热力发电厂课程设计报告-东南大学

1、东南大学热力发电厂课程设计报告题 目：引进300MW机组原则性热力系统设计、计算和改进 能源与环境学院热能与动力工程专业学号姓名Yishion J指导教师起讫日期 2014 年2月24日3月7日设计地点中山院5022014年2月24日目录一 课程设计任务 31.1 设计题目 31.2 计算任务 31.3 设计任务说明 3二 原则性热力系统的拟定（如图） 4三 原则性热力系统原始数据整理和计算 43.1 原始数据的整理 43.1.1 汽轮机型式及参数 43.1.2 计算点参数表 43.2 原则性热力系统的计算 53.2.1 加热器抽汽份额计算 53.2.2 正平衡内效率计算 73 .3 校核计算

2、 73.3.1 反平衡校核 83.3.2 等效焓降法校核 10四 原则性热力系统的改进和计算（热量法） 124.1 方案改进思路和分析 124.2 改进后的原则性热力系统的计算 124.2.1 计算点参数 134.2.2 抽汽份额计算 134.2.3 正反平衡效率计算及对比 134.3 改进前后对比 14五 结果及分析 165.1 结果分析 165.2 体会 16六 参考文献 16七 致谢 18一 课程设计任务1.1 设计题目引进300MW凝气机组热力系统及抽汽过热度 （SC系统）禾U用效 果分析。1.2 计算任务1、整理机组的参数和假设条件，并拟定出原则性热力系统图。2、根据给定热力系统数据

3、，计算气态膨胀线上各计算点的参数， 并在h -s图上绘出蒸汽的气态膨胀线。3、对原始热力系统计算其机组内效率，并校核。4、确定原则性热力系统的改进方案， 并对改进后的原则性热力系 统计算其机组内效率。5、将改进后和改进前的系统进行对比分析，并作出结论。1.3 设计任务说明对引进300MW凝气机组热力系统及抽汽过热度 （SC系统）禾U用 效果分析，我的任务是先在无 SC系统情况下通过对抽汽放热量，疏 水放热量，给水吸热量等的计算，求出抽汽份额，从而用热量法计算 出此情况下的汽机绝对内效率 （分别从正平衡和反平衡计算对比， 分 析误差）。然后再在投入SC系统的情况下再通过以上参量计算出汽轮 机绝对

4、内效率（也是正平衡计算，反平衡校核对比） 。最后就是对两 种情况下的绝对内效率进行对比，看加入SC系统后对效率有无提升， 提升多少。 同时等效焓降法也是一个实用的方法， 可以用来校核热量 法的求解结果。二原则性热力系统的拟定（如附图）三原则性热力系统原始数据整理和计算3.1原始数据的整理3.1.1汽轮机型式及参数引进300MW机组初蒸汽参数：Pc=16.7MPa, to=537oC再热蒸汽参数：trh=537oC, Rh二 R7=3.36MPa, hrh=3536.76 kJ/kg低压缸排汽压力：FC=0.00539MPa给水泵小汽轮机耗气份额及焓值：a=0.037933, hnq=2477.

5、7kJ/kg额定功率 Pe=300MW回热系统：八级回热抽汽，“三高四低一除氧”轴封及门杆参数表:名称份额a fi0.00423910.0133430.000252610.0216060.00408410.0012392焓值 kJ/kg3333.23028.73221.93535.32754.83.1.2计算点参数表H8H7H6H5 （除氧 器）H4H3H2H1抽汽压力Prj5.9303.3601.6700.8240.3260.1360.0740.026抽汽焓hj3142.63028.73329.83134.22926.62759.92662.82520.5加热器压力Pnj5.692803.2

6、25601.603200.791040.312960.130560.071040.02496Pnj下饱和水温tnj272.18237.91201.47169.95134.97107.2490.3264.93上端差2.02.01.00.06.06.06.06.0出口水温tw,j270.18235.91200.47169.95128.97101.2484.3258.93水侧压力20.8750020.8750020.875000.791041.200001.200001.200001.20000出口水焓hwj1182.791021.58862.88718.97542.64425.13353.9924

