热力发电厂课程设计报告-东南大学

1、中北大学课程设计任务书2015学年第2学期能源与工程学院热能与动力工程专业陈亮学号目引进300MW机组原则性热力系统设计、计算和改进讫日期2015年6月21日7月4日计地点文翰苑317指导教师负责人:下达任务书日期：2015年6月21日2014年6月21日目录一 课程设计任务 错误！未定义书签。1.1设计题目 错误！未定义书签。1.2计算任务错误！未定义书签。1.3设计任务说明 错误！未定义书签。二 原则性热力系统的拟定（如图） 错误！未定义书签。三原则性热力系统原始数据整理和计算错误！未定义书签。3.1原始数据的整理 错误！未定义书签。3.1.1汽轮机型式及参数 错误！未定义书签。3.1.2

2、计算点参数表 43.2原则性热力系统的计算错误！未定义书签。3.2.1加热器抽汽份额计算错误！未定义书签。3.2.2正平衡内效率计算 73 .3校核计算73.3.1反平衡校核 错误！未定义书签。332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 错误！未定义书签。4.2.1计算点参数 错误！未定义书签。4.2.2抽汽份额计算 错误！未定义书签。4.2.3正反平衡效率计算及对比 错误！未定义书签。4.3 改进前后对比 错误！未定义书签。五结果及分析165.1结果分析165.2体会16六 参考文献 错误！未定义书签

3、。七致谢 错误！未定义书签。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，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。_,_ 53、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

4、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：Po=16.7MPa, to=5

5、37oC再热蒸汽参数：trh=537°C, Prh= 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., hnq=2400.7kJ/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 fi0.0.0.0.0.0.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

6、汽焓hj3142.63028.73329.83134.22926.62759.92662.82520.5加热器压力Pnj5.692803.225601.603200.791040.312960.130560.071040.0249617三匚三:三壬三:三二.二m三匸二m二M二二:样仁 二二.”=：=.：=：- =“：'二二:“w二-'mm二二:二：.=二二：=:：.=Pnj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

7、.47169.95128.97101.2484.3258.93水侧压力20.8750020.8750020.875000.791041.200001.200001.200001.20000出口水焓hwj1182.791021.58862.88718.97542.64425.13353.99247.66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

8、.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咼低加效率n h=0.99321加热器抽汽份额计算(1) #8高加抽汽份额：Ct8他讥8)” h = hw8_hw7hw8 一 hw70.07770(h8 - hd8)疏水份额:d8二 0.07770(2) #7高加抽汽份额:：7临hd7)d8(hd8hd7)w7w6(hw7-hw6)/d8(hd8 一 hd7)二 0.06872疏水份额:d7(3) #6高加抽汽份额:6(h6 hd6)

9、h7 一 hd叽兄)/疏水份额:d6(4) #5除氧器d7混合加热器抽汽份额:hw (1 -d6(hd-CLd8二 0.14642hd6)w6w5d7(hd7 一 hd6)二 0.04267)hd7w40.19012h5d6hd(5)hw5w4d6(hd6 - hw4)w4二 0.05314#4低加抽汽份额:(h4 - 14)c4(hw4w301c4(hw4 - hw3)/二 0.03645hd疏水份额:d40.03645c4=0.76065(6) #3低加抽汽份额:a(h3 一 hd3)d4(hdhd3)c4(hw3w2c4傀3 "w2)/d4(hd3 一 hd2)二 0.0218

10、6疏水份额:d3(7) #2低加抽汽份额:la(h2 hd2)oth3 - hdd3d40.05831(hd3 一 hd2)c4(hw2w1c4 (h w2 h w1 ) / hF d3( hd2 - hd1 )0.03157h2 - hd2疏水份额：d2d3二 0.08988(8) #1低加抽汽份额:广 1(0 一 hwc)d2(hd2f3 (hf 3f6(hf6a c4(hw1 一 hwc)(hw2 - hwc)/ hd 2 (hd 2- hwc) - : hi 一 hwcf3(hf3 一 hwc) 一 f6(hf6 一 hwc )0.02716二 0.60419凝气份额:8c = 1八i

11、 =1再热份额:rh =1-：厂 0.853583.2.2正平衡内效率计算(1) 做功量6w厂：8(ho-h8)： 7(ho-h7)'：i(hrh-hi)：c(hrh -he)8匚 horh(hrh 小7)-' ： jhf3hf3f6hf6i =1= 1208.45 kJ/kg(2) 循环吸热量q。二 ho - hw8 ： rh(hrh - h7)= 2645.38 kJ /kgw(3) 内效率口厂=°.45682qo3 .3校核计算3.3.1反平衡校核(1) 做功量W = q。-一 hwe” h=12°8.45kJ / kg其中8h= q(hq-hwe)+

12、(1- h)C : iqi )=88.547o+9.3ioi=97.8571 kJ / kgi=1(2) 内效率口厂叫二°.45683qo厂 o.456825 误差 j - 厂 o.456825-o.4533=o.35%<o.5%符合要求。计算表格见下页。19H8H7H6H5（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Pnj5.692803.225601.603200.79

13、1040.312960.130560.071040.02496Pnj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hwj1182.791021.58862.88718.97542.64425.13353.99247.66进口水温235.912

14、00.47173.10128.97101.2484.3258.9333.97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hsj1046.84882.21""759.55'"无449.80"'378.36'''271.81 '13167.41加热器效率0.990.990.990.99

