毕业设计 国产300mw机组热力系统的拟定计算及分析（终稿）

工程学院毕业设计说明书（论文）题目国产300MW机组热力系统的拟定计算及分析指学生姓名班级动班指导老师时间20071142007121论文摘要本设计的内容为国产N300MW机组发电厂原则性热力系统的拟定、计算、及火电厂热经济性分析。本设计从原则性热力系统的拟定、计算、汽轮机耗量及各项汽水流量的计算；热经济性指标计算；全面性热力系统的拟定分板及计算，对电厂热力系统经济性分板方面进行阐述。目录毕业设计任务第一章原则性热力系统的计算第二章汽轮机汽热量及各项汽水流量计算第三章热经济指标计算第四章全面热力系统的分板建议小结附图一、二、三毕业设计任务题目国产N300MW机组发电厂原则性热力系统的拟定，计算与分析（额定工况）内容及要求一、根据给定条件拟定发电厂的原则性热力系统。二、用热平衡法理行额定工况的热力系统计算，求出系统各部分的汽水流量，发电功率及主要经济指标。三、根据计算结果分析拟定系统的可靠性、经济性。主要原始资料（一）、锅炉型式及有关数据1、型号DG1000/170型2、额定蒸发量1000T/H3、一次汽压力1676MPA，温度5554、二次汽压力（进/出）351/33MPA5、温度（进/出）335/5556、汽包压力1862MPA7、锅炉热效率90088、排污量DPW5T/H（二）汽轮机型式及额定工况下的有关数据1、汽轮机型式N3001618/550/550型中间再热凝汽式汽轮机、四缸四排汽、汽缸及轴封系统情况见附图。2、额定功率300MW3、主汽门前蒸汽压力16181MPA，温度5504、中压联合汽门前蒸汽压力3225MPA，温度5505、额定工况给水温度26256、额定工况汽机总进汽量970T/H。7、背压00052MPA，排汽焓23944KJ/KG。8、各级抽汽参数如下表回热级数12345678抽汽压力ATA53136915107780500230081700172抽汽温度38433743463452924233123825158（焓）抽汽管通压损44444444加热器传热端差11000333疏水端差8889、加热器散热损失高加1，除氧器4，低加05，轴加4。10、给水泵用小汽机驱动，汽源来自第四级抽汽、排汽入主凝汽器。汽耗量41878T/H，排汽参数000672MPA，248111KJ/KG，给水压力213MPA。给水泵功率7295KW，给水泵内效率B8266。11、除氧水箱距给水泵入口净高度HZ22M，主泵配有前置泵。12、主机采用射水抽汽器维持凝汽器真空。13、额定工况厂用汽量30T/H，压力0778MPA。14、各项压力损如下1）主汽门及调门压损22）中压联合汽门压损23）再热管道压损104）、中、低压缸连通管压损25）小汽机进汽管及阀门压损1015、门杆漏汽量项目单位符号数值到除氧器高压主汽门漏汽量高压调节汽门漏汽量中压主汽门漏汽量中压调节门漏汽量KG/HKG/HKG/HKG/HDM1DM2DM3DM480282722447285636到轴封加热器高压主汽门漏汽量高压调节汽门漏汽量中压主汽门漏汽量中压调节汽门漏汽量KG/HKG/HKG/HKG/HDM5DM6DM7DM8808A156617922252（三）其他资料1、全厂汽水损失D17T/H2、凝升泵压力167MP13、补充水压力0441MPA，温度204、汽轮机机械效率J09935、发电机效率D09876、扩容器效率987、环境参数0098MPA，20。（四）轴封系统见附图各段抽汽参数（KG/H）如下1875341015352228989111272636311121109410681370156181425426295211578377109162263899317119859576本系统为国产300MW汽轮机（N3001618/550/550）配用970T/H汽包炉的发电厂原则性热力系统，锅炉包压力1862MPA，汽轮机为单轴、四缸四排汽，再热凝汽式机组。该机组设有八级不调整抽汽，分别送入三台高加，一台压力式除氧器和四台低压加热器、三台高加设有内置式过热段和疏水冷却段、四号低加设有内置式过热段、系统中设有轴封加热器一台、加热器疏水采用逐级自流式，高加疏水逐级自流入除氧器，低加疏水逐级自流入主凝汽器，轴加疏水也自流入凝汽器。系统设有有两台容量分别为50的汽动给水泵，汽源来自第四段抽汽，排汽送入主凝汽器，另设有一台容量为50的电动给水泵备用，每台泵均配有前置泵，并与主泵同轴拖动。除氧器采用滑压运行方式，系统中设有除氧器再循环泵一台。机组第四段抽汽中部分供给厂用汽，厂用汽系统不考虑回收，轴封均压箱汽源亦由四抽供给，轴封汽分级利用。凝汽器配有两台射水抽汽器，以维持凝汽器真空，另设有两台射水泵和一只射水箱，并以循环水作补充。锅炉设有单级连续排污利用系统，扩容蒸汽送入除氧器，浓缩后的排污水经排污冷却器，回收部分热量给化学补充水，并符合排放标准后再排入地沟，化学补充水进排污冷却器送入凝汽器。机组采用、级串联旁路系统。