0464 0 1357 0 015 0 6181 2 由汽轮机汽侧平衡校验 c 1 cjsgL 1 0 0302 0 0825 0 0421 0 07 0 0348 0 0337 0 028 0 0362 0 01 0 003 0 0014 0 01 1 0 3575 0 0144 0 01 0 6181 该值与由凝汽器质量平衡计算得到的相等 所以凝汽系数计算正确 c 3 2 3 汽轮机汽耗的计算及流量校核 0 D 1 估算汽轮机纯凝汽运行时的汽耗 锅炉热负荷及煤耗量 0c D b Q cp B 1585 79kJ kg 0 3402 92325 9 3538 293029 5 iccrh hhq 0 36003600 3001000 692080 3 1585 79 0 994 0 99 e c icmg PMW Dkg h kJ kg 取由于回热而增大的汽耗子系数 则汽轮机汽耗 1 26 0 0 1 26 692080 3872021 2 c DDkg h 涂维峰 热力发电厂课程设计 20 3 汽轮机的计算如下表 3 所示 ijij H 表 3 计算 ijij H 汽 缸 汽态 线段 ij kJ kg ij H ijij H kJ kg 0 1 0 10 1sg 1 0 01 0 99 0 101 Hhh 3402 9 3072 02 330 88 327 57 高 压 缸 1 2 0 99 0 0302 1 20 11 0 9598 1 212 Hhh 3072 02 3029 51 42 51 40 80 2 3 1 22 23 rh 0 9598 0 0825 0 8773 2rhrhsg 0 8773 0 003 0 8743 2 33rh Hhh 3538 29 3320 72 217 57 190 22 3 4 3 43rh 0 8743 0 0421 0 8322 3 434 Hhh 3320 72 3121 64 199 08 165 67 4 5 453 44 3sgL 0 8322 0 07 0 0014 0 01 0 7508 4545 Hhh 3121 64 3000 34 121 3 91 07 中 压 缸 5 6 5 6455 0 7508 0 0348 0 716 5 656 Hhh 3000 34 2851 74 148 6 106 40 6 7 6 75 66 0 716 0 0337 0 6823 6 767 Hhh 2851 74 2697 62 154 12 105 16 7 8 7 86 77 0 6823 0 028 0 6543 7 878 Hhh 2697 62 2552 9 144 72 94 69 低 压 缸 低 压 缸 8 c 87 88c 0 6543 0 0362 0 6181 88cc Hhh 2552 9 2325 9 227 140 31 整 机 1261 89 kJ kg ijij H 由功率平衡式求汽耗 0 D 涂维峰 热力发电厂课程设计 21 kg h 3 0 36003600 300 10 869722 4 1261 89 0 994 0 99 e ijijmg P D H 误差 0 5 是允许的 00 0 0 869722 4872021 2 100 100 0 26 872021 2 DD D D 汽耗率 Kg KW h 0 0 869722 4 2 9 300000 e D d P 以为基准 计算各项汽水流量如下表 4 所示 0 869722 4 Dkg h 表 4 各项汽水流量 项目 kg h 项目 kg h 第一级抽汽 10 0 0302DD 26265 6第七级抽汽 70 0 028DD 24352 2 第二级抽汽 20 0 0825DD 71752 1第八级抽汽 80 0 0362DD 31484 0 第三级抽汽 30 0 0421DD 36615 3凝汽量 0 0 6181 c DD 537575 4 H4 汽耗 40 0 0236 r DD 20525 4锅炉蒸发量 0b DD 869722 4 小汽轮机汽耗 0 0 0464 DT t DD 40335 1给水流量 0 1 005 fw DD 874071 第五级抽汽 50 0 0348DD 30266 3再热蒸汽流量 0 0 8773 rh DD 763007 5 第六级抽汽 60 0 0337DD 29309 6补充水量 0 0 015 mm DD 13045 8 3 2 4 热经济性指标计算 1 汽轮机组热耗 汽轮机比热耗 汽轮机绝对内效率 0 Q 0 q i 000 mm fwrhrhmmfww QD