热力发电厂课程设计

1、 学校机械工程系课程设计说明书热力发电厂课程设计 专业班级： 学生姓名： 指导教师： 完成日期： 学校机械工程系课程设计评定意见设计题目：国产660MW凝汽式机组全厂原则性热力系统计算 学生姓名： 专业 班级 评定意见：评定成绩： 指导教师（签名）： 2010年 12 月9日评定意见参考提纲：1.学生完成的工作量与内容是否符合任务书的要求。2.学生的勤勉态度。3.设计或说明书的优缺点，包括：学生对理论知识的掌握程度、实践工作能力、表现出的创造性和综合应用能力等。热力发电厂课程设计任务书一、课程设计的目的（综合训练）1、综合运用热能动力专业基础课及其它先修课程的理论和生产实际知识进行某660MW

2、凝气式机组的全厂原则性热力系统的设计计算，使理论和生产实际知识密切的结合起来，从而使热力发电厂课堂上所学知识得到进一步巩固、加深和扩展。2、学习和掌握热力系统各汽水流量、机组的全厂热经济指标的计算，以及汽轮机热力过程线的计算与绘制方法，培养学生工程设计能力和分析问题、解决问题的能力。3、热力发电厂是热能动力设备及应用专业学生对专业基础课、专业课的综合学习与运用，亲自参与设计计算为学生今后进行毕业设计工作奠定基础，是热能动力设备及应用专业技术人员必要的专业训练。二、课程设计的要求1、明确学习目的，端正学习态度2、在教师的指导下，由学生独立完成3、正确理解全厂原则性热力系统图4、正确运用物质平衡与

3、能量守恒原理5、合理准确的列表格，分析处理数据三、课程设计内容1. 设计题目国产660MW凝汽式机组全厂原则性热力系统计算（设计计算）2. 设计任务（1）根据给定的热力系统原始数据，计算汽轮机热力过程线上各计算点的参数，并在h-s图上绘出热力过程线；（2）计算额定功率下的汽轮机进汽量Do，热力系统各汽水流量Dj、Gj；（3）计算机组和全厂的热经济性指标；（4）绘出全厂原则性热力系统图，并将所计算的全部汽水参数详细标在图中（要求计算机绘图）。3. 计算类型定功率计算4. 热力系统简介某火力发电厂二期工程准备上两套660MW燃煤气轮发电机组，采用一炉一机的单元制配置。其中锅炉为德国BABCOCK公

4、司生产的2208t/h自然循环汽包炉；汽轮机为Geg公司的亚临界压力、一次中间再热660MW凝汽式汽轮机。全厂的原则性热力系统如图1-1所示。该系统共有八级不调节抽汽。其中第一、第二、第三级抽汽分别供高压加热器，第五、六、七、八级抽汽分别供低压加热器，第四级抽汽作为0.9161Mpa压力除氧器的加热汽源。第一、二、三级高压加热器均安装了留置式蒸汽冷却器，上端差分别为-1.7ºC、0ºC、-1.7ºC。第一、二、三、五、六、七级回热加热器装设疏水冷却器，下端差均为5.5ºC。汽轮机的主凝结水由凝结水泵送出，依次流过轴封加热器、4台低压加热器，进入除氧器。然

5、后由汽动给水泵升压，经三级高压加热器加热，最终给水温度达到274.8ºC，进入锅炉。三台高压加热器的疏水逐级自流至除氧器；第五、六、七级低压加热器的疏水逐级自流至第八级低压加热器；第八级低加的疏水泵送回本级的主凝结水出口。凝汽器为双压式凝汽器，汽轮机排汽压力4.4/5.38KPa。给水泵汽轮机（以下简称小汽轮机）的汽源为中压缸排汽（第四级抽汽），无回热加热，其排汽亦进入凝汽器，设计排汽压力为6.34KPa。锅炉的排污经一级连续排污利用系统加以回收。扩容器工作压力1.0MPa，扩容器的疏水引入排污水冷却器，加热补充水后排地沟。锅炉过热器的减温水（）取自给水泵出口，设计喷水量为66250