7、7.66进口水温235.91200.47173.10128.97101.2484.3258.9333.97进口水焓hwj-11021.58862.88743.87542.64425.13353.99247.66143.40下端差6.06.06.0无6.06.06.06.0疏水温度td,j241.91206.47179.10无107.2490.3264.9339.97加热器疏水焓hsj1046.84882.21759.55无449.80378.36271.81167.413.2原则性热力系统的计算a fw=1高低加效率n h=0.993.2.1加热器抽汽份额计算(1) #8高加抽汽份额：8(h8

8、hd8) hhw8h w8 h w7(h8hd8)h0.07770疏水份额：d8 8 0.07770(2) #7高加抽汽份额：7(h7hd7)d8(hd8hd7) hhw7hw6(hw7 hw6)/ hd8(hd8hd7)0.06872h7hd7疏水份额：d77 d8 0.14642(3) #6高加d 7 (hd 7hd 6 ) h hw6 h w5抽汽份额：6 ( h6 hd 6 )(hw6 hw5)/ hd7(hd7 hd6) 04267h6hd6疏水份额：d6 6 d7 0.19012(4) #5除氧器混合加热器抽汽份额:hw5(15d 6 )h w45h5d6hd 6bhw5 hw45

9、d6(hd6_b 0.05314h5 h w4(5) #4低加抽汽份额:4(h4hd4)hC4(hw4hw3 )c4 (h w44hw3) / h0.03645疏水份额:h4hd4d40.03645c45=0.76065(6) #3低加抽汽份额:3(h3 hd3)d4(hd4hd 3)h c4(hw3 h w2)c4 (h w33hw2 ) / hhd2)0.02186疏水份额：d3h3 hd33 d4 0.05831(7) #2低加抽汽份额:2(h2 hd2)d3 (hd3hd 2)h c4 (hw2 hw1 )c4(hw2hw1 ) / hd 3( hd 2hd1 )0.03157h2hd

10、2疏水份额：d22 d 30.08988(8) #1低加抽汽份额:i(hi hWc)d2(hd2hwc )f 3(hf 3hwc)f 6( hf 6hwc )hc4(hw1 hwc)c4 (h w2 h wc ) / h1d 2(hd2hwc)f 3(hf 3hwc)f 6 (hf 6hwc)hiwc0.853580.604190.02716凝气份额： 再热份额：rh3.2.2正平衡内效率计算(1) 做功量wi8 (h0 h8)7 (h0 h7)8h0rh (hrh h7)j hji 11208.45 kJ/kg6i(hrhhi) c(hrhhc)i 1f 3hf 3 f 6hf 6(2)循环

11、吸热量q0h0hw8rh (hrh h7)2645.38 kJ / kgvv：(3)内效率 i 0.45682qo3 .3校核计算3.3.1反平衡校核(1)做功量W q。J1% hwJ- h=1208.45 kJ/kg其中8h= q(hq-hwc)+(1- h)(iqi)=88.5470+9.3101=97.8571 kJ / kgi=1(2)内效率iwi0.45683q。0.456825 误差 i i 0.456825-0.4533=0.35%0.5%符合要求。计算表格见下页。H8H7H6H5（除氧器）H4H3H2H1抽汽压力Prj5.9303.3601.6700.8240.3260.136

12、 :0.0740.026抽汽焓hj3142.603028.703329.803134.202926.602759.90 |2662.802520.50加热器压力Pnj5.692803.225601.603200.791040.312960.130560.071040.02496Pnj下饱和水温tnj272.18237.91201.47169.95134.97107.24 90.3264.93上端差2.02.01.00.06.06.0 16.06.0出口水温tw,j270.18235.91200.47169.95128.97101.24 184.3258.93水侧压力20.8750020.875

13、0020.875000.791041.200001.2000011.200001.20000出口水焓hwj1182.791021.58862.88718.97542.64425.13353.99247.66进口水温235.91200.47173.10128.97101.2484.32 158.9333.97进口水焓hwj-11021.58862.88743.87542.64425.13353.99 1247.66143.40下端差6.06.06.0无6.06.06.06.0疏水温度td,j:241.91206.47179.10无107.2490.32 164.9339.97加热器疏水焓hsj1

