热力发电厂课程设计

1、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、课程设计内容国产300MM轮机发电厂原则性热力系统拟定和计算（额定工况）（1）、原始资料A、制造厂提供的原始资料a、汽轮机型式和参数国产 N300-16.

2、18/550/550 机组p0=16.18MPa, t0=550 C, pr1=3.58MPa, tr1=336.8 C,pr2=3.23MPa, tr2=550 C, pc=0.0051Mpab、回热系统参数pfw=21.35MPa, 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 H2 H3 H4 H5 H6 H7 H8抽汽压力 MPa 5.16 3.58 1.46 0.744 0.476 0.27 0.082 0.0173抽汽温度 C 383.9 336.8 434.6 345 292.4 231.9 123.8 56.9端差C -0.5 2 0 0

3、0 233注：各抽汽管压降取5%P各加热器效率取0.97;下端差取6 c各轴封漏汽量（kg/h） : Dsg1=5854（去 H1） Dsg2=262.5 （去 H3）Dsg3=4509（去 H4）Dsg4=2931.5 （去 H77 Dsg5=452 （去 C） Dsg6=508 （去 SG各轴封漏汽燃（kJ/kg） : hsg1=3383.7 hsg2=3508.6 hsg3=3228.8 hsg4=3290.5hsg5=2716.8 hsg6=2749.9c、锅炉型式和参数国产DG1000/16.67/555型亚临界中间再热自然循环汽包炉额定蒸发量1000t/h过热蒸汽参数 psu=16

4、.67MPa,tsu=555 C汽包压力pb=18.63Mpa给水温度tfw=260 C锅炉效率4b=0.92管道效率4p=0.96R其他已知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20c机电效率4mg=0.9924*0.987排污扩容器效率4f=0.98排污扩容器压力Pf=0.8(2)任务A、拟定发电厂原则性热力系统R绘制发电厂原则性热力系统图G发电厂原则性热力系统计算(额定工况)a、作汽轮机热力过程线b、作汽水参数表c、锅炉连续排污利用系统计算d、高加组计算e、除氧器计算

5、f、低加组计算g、汽轮机汽耗量及各项汽水流量计算i、汽轮机功率校核j、热经济指标计算五、设计计算书A、拟定发电厂原则性热力系统：H5该发电厂为凝气式电厂，规划容量 300MW选用凝气式机组，蒸汽初参数：过热蒸汽压力 p0=16.18MPa温度t0=550C。该系统共有八级不调节抽汽，其中第一、二、三级抽汽分别供三台 高压加热器，第五、六、七、八级抽汽分别供四台低压加热器，第四级抽汽作为除氧器的加热热源。 三台高压回热加热器均设有疏水冷却器和内置式蒸汽冷却器， 同时设有内置式蒸汽冷却器的还有 低压加热器。1 8号加热器均采用疏水逐级自流的疏水方式，其中三台高加疏水最后流入除氧器， 四台低加和轴封

6、冷却器疏水最终流入凝汽器。R绘制发电厂原则性热力系统图G发电厂原则性热力系统计算(一)计算原始资料1、汽轮机型式及参数(1)机组型式：亚临界、一次中间再热、三缸二排汽、单轴凝气式汽轮机；(2)额定功率：300MW(3)主蒸汽参数：p0=16.18MPa t0=550 C;(4)再热蒸汽参数：冷段：pr1=3.58MPa,tr1=336.8 C;热段：pr2=3.23MPa, tr2=550 C;(5)汽轮机排汽压力：pc=0.0051MPa排汽干度：取xc=0.93 ,排汽比始：查图知hc=2392.6kj/kg2、回热加热系统参数(1)机组各级回热抽汽参数表(表1-1)(端差值为自己选择 与

7、本组其他同学不同)项目单位H1H2H3H4H5H6H7H8抽汽压力PjMPa5.163.581.460.7440.4760.270.0820.0173抽汽温度tjC383.9336.8434.6345293.4231.9123.856.9抽汽燃kj/k g3151.53068.53330.23151.63050.62931.32725.62603.5加热器上端 差C-0.52000233加热器下端 差C888水侧压力pwMPa21.3521.3521.350.69941.721.721.721.72抽汽管道压 损%66666666(2)给水温度：tfw=260 C,给水始 hfw: 1133.

