680MW凝汽式机组全厂原则性热力系统计算

1、目录一、本课程设计的目的2二、计算内容及要求2三、计算原始资料21.汽轮机类型和参数22.锅炉类型和参数33计算中采用的其他数据4四、 计算过程51.对系统的设计布置方式进行初步的分析52.全场物质平衡53.计算汽轮机各段抽汽量 Dj和凝汽流量 Dc64.汽轮机汽耗计算及功率校核105.热经济指标计算12五、附图1（680MW超超临界压力机组全长原则性热力系统图）13附图2（汽态膨胀过程线）14一、本课程设计的目的本课程设计是热力发电厂课程的具体应用和实践，是热能工程专业方向的各项基础课和专业课知识的综合应用，其重点在于将理论知识应用于一个具体的电厂生产系统，介绍实际电厂热力系统的方案、系统连

2、接方式的选择，详细阐述实际热力系统的能量平衡计算方法和热经济性指标的计算与分析。 完成课程设计任务的学生应熟练掌握系统能量平衡的计算，可以应用热经济性分析的基本理论和方法对各种热力系统的热经济性进行计算、分析，熟练掌握发电厂原则性热力系统的常规计算方法，了解发电厂全面性热力系统的组成。二、计算内容及要求（1） 对系统的设计布置方式进行初步的分析； （2） 在h-s图上做出蒸汽的汽态膨胀线,并表示出各点的参数；（3） 计算额定功率新汽流量及各处汽水流量；（4） 计算机组和全厂的热经济指标； 三、计算原始资料1.汽轮机类型和参数汽轮机为上海汽轮机有限公司和德国西门子公司联合设计

3、制造的超超临界压力，一次中间再热，单轴，四缸四排汽，双背压，八级回热抽汽，反动凝汽式汽轮机。 机组型号为：N68026.25/600/600（TC4F）；初蒸汽参数: ；  再热蒸汽参数： 高压缸排气 ，中压缸进气 ；平均排汽压力： ；给水温度： ；13号高压加热器及5号低压加热器均设有蒸汽疏水冷却段和疏水冷却段，6号低压加热器带疏水泵，7、8号低压加热器没有疏水冷却段，但疏水进入一个疏水加热器DC。加热器端差如表1；各回热抽汽参数如表2；各计算点的参数如表3。表1 加热器端差加热器端差1号高压加热器2号高压加热器3号高压加热器5号低压加热器6号低压加热器7号低压

4、加热器8号低压加热器上端差-1.7002.82.82.82.8下端差5.65.65.65.6表2 各回热抽汽参数项目单位H1H2H3H4(HD)H5H6H7H8C抽汽压力MPa8.3916.3932.4191.190.6590.2580.0670.0250.0049抽汽温度417.3377.8464.6364.2285.1184.5X=0.9811X=0.9421X=0.8972抽汽管道压损系数55555555加热器端差MPa-1.7002.82.82.82.82.8疏水冷却器进口端差5.65.65.65.6表3 各计算点的参数2.锅炉类型和参数（1）锅炉类型：HG2953/27.46YM1&

5、#160;型变压运行直流燃煤锅炉（2）过热蒸汽出口参数：；（3）再热蒸汽进口参数：；（4）再热蒸汽进口参数：；（5）锅炉热效率：%； 锅炉过热器减温水取自省煤器出口，再热器减温水取自给水泵中间抽头。3计算中采用的其他数据（1）小汽水流量制造厂家提供的轴封汽量及其参数如表4所示表4 轴封汽量及其参数项目单位汽量kg/h910.8203432997.61443.6汽焓kJ/kg3193.23194.4去处SG凝汽器高压缸排气管道；中低压连通管；SG；凝汽器SG；凝汽器轴封汽量及其参数如表4；表中，为高压缸轴封总漏汽量，其中引入高压缸排气管道的轴封漏汽量为18662.4kg/h，引入中低压

6、连通管的轴封漏汽量为11044.8kg/h，引入SG的轴封漏汽量为324kg/h，引入凝汽器的轴封漏汽量为2966.4kg/h；为中低压缸轴封总漏汽量，其中引入SG的的漏汽量为144kg/h，引入凝汽器的的漏汽量为1299.6kg/h。全厂汽水损失（2）其他有关数据选择回热加热器效率：；补充水入口水温：；在计算工况下机械效率：，发电机效率：；给水泵组焓升：，凝结水泵组焓升：；小汽机用汽量：；（3）各计算点汽水参数如表5。表5 各计算点汽水参数汽水参数单位锅炉过热器出口汽轮机高压缸入口再热器入口再热器出口压力MPa27.5626.256.3935.746温度605600377.8600汽水焓kJ

