热力发电厂课程设计火力发电厂原则性热力系统拟定和计算.docx

(20112012年度第一学期)名称热力发电厂课程设计题目火力发电厂原则性热力系统拟定和计算院系能源动力与机械工程学院班级学号学生姓名： 指导教师： 设计周数：1成绩：日期：2011年12月26日2011年12月30日一、课程设计题目 火力发电厂原则性热力系统拟定和计算二、课程设计目的 进一步巩固本课程中所学到的专业理论，训练电厂工程师必备的专业技能，着重培养学生独立分析问题、解决问题的能力，以适应将来从事电力行业或非电力行业专业技术工作的实际需要。三、课程设计要求1、 熟练掌握发电厂原则性热力系统拟定和计算的方法、步骤；2、 培养熟练查阅技术资料、获取和分析技术数据的能力；3、 培养工程技术人员应有的严谨作风和认真负责的工作态度。4、全部工作必须独立完成。四、课程设计内容特殊性:各级抽汽上端差分别为下端差 , 第7级加热器的疏水打到其出口端给定已知条件：1、汽轮机形式和参数美国西屋电气公司制造的汽轮机，亚临界参数、一次中间再热、单轴、双缸双排气，凝汽式机组，配汽包炉。机组型号： TC2F-38.6初蒸汽参数： p0=16.66MPa, t0=538,再热蒸汽参数： 冷段：pr1=3.769MPa, tr1=324.3,热段：pr2=3.468MPa, tr2=538,低压缸排汽压力 pc=0.00484Mpa, 排汽比焓hc=2330.3kJ/kg额定功率 350MW回热系统参数pfw =19.5MPa, pcw=1.72MPa项目单位一抽 二抽三抽四抽五抽六抽七抽八抽加热器编号H1 H2H3H4H5 H6 H7H8抽汽压力MPa6.503.772.061.0120.4270.1570.0780.0268抽汽温度396.6324.3457.1353.5249.7150.39 2.7766.51端差 注：各抽汽管压降取3%P； 各加热器效率取0.98; 下端差取轴封漏汽参数序号符号来源点汇入点流量D(kg/h)焓值H(kJ/kg)1sg1高压缸除氧器H4119783032.12sg2高压缸低压轴封母管10363032.13sg3中压缸低压轴封母管978.63165.74sg4高压缸轴加SG109.33032.15sg5中压缸轴加SG103.73165.76sg6低压缸轴加SG10392716.27sgs二抽低压轴封母管345.13035.52、锅炉形式和参数锅炉形式 武汉锅炉厂1246/18.15-1型亚临界，一次中间再热，自然循环汽包锅炉额定蒸发量 1064t/h过热蒸汽参数 psu=17.1MPa,tsu=541汽包压力 pb=18.2Mpa给水温度 tfw=281锅炉效率 b=0.9285管道效率 p=0.9853、计算中采用的其他数据汽机进汽节流损失0.02Po 中压汽门节流损失0.02Pr2 锅炉排污量Dpw=0.01Db 全厂汽水损失DL=0.01Db 化学补充水压力0.39 Mpa，温度20 机电效率mg=0.9925*0.987 排污扩容器效率f=0.98 排污扩容器压力Pf=0.691.0拟定发电厂原则性热力系统现电厂拟定为凝汽式发电厂，承担基本负荷，规划容量为350MW。选用引进350 MW TC2F-38.6型机组，350 MW 机组型号为N350-16.7/538/538，配-1246/18.15-1型亚临界，一次中间再热，自然循环汽包锅炉。其原则性热系统如下图所示。汽轮机为单轴双缸双排汽，高中压缸采用合缸反流结构，低压缸为三层缸结构。高中压部分为冲动、反动混合式，低压部分为双流、反动式。有八级不调整抽汽，回热系统为“三高四低一除氧”， 其中第一、二、三级抽汽分别供 3 台高压加热器，第五、六、七、八级抽汽分别供 4 台低压加热器，第四级抽汽作为压力除氧器的加热汽源。高、低压加热器均有内置式输水冷却器，高压加热器还均有内置式蒸汽冷却器。1、2、3号高加疏水逐级自流到除氧器，5、6号低加疏水逐级自流到7号，7号低加疏水打到本级给水出口，8号低加和轴封冷却器的疏水逐级自流到凝汽器。有除盐装置 DE、一台轴封冷却器 SG。配有前置泵 TP的给水泵 FP，经常运行为汽动泵，小汽轮机 TD 为凝气式，正常运行其汽源取自第四段抽汽（中压缸排汽），无回热加热，其排汽引入主凝汽器。补充水引入凝汽器。汽轮机的主凝结水由凝结水泵送出，依次流过轴封加热器。2.0绘制发电厂原则性热力系统图3.0发电厂原则性热力系统计算（额定工况）计算所用的另外的数据：主蒸汽流量= 轴封漏汽参数序号符号来源点汇入点流量D(kg/h)焓值h(kJ/kg)流量比例1sg1高压缸除氧器H4119783032.12sg2高压缸低压轴封母管10363032.13sg3中压缸低压轴封母管978.63165.74sg4高压缸轴加SG109.33032.15sg5中压缸轴加SG103.73165.76sg6低压缸轴加SG10392716.27sgs二抽低压轴封母管345.13035.5过热蒸汽出口参数,再热蒸汽进口参数=pr1=3.769MPa, = tr1=324.3, 再热蒸汽出口参数=pr2=3.468MPa, =tr2=538,省煤器进口给水参数=18.22MPa,=273.56,= 锅炉排污量=主蒸汽管道蒸汽泄漏份额再热蒸汽冷端管道蒸汽泄漏份额厂用汽份额（汽源为高压缸排汽）,回水率厂用汽份额（汽源为高压缸排汽）,回水率轴封加热器的疏水温度和进口水焓,3.1作汽轮机热力过程线(1)根据已知循环参数和p0、prh、pc在h-s图上画出汽轮机蒸汽膨胀过程线(见图2)，得到新汽焓h0、各级抽汽焓hj及排气焓hc，以及再热蒸汽比焓升qrh。