600MW凝汽式机组全厂原则性热力系统计算

1、word 完美格式热力发电厂课程设计题目：国产600MW凝汽式机组全厂原则性热力系统设计计算指导教师：李惊涛专业: 热能与动力工程班级：热能 09学号： 1091姓名：能源动力与机械工程学院精心整理学习帮手.目 录一、课程设计的目的3二、计算任务3三、计算原始资料33.1 汽轮机形式及参数33.2 回热加热系统参数33.3 锅炉型式及参数43.4 其他数据43.5 简化条件5四、热系统计算54.1 汽水平衡计算54.2 汽轮机进汽参数计算54.3 辅助计算64.4 各级加热器进、出水参数计算74.5 高压加热器组及除氧器抽汽系数计算74.6 除氧器抽汽系数计算84.7 低压加热器组抽汽系数计算

2、94.8 汽轮机排汽量计算与校核104.9 汽轮机内功计算114.10 汽轮机发电机组热经济性指标计算124.11 全厂热经济性指标计算13五、反平衡校核14六、参考资料16附图（汽态膨胀过程线）16Word 资料.一、课程设计的目的热力发电厂课程设计的主要目的是要确定在不同负荷工况下各部分汽水流量及其参数、发电量、供热量及全厂性的热经济指标，由此衡量热力设备的完善性，热力系统的合理性，运行的安全性和全厂的经济性。是学生在学习热力发电厂课程后的一次综合性的训练，是本课程的重要环节。通过课程设计是学生进一步巩固、加深所学的理论知识并有所扩展；学习并掌握热力系统全面性计算和局部性分析的初步方法；培

3、养学生查阅、使用国家有关设计标准、规范，进行实际工程设计，合理选择和分析数据的能力；锻炼提高运算、制图、计算机编程等基本技能；增强工程概念，培养学生对工程技术问题的严肃、认真和负责的态度。二、计算任务1.根据给定的热力系统数据，在hs 图上汇出蒸汽的汽态膨胀线；2.计算额定功率下的汽轮机进汽量D0，热力系统各汽水流量Dj ；3.计算机组和全厂的热经济性指标（机组汽耗量、 机组热耗量、 机组热耗率、 机组汽耗率、绝对电耗率、全厂标准煤耗量、全厂标准煤耗率、全厂热耗率、全厂热效率）。三、计算原始资料3.1 汽轮机形式及参数（ 1）机组形式：亚临界、一次中间再热、四缸四排气、单轴、凝汽式汽轮机。（

4、2）额定功率： Pe=600MW 。（ 3）主蒸汽初参数（主汽阀前）：P =16.7Mpa ， t=537 。00（ 4）再热蒸汽参数（进汽阀前）：热段： P=3.234Mpa ， t =537 rhrh 。冷段： P rh =3.56Mpa ， t rh =315（ 5）汽轮机排气压力 Pc =4.4/5.39kPa ，排气比焓 hc=2333.8kJ/kg 。3.2 回热加热系统参数（ 1）机组各级回热抽汽参数；表 3-1项目单位H1H2H3H4H5H6H7H8（除氧器）抽气压力 P jMPa5.8943.5931.6120.74470.30500.1300.06970.022抽气温度 t

5、j380.9316.9429.1323.6223.2137.888.561.0抽气焓 h jkJ/kg3132.930163317.73108.22912.92749.52649.52491.1加热器上端差-2.000-3.03.03.03.0t加热器下端差5.35.3-5.35.35.35.35.3 t 1Word 资料.水侧压力 pwMPa20.1320.1320.130.70741.7241.7241.7241.724抽汽管道压损33355555%p j（ 2）最终给水温度： tfw =274.1 ；（ 3）给水泵出口压力： Pu =20.13MPa ，给水泵效率： 83%；（ 4）除氧