8、5kj/kg 。小汽轮机排汽压力：pc,xj=0.0068MPa ,汽耗量0.034DO (自己选取)。3、锅炉型式及参数(1)锅炉型式：国产DG300/16.67/555型亚临界中间再热自然循环汽包炉;(2)额定蒸发量：Db=1000t/h;(3)额定过热蒸汽压力：pb=16.67MPa额定再热蒸汽压力：pr=3.7MPa；(4)额定过热蒸汽温度：tb=555C,额定再热气温：tr=555 C;(5)汽包压力：pdu=18.63MPa(6)锅炉热效率：4b=0.9127(7)管道效率：4p=0.9854、其他数据(1)汽轮机进汽截流损失：p1 2%,中压缸进汽截流损失：p1 2%；(2)轴封

9、加热器压力：0.095MPa,轴封加热器进汽比始：hsg=2749.9kj/kg;(3)轴封漏汽数据(表1-2)(假设D0=900t/h)轴封漏汽点1 （去 H1）2（去 H33（去 H4）4 （去 H7）5 （去 C）6 （去 SG漏汽量DSgj, kg/h5854262.545092931.545250814517漏汽比始 hsgj ,kj/kg3383.73508.63223.83290.52716.82749.9漏汽系数 asgj0.00650.00030.00500.00330.00050.00060.0162(4)汽轮机机械效率：4m=0.9924,发电机效率：4g=0.987;(

10、5)化学补充水压力：Pma=0.39MPa；卜充水温度：tma=20C ；(6)锅炉排污量：Dpw=0.01Db排污扩容器效率：4f=0.98 ,压力Pf=0.8MPa(7)各加热器效率：0.98;(8)厂用电率：£ =0.07;(二)简化条件1、忽略凝结水泵介质的比始开；2、忽略加热器和抽汽器管道间的散热损失。(三)汽轮机进汽参数的计算1、主蒸汽参数由主汽门前压力p0=16.18MPa,温度t0=550 C ,查水蒸气性质表知主蒸汽比始值 h0=3435.656kj/kg 。主汽门后压力 p0'= (1-6p1) p0=0.98*16.18=15.856MPa,由h0

11、9;=h0=3435.656kj/kg, 查始嫡图知主汽门后气温 t0'=548.9 C 。2、再热蒸汽参数由高压缸出口压力pU=3.58MPa,温度tr1=336.8 C,查始嫡图知冷段再热蒸汽比始值 hr1=3072.4kj/kg 。由中联门前压力pr2=3.23MPa,温度tr2=550 C ,查始嫡图知热段再热蒸汽比始值 hr2=3566.3kj/kg 。主汽门后压力 prh'= (1-6p2) *prh=0.98*3.23=3.165MPa 。由 prh'=3.165MPa , hr2'=hr2=3566.3kj/kg,查始嫡图知中联门后气温 tr&#

12、39;=549.9 C 。qrh=hr2-hr1=3566.3-3072.4=493.9kj/kg.根据以上数据以及表1-1各抽汽压力点参数，在h-s图上绘制出汽轮机的汽态膨胀过程曲线如 下:（四）各加热器进、出口参数计算（见表 1-3）表1-3回热系统计算点参数项目单位H1H2H3H4H5H6H7H8SGC数据来源加热蒸汽抽汽压力PjMPa5.163.581.460.7440.4760.270.0820.01730.0051已知抽汽压损A pj%55555555已知加热器汽侧压力Pj'MPa4.9023.4011.3870.70680.45220.25650.07790.01640.