6、kg/h。热力系统的汽水损失计有（）33000kg/h、厂用汽（）22000kg/h（不回收）、锅炉暖风器用汽量为65800kg/h，暖风器汽源（）取自第四级抽汽，其疏水仍返回除氧器回收，疏水比焓697KJ/Kg。锅炉排污损失按计算值确定。高压缸门杆漏气（和）分别引入再热热段管道和均压箱SSR,高压缸的轴封漏气按压力不同，分别进入除氧器（和、均压箱（和）。中压缸的轴封漏气也按压力不同，分别进入除氧器（）和均压箱（、）。从均压箱引出三股蒸汽：一股去第七级低加（），一股去轴封加热器SG(),一股去凝汽器的热水井。各汽水流量的数值见表1-3。5. 原始资料（1）汽轮机型式及参数 机组型式：亚临界压力

7、、一次中间再热、四缸四排汽、单轴、凝汽式气轮机； 额定功率Pe=660MW； 主蒸汽初参数（主汽阀前）P0=16.84MPa，t0=540； 再热蒸汽参数（进汽阀前）：热段Prh=3.432MPa；tth=540；冷段Prh´=3.567MPa；tth´=315； 汽轮机排汽压力Pc=4.4/5.38kPa，排汽比焓hc=2315kJ/kg。 机组各级回热抽汽参数见表1-1； 最终给水温度tfw=274.8； 给水泵出口压力Ppu=21.47MPa，给水泵效率pu=0.83； 除氧器至给水泵高度差Hpu=22.4m； 小汽机排汽压力Pc,xj=6.27kPa；小汽机排汽焓h

8、c,xj=2315.6kJ/kg。（2）锅炉型式及参数 锅炉型式：德国BABCOCK-2208t/h一次中间再热、亚临界压力、自然循环汽包炉； 额定蒸发量Db=2208t/h； 额定过热蒸汽压力Pb=17.42Mpa；额定再热蒸汽压力Pr=3.85MPa； 额定过热汽温tb=541；额定再热汽温tr=541； 汽包压力Pdu=18.28MPa； 锅炉热效率b=92.5%。（3）其他数据 汽轮机进汽节流损失pl=4%； 中压缸进汽节流损失p2=2%； 轴封加热器压力Psg=102KPa, 疏水比焓hd,sg=415kJ/kg； 机组各门杆漏汽、轴封漏汽等小汽流量及参数见表1-2； 锅炉暖风器耗汽

9、、过热器减温水等全厂汽水流量及参数见表1-3； 汽轮机机械效率m=0.985；发电机效率g=0.99；加热器效率r=0.98； 补充水温度tma=20； 厂用电率=0.07。（4）简化条件 忽略加热器和抽汽管道的散热损失。 忽略凝结水泵的介质焓升。表1-1 回热加热系统原始汽水参数项目单位H1H2H3H4(除)H5H6H7H8抽汽压力P´jMPa5.9453.6681.7760.9640.4160.2260.1090.0997抽汽温度tj385.6320.02446.1354.6257.0191.1120.259.8抽汽焓hjkJ/kg3144.23027.13352.23169.0

10、2978.52851.02716.02455.8加热器上端差t-1.70-1.72.82.82.82加热器下端差t15.55.55.55.55.532水侧压力PwMPa21.4721.4721.470.91612.7582.7582.7582.758抽汽管道压损j%33353333表1-2 门杆漏汽轴封漏汽数据漏汽点代号(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)漏汽量kg/h18243566625029082100324825721336漏汽系数漏汽点比焓3397.23397.2725.73024.33024.33024.33024.33169漏汽点代号(9)(10)(11)(12)(1

11、3)(14)(15)(16)漏汽量kg/h15722785220006580023003300012705821漏汽系数漏汽点比焓347434743169316984.13397.23217.72716表1-3 全厂汽水进出系统有关数据名 称全厂工质渗漏锅炉排污厂用汽暖风器过热器减温水汽(水)量，/ h33000110002200065800066250离开系统的介质比焓3394.41760.33108.23108.2725.7返回系统的介质比焓83.783.783.7697725.7四、设计工作量1、设计计算说明书1份（A4打印稿）；2、电厂原则性热力系统图1张A2；3、答辩。五、设计进度1