6、器至给水泵高差：21.6m ；（ 5）小汽机排汽压力： Pc=6.27kPa 。小汽机排气焓： 2422.6kJ/kg 。3.3 锅炉型式及参数（ 1）锅炉形式：英国三井 2027-17.3/541/541 ；（ 2）额定蒸发量： Db： 2027t/h ；（ 3）额定过热蒸汽压力 Pb=17.3MPa ；额定再热蒸汽压力： 3.734MPa ；（ 4）额定过热蒸汽温度： 541 ；额定再热蒸汽温度 541 ；（ 5）汽包压力： Pdu ： 18.44MPa ；（ 6）锅炉热效率： 92.5%。3.4 其他数据（ 1）汽轮机进汽节流损失 4%，中压缸进汽节流损失 2%；（ 2）轴封加热器压力

7、Pt： 98kPa，疏水比焓： 415kJ/kg ；（ 3）机组各门杆漏汽、轴封漏气等小汽流量及参数见表3-2 ；表 3-2漏汽点代BKL1N1M1LNA号漏汽量，26774103027895643437101620kg/h漏汽系数0.00033530.00014440.0040080.0016374.814 ×10-50.00030500.0018595.463×10-5漏汽点比3394.43536.63328.13328.13328.1301630163394.4焓漏汽点代号MRPTSJW漏汽量 kg/h639190896660141230245687漏汽系数0.000

8、34560.00010270.00048460.00035700.00076370.016360.0003716漏汽点比焓30163108.23108.22716.22716.23016.152337.8（ 4）锅炉暖风器耗气、过热器减温水等全厂性汽水流量及参数见表3-3 ；表 3-3名称全厂工质渗漏锅炉排污厂用汽暖风器过热器减温水Word 资料.汽水量， kg/h3000010000200003500055000离开系统的介质比焓3394.41760.33108.23108.2724.7返回系统的介质比焓83.783.783.7687724.7（ 5）汽轮机机械效率： 98.5%；发电机效率

9、： 99%；（ 6）补充水温度： 20 ；（ 7）厂用电率 0.07 。3.5 简化条件（ 1）忽略加热器和抽汽管道散热损失；（ 2）忽略凝结水泵的焓升。四、热系统计算4.1 汽水平衡计算（ 1）全厂补水率全厂汽水平衡如图4-1 所示，各汽水流量见表 3-3 。将进、出系统的各流量用相对量 表示。由于计算前汽轮机进汽量D0 为未知，故预选 D0 1849085 kg/h 进行计算，最后校核。全厂工质渗漏系数 L 30000 1849085 0.01622锅炉排污系数 bl =D bl/D 0=10000/1849085=0.005408其余各量经计算为厂 用 汽 系 数 p 0.01082，减

10、温水系数 sp=0.02974 ，暖风器疏水系数 nf=0.01893由全厂物质平衡可知补水率ma = + L+ bl=0.03245（ 2）给水系数 fw如图 4-1 ， 1 点物质平衡 =+ =1.01622b0L2 点物质平衡fw= b+ bl sp=1.01622+0.005408-0.02974=0.9919（ 3）各小汽流量系数见表格 3-24.2 汽轮机进汽参数计算（ 1）主汽参数由主汽门前压力p 0 =16.7MPa , 温度 t0 =537 ，查水蒸汽焓熵图，得主汽比焓3393.564Word 资料.kJ/kg. 。主汽门后压力 p0 =16.7(1- p1 )=16.032

11、MPa ， ho=h o 由压力与焓值反查焓熵图得主汽= 534.2。门后温 t 0（ 2）再热蒸汽参数由再热冷段,查水蒸汽焓prh =3.56MPa, t rh =315 hrh =3017.38 kJ/kg 中联门前蒸汽压力 p =3.234MPa, 温度trh=537 ，rh查焓熵图，得水蒸汽比焓h =3537.00165kJ/kg 。rh中联门后再热蒸汽压力p rh =p 0(1- p2) 3.169MPa, 由 hrh =h rh ,查焓熵图，得中联门后再热汽温 trh=536.7 。4.3 辅助计算（ 1）轴封加热器计算用加权平均法计算轴封加热器的平均进汽焓hsg，详细计算如下表：