13、095pj'= (1-Apj) pj抽汽始hjkj/kg3157.73073.93331.53152.63049.32931.92726.12602.12392.6查始燧图轴封汽燃hsgjKj/kg3383.73508.63228.83290.52749.92716.8已知Pj'饱和水温度tsjc262.71243.86197.02165.34149.99129.9794.1556.9697.933.23由pj'查始燧图Pj'饱和水烙hj'Kj/kg1148.3 21056.03838.97698.85632.22546.25394.44238.4313

14、9.17由Pj'查始燧图被加 热水加热器端差9 jc-0.520002330已知加热器出口水温 度tjc263.21241.86197.02165.34149.99127.9791.1553.96t sj - 8 j加热器水侧压力PwMPa21.3521.3521.350.69941.721.721.721.72已知加热器出口水始 hwjKj/kg1149.1 81049.0 0847.95697.2632.98538.72383.08227.35由Pm tj查始嫡 图疏水疏水冷却器端差9c555疏水冷却器出口 水温ts'c246.3202.1172.9t s'=t j

15、+1 + 9疏水冷却器后疏 水次h hwjdKj/kg1067.5862.5826.0查始燧图热力发电厂课程设计1）计算给水泵始开：假设除氧器水面高度 Hu=20 m,则泵入口静压为：ppu = p4+ p'g Hu=0.6994+975X 10-6 X 9.8 X 20=0.8905 MPap '除氧器至给水泵水的平均密度，kg/m3 ；给水泵内介质的平均压力：Ppj=0.5 （Ppu + Ppu） =0.5 X （21.35+0.6994 ） =11.12 MPa给水泵内介质的平均比始：取hpj=hpu =697.2 kJ/kg , （ hpu 除氧器出口饱和水比始） 根据

16、 pPj=11.12 MPa, hpj =697.2 kJ/kg 查 h-s 图，得介质的平均比容 vpu =0.001099 m3/kg21.35-0.89050.8464=26.56 kJ/kg则给水泵内介质平均始升为：取泵的效率“pu=0.8464, Vpu ppu ppu 0.001099 %u =hpu- hpu = 2）计算高压加热器H1:加热命压力：pi =pi -p=5.16 X （1-0.06 ） =4.85 MPa一 ' 八 .式中：p1、p1分别为第一抽汽口压力及管道压损；由p1=4.85MPa,查h-s图得加热器汽侧饱和水温为tsl=262.1 C；H1 出 口

17、水温 t1=tsl- 8 1=262.1-（-0.3）=262.4C； 8 1 加热器上端差；H1疏水温度H'= t j+1+9 =238.3+8=246.3 C ; 9 :加热器下端差;3）根据 pw,1=21.35 MPa, 3=262.1 C,查 h-s 图，得 H1 出口水比始为 hw,1=1145.0kj/kg;，一 一'C一一，I一、.， 一、»根据 p1 =4.85 MPa, "=246.3 C,查 h-s 图，得 H1 疏水比始为 hd,1=1067.5 kJ/kg 。至此，高压加热器H1的进、出口汽水参数已全部算出，同理，可得H2H咯级的进

18、、出口汽水参数, 如表1-3所小。（五）锅炉连续排污利用系统及有关流量计算。（见表1-4）由于计算前汽轮机进汽量未知，故选取D0=900t/h进行计算，最后校核表1-4相关流量及排污利用系数各点比始值计算项目符号单位计算公式及数据来源数值厅P绝对值相对值1进入汽轮机做功 的蒸汽D0kg/hD012汽轮机总进汽量D0'kg/hD0+Dsg1+Dsg2+Dsg3+Dsg4Dsg5+Dsg6+1.016177D01.0161773锅炉蒸发量r Dbkg/hD0'+Dl11.027321D01.0273214锅炉连续排污量r Dblkg/h0.01Db0.0111445锅炉给水量Dfw

19、kg/hDb+Dbl1.038465D01.0384656锅炉排污水比始hb'kJ/k g由汽包压力pb=18.63MPaS自1818.57排污扩容器的蒸 汽比始hfkJ/k g扩容器压力pf=0.8MPa,干 度x=0.98查表2726.68排污扩容器的排hbl'kJ/k由扩容器压力pf=0.8MPa查726.7污水比始g表9扩容蒸汽系数a fa blhb'q h=a fhf+( a bloc f)hbl'0.00557110扩容器排污水系 数a a a bla bl- a f0.00557311补充水量Dmakg/hDl+Dbl'0.016715D0