hhD qDhh 869722 4 3402 9 1096 15 763007 5 3538 29 3029 5 13045 8 1096 15 167 44 涂维峰 热力发电厂课程设计 22 2382326967KJ h 2382GJ h 00 fwrhrhmmfwmm qhhqhh 3402 9 1096 15 0 8773 3538 29 3029 5 0 015 1096 15 167 44 2739 2KJ Kg 0 1261 89 0 46067 2739 2 i i w q 2 汽动给水泵功率 874071 1 1 21 20 89 6381 6 36003600 0 85 fwfwfpdDT e fp fP D VPP Pkw 3 汽轮机产电功率 热耗率 热效率 汽轮发电机组绝对电效率 0 e Q e q e e e 00 2382 32 e QQGJ h 6 0 3 2382 32 10 7775 66 300 106381 6 e e DT ee fp Q qkJkW h PP 36003600 0 46298 7775 66 e e e q 3 6 0 36003600 300 10 0 45333 2382 32 10 e e P Q 4 锅炉热负荷 b Q bbbfwfwrhrh b QD hD hD q 869722 4 3411 17 874071 1096 15 763007 5 3548 9 3018 5 2413 357GJ h 涂维峰 热力发电厂课程设计 23 5 管道效率 p 0 2382 32 98 71 2413 36 p b Q Q 6 全厂 单元 热耗 热耗率 净热效率 全厂 单元 毛效率 净效率 cp Q cp q n cp cp n cp 2413 36 2623 22 0 92 b cp b Q Q GJ h 全厂 单元 毛效率 0 45333 0 9871 0 920 4116 cpepb 36003600 8746 4 0 4116 cp cp q kJkW h 1 0 4116 1 0 07 0 3828 n cpcp 7 全厂煤耗 全厂发电标煤耗率 全厂供电标煤耗率 s cp B s b s n b 全厂标准煤耗量 6 3 2623 22 10 89 62 10 29270 cps cp s Q B q kgh标煤 注 取中国标准煤发热量 29270 s qkJ kg 全厂原煤耗量 6 3 1 2623 22 10 167 51 10 15660 cp cp Q B q kg h 注 取燃煤低位发热量 1 15660 qkJkg 全厂发电标煤耗率 g 标煤 kw h 36000 123 298 8 292700 4116 s cp b 涂维峰 热力发电厂课程设计 24 净供电煤耗率 0 1230 123 0 321 3 0 3828 n cp n cp b gkW h 标煤 3 2 5 110 工况经济指标 机组的最大工况即 110 工况 此时机组的进汽压力和温度都不变 只是进气量有所增加 因此汽轮机每级后蒸汽参数也不变 抽气参数也与额定工况相同 1 功率平衡式求汽耗 0 D kg h 3 0 36003600 330 10 956694 7 1261 89 0 994 0 99 e ijijmg P D H 汽耗率 Kg KW h 0 0 956694 7 2 9 330000 e D d P 以为基准 计算各项汽水流量如下表 5 所示 0 956694 7 Dkg h 表 5 各项汽水流量 项目 kg h 项目 kg h 第一级抽汽 10 0 0302DD 28892 2 第七级抽汽 70 0 028DD 26787 5 第二级抽汽 20 0 0825DD 78927 3 第八级抽汽 80 0 0362DD 34632 35 第三级抽汽 30 0 0421DD 40276 9 凝汽量 0 0 6181 c DD 591333 H4 汽耗 40 0 0236 r DD 22578 0 锅炉蒸发量 0b DD 956694 7 小汽轮机汽耗 0 0 0464 DT t DD 44390 6 给水流量 0 1 005 fw DD 961478 2 第五级抽汽 50 0 0348DD 33293 0 再热蒸汽流量 0 0 8773 rh DD 839308 3 第六级抽汽 60 0 0337DD 32240 6 补充水量 0 0 015 mm DD 14350 4 涂维峰 热力发电厂课程设计 25 2 汽轮机组热耗 汽轮机比热耗 汽轮机绝对内效率 0 Q 0 q i 000 mm fwrhrhmmfww