12、表 4-1项目BNN1TR汽（水）量， kg/h267891016601901307漏汽系数i0.00014444.813x10-5-50.00010280.00070695.463x100.000357漏气点比 hi ,kJ/kg3394.43328.130162716.23108.2总焓i hi0.490200.160210.164760.969630.319462.10946平均比焓 hsg kJ/kg2.10422/0.0007069=2976.5(2)均压箱计算用加权平均法计算均压箱平均蒸汽比焓hjy ，详细计算如下：表4-2：PMM 1漏汽量 Gi ,kg/h89663956420

13、99漏汽系数 i0.00048460.00034560.00030510.001135漏汽点比焓 h i,kJ/kg3108.230163328.1总焓 h1.506321.042391.015263.5639ii平均比焓hjy3.5639/0.001135 =3139.2(3)凝汽器平均排汽压力计算由 p s1 =4.4kPa, 查水蒸汽性质表，得t s1 =30.668 由 p s2 = 5.39kPa, 查水蒸汽性质表，得t s2 =34. 348 凝汽器平均温度ts 0.5（ 30.618 +34.218） = 32.508 查水蒸汽性质表，得凝汽器平均压力Ps=4.8882kPa ，

14、将所得数据与表3-1 一起，以各个抽起点为节点，在h-s 图上绘制出汽态膨胀线。（见附图）(4)原始数据整理及汽态线绘制整理原始资料,计算完数据记入表4-3 中：表 4-3600MW 机组回热系统计算点汽水参数额定工况 Word 资料.项目单 位各计算点H 1H 2H 3H 4H 5H 6H 7H 8S G抽抽 汽 压 力 P jM p a5.8943.5931.6120.74470.30500.1300.06970.022-汽抽 汽 温 度 t j380.9316.9429.1323.6233.2137.888.561. 0参数抽 汽 焓 h jkJ/kg3132.930163317.731

15、08.22972.92749.52649.52491.12976.5加出 口 水 温 t wj274.400242.274199.895165.214129.886102.32485.290057.98832.76热疏 水 焓 h d wkJ/kg1075.50883.400723.300544.724466.100394.700281.500161.94 15器j水出 口 水焓 h w jkJ/kg1203.61050.89860.000709.6000559.339443.900372.880253.600138.7温水进口水焓 h wj+1kJ/kg1050.89860.000709.6

16、000559.339443.900372.880253.600138.7136.3焓4.4 各级加热器进、出水参数计算首先计算高压加热器H1加热器压力P：P1(1'0.03) 5.8945.717MPaP1) P1 (11式中P - 第一抽汽口压力；1P1 -抽汽管道相对压损由 P15.717MPa ，查水蒸汽性质表得加热器饱和温度ts1 272.4 ， H1出口温度：tw1ts1t 272.4(2.0)274.4式中t -加热器上端差。H1 疏水温度 t d,1 t 'w,1t1242.35.3 247.6式中t1 -加热器下端差，t1 5.3t 'w,1 - 进水温

17、度，其值从高压加热器H2 的上端差t 计算得到。已知加热器水侧压力Pw=20.13MPa ，由 t w1=274.4 ，查得 H1 出水比焓h w,1=1203.6kJ/kg 。由 t w,1=242.3 ，查得 H1 进水比焓 h w,2=1050.9kJ/kg 。由 td,1 =247.8 ，查得 H1 疏水比焓 h d,1 =1075.2kJ/kg 。至此高压加热器H1 进、出口汽水参数已全部算出，同理可依次计算其余加热器各进出口汽水参数。将计算结果列于表4-3 中。4.5 高压加热器组及除氧器抽汽系数计算Word 资料.（ 1）由高压加热器H1 热平衡计算 1高压加热器H1 的抽气系数

18、1fw (hw,1hw ,2 ) /h0.9919(1203.61050.8) / 1.00.07367h1hd ,13132.91075.5高压加热器H1 的疏水系数 d,1 ：d,110.07361（ 2）由高压加热器H2 热平衡计算 2、rh高压加热器H2 的抽汽系数 2：fw( hw,2hw, 3 ) /hd ,1 (hd ,1hd , 2 )2h2hd , 20.9919(1050.8860) / 1.00.07367(1075.5 883.4)0.08213016883.4高压加热器H2 的疏水系数 d,2 ：d , 2d ,110.073670.08210.1557再热器流量系数