14、046.84882.21759.55无449.80378.36 1271.81167.41加热器效率0.990.990.990.990.990.990.990.99T j161.21158.70119.01176.33117.5171.14 1106.33104.26丫 j0.00164.63122.67216.900.0071.44 1106.55128.41qj2095.762146.492570.252591.562476.802381.542390.992377.10a j0.077700.068720.039780.053140.036450.02186:0.031570.02716

15、a sj0.077700.146420.186200.091080.036450.05831 |0.089880.11704332等效焓降法校核前面计算用的是热量法，这里再用等效焓降法进行校核。计算时,各个加热器的进出口汽水参数仍然和前面用到的一样，这里就不再次列出(1)抽汽等效焓降H0和抽汽效率0的计算:H10h1hn 160.80000kJ / kg0.06765H20h2h1H10294.4133875 kJ / kgH!q20.12313H30h3H20378.3936884kJ/kgH00.15889q3H40h4h3H30533.7434402kJ / kgHlq40.21550h

16、50h5h 0hn113 34 4717.7276819 kJ/kgHiq50.27695H60h6h5H50853.2566389 kJ / kg0.33197q6H70h7h6H60601019.494126 kJ/kgH0q70.47496Hs0h8h7 H7071055.202762 kJ / kgH00.50349qs(2)再热冷段以上排挤1kg抽汽所引起的再热器吸热增量计算508.06000kJ/kgQzr 8(1 )469.09371 kJ/kgq7(3)新蒸汽的毛等效焓降8Hm h0hcr 0 1241.20084 kJ/kgr 1附加成分引起的作功损失：f 1f 1 hf 1

17、hc(hf16) 7(hyhc)2.83144 kJ / kgf 2f 2 hf 2hc(hf2h5)5(h5hc)5.76121 kJ / kgf 3f 3 hf 3hc0q f 3 10.29818 kJ/kgf 4f410.97714kJ / kgf 5f 5 hf5hc(hf5h6)6(h6hc)0.56066 kJ/kgf6 hf6 he qf6 10.29346 kJ / kgqq(h5 he) b 4.4791085kJ/kg(10)6 /16.63385512cJ/kgfi 41.83506634kJ/kg新蒸汽净等效焓降:H Hm循环吸热量:1199.36577kJ/kgq。

18、h hw8rh (hrh 6) 2645.38 kJ / kg汽轮机的装置效率：Hi0.453381899=45.33%q。与热量法正平衡的误差：i 0.456825-0.4533=0.35%0.5% , 符合要求。四原则性热力系统的改进和计算(热量法)4.1方案改进思路和分析由于上述系统没有装蒸汽冷却器，故均存在相对较大的上端差， 这将造成较大的换热熵增，从而损失较大的做功能力，根据前述任务， 我的改进方案就是在前三级蒸汽过热度较大的抽汽出口加装蒸汽冷 却器，充分利用其过热度，提高出口给水温度，降低乃至消除端差， 这也可以合理调节抽汽份额，提高系统经济性。所以我的改进是以减 小端差为改进对象

19、达到上述目的。4.2改进后的原则性热力系统的计算421计算点参数H8H7H6H5 （除氧 器）H4H3H2H1抽汽压力Prj5.9303.3601.6700.8240.3260.1360.0740.026 |抽汽焓hj3142.603028.703329.803134.202926.602759.902662.802520.50加热器压力Pnj5.692803.225601.603200.791040.312960.130560.071040.02496Pnj下饱和水温tnj272.18237.91201.47169.95134.97107.2490.3264.93上端差0.00.0-1.00

20、.06.06.06.06.0出口水温tw,j272.18237.91202.47169.95128.97101.2484.3258.93水侧压力20.8750020.8750020.875000.791041.200001.200001.200001.20000出口水焓hwj1192.531030.75871.68718.97542.64425.13353.99247.66进口水温237.91202.47173.10128.97101.2484.3258.9333.97进口水焓hwj-11030.75871.68743.87542.64425.13353.99247.66143.40下端差6.