20、0.01671512补充水比始hmakJ/k g由pm琲口 tma查表84.313排污冷却器出口 补充水比始hmakJ/k ga bl' (hbl'-hbl )4 h=a ma (hma'-hma)244.1（六）各项抽汽系数计算热力发电厂课程设计(7)根据各个加热器热平衡可知：1)H伪口热器热平衡方程为1(h1hd1)sg1 (hsg1hd1)h fw (hw1 hw2)2)1q1sg1qsg1 fw 1/H2fe热器热平衡方程为(1) 2(h2hd2)( 1sg1)(hd1hd 2)hfw(hw2hw3)2q2(1 sg1) 2(3) H劭口热器热平衡方程为fw 2

21、 /(2) 3(h3 hd3)( 12sg1)(hd 2hd3)sg2 ( hsg2hd 3)h fw hw3(h4 pu)3 q3 ( 1 sg12)4)除氧器物质平衡方程为sg2qsg2fw3/(3)f 4(1sg1sg2)c4sg3fwc4 fw (1sg1sg2)sg3H劭口热器热平衡方程为 fhf 4h4 ( 1sg1sg2) hd3sg3 hsg3hfwh4代入 得 c44q4(1 sg1 2sg2)sg3qsg3f (h ffwh4/h fw hw5 .(4)(5) H劭口热器热平衡方程为5 (h5 h5) h c4 (hw5hw6)5 q5 fw ( 1 sg1(6) H劭口热

22、器热平衡方程为sg2)sg3f 5/(5) 6(h6 h6)5(h5 h6)c4(hw66 q65 6 fw (7) H7ta热器热平衡方程为sg1sg2)sg3fh.(6) 7(h7h7)( 56)(h6即h7)sg4 (hsg4h7)c4(hw7hw8)7q7(56)7 sg4qsg4 fw (1sg1sg2)sg34 f/ 7h(8) H劭口热器和S3由封加热器为计算方便，将H8fSG乍为一个整体考虑，采用图 的物质平衡式，可得所示的热平衡范围来列出物质平衡式。由热井ctc4 (567 sg4) sg5sg6根据吸热量放热量写出热平衡方程式c4 hw88h8sg5 hsg5sg6 hsg

23、6 (57 sg4)h7 ( c t)hct 消去，c4(hw8 hc) / h 即8(h8 hc)sg5 (hsg5sg6(hsg6hc)( 567sg4) (h7 hc)8q8 ( 567 sg4)8sg5qsg5sg6qsg6(8) fw (1 sg123 sg2)sg3 4 f采用并联法解上述8个方程，方程(1)8)经代入数据、整理最后得如下形式经代入数据、整理最后得如下形式1q1fw 1 /h sg1 qsg12q2fw2/sg13q3fw 3sg1sg2qsg2344q4fwh4/fw hw5sg1 4sg24 sg3qsg3f(hf5/5/5/5/ h5q5fwsg1sg2sg3

24、f) 5/ h6/6/ h6/6/566q6fw( sg1sg2)sg3f 6/ h4)7/577q7(fwsg1sg2sg3f) 7/h sg4 qsg44)8/7)88q8fwsg1sg2sg3f)8/ hsg4 8 sg5q sg5sg6qsg6写成矩阵方程A* X T1X A1*T其中代入数据得q15/6/7/8/q2q35/6/7/8/q45/6/7/8/5/6/7/8/1/hsg1 qsg12/hsg1 23/hsg1 3sg2qsg2' h4/hfw h w 5sg1 4hhhfwfwfwfwsg2sg2sg3sg1fwfwfwfw2090.224136.5202.8A9