19、 rh ：rh112sg ,BJsg, L1sg ,N1sg,M 1sg ,Lsg, Nsg, M10.073610.08120.00014440.016360.0016370.000048140.00030500.0018590.000054630.00034560.823（ 3）由高压加热器H3 热平衡计算 3高压加热器和H3 的抽汽系数 ：3fw (hw,3hpu ) /hd , 2 (hd ,2hd , 3 )sg, k (hsg,khd ,3 )3h3hd, 30.9919(860735.0)0.1557（）0.004008（）883.4732.33536.6732.33317.77

20、32.30.0342高压加热器H3 的疏水系数 d,3 ：d，3d，23sg ,k0.15570.03420.0040080.19394.6 除氧器抽汽系数计算除氧器出水流量系数c,4：c, 4fwsp0.99190.029741.0216抽汽系数 4：Word 资料.除氧器物质平衡与热平衡见图4-3 ，由于除氧器为混合式加热器，进水量c,5 是未知，但可由下式算出：4 c,4hw ,4hw ,5 /hd ,3 hd ,3hw,5sg, L1 ( hsg, L1hw,5 )sg ,L ( hsg ,Lhw, 5 )nf (hnfhw,5 ) /( h4hw ,5 )1.0216 ( 709.6

21、559 .339 ) / 1.00.1939(723.32559.339)0.001637(3328.1559.339)0.81859(3016559.339)0.1893(687559.339) /(3108559.339)0.03454.7 低压加热器组抽汽系数计算（ 1）低压加热器 H5 热平衡计算 5低压加热器H5 出水系数 c,5：如图4-3 所示c,5c, 4d ,34sg ,L1sg ,Lnf1.02160.19390.03450.0016370.0018590.018930.77低压加热器H5 抽汽系数 5：c,5 (hw,5hw, 6 ) /h0.77(559.339443.

22、9) /1.05h5hd ,52972.9466.10.035低压加热器H5 疏水系数d, 550.035（ 2）低压加热器H6 热平衡计算 6低压加热器H6 抽汽系数c ,5 (hw,6hw, 7 ) /hd ,5 (hd ,5hd , 6 )6hd ,6h60.7587 (432.247360.158) /1.00.034 (454.414 382.024)2749.5382.0240.02216低压加热器H6 疏水系数 d,6：d ,6d ,560.0350.022160.05716（ 3 ）由低压加热器H7 热平衡计算 7低压加热器H7 的抽汽系数 7：Word 资料.c ,5 (hw

23、, 7hw, 8 ) / hd ,6 (hd , 6hd ,7 )7h7hd ,70.77(372.88253.6) / 1.00.05716 (394.7281.5)2649.5281.50.036低压加热器H7 的疏水系数 d,7 ：d ,7d ,670.05716 0.0360.09316（ 4）由低压加热器H8 热平衡计算 8由于低压加热器 H8的进水焓 hsg，疏水焓 h8,d为未知，故先计算轴封加热器SG,由于 SG的热平衡，得到轴封加热器的出水比焓hw,sg：hw,sgsg (hsghd,sg )hh'cc ,5137.00.0007069(2976.5415)1.00.

24、77139.35KJ / kg式中，轴封加热器进汽系数 和进汽平均焓值 hsg的计算见表 4-2 。sg,i由 p w,sg=1.724MPa,h w,sg =138.7kJ/kg, 反查焓熵图得轴封加热器出口水温t w,sg=32.76 。低压加热器H8 疏水温度 t ：d,8td ,8tw,sgt1 32.765.338.22由 p 8=0.0209MPa, t d,8 =38.26 查得低压加热器H8 疏水比焓 h d,8 =160.27kJ/kg.低压加热器H8 抽汽系数 ：8c,5 (hw,8hw, sg ) /hd , 7 (hd ,7hd,8 )8h8hd ,80.7593(24