7、/kg3485.23482.13111.63660.8再热蒸汽焓升kJ/kg554.18554.18四、 计算过程1.对系统的设计布置方式进行初步的分析汽轮机型号为N68026.25/600/600（TC4F），该型机组为超超临界压力，一次中间再热，单轴，四缸四排汽，双背压，八级回热抽汽（即“三高四低一除氧”），反动凝汽式汽轮机。汽轮机的主凝结水由凝结水泵送出，分别通过轴封加热器、四台低压加热器、进入除氧器。然后由给水泵升压后经过三个高压加热器，最终给水温度297.3，进入锅炉。加热器疏水都采用逐级自流，三级高压加热器疏水流入除氧器，五、六、两级疏水至第七级然后经混合器进入给水中，而第八级和轴

8、封加热器疏水至凝汽器水箱中。给水泵由小汽轮机驱动，汽源为中压缸抽汽（第四级抽汽），无回热加热，直接排入凝汽器中。具体见附图1。2.全场物质平衡汽轮机总耗汽量 D0'=D0锅炉蒸发量 Db=D0'+Dl=D0+0.02Db Db=1.0204D0锅炉给水量Dfw Dfw=Db=1.0204D0补充水量Dma Dma=Dl=0.02Db =0.020408D03.计算汽轮机各段抽汽量 Dj和凝汽流量 Dc(1) 由高压加热器H1热平衡计算D1D1h1-hw1d h=Dfwhw1-hw2 D1=Dfwhw1-hw2hh1-hw1d =1.0204D0×1310.5-1211

9、.70.993179.9-1246.57 =0.052 672D0(2) 由高压加热器H2计算D2D2h2-hw2d+D1hw1d-hw2dh=Dfwhw2-hw3D2=Dfwhw2-hw3h-D1hw1d-hw2dh2-hw2d = 1.0204D0×1211.7-954.10.99-0.052 672D0×1246.57-968.443111.6-968.44 =0.117 052D0 物质平衡得H2疏水量Ddr2 Ddr2=D1+D2=0.169 724D0 计算再热蒸汽量Drh由于高压缸轴封漏出蒸汽DsgH，其中18662.4kgh引入高压缸排汽管道，故从高压缸物质

10、平衡可得 Drh=D0-DsgH-D1-D2+18 662.4 =D0-DsgH-Ddr2+18662.4 =D0-32 997.6 - 0.169 724D0+18 662.4 =0.830 276D0-14 335.2(3) 由高压加热器H3热平衡计算D3 hw4pu=hw4+hfwpu=774.3+43.5=817.8（kJ/kg） D3h3-hw3d+Ddr2hw2d-hw3dh=Dfwhw3-hw4pu D3=Dfwhw3-hw4puh-Ddr2hw2d-hw3dh3-hw3d =1.0204D0×954.1-817.80.99-0.169 724D0×968.4

11、4-799.613384.8-799.61 =0.043 258D0H3的疏水量Ddr3 Ddr3=Ddr2+D3 =0.169 724D0+0.043 258D0 =0.212 982D0(4) 由除氧器H4热平衡计算D4由于计算工况再热减温水量为0，因此除氧器出口水量（给水泵出口数量）Dfw'=Dfw=1.0204D0第四段抽汽D4包括除氧器加热用汽D4'和小汽轮机用汽Dlt两部分。D4'h4-hw5+Ddr3hw3d-hw5h=Dfw'hw4-hw5D4'=Dfw'hw4-hw5h-Ddr3hw3d-hw5h4-hw5 =1.0204D0&

12、#215;774.3-666.90.99-0.212 982D0×799.61-666.9 3184.7-666.9 =0.032 740D0除氧器进水量Dc4 Dc4=Dfw'-Ddr3-D4' =1.0204D0-0.212 982D0-0.032 740D0 =0.774 678D0第四段抽汽D4=D4'+Dlt=0.032 740D0+168109.2(5) 由低压加热器H5热平衡计算D5Dc4hw5-hw6=D5h5-hw5dh整理后得 D5=Dc4hw5-hw6h5-hw5dh =0.774 678D0×666.9-536.63029.5