也可更根据p、t查出水蒸气表得出上述焓值。新蒸汽：p0=16.66MPa, t0=538,h0= ,p0=(1-p0) p0 =,再热蒸汽：hr1=,hr2=pr=(1-2%)pr2=qrh= hr2- hr1=，(2)根据水蒸气表查得各加热器出口水焓hwj及有关疏水焓hdwj，将机组回热系统计算点参数列于表2。热力过程线如下图所示:3.2作汽水参数表（见表1、表2）新蒸汽、排污水、扩容器汽水参考表（表1）项目单位锅炉出口汽轮机入口连续排污扩容器压力pMPa17.116.6618.20.69温度t541538-蒸汽比焓hkJ/kg-饱和水比焓kJ/kg-23项目（表2）单位H1H2H3H4H5H6H7H8SGC数据来源加热蒸汽抽汽压力MPa6.503.772.061.0120.4270.1570.0780.0268-0.00484已知抽汽温度t396.6324.3457.1353.5249.7150.392.7766.51-32.30已知抽汽焓kJ/kg-查水蒸气表抽汽压损%-已知加热器汽侧压力MPa-=(1-)饱和水温度tsj-由查水蒸气表饱和水焓hjkJ/kg由查水蒸气表轴封汽焓hsgikJ/kg-已知被加热水加热器端差j-已知加热器出口水温tj-tsj-j加热器水侧压力pwMPa-已知加热器出口水焓hwjkJ/kg-由pw、tj查水蒸气表疏水疏水冷却器端差-已知疏水冷却器出口水温ts-ts=tj+1+疏水冷却器后疏水焓hdwjkJ/kg-由pj、ts查水蒸气表3.3锅炉连续排污利用系统计算汽轮机总汽耗量的估算：无回热抽汽时汽耗量:=考虑回热抽汽增加汽耗及轴封用汽、漏汽等项后，取=，计算后要重新校核D0的值。汽轮机做功蒸汽耗量：D0= D0-( Dsg1+ Dsg2+ Dsg3+ Dsg4+ Dsg5+ Dsg6+Dsgs)锅炉蒸发量：Db=D0+Dl=1040483+0.01Db=给水量：Dfw=Db+Dbl= Db +0.01 Db =（1）锅炉连续排污扩容器部分计算，求Df、Dbl、Dma扩容蒸汽量：Df=排污水损失量：=补充水量：（2）排污冷却器部分求排污冷却器排污水出口温度=40, =4.1868*40=167.472(kJ/kg)补充水=20*4.1868=83.736(kJ/kg)由排污冷却器热平衡得补充水在其中焓升值，即=+=全厂物质平衡假设以高压缸进口蒸汽流量为标准，流量份额=1。（1）计算锅炉连续排污扩容器产生的蒸汽量占比份额（该蒸汽最后引至除氧器）由于锅炉连续排污扩容器产生的蒸汽可能是饱和蒸汽，也有可能是湿蒸汽，在此假设产生的蒸汽干度=0.97,则湿蒸汽的焓值为由锅炉排污扩容器的热平衡方程可得到扩容器产生的蒸汽量为=（2）凝汽器补充水流量份额为+()+ （3）锅炉省煤器进口给水流量比例份额为3.4高加组计算(1)由高压加热器H1热平衡计算=物质平衡的H1疏水份额=（2）由高压加热器H2热平衡计算=物质平衡得H2疏水=+=再热蒸汽份额计算由高压缸的物质平衡可得:=-（3）由高压加热器H3热平衡计算先计算给水泵的焓升.设给水泵的进口压力为=0.98508MPa,取给水的平均比体积=0.001,给水泵效率=0.83,则=由H3的热平衡式得=物质平衡得H3疏水=+=3.5除氧器计算由除氧器H4热平衡计算以除氧器进水焓为基准，根据除氧器的热平衡得=除氧器进水量（主凝结水量）,由除氧器物质平衡得=-=3.6低加组计算（1）由低压加热器H5热平衡计算=物质平衡的H5疏水份额=（2）由高压加热器H6热平衡计算=物质平衡得H6疏水=+=(3) 由高压加热器H7热平衡计算H7疏水=(4)由低压加热器H8、轴封加热器SG构成一整体的热平衡计算H8疏水=联立得到：=(5)凝汽系数的计算1)由第7级低加出口混合点的物质平衡或者由热井热物质平衡平衡得 =2）由汽轮机通流部分物质平衡平衡得 =两种方法的计算结果完全一致，证明计算正确。汇总：(表3)抽汽级数抽汽份额疏水级数疏水份额1122334455667788cc-3.7汽轮机汽耗量及各项汽水流量计算汽轮机内功计算：(1)凝汽的比内功为=(2)计算各级抽汽做功不足系数如下：的计算数据见表4的计算数据（表4）项目1见下表2345678csg1sg2sg3sg4 sg5 sg6sgs-于是，抽汽做功不足汽耗增加系数为=1/=则汽轮机新耗气量为=将D0数据带入全厂各处汽水相对值内，求得各项汽水流量列于表5。各项汽水流量(表5)项目单位(t/h)项目单位(t/h)汽轮机汽耗第一级抽汽给水量第二级抽汽第一级加热器疏水第三级抽汽第二级加热器疏水第四级抽汽第三级加热器疏水第五级抽汽第五级加热器疏水第六级抽汽第六级加热器疏水第七级抽汽第七级加热器疏水第八级抽汽第八级加热器疏水汽轮机