25、5.138138.7) /1.00.0909(266.76160.273)0.02612491.1160.273低压加热器H8 疏水系数 d,8：d ,8d ,78 0.09090.030520.119264.8 汽轮机排汽量计算与校核(1)小汽机抽汽系数 ：xjxjc,4 （hpuhpu'） 1.021625.4150.03787h4hc,xj3108.22422.6(2)由凝汽器的质量平衡计算cc=c,5- d,8 - sg- xj- w- ma=0.7592-0.1216-0.007069-0.03787-0.0003716-0.03244=0.56636Word 资料.(3)由

26、汽轮机汽侧平衡计算 cH4 抽汽口抽汽系数和，4：'0.042270.03791 0.01893 0.01081 0.1104244xjnfpl各加热器抽汽系数和 j：j1234 '56780.073080.08120.038850.110420.034950.022050.033900.030610.42506轴封漏气系数和 sg,k：sg ,ksg ,ksg, Bsg ,L 1sg ,N 1sg,M 1sg, Lsg ,Nsg,Msg, Psg, Rsg,Tsg ,s0.0040080.00014440.001637 0.00004814 0.00030500.001859

27、0.00005463 0.00034560.00048460.00010270.00035700.00076370.008582凝汽系数 c：c1jsg,k10.425060.0085820.56632该值与凝汽器质量平衡计算得到的凝汽系数c 相等，凝汽系数计算正确。4.9 汽轮机内功计算（ 1）凝汽流做功wcwc( cag, Ssg ,T )( h0hcqrh )J qrhsg , A (h0h2 )(0.566360.00076370.000357)(3393.5642333.8521.75612)0.1636 521.75612 0.0003353 (3393.564 3013.628)

28、886.14kJ / kg式中 -再热蒸汽吸热量：qrhhrhhrh'3535.38423013.628521.75612 kJ / kg(2)抽汽流做功 w a,j1kg 第一级抽汽做功w a,1： wa,1h0h13393.5643132.9260.664kJ / kg 。1kg 第二级抽汽做功w a,2： wa, 2h0h23393.5643016377.564kJ / kg 。1kg第三级抽汽做功w a,3：Word 资料.wa,3h0h3qrh3393.5643317.7521.75612597.62kJ / kg 。同理可算出其余48 级 1kg 抽汽做功量列于表4-4 中

29、表 4-4H1H2H3H4H5H6H7H81kg 抽汽做功（ kJ/kg ）260.664377.564597.62807.121002.41165.8 1265.8 1424.2各级抽汽量（ kg/h ）135131.51501467183779270.564607407726268456434抽汽流总内功 wa,j：wa , j1wa,12wa , 23 wa, 34 'wa,45 wa ,56 wa, 67 wa ,78 wa, 80.07308261.50.0812378.40.03885597.30.11042806.80.034941002.10.022031165.50.

30、033901265.50.030521423.9309.15kJ / kg（ 3）附加功量 wsg,k附加做功量 wsg,k 是指各小汽流量做功之和：wsg,ksg,k (h0hsg ,kqrh )(sg ,L 1sg ,N 1sg,M 1 )( h0hsg ,L 1)( sg,Lsg, Nsg, M )( h0hsg ,L )( sg ,Psg, R )(h0hsg,Pqrh )0.004008 (3393.564 3536.6521.75612)(0.0016370.00004814 0.0003050 )（3393.5643328.1）（0.001859 0.000054630.0003

31、456）（3393.5643016）（0.00048460.0001028）（3393.5643108.2521.75612）2.979kJ / kg（ 4）汽轮机内功 wiwi wcwa , jwsg ,k886.3309.162.9761198.336kJ / kg4.10 汽轮机发电机组热经济性指标计算汽轮机比热耗 q0:q0 h0hfwrhqrh 3393.564 1202.5 0.8250 521.756122621.5汽机绝对内效率i： iwi / q01198.529 / 2621.50.45719汽轮机绝对电效率 e ：emgi 0.9850.990.457190.44583汽