12、. 热力计算4天2. CAD绘图2天3. 制作计算说明书3天4. 整理半天，课程设计答辩半天六、参考书1. 热力发电厂课本，郑体宽，中国电力出版社。2. “水蒸气图表”，中国电力出版社出版社。3热力发电厂课程设计指导，中国电力出版社。国产660MW凝汽式机组全厂原则性热力系统计算（一）汽水平衡计算1. 全厂补水率ma全厂汽水平衡如图1所示。将进、出系统的各流量用相对量表示。 由物质平衡 D= DL+DO DO = D- Dl=2208000-33000=2175000 kg/h锅炉蒸发系数b= D/DO=2208000/2175000=1.01517全厂工质渗漏系数 L=DL/DO=33000

13、/2175000=0.01517 锅炉排污系数hl=Dbl/DO=11000/2175000=0.005057 厂用汽系数pl=D22000/2175000=0.01 暖风机疏水系数 nf=65800/2175000=0.3025锅炉给水量fw=b+bl =1.01517+0.005057 =1.020227扩容器产生的扩容份额扩容器的物质平衡式 bl=+扩容器的热平衡式 两式联立得 未扩容的排污水份额=0.005057-0.002318=0.002738化学水补充份额（二）汽轮机进汽参数计算1.主蒸汽参数 由主汽门前压力po =16.84Mpa,温度 to=540,查水蒸汽性质表， 得主蒸汽

14、比焓值h0=3395kJ/kg.主汽门后压力=(1-p1)p0=(1-0.04)×16.84=16.1664Mpa节流前后焓值相等，则h´0= h0=3395kJ/kg,查水蒸汽性质表，得主汽门后汽温t´0=534。表1 全厂汽水进出系统有关数据名称全厂工质渗漏锅炉排污厂用汽暖风器过热器减温水汽（水）量kg/h33000110002200065800066250离开系统的介质比焓3397.41760.33108.23108.2725.7返回系统的介质比焓83.783.783.7697725.72.再热蒸汽参数由再热蒸汽热段=3.432Mpa,温度trh2=540,

15、查水蒸汽性质表，得再热蒸汽比焓值 hrh2=3545kJ/kg.中联门后再热汽压p´rh=(1-p2)prh=(1-0.02)×3.432=3.27516Mpa由h´rh= hrh=3545kJ/kg,查水蒸汽性质表,得中联门后再热汽温t´rh=538.（三）辅助计算1.轴封加热器的计算用加权平均法计算轴封加热器的平均进汽比焓hsg.结果如表2：表2 轴封加热器物质热平衡计算项 目汽水量G(kg/h)2908210032482572133615722785127017791汽水系数0.0013370.000960.001490.001820.000610

16、.000720.001280.000580.00882汽水点比焓3024.33024.33024.33024.33169347434743217.7总焓4.04342.91994.51525.51931.94652.51104.44671.878827.781161平均比焓 27.781161/0.00882145=3149.272.均压箱计算以加权平均法计算均压箱内的平均蒸汽比焓hjy.计算详见表3表3 均压箱平均蒸汽比焓计算漏气点代号汽水量Gi,kg/h15721336257221003567936汽水系数i0.00072280.00061420.0018250.00096550.0001

17、6360.0042912汽水点比焓hi347431693024.33024.33397.2总焓ihi2.51101.94655.51932.91990.556013.4529平均比焓13.4529/0.00429122=3134.983.凝汽器平均压力计算由psl=4.40kpa,查水蒸汽性质表,得tsl=30.5237;由ps2=5.38kpa,查水蒸汽性质表,得ts2=33;凝汽器平均温度ts=（tsl +ts2）/2=0.5×（30.5237+33）=31.762;查水蒸汽性质表,得凝汽器平均压力ps=4.73kpa;将所得数据与表1的数据一起,以各抽汽口的数据为节点,在h-s

