毕业设计 回热系统 三废问题

毕业设计前言为期四年的学习即将结束，四年来在老师的精心辅导下，我的理论知识有了很大的提高.为检验四年来的学习成果，选择三废余热发电系统设计作为毕业设计内容。在设计过程中，我根据学校所学知识再联系自己的工作实际进行设计。没想到看起来简单的设计，实际十起来却有太多疑问。有时为了弄懂一个数据，除了要一遍遍的查找资料，还要向懂行的老师及同事们请教；有是还要抱着原来所学过的课程再进行学习，经过两个月的努力，终于有了以下这份毕业设计，虽然设计的内容中还存在着许多的缺陷，但确是两个有来辛勤劳动的结果。通过这次设计，使我学到了许多新的知识，更深深地了解到自已所学的知识太少，还需要进一步努力。这次的毕业设计完成是与各位老师，特别是张相洲老师的悉心教导是分不开的，在此表示衷心的感谢！目录前言第一章何为三废及处理第二章热力系统设计优化原则第三章汽轮机的原则性热力系统第四章汽机抽汽回热系统第五章回热系统的热平衡计算第六章通流部分选型及计算第七章凝结水及废气处理致谢参考文献

三废余热发电系统摘要：三废是一种放错位置的资源，处理得当有很高的经济效益社会效益，本文通过对工业三废的产生，以及危害，进行深刻的阐述，并提出了处理方案。让人们能深刻意识到工业三废的社会危害与循环再利用。关键字：废气废水废渣余热再生发电.Summary:wasteisamisplacedresources,donerighthasaveryhigheconomicsocialbenefits,thisarticlethroughtheproductionofindustrialwaste,andharmtoprofoundExposition,andmadeatreatmentplan.PeoplearedeeplyawareoftheharmtosocietyaKeywords:ExhaustgasExhaustwaterWasteresidueWasteheatRegenerationPowergeneration第一章一.什么是工业三废工业三废”是指工业生产所排放的“废水、废气，废渣”二.工业三废的主要社会危害“工业三废”如未达到规定的排放标准而排放到环境中，就对环境产生了污染，污染物在环境中发生物理的和化学的变化后就又产生了新的物质。好多都是对人的健康有危害的。这些物质通过不同的途径（呼吸道、消化道、皮肤）进入人的体内，有的直接产生危害，有的还有蓄积作用，会更加严重的危害人的健康。此外，工业废渣会破坏环境卫生，污染水和空气等工厂里的废气排入大气，会污染空气。废水排入江河湖海，会导致水质败坏，破坏水产资源和影响生活和生产用水。废渣如：高炉矿渣、钢渣、粉煤灰、硫铁灰、电石渣、赤泥、白泥、洗煤泥、硅锰渣、铭渣等，也是对环境产生了不可磨灭的影响。例如煤砰石煤砰石废弃、堆积对环境的危害很大：侵占大量土地，影响生态，破坏景观；砰石山的淋溶水（酸性水）污染地下水源和江河，危害农作物和水产养殖业；由于煤砰石中有硫化铁和含碳物质存在，还会自然发火，排放大量烟尘，严重污染大气，损害人体健康，抑制植物生长，腐蚀建筑物结构；个别煤砰石山还有发生爆炸和崩落事故的隐患，对矿区安全构成严重威胁。三・工业三废处理方法废气的处理和利用废气的常用处理方法：冷凝法，吸收法，吸附法，直接燃烧法，催化燃烧法五种。典型化工废气的处理和利用化工生产过程中典型的废气处理主要有：烟气脱硫和烟气脱硝两大部分。废水的处理方法工业上对废水处理的方法有物理法，化学法和生物法三类。化工生产过程中典型的废水有：含硫废水，含酚、氤有毒废水含硫废水的处理：主要有空气氧化法和水蒸气氧化法废渣的处理方法化工生产过程中排出的废渣，除少数组分回收利用外，大都分采用堆放处理。