32、轮机热耗率q： q3600 /e3600 / 0.445838074.8kJ /( kw h)Word 资料.汽轮机汽耗率d： dq / q08074.8 / 2621.53.0802kg /(kw h)汽轮机进汽量：D 0 1000 d Pe10003.0802600 1848120kg / h式中 汽轮机额定电功率，=600MW 。检验：汽轮机进汽 =1849090 ，与初选值误差远小于1%，计算无误。给水流量 Gfw ： G fwc,4D 01.02161848120 1888039 kg / h凝结水泵流量GCP： Gcpc,5D 00.7592 18481201403093 kg /

33、 h凝汽量 DC: D ccD 00.5663618481201046701kg / h各级抽汽量 Dj已列于表 4-4中。4.11 全厂热经济性指标计算（ 1）锅炉参数计算过热蒸汽参数：由 Pb=17.3Mpa ， tb=541 ，查表得过热蒸汽出口比焓hb=3399.2kJ/kg 。再热蒸汽参数：锅炉设计再热蒸汽出口压力p r=3.734Mpa ，该压力已高于汽轮机排汽压力，p rh =3.5Mpa故按照汽轮机侧参数，确定锅炉再热器出口压力Pr=3.234Mpa 。由 Pr=3.234Mpa 和t =541 ，查表得再热蒸汽出口比焓hr=3544.4kJ/kg 。r再热器换热量=h -h=

34、3544.4 3013.625=530.8kJ/kg。qrh2r（ 2）锅炉有效热量q1：q1( fwbl )( hbhfw )bl ( hblhfw )sp (hb hsp )rh qrh'(0.99190.005408)(3399.11202.5)0.005408(1751.6 1202.5)0.02974(3399.1 724.7)0.825 521.8 2685.4kJ / kg（ 3）管道效率pq0 / q12621 .5 / 2685.40.9762（ 4）全厂热效率cpbpe0.9250.97620.445830.40259（ 5）全厂发电标准煤耗率Word 资料.系数

35、rq12685.41.01604qnfq1b2685.4 0.925 45.83式中 qnf -暖风器吸热量，按下式计算：qnfnf (hnfhnf' )0.01893 (3108.2687)45.83kJ / kg相应于 1kg 标煤的输入量 Qbs29300 r292701.01604 29739.5kJ / kgss36003600发电标准煤耗率b ： bcpQbs0.40259 29739 .5 0.30067 kg / kw h（ 6）全厂热耗率qcpbs 29270 0.3006729270 8800.6kJ / kw h（ 7）全厂供电标准煤耗率bnsbs0.300670

36、.3233kg / kw h式中- 厂用电率。110.07五、反平衡校核为检查计算结果正确性，以下做全厂反平衡校核计算。校核目标为汽轮机的内功wi。反平衡计算中的各量均相应于汽轮机进汽。（ 1）锅炉输入热量 ： q r =q 1 / b26854 / 0.9252903.1kJ / kg（ 2）锅炉损失：qb(1b ) qr(1 0.925) 2903.1 216.50kJ / kg（ 3）排污损失：qblbl (hblhma )0.005408 (1751.4 84) 9.018kJ / kg式中 hma 化学补充水比焓，h ma =84kJ/kg 。（ 4）全厂工质渗漏损失qLL (hLh

37、ma )0.01622(3393.56484)53.69kJ / kg（ 5）厂用汽损失：qplpl ( hplhma )0.01081(3108.284)32.69 kJ / kg（ 6）凝汽流冷源损失：qcc (hch'c )0.56636(2333.8136.3)1244.6kJ / kg（ 7）小汽机冷源损失：Word 资料.qxjxj (hc, xjh' c )0.03787( 2422.6136.3)86.58kJ / kg（ 8）化学补充水冷源损失：qmama (hmah'c )0.03244(83.7 136.3)1.706kJ / kg（ 9）低加疏水冷源损失：qd ,8d ,8 (hd ,8h'c )0.1214(160.273 136.3)2.910kJ / kg（ 10）轴封加热器疏水冷源损失：qd ,sgd , sg (hd , sgh'c )0.0007069(415136.3)0.197kJ / kg（ 11）汽流冷源损失：qsg,Wsg,W (hsg ,Wh'c )0.0003716( 2337.8136.3)0.818kJ / kg以上（ 6）（ 11）项为凝汽器的直接冷源损失。（