18、图上绘制出汽轮机的汽态膨胀过程线,见图1-2 P0=16.1664 prh=3.432p¸h¸t p0=16.84 t0´=535.29 prh´=3.167 trh=540 t0=540 2´ hrh=3540.9 0 h0=3397.2 t3=446.1 0 t1=385.6 3 h3=3352.2 P1=5.945 1 h1=3144.2 p3=1.776 2 t2=320 4 t4=354.6 h4=3169.0 h2=3027.1 p4=0.964 5 t5=354.6 h5=52978.5 prh=3.432 p2=3.668 p5

19、=0.416 t6=191.1 6 h6=2851 P6=0.226 t7=120.2 单位：p-MPa 7 h7=2716t- p7=0.109 t8=59.7 h-kJ/kg 8 h8= 2455.8 p8=0.0197 C hc=2315.6 pc=0.0049 x=0.89 skJ(kg¸k) 图2汽轮机的汽态膨胀过程线（四）锅炉连续排污利用系统的计算 表4 锅炉连续排污利用系统的汽水参数项目汽水参数P(MPa)T()h(Kj/kg)锅炉排污水16.9351.71686.57扩容蒸汽1179.92777.67扩容器排污水1179.9762.84各计算点的汽水参数如下表4 表5

20、 回热加热系统汽水参数计算项目名称汽 水 参 数单位H1H2H3H4H5H6H7H8SGC回热抽汽侧抽汽压力pjMPa5.9453.6681.7760.9640.4160.2260.1090.09970.00489抽气温度tj38506320.02446.1354.6257.0191.1120.2X=0.904X=0.898抽汽比焓hjkJ/kg3144.23027.13352.23169.01978.52851.02716.02455.83149.272315抽汽管道压损pj%33353333加热器侧压力PjMPa5.7673.5581.7230.9160.4040.2190.1060.09

21、70.102加热器侧压力下的饱和温度ts272.96243.39204.8176.11143.99122.98101.1998.67100.1532.45加热器侧压力下的饱和水焓hsjkJ/kg1199.71053.5874.1746.1606.4516.5424.1410.6419.7135.9被加热水侧水侧压力PwMPa21.4721.4721.470.9162.7582.7582.7582.758加热器上端查t-1.70-1.702.82.82.82.82.0出水温度twj274.66243.39206.5176.11141.19120.1898.3995.8798.15出水比焓hwjk

22、J/kg1204.51053.5889.7746.1594.9506415408400进水温度twj+1243.39206.5180.11141.19120.1898.3995.8798.1532.45进水比焓hwj+1kJ/kg1053.5889.7771594.9506415408400135.9疏水加热器下端查tw5.55.505.55.55.5332疏水温度tsj249212.2176.0146.7125.8103.8101.537.9疏水比焓hdjkJ/kg1080.4913760617.4528.6420418.5417415H1(五)各级加热器的计算1. H1的计算。如图所示 热

23、平衡式则H22. H2的计算： 热平衡式则 =H3 =0.0746293. H3的计算：热平衡式得到 = =0.03877HD4. H4的计算：物质平衡式： 故 = =热平衡式： 式中 -抽气系数，取为0.985。则 算得 H55. H5的计算：热平衡式 则 H66. H6的计算：热平衡式 H7=002867. H7的计算：热平衡式 H88H8的计算：热平衡式 9凝汽份额的计算：先计算小汽轮机的抽汽系数由热平衡 得 则凝汽份额 六汽轮机汽耗量及各段抽汽量的计算1.抽汽作功不足系数的计算 =-=3545-3027.1=517.9kj/kg-+=3395-2315+517.9=1597.9kj/kg=0.8437=0.76976=0.9732=0.53445=0.4152=0.3354=0.25095=0.0881=0.5221表6 各级抽汽份额及其做功不足系数的乘积列于下表编号=10.0761690.84370.0642616566820.074629