QDhhD qDhh 956694 7 3402 9 1096 15 839308 3 3538 29 3029 5 14350 4 1096 15 167 44 2620 6GJ h 00 fwrhrhmmfwmm qhhqhh 3402 9 1096 15 0 8773 3538 29 3029 5 0 015 1096 15 167 44 2739 2KJ Kg 0 1261 89 0 46067 2739 2 i i w q 3 汽动给水泵功率 961478 2 1 1 21 20 89 7019 8 36003600 0 85 fwfwfpdDT e fp fP D VPP Pkw 4 汽轮机产电功率 热耗率 热效率 汽轮发电机组绝对电效率 0 e Q e q e e e 00 2620 6 e QQGJ h 6 0 3 2620 6 10 7775 8 330 107019 8 e e DT ee fp Q qkJkW h PP 36003600 0 46297 7775 8 e e e q 3 6 0 36003600 330 10 0 45333 2620 6 10 e e P Q 涂维峰 热力发电厂课程设计 26 5 锅炉热负荷 b Q bbbfwfwrhrh b QD hDhD q 956694 7 3411 17 961478 2 1096 15 839308 3 3548 9 3018 5 2654 7GJ h 6 全厂 单元 热耗 cp Q 2654 7 2885 5 0 92 b cp b Q Q GJ h 7 全厂煤耗 s cp B 全厂标准煤耗量 6 3 2885 5 10 98 58 10 29270 cps cp s Q B q kgh标煤 注 取中国标准煤发热量 29270 s qkJ kg 全厂原煤耗量 6 3 1 2885 5 10 184 26 10 15660 cp cp Q B q kg h 注 取燃煤低位发热量 1 15660 qkJkg 4 4 管道计算管道计算 4 14 1 管道类别和材料管道类别和材料 发电厂高压管道均采用无缝钢管 低压管道采用直缝管道 4 1 1 主蒸汽管道设计压力及温度 锅炉过热器出口额定工作压力 16 67MPa 过热器温度 所以 为 b p543 o b t 涂维峰 热力发电厂课程设计 27 保留一定裕度 设计压力17 5 MPa 设计温度 05 1 1b pp 1 555 b tt 4 1 2 主蒸汽管道材料及应力计算 根据管道的设计压力及设计温度可以确定 主蒸汽管道采用号钢 MoVCr112 查询资料可得 主蒸汽管道材料的各项应力是 470 736 MPa 254 982MPa 104 445MPa 20 b 555 s 555 D 所以 按照第三强度理论可知道 钢材的许用应力min 69 63 MPa t 3 20 b 5 1 555 s 5 1 555 D 4 1 3 其他管道材料和应力计算 根据各管道的设计压力及设计温度选取各管道材料如下表 6 所示 表 6 各管道材料选择及相应强度 材料强度 Mpa 管道管道材料管道种类 抗拉强度屈服强度持久强度许用应力 主蒸汽管 12Cr1MoV 无逢钢管 YB529 70 470 736254 982104 44569 63 再热蒸汽管 12Cr1MoV 无逢钢管 YB529 70 470 736254 982100 03566 69 旁路蒸汽管 12Cr1MoV 无逢钢管 YB529 70 470 736254 982104 44569 63 主给水管 Q235 A 无逢钢管 YB231 70 372 666225 561164 022109 348 凝结水管 Q235 A F 电焊钢管 YB234 63 372 666225 561223 658124 222 抽汽管 120 钢无逢钢管 YB529 70 402 087215 754141 07494 0493 抽汽管 220 钢无逢钢管 YB529 71 402 087215 754152 4101 6 抽汽管 320 钢无逢钢管 YB529 72 402 087215 75494 88363 2553 抽汽管 420 钢无逢钢管 YB529 73 402 087215 754156 961104 641 抽汽管 520 钢无逢钢管 YB529 74 402 087215 754177 997118 665 抽汽管 6 Q235 A 无逢钢管 YB231 70 372 666225 561173 583115 722 抽汽管 7 Q235 A F 电焊钢管 YB234 