化学和生物处理。用化学和生物的方法处理化工废渣，主要有中和、氧化、还原、水解、化学固定等方法。治理工业三废的相关措施工业“三废”排放对环境的影响常是地区工业布局和厂址选择需考虑的重要因素。如工业企业一般避免布置在城镇居民区的上风向和水源上游；一些污染较大的工业如冶金、化工、造纸要远离城市中心；大工业企业与生活区间要有适当的隔离带以减少环境污染的影响等。大力采用无污染或少污染的新工艺、新技术、新产品，开展“三废”综合治理，是防治工业“三废”污染，搞好环境保护的重要途径之一。气、固体废弃物”。工业三废”是指工业生产所排放的“废水、废渣、废气”。工业“三废”排放对环境的影响常是地区工业布局和厂址选择需考虑的重要因素。如工业企业一般避免布置在城镇居民区的上风向和水源上游；一些污染较大的工业如冶金、化工、造纸要远离城市中心；大工业企业与生活区间要有适当的隔离带以减少环境污染的影响等。大力采用无污染或少污染的新工艺、新技术、新产品，开展“三废”综合治理，是防治工业“三废”污染，搞好环境保护的重要途径之一。1、企业可以用废弃资源回收的各种产品.煤矿回收的硫铁矿、硫精矿、铝矶土、耐火粘土、瓦斯等；.有色金属冶炼企业回收的金、银、硫酸等，矿山回收的硫精矿、硫铁矿、铁精矿等；.黑色金属冶炼企业回收的铜、钻、钒、钛、铌、稀土等；.硫铁矿、磷矿开采过程中回收的金、碘等.2、企业利用工矿企业的采矿废石、选矿尾矿、碎屑、粉末、污泥和各种废渣生产产口品.利用煤砰石、石煤、粉煤灰等生产的砖、加气混凝土、大型砌块、陶粒、墙板、水泥和混凝土掺合料、低温喷射水泥、树脂和橡胶填料等产品；烧煤锅炉的干粉煤灰、炉底渣，以及从粉煤灰中提取的漂珠、微珠、铁粉、炭粉等及用其生产的产品；.从冶金炉、动力炉渣中回收生产的金属、非金属、化工、建材产品(不包括高炉水渣)、利用含铁尘泥生产的产品；.利用硫铁矿渣、磷石膏、电石渣、磷肥废渣、纯碱废渣、盐泥、铭渣、总溶剂渣等生产的产品，如建筑材料、纯碱、烧碱、砖、肥料、饲料等；.原油、天然气中回收提取的轻烃、氦气、硫磺，炼油厂在废渣中提取的环烷酸和杂酚，尾气中提取的轻烃等，利用伴生卤水熬盐及提取稀有金属；.利用蔗渣、甜菜渣、湿滤泥、废糖蜜、湿废丝等生产的造纸原料、绗维板、碎粒板、酒精、醋酸、味精、酵母、浓缩饲料、干粕饲料、柠檬酸的发酵原料等产品；.利用制革废渣、废革屑、猪毛、羊毛、碎肉等生产的油脂、铭、蛋白质、再生革及其他工业原料等产品。3、利用工矿企业排放的废水、废酸液、废油和其他废液生产的产品.利用化纤废水、浆粕白水、浆粕黑液、纸浆废液、洗毛污水、印染废水、有机及高浓度的废液等生产的锌、纤维、碱、羊毛脂、浆用PVP、硫化纳、亚硫酸钠等化工产品；.利用制盐液(苦卤)生产的化工产品，如氯化钾、工业漠、氯化镁、无水硝、四漠乙烷等。4、利用工矿企业加工过程中排放的烟气，转炉、铁合金炉回收的可燃气、焦炉气、高炉放散气等生产的产品.从转炉、铁合金炉中回收的气体以及回收的焦炉、高炉放散的可燃气体生产的产品；.用煤气、焙烧窑、空气分离、冶金废气、磷肥生产中含氟废气、合成氨的弛放气及天然气、硫酸、硝酸、黄磷等生产尾气产生的硫、二氧化碳气体、冷凝物(焦油、酒精)、惰性气体、氟硅酸纳、冰品石、氢、氧、硫铵、亚硫酸铵、亚硝酸钠、草酸等。第一章热力系统设计优化原则过热蒸汽产量最大化。对于中低温余热利用，关键在于工艺和设备允许范围内充分利用余热，并使设备的效率最高，使余热发电最大化。