15、0.990.990.990.99T j161.21158.70119.01176.33117.5171.14106.33104.26Y j0.00164.63122.67216.900.0071.44106.55128.41qj2095.762146.492570.252591.562476.802381.542390.992377.10a j0.077700.068720.039780.053140.036450.021860.031570.02716a Sj0.077700.146420.186200.091080.036450.058310.089880.1170425332等效焓降法校

16、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400列出(1)抽汽等效焓降H0和抽汽效率0的计算:二 160.80000kJ / kg0.06765二 294.4133875kJ/kg0.12313q2-h2 H二 378.3936884kJ/kg二 0.15889q3h4 - h3H二 533.7434402kJ/kg二 0.21550q4h5一hn二 717.7276819kJ / kg(2)二 0.27695q5q6q7q8h5H853.2566389kJ / kg0.33197-1019.494126kJ / k

17、g0.47496h7 H1055.202762kJ / kg二 0.50349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/kgQr_8=(1 一尸二 469.09371 kJ/kgq7(3)新蒸汽的毛等效焓降278Hm - ho 二 - he 八 r :二 1241.20084 kJ/kgr=1附加成分引起的作功损失:二 fl= fi ILhfi一 九 -(hfi - h?) 7 -(h7 _he)二2.83144 kJ / kg- f 2二:f2 口2 匚 - 1% - (hf2 - h5)5-(h5-he)=5.76121 kJ / kg- f 3f3 hf

18、3 he-qf3 ； = 0.29818 kJ/kg-f4f4= 10.97714 kJ/kg"f5f5hf5匚 - he -(hf5 - h6)6- (h6-he)=7.56066 kJ / kg二 f6f6_hf6 - he-qf6 ； = 0.29346 kJ/kg二 q 八 q(h5 - 入)- b 二 4.4791085kJ/kg二厂 b(1 一 0)= 16.63385512cJ/kg7' 二二二 b 二 q ' 二 fj = 41.83506634kJ /kgi =1新蒸汽净等效焓降：H 二 HM - - 1199.36577kJ/kg循环吸热量：q。二

19、 h。一 hw8 ： rh(hrh - M) = 2645.38 kJ / kg汽轮机的装置效率:mfn三三:三三卩二二三y二亍匸三二“二M_i二:”=：=. ：.：二爲。”:：二“：i:三:心门:汪mm三壬一試三三记:二三汙二壬已三二三三三三于二三m二三三.爲壬三三壬二三亍:汽壬沦汙:三:三三H0.453381899=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半、差，这将造成较大的换热熵增，从而损

20、失较大的做功能力，根据前述任务，我的改进方案就是在前二级烝汽过热度较大的抽汽出口加装烝汽冷却器，充分利用其过热度，提高出口给水温度，降低乃至消除端辛、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达到上述目的。4.2改进后的原则性热力系统的计算4.2.1计算点参数H8H7H6H5 （除氧器）H4H3H2H1抽T汽压力Prj5.9303.3601.6700.8240.3260.1360.0740.026抽持气焓hj3142.603028.703329.803134.202926.602759.902662.802520.50加1热器压力Pnj5.692803.2

21、25601.603200.791040.312960.130560.071040.02496Ptnnj下饱和水温272.18237.91201.47169.95134.97107.2490.3264.9319mf 三三:三三三三:二亍匸三二Mi = =:=.:為:二爲”:：:爲二:："才：=”一“二二:“二“m二一=："“:hgm：:鳥m=.=ovr=”m上端差0.00.0-1.00.06.06.06.06.0出 口水温tw,j272.18237.91202.47169.95128.97101.2484.3258.93水-侧压力20.8750020.8750020.8750

22、00.791041.200001.200001.200001.20000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6.06.06.0无6.06.06.06.0疏水温度td,j243.91208.47179.10无107.2490.3264.9339.97加1热器疏水焓hsj1056.38891.26759.

23、55无449.80378.36271.81167.41加1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）H4H3H2H1aj0.078330.069120.042670.052820.036280.021760.031420.027024.2.3正反平衡效率计算及对比正平衡（1）做功量Wi(ho - h8)： 7(hoh7) ' ： i(hrh - hi)c(hrh - hc)rhjhjf 3hf3f 6hf 6= 1204.90 kJ / kg(2)循环吸热量q。h0 hw8r

24、h(hrh -h7) = 2635.11kJ/kg(3)内效率反平衡(i)做功量wiq0 -(2)内效率0.45724求。Wj二 0.45725q。hWc” h=1204.85kJ / kgwiq。二 0.45723误差二 0.45724 -0.4533=0.39%<0.5懈合要4.3改进前后对比(1)改进后，正平衡内效率提高量:Ani(正)二 0.45725 -0.45682=0.043%33（2）反平衡内效率提高量:（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2645.2635.11

25、0462645.做功量Wi正1208.1204.1199.36577反1208.1204.机组内效率n i正0.0.0.反0.0.计算表格见下页。H8H7H6H5 （除氧器）H4H3H2H1抽汽压力Prj5.930003.360001.670000.824000.326000.136000.074000.02600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tnj272.18

26、237.91201.47169.95134.97107.2490.3264.93上端差0.000.00-1.000.006.006.006.006.00出口水温tw,j272.18237.91202.47169.95128.97101.2484.3258.93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

27、.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hsj1056.38891.26759；55无-449.80378.36c271.8123167.41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

28、.41qj2086.222137.442570.252591.562476.802381.542390.992377.10a j0.078330.069120.042670.052820.036280.021760.031420.02702五结果及分析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_ 25不长，但是集中精力在