25、5.2f)sg1sg1sg12211.436.5157.14156.94q5q6q78 q8sg3qsg3f (h fhw5)sg2)sg3f 6/sg2sg22505.5202.8202.8sg3sg32529.495.2 95.2 95.2157.14157.14156.94156.94f)f)2427157.14156.9484.6150.4sg4qsg4sg4 8sg5qsg5sg6qsg62394.2150.42338.884.5984.5984.5984.59248.1248.1248.12462.9热力发电厂课程设计c4104.210.0499207.30.0883145.125

26、0.055965.4897.19160.38150.682.66,用计算机解方程组得 X4 fp 0.0103fw (120.040660.050963 sg1sg2)0.01030.03200.05240.04520.0135f sg3 40.78432汽轮机通流部分流量平衡:0.636386e 1 ( j sgi)1i 1用凝汽器质量平衡验算:0.636386e e4 ( j 对 fp) 5i 4二者相等说明计算正确。（七）计算汇总及核算1.新汽量d。校核及汽轮机各项汽水流量D。De。Dc0/(18ajYj)1计算Deo凝汽的比内功Wie为Wieh0qrh h3435.656 496.21

27、 2392.6 1539.266 (kj/kg)Deo 3600Pe/(Wie*m* g) 3600*300000/(1539.266* 0.9924* 0.987) 717.773(t/h)计算D。各级抽汽做功不足系数Yj如下表:表1-5Yj的计算式YjjjYjYi(h1 q.hhc) / w0.81940.04990.0409Y2 卜 qrh hc)/wc0.76500.08830.0675Y3 (h3hc)/ Wic0.60990.05990.0365丫4 (h4 hc)/Wic0.49370.01030.00508丫5 (h5 hc) / Wic0.42660.03200.0137Y6

28、(h6hc) / Wic0.39070.05240.0205Y7 (h7 hc)/Wc0.25760.04520.0116Y8 (h8hc)/Wic0.13610.01350.001840.1976Ysg1 (hsg1hc) / Wc0.64390.00650.00419Ysg2(hsg2hc) / Wc0.72500.00030.00022Ysg3 (hsg3hc)/Wc0.54000.00500.0027Ysg4 (hsg4hc)/Wc0.58330.00330.00192Ysg5 (hsg5hc)/Wic0.21060.00050.00011Ysg6(hsg6hc) / Wc0.2321

29、0.00060.000140.00928861/(1 jYj sgjYsgj) 1.2608 11则汽轮机新汽耗量 Do Dco*717.773*1.2608 904.9682(t/h) 与假设值900t/h接近误差 (904.9682 900)/900 0.55% 故可知假设合理。表1-6汽轮机各项汽水流量项目符号系数axDx=ax*D0 (t/h)项目符号系数axDx=ax*Dc (t/h)汽机总汽耗'01.016177914.5593锅炉给水fw1.038465934.6185再热蒸汽rh0.8618735.12蒸发量b1.027321924.5889排汽c0.6363572.6

30、7化学补充水ma0.01671515.0435一级抽汽10.049944.91连续排污扩 谷蒸汽f0.0055715.0139二级抽汽20.088379.47小汽轮机用 汽fp0.03430.6三级抽汽30.055930.31排污水'b10.0055735.0157四级抽汽40.01039.23去H1漏汽sg10.00655.85五级抽汽50.032028.8去H3漏汽sg20.00030.27六级抽汽60.052447.16去H4漏汽sg30.00504.5七级抽汽70.045240.68去H7漏汽sg40.00332.97八级抽汽80.013512.15去C漏汽sg50.00050.45去SGS!汽sg60.00060.542、功率核算表1-7符 号计算式结果(kw)符 号计算式结果 (kw)P1Pi D1(h0 h m g/3.63396.41P6P6D6(h0 h6 qrh)m g 6612831P2P2 D2(h0 h2) m g/3.67822.05P7P7D7(h0 h7 qrh) m g/3.613345.8 2P3P3 D3(h0 h3 qrh) m g/3.64951.12P8P8D8(h0 h8 qrh) m g/3.64395.95P4P4 D4(h0 h4 qrh) m g/3.61956.99