第一章原则性热力系统11过程线绘制及汽水参数表一、做汽态线0点P016181MPAT0550H03436KJ/KG0点P016181（12）1586MPAT05487H03436KJ/KG1点P1531MPAT1384H13149KJ/KG2点P2369MPAT2337H23066KJ/KG2点P23225MPAT2550H2H2H3565KJ/KG2点P23225123111MPAT2548H2H23565KJ/KG3点P3151MPAT34346H33330KJ/KG4点P40778MPAT4345H43151KJ/KG5点P5050MPAT52924H53048KJ/KG6点P6023MPAT6233H62935KJ/KG6点P6023120225MPAT62327H6H62935KJ/KG7点P700817MPAT71238H72726KJ/KG8点P800172MPAH825158KJ/KGN点PN52103MPAHN23944KJ/KG二、各工作点汽水参数汇总表见下页各计算点数值项目单位GJ3GJ2GJ1CYDJ4DJ3DJ2DJ1DZN抽汽压力PCMPA5313691510778050023008170017200052抽汽温度T38433743463452924233123857抽汽焓值HKJ/KG31493066333031513048293527262515823944抽汽压损PCPC44444444加热器压力PCMPA51035424144960746904802208078001650951PC压力下饱和水温TB2652431971681501239356336PC压力下饱和水焓KJ/KG116010538387096345183892341406抽汽发热量QHBTKJ/KG198920132492244124142417233622818加热器端差T11000333加热器出口水温TSTBT2662441971681501209053加热器出口水压PSMPA213213213167167167167加热器出口水焓KJ/KG11631059848709633504378223加热器进口水焓KJ/KG1059848709633504378223141疏水焓值KJ/KG10958757455634518389234336疏水端差88812轴封漏汽量及门杆漏汽量的计量及整理一、轴封漏汽计算1、对高压缸DZFQD1D2875342898958545KG/HDZFQ进口D2D328988631122678KG/HDZFQ出口D6D729521710922412KG/HDZFQ进口D3D4631110687379KG/HDZFQ出口D7D871099938102KG/HDJX进口D4D510686181686KG/HDJX出口D8D99935761569KG/HDZJ进口D5618KG/HDZJ出口D9576KG/H因均压箱的压力与温度已知，查表得HJX2778KJ/KG2、对中压缸DZFQD10D1115352127262626KG/HDZFQD11D1212726110913835KG/H汽温为高压缸排汽温度，查表得HZFQ出口3575KJ/KGDJX出口D14D15254278317595KG/HDJX进口D12D131109801181KG/HDZJ出口D15783KG/HDZJ进口D13701KG/HDJX1759813569KG/HDZJ7837011484KG/H3、对低压缸DJX4D16D17422631198513846KG/HDZJ4D174794KG/HHZFHI3436KJ/KGHZFG进口3436KJ/KGHZFG出口3066KJ/KGHZFG226783436220123066/2267822012325376KJ/KGHZFG进口3436631127781068/63111068334076KJ/KGHZFG出口306671092778993/710999330307KJ/KGHZFZ进口12726356527781109/12726110935019KJ/KGHZF33407673793030781021383535019/7379810213835333112KJ/KGHZFHZR3565KJ/KG轴封漏汽至轴加总汽量DZFZJD5D9D134D17D155766187014119857837472KG/HHZJD5D9D134D172778H6D15/D5D9D134D17D1557661870141198527782935783/7472279445KJ/KG二、门杆漏汽量的整理高压主汽门、调门门杆漏汽至除氧器DMMGG80282722435252KG/H中压主汽门、调门门杆漏汽至除氧器DMGZ4728563610364KG/H高压主汽门、调门门杆漏汽至轴加DMGZG802815662374KG/H中压主汽门、调门门杆漏汽至轴加DMGZG179222524044KG/H至除氧器的门杆与轴封漏汽之和DZFDMGGDMGZ3525210364226782241290706KG/HHZF226783436224123066352523436103643565/90706335932KJ/KG至轴加的门杆漏汽与轴封漏汽之和DZFDZFZJDMGGZJDMGZZJ7472237440441389KG/HHZF74722794452374343640443565/138931285KJ/KG13锅炉连续排污系统的计算一、给水焓的计算因除氧器水箱距给水泵入口净高度为22M，即为220098070215754MPA，则给水泵进口压力为（除氧器压力021575MPA