21、06.06.0无6.06.06.06.0疏水温度td,j243.91208.47179.10无107.2490.3264.9339.97加热器疏水焓hsj1056.38891.26759.55无:449.80378.36271.81167.41加热器效率0.990.990.990.990.990.990.990.99422抽汽份额计算同改进前方法可以求得各级抽汽份额为:H8H7H6H5 （除氧 器）H4H3H2H1a j0.078330.069120.042670.052820.036280.021760.031420.027024.2.3正反平衡效率计算及对比正平衡（1）做功量6c(hrhh

22、c)Wi8 (h0h8)7 (h0h7)i (hrh X)i 1h0rh (hrhh7)j hjf 3hf 3 f 6hf 681204.90 kJ/kg(2) 循环吸热量q。h hw8 rh (hrh h?)2635.11kJ / kg(3)内效率iwi0.45725q。反平衡(1)做功量Wi q c(l% hwc)- h=1204.85 kJ / kgwi(2)内效率 i O.45723 q。-0.45724 误差- i 0.45724 -0.4533=0.39%0.5%符合要求。4.3改进前后对比(1) 改进后，正平衡内效率提高量：i(正)0.45725 -0.45682=0.043%(

23、2) 反平衡内效率提高量：i(反)0.45724 -0.45683=0.041%故由数据可知，改进后，经济性有所提高原始系统对比(热平衡)对比(等效热 降)循环吸热量q0正2645.3763892635.110462645.376389做功量Wi正1208.4511161204.9054451199.36577反1208.4760221204.846435机组内效率正0.4568163240.457250450.453381899n i反0.4568257380.457228057计算表格见下页。H8H7H6H5 （除氧器）H4H3H2H1抽汽压力Prj5.930003.360001.6700

24、00.824000.326000.136000.074000.02600抽汽焓hj3142.603028.703329.803134.202926.602759.902662.802520.50加热器压力Pnj5.692803.225601.603200.791040.312960.130560.071040.02496Pnj下饱和水温tnj272.18237.91201.47169.95134.97107.2490.3264.93上端差0.000.00-1.000.006.006.006.006.00出口水温tw,j272.18237.91202.47169.95128.97101.2484

25、.3258.93水侧压力20.8820.8820.880.791.201.201.201.20出口水焓hwj1192.531030.75871.68718.97542.64425.13353.99247.66进口水温237.91202.47173.10128.97101.2484.3258.9333.97进口水焓hwj-11030.75871.68743.87542.64425.13353.99247.66143.40下端差6.006.006.00无6.006.006.006.00疏水温度td,j243.91208.47179.10无107.2490.3264.9339.97加热器疏水焓hsj

26、1056.38891.26759.55无449.80378.36271.81167.41加热器效率0.990.990.990.990.990.990.990.99T j161.79159.06127.81176.33117.5171.14106.33104.26Y j0.00165.12131.72216.900.0071.44106.55128.41qj2086.222137.442570.252591.562476.802381.542390.992377.10a j0.078330.069120.042670.052820.036280.021760.031420.02702五 结果及分

27、析5.1 结果分析（1）分别从改进前（后）正平衡和反平衡计算的内效率结果对比 来看，反平衡效率 正平衡效率。分析：由于参数选择没有唯一标准，所以可能初始参数值将对后 面的计算产生一定影响，甚至累积；同时，轴封汽，特别是经高压缸 轴封直接流入中压缸的在计算过程中无法确定其初始焓值， 对后面 运算也有影响。 而从结果来看， 正平衡中我的损失计算可能有未考虑 到的地方而反平衡较为全面， 故得出以上结论， 但误差在 0.5%之内， 可以接受。（2）从改进前后来看，无论是正平衡还是反平衡，改进后即加了 蒸汽冷却器后汽轮机的绝对内效率都有所提高。分析：正如方案思路及分析里所说，改进后的系统基本达到了预 期目标， 过热蒸汽的过热度得到了比较充分的利用， 使上端差减到几 乎为零（假设也具有一定随意性） ，给水出口温度有所提高，传热温 差降低致使熵增减小， 做功能力损失也减小， 经济性也就随之提高了。 5.2 体会课程设计是一个把书本上理论知识用于实践的过程， 它的重要性 不亚于书本知识本身。 自己可以从中学到很多东西。 课程设计虽为期 不长，但是集中精力在较短的时间内完成一个实实在在的任务， 个人 觉得是一种成功， 也是一种体验， 更是一个提升自己实