13、-677.90.99 =0.043 357D0(6) 由低压加热器H6热平衡计算D6Dc4hw6-hw7=D6h6-hw6d+D5hw5d-hw6dh整理后得D6 D6=Dc4hw6-hw7h-D5hw5d-hw6dh6-hw6d= 0.774 678D0×536.6-357.20.99-0.042 920D0×677.9-546.892836.4-546.89 =0.058 858 D0H6的疏水量Ddr6Ddr6=D5+D6=0.102 215D0(7) 由低压加热器H7热平衡计算D7Dc4hw7-hw8=D7h7-hw7d+Ddr6hw6d-hw7dh D7=Dc4h

14、w7-hw8h-Ddr6hw6d-hw7dh7-hw7d = 0.774 678D0×357.2-258.70.99-0.102 215D0×546.89-366.852614.5-366.85 =0.026 104D0H7的疏水量Ddr7=Ddr6+D7=0.128 319D0(8) 由低压加热器H8、轴封冷却器SG和凝汽器热井构成一整体的热平衡计算D8Dc4hw8-hc'=D8h8-hc'+Ddr7hw7d-hc'+Dsg1hsg1-hc'+Dc4hcwpuhD8=Dc4hw8-hc'h-hcwpu-Ddr7hw7d-hc'

15、;-Dsg1hsg1-hc'h8-hc'=0.774 678D0×258.7-133.140.99-3-0.128 319D0×366.85-133.14-910.8×3193.2-133.142481.7-133.14=0.028 075D0-1186.728 314 疏水冷却器DC的疏水量Ddrdc Ddrdc=Ddr7+D8=0.156 394D0-1186.728 314(9) 由凝汽器热井物质平衡求DcDc=Dc4-Ddrdc-Dsg1-Dsg2-Dma-Dlt =0.774 678D0-0.156 394D0-1186.728 314-

16、910.8-2034-0.020 408D0-168 109.2 =0.597 876D0-169 867.2717由汽轮机物质平衡校核 Dc*=D0-18Dj-12Dsgj =D0-0.398 039D0+166 922.4717-2944.8 =0.601 961D0-169 867.2717 Dc*与Dc误差很小，符合工程要求。计算结果汇总于表6中。表6 D和 hDkJ/kghkJ/kgD0Drh=0.830 276D0-14 335.2D1=0.052 672D0D2=0.117 052D0D3=0.043 258D0D4=0.032 740D0+168109.2 D5=0.043 3

17、57D0 D6=0.058 858 D0 D7=0.026 104D0D8=0.028 075D0-1186.728 314 Dc =0.597 876D0-169 867.2717h0=3482.1qrh=554.18h1=3179.9h2=3111.6h3=3384.8h4=3184.7h5=3029.5h6=2836.4h7=2614.5h8=2481.7hc=2310.818Dj=0.402 116D0+166 922.4717hkJ/kgDkg/hDsg1=910.8Dsg2=2034hsg1=3193.2hsg2=3194.412Dsgj=2944.84.汽轮机汽耗计算及功率校核（

18、1） 计算汽轮机内功率Wi=D0h0+Drhqrh-18Djhj-Dchc-12Dsgjhsgj代入已知数据及前面计算结果，并经整理可得Wi=1342.035 542D0-157 253 031.5（2） 由功率方程式求D0 Wi=Pemg×3600 =680 0000.99×0.9906×3600 =2 496 191 473 kJh =1342.035 542D0-157 253 031.5D0=1 977 179.01 kgh=1 977.179 01 th（3） 求各级抽汽量及功率校核将D0数据带入各处汽水相对值和各抽汽及排汽内功率，列入表7中。项目数量t

19、h项目抽汽量th内功率Wij×103kJh汽轮机汽耗D0'=D0锅炉蒸发量Db=1.0204D0给水量Dfw=1.0204D0全厂汽水损失Dl=0.020408D0化学补充水量Dma=0.020408D0再热蒸汽量Drh=0.830276D0-14335.21000 1 977.179 012017.5134622017.51346240.35026940.3502691627.26908第一级抽汽D1第二级抽汽D2第三级抽汽D3第四级抽汽D4第五级抽汽D5第六级抽汽D6第七级抽汽D7第八级抽汽D8汽轮机排汽Dc104.141973231.43275885.528810232.84204185.724550116.37280251.61228154.3225721012.2406131471.7042485745.8368454918.0489196099.566985501.66617138541.820872897.1856883939.238251737106.111表7 各项汽水流量、抽气及排气内功率功率校核Wi*=Wc+18Wj=2 486 221 179kJhWi=Wi-Wi*Wi=0.399%<1%5.热经济指标计算（1） 机组热耗Q0、热耗率q、绝对电效率e Q0=D0'h0+Drhqr