）0746902157540962654MPA查表得进口比容得000112496M3/KG给水泵出口压力213MPA，T168查表得出口比容000109682M3/KGTGSGB（出口压力出口比容进口压力进口比容）GS2130001096821030962654000112496103/082662695KJ/KG锅炉连续排污系统汽水参数表（表5）压力（MPA）饱和温度（）饱和汽焓（KJ/KG）饱和水焓（KJ/KG）PPW1862TPW35984HPW248337TPW175943P10778TPW16929HK2768TPW716二、排污扩容器计算KPWKTHOP175943098716/27687165/9700002532709PWPWK5/97000025327090002621929（一）补充水量DBS份额BS、给水量DGS份额GS的计算DBSDQSDPWD厂用汽BS7/970000262192930/9700040766258DGSDPWDQSDMGDOGSPWQSMGO5737626970/970101625（二）排污水冷却器计算列热平衡方程式PWTPKBSTBS所以常温常压下，水温值和水焓的千卡数一致，而1KCAL/KG41868KJ/KG，取排污冷却器的端差为8。又因为TPW8TBS所以TBS8因为TBS20（环境温度）所以BSBSTPW82041868TPW1172304PWTLOLBSTPLO1142304TPW00026219297160980407662581172304/004076625800026219290981527KJ/KG1527KJ/KG20934KJ/KG50KCAL/KG符合排放标准所以TBSPW841868TPW33494415273349441192056KJ/KG（三）回热系统的计算1、GJ3的计算1H1TB1ZFHFTB1IRGSTGS1GS21JRBJRBZFGSGSTH11290534901534667096050045096549S11ZF0045096549000603556700511321162、GJ2的计算2H2TB21STB1B2IRGSTGS2GS32JRBJRBGSGTHT2213908769087155434051600913771583、给水泵中给水焓升GS的计算已知给水泵出口压力为213MPA、TBX168000109682M3/KGRA00980722074690962654MPA000112496M3/KGGSKGJ/952682601049095121033则GJ1进口水箱焓为TGS4CYGS709269573595KJ/KG所以I3TGS3GS48437359510705KJ/KG4、GJ1的计算因为S22S10142261541IR3H3TB32STB2B33ZFHFTB3GSGS3GS43JRBJRBZFSGSGSTHTHT3332439087453908745362711901426507016250035335533S3S230142261541003533553301775970745、除氧器CY的计算列出各工质的份额、焓值2ZF0002337938H6ZF3436KJ/KG6ZF0002310515HZF3066KJ/KGK0002532709HK2768KJ/KG4H43151KJ/KGM10003634226HM13436KJ/KGM20001068453HM23565KJ/KGS30177597074TBS7458KJ/KGNGS56287KJ/KGJS0001768247HJS2778KJ/KG列质平衡式GSJXS3ZFZFKM1M24NGSS3ZFZFKM1M24JX1016250001768247017759707400023379380002310515000253270900036342260001068453408285373324A热平衡式4H4KHKS3TB3NTGS56ZFHM1HM1M2HM2GSTCYJXHJX/CY315140002532709276801775970747458N62870003634226343600023105153066000233793834360001068453356510162570900017682472778/09631514N62875847839678B解方程A，B得40025327101N08032102316、DJ4的计算热平衡方程5H5TB5JRNTGS5GS65304863409950803210231629496500444754695S5004447546957、DJ3的计算热平衡方程式6H6TB66T65B6JRNGS6GS7S7GS6TB7S77657ZF7600474977375NS7080321023176004749773750755712493576S656004447546956以S7N等代入方程式得62935518004447546956345180995075571249356749637067004749773754963892423915619748968445778、DJ2的计算热平衡方程式JR7H7TB7S6TB6B73ZFHFTB77ZFHTB71ZFHTB7NGS7GS8099572726389004447546