63 372 666225 561193 562124 222 抽汽管 8 Q235 A F 电焊钢管 YB234 63 372 666225 561213 257124 222 4 24 2 管道规范管道规范 为了实现管道制造和使用上的标准化 国家对管道及其附件制订了规范 公称直 径 作为管道计算直径等级 公称直径只是名义上的计算内径 在进行管道设计 制 造及管道连接时都采用公称直径作为管道的基本尺寸 4 2 1 公称直径 涂维峰 热力发电厂课程设计 28 例如 由于主蒸汽采用双管 单管 双管系统 所以 G Go 869 7t h 对于单相流体的管道 初选主蒸汽的流速为 w 50m s 根据连续方程式其内径 Di 869 7 0 0206 594 7594 7355 98 50 i Gv Dmm w 在按照工程设计规定的管子公称直径系列选取 Di 350mm 所以管内蒸汽流速为 22 44 869 7 0 0206 51 7 3 14 0 35 Gv wm s Di 式中 G 介质的质量流量 t h v 介质的比容 kg 3 m w 介质的流速 m s 4 2 2 其他管道的公称直径及实际流速 经过上面的分析 把原则性热力系统计算得来的数据带入以上的公式就可以得到 本设计参数下的相应的管道的管径 所得的数据列入表 7 中 表 7 各管道管内径计算值 管径计算参数计算结果圆整 介质流量比容流速管道内径公称直径实际速度管道 t h m3 kg m s mm mm m s 主蒸汽管 869 700 020650 00355 9835051 7 再热蒸汽管 763 000 0701 0 0832740 60687 73 611 98700 60038 6 62 4 旁路蒸汽管 139 170 0201 0 109540 40157 27 367 066150 35044 44 主给水管874 070 00113 00336 673003 78 凝结水管537 580 00101 00438 214001 2 抽汽管 126 270 060245 00111 4510055 9 抽汽管 271 750 070145 00198 8420044 5 抽汽管 336 620 207845 00244 5625043 1 抽汽管 460 880 369545 00420 4940049 7 抽汽管 530 270 560045 00364 9840037 5 抽汽管 629 311 007940 00511 0650041 8 涂维峰 热力发电厂课程设计 29 抽汽管 724 351 956240 0064965039 9 抽汽管 831 484 715640 001145 73120036 5 4 34 3 壁厚的计算壁厚的计算 承受内压的管道壁厚计算分为直管和弯管两类 直管壁厚计算包括直管最小壁 厚 Sm 直管计算壁厚 Sc 和直管公称壁厚 Sn 部分 4 3 1 直管壁厚计算 对于 Do Di 1 7 承受内压力的汽水管道 直管的最小壁厚 Sm 应按下列规定计算 1 直管最小壁厚 Sm 按直管内径确定时 2 2 2 2 1 t m t pDiYp S pY 式中 p 设计压力 MPa Di 管子内径 取用最大内径 mm Y 温度对计算管子壁厚的修正系数 所有高温 300 及以上 管子 均采用奥氏体钢 因此取 Y 0 4 所有低温管子均采用铁素体钢材 Y 0 4 许用应力修正系数 对于无缝钢管 取 1 0 其余管子的 0 9 考虑腐蚀 磨损和机械强度要求的附加厚度 对于一般蒸汽管道 和水管道 可以不考虑腐蚀和磨损的影响 对于高压加热器疏水管道 腐 蚀和磨损裕度可以取为 2mm 2 直管计算壁厚 Sc mm cm SSC mm m CAS 式中 C 直管壁厚负偏差的附加值 mm 对于以最小内径 最小壁厚标示 的无缝管子 其厚度负偏差值等于零 涂维峰 热力发电厂课程设计 30 A 直管壁厚负偏差系数 其选取见 管道规定 3 直管的取用壁厚 以公称壁厚表示 对于以外径 壁厚标示的管子 应根据直管的计算壁厚 Sc 规格中公称壁厚系 列选取 对于以最小内径 最小壁厚标示的管子 应根据直管的计算壁厚 按照制造 厂产品技术条件中有关规定确定壁厚 Sn 任何情况下 管子的取用壁厚均不得小于 管子的计算壁厚 根据直管的计算壁厚 确定直管的取用壁厚 管径和壁厚计算结 果数据列入表 8 中 4 3 2 弯管壁厚计算 用作弯管的直管 其最小壁厚随弯曲半径而异 如五倍管子外径的弯曲半径 弯 管前所采用直管的最小壁厚为 1 08Sm 若是大于六倍 则弯管前所采用直管的最小壁 厚为 1 06Sm