956518389000076072133407638900008352573030738900014262883501938907557124935673702152480315728335561025793907解AB方程组得6001989584770039084472因此S6S5600444754695001989584700643713165S7S373ZF7ZFZF0106478055N07557124935670696732175S706967321750106478055080321023与除氧器入口N一致9、DJ1的计算（包括低压轴加）求HZJZJZJ9ZF5ZF13ZF5ZF17ZF4M5M6M7M80001431958ZJHZJ9ZF5ZF13ZF5ZF417ZF279445M5M63436M7M83565HZF31285KJ/KG热平衡方程式JR8H8TB8ZJHZJTBZ096NTGB8N09958251582340001431958312853360960681705258215TN33304583968TN2093688376A10、热井的计算热平衡式098NTNBSTBS8TB8ZJTBZ小气机TN16ZFTNTNN8ZJBS小16ZF0696732175N06104275678代入方程整理得91532895420815160696732175TNB联立（A）（B）解方程得80020917839N0589509728T1397028447KJ/KG11、凝汽量DNN校核N12345678小汽机厂用汽漏XJ16ZF10044848816200913771583003533553340025327101500444754695600198958477003908447280020917839小汽机0043173195厂用汽00309227835漏001391226816ZF0000933195ZJ0001431958计算出N0589509728而N1C104116356350588364365N1194207019427572140836589符合标准第二章汽轮机汽热量及各项汽水流量计算21汽轮机的汽耗量计算D01H0H12H0H23H0H3HZR4H0H4HZR5H0H5HZR6H0H6HZR7H0H7HZR8H0H8HZR厂小H0H4HZR（3MA47M8A）026ZFAZ10FAZ14F（06HZR）N0NZRJ3600ND004484881634363149009137715834363066003533553334363330499002532710134363151499004447546953436304849900198958473436293549900390844723436272649900209178393436251584990032927835004317319534363151499000148536343630660001582683436306600002620613436293549905725514423436239444990993098736003105解得0D9302378969T/H22各级抽汽量及凝汽量计算10A004484881693023789694172006827T/H2D0091377158930237896985002495281T/H3000353355339302378969328704519T/H4A002532710193023789692356022917T/HD4小厂D00。09942813193023789249181547T/H5A0044475469593023789694137276721T/H6D0001989584793023789691850787087T/H7003908447293023789693635785703T/H80A002091783993023789691945856656T/HND058950972893023789695483842896T/H23各项汽水流量表（以汽轮机汽耗量为基准）项目符号份额流量（KG/H）项目符号份额流量炉给水量GSA10162594535426锅炉排污量PWA000515463847950396炉蒸发量R1011194056353排污扩容蒸汽K0002532709235602189汽轮机汽耗量0A1930237排污扩容排污水PW000262192924390177热蒸汽量MZFFZRAA62108478275327886813补充水量BSA004076625837922318厂汽水损失QS00072164946713056厂用汽量5003092783528770244轴封用汽量ZF0013122681220721小汽耗用汽量A004317319540161342门杆漏汽量MA000536432949901024汽轮机功率校核CN360AJZRNCHD1KWDJ7932536098014982741102NNHDDJ186053601N36030AJZRAJZRNNHDNKW835416097493451932874N3505AJZRNHDKW74350286093491291765N350AJZRNHDK8419750609734984762146N360AJZRNHDKW721503860934925487157N3607AJZRNHDKW087419609342485368N3608AJZRNHDKW27451890349825145194NN360DJZRNHDK8057239870492428954N小N厂360AJZRNH厂小KW6814729034915587169336026DJZFZFNHDNKW182597036487921360210DJZFZFNHDNKW31489703364984736014DJZRZFZFNHDNKW376360980349254798624320DJMNHDNKW1839360709478913则KWNC21712300307N1符合标准第三章热经济指标计算1、机级热耗率Q已知机组总汽耗量为D0930237KG/H所以机组热耗量HZQ0为HZ00BSGGSKGSTDHZRTDT930237343611532355992768115378866952（35653066）3792175（1406241192056）2520279862109KJ/H所以机组热耗率为KWHJNIDQQHZZ/6207843015279690机组绝对电效率528614360HZZIDQ2、热负荷QG1QG1DGRHGRGSTDZRHZRDPWGSPWT940563533436115378866952356530664794971759431153254404892109KJ/H3、管道效率GD90657154089276120GHDQ4、全厂热效率HZ023904842560967810ZHJDGHZ5、全厂热耗率ZHCQHKWJQZHCZH/173589463820606、标准煤耗率BB克标准煤标准煤712453321745038245901KGBZH第四章全面热力系统的分析本机组弄号N300165/550/550压临界参数，是具有一次中间再热的冲动式凝汽式汽轮机，汽轮机的额定功率为300MW，额定转速为300RPM，蒸汽门前蒸汽额定压力为165ATA，额定温度为550，汽轮机共有四汽缸，即高压缸、中压缸及两个低压缸，高中压缸反向布置，低压缸对向分流，两只低压缸共有四只排汽只，故在结构上称为四缸口排汽。本机组设有两只自动主汽门，为减小管径和管壁厚度，从锅炉出口到自动主汽门均采用双管，在自动主汽门前设有电动主闸门，电动主闸门后的两根主蒸汽管道间有联络客，联络管上接出上级旁路和部分启动用汽自动主汽门与高压调节汽门出口共用一根管子与高压缸一组喷嘴相连，高压缸共有四根导汽管，汽轮机高压缸有两个排汽口，由两根排汽管与锅炉再热器接口，在靠近高压缸排汽口处，装设有排汽逆止门，再热器出口蒸汽汽管道有两根，每根再热器蒸汽管道再分两根分别接到中压缸联合汽门，蒸汽在中压缸作功后，引入低压缸内继续作功，再排入凝汽器。本机组共有八段不调整抽汽前三段接至高压加热器，第四段抽汽供给除氧器，并供给带结水泵的小汽轮机及一般厂用汽使用后四段抽汽供低压加热器使用，高加和低加都采用表面式加热器，除氧器是混合式加热器，低压加热器用来加热凝水，而高压加热器用来加热给水泵出口的高温给水，除第八段抽汽外，其余各级抽汽管道均装有抽汽逆止阀，它能在电网甩负荷时汽轮机故障自动主汽门闭时，逆止门同步动作关闭，切断抽汽管道，以避免加热器中的温饱和蒸汽倒流入轮机，引起超速或进冷气、冷水的事故，而第八段抽汽与排汽相邻，抽汽压力低，体积流量大，为了减少流动阻力，节约投资，故不装逆止门，一般情况下抽汽不会倒流，即使倒流对机组也不构成威胁。本机组回热系统中共有三台高压加热器，一台除氧器，四台低压加热器，三台高加均采用内置式蒸汽冷却器及疏水冷却段，采用内置式可减少投资，简化系统结构，采用主蒸汽冷段内冷却是利用加热蒸汽的过程的过热度使加热器出口水温达到或超过该级抽汽压力下的饱和温度，减少加热器端差，提高经济性，同时采用疏水冷却段，防止疏水进入下一级的加热器后排挤低压抽汽，引起热损失，高加的疏水采用逐级自流方式，在最后一台高加内疏水利用高加汽侧压力与除氧器内部压力的差压，送入除氧器，但在机组低负荷启动时，高压加热器汽侧压力偏低，疏水难以进入除氧器，如排入地沟，会影响经济性且污梁环境，若将此时的疏水引入凝汽器，可回收工质，提高经济性，为了防止高加汽侧积聚不凝结汽体，降低传热效果，故设计了汽侧空气管道，通过节流孔板逐级流入1高加，然后通过截止门直接至凝汽器，也可至4低加，给运行中高加停用创造条件，为了确保在高加汽侧水位急剧上升时保证其正常水位，每台高加均设有危急疏水保护，直到通过动作，结水走旁路系统，保斑点机组安全和锅炉给水正常供给。除氧器正常运行中用第四段抽汽维持正常的额定压力，并接有备用汽源，在机组启动和低负荷运行时使用，除氧器内还接有高加疏水，主汽门、调节门杆漏汽，凝水、化学来的补水等。给水箱内有再沸腾管，目的是使已除过氧的给水由微过冷状态，加热至饱和状态，以保斑点除氧器良好的除氧条件。除氧器采用滑压运行方式，额定工况时定7ATA，除氧器水箱距给水泵平台高度为22M，在机组启动或低负荷工况，除氧器一般采用定压方式运行，以改变除氧效果，为此在备用辅助蒸汽管上，装有压力调节门，机组正常运行时除氧器采用滑压运行，以尽量提高除氧器出口温度，提高机组经济性。在四台低加中考虑到58级抽汽过热度不大，同时为了节约投资、除低造价，因而