对于低参数汽轮发电机组而言，影响其发电量的是三个主要参数：过热蒸汽流量、压力和温度，其中流量对发电量起决定性影响，压力和温度对单位质量蒸汽的焓和汽轮机的内效率(热能转化为机械能的效率)有影响，但其影响远小于流量的影响。一般来讲，窑尾废气余热占可利用余热的60%以上，所以在考虑整个生产线的过热蒸汽流量时，首先考虑使窑尾的过热蒸汽产量最大，窑头配合窑尾。高过热蒸汽温度。过热蒸汽温度高除可以通过提高过热蒸汽焓值和汽轮机内效率来提高发电量外，更重要的是提高汽轮机运行的安全性。受传热效率和锅炉制造成本的影响，必须保持过热蒸汽同烟气之间有适当的温差，该温差在20°C以上比较合理。合适的汽包工作压力。考虑在换热过程中，蒸发受热面内汽水混合物的温度不变，而烟气同汽水混合物之间传热温差窄点在20C以上受热面的布置才合理，汽水混合物的温度直接受压力的影响，所以选择合理的压力水平为受热面布置创造条件，以防止锅炉造价过高。充分降低废气温度。受窑尾废气要用于烘干生料的工艺限制，一般窑尾废气温度只能降至225C左右；窑头余风可以充分降低，但降低过多则造成传热温差小使得换热面积布置过多，使锅炉造价提高，同时吸收过多的低品质热量也无法有效提高发电量，所以窑头余风的降低以满足为窑头和窑尾余热锅炉提供足量的汽包给水即可。根据热量分配和能量平衡计算，窑头余风降至96-98C即可满足要求。合理布置受热面。在布置受热面时要考虑窑尾、窑头的烟气温度特性以及汽轮发电机的特性进行综合考虑，同时考虑选用合理温差以降低锅炉造价。方案一：2XC6-4.9/0.49抽凝汽机组配2X50t/h次高温次高压三废流化混燃炉，锅炉效率88%，汽机进汽压力4.9Mpa，进汽温度470C。方案二：1XC12-4.9/0.49抽凝汽机组配1X75t/h次高温次高压循环流化床锅炉，锅

炉效率88%，汽机进汽压力4.9Mpa，进汽温度470°C。方案一和方案二的均可满足供热和发电的要求，两方案相比较，方案二占地面积较小，热效率较高;方案一运转灵活，可靠性较高，根据目前了解的情况，三废炉实际运行效果较好，但占地面积较大，上述因素综合考虑，本报告推荐方案一.装机方案经济指标采用方案的主要技术经济指标见表5-1表5-1装机方案热经济指标计算结果序号项目单位方案（一）2X50t/h+2XC6-4.9/0.49最大平均最小1热负荷汽量(0.49MPa)t/h30.427.524.6热量GJ/h87.579.270.92汽机进汽量t/h72.870.868.73汽机外供热量GJ/h87.679.270.94汽机外供汽量t/h30.427.524.65汽机凝汽量t/h28.329.530.86发电功率MW1212127锅炉减温减压供热量汽量Gt/h000热量GJ/h0008锅炉蒸发量t/h75.173.070.99尖峰锅炉供汽量t/h00010发电平均标煤耗Kg/KW.h0.38711综合厂用电率%1712供单位热量耗厂用电率Kwh/GJ5.7313发电厂用电率%914供电年平均标煤耗率Kg/KW.h0.42515供热年平均标煤耗Kg/GJ41.016年均热电比%18317发电设备利用小时数h720018汽机年供热量GJ/a57.02X10419年发电量KW.h/a8.64X10720年供电量KW.h/a7.17X10721年均全厂热效率%53.3推荐方案机组的主要技术参数锅炉参数锅炉型号：50t/h次高温次高压三废流化混燃炉额定蒸汽压力：4.9MPa额定蒸汽温度：485°C额定蒸汽量：50t/h锅炉热效率：88%额定给水温度：150C台数：汽轮机：型式：型号：额定功率：额定进汽温度：额定进汽压力：额定/最大进汽量：抽汽压力额定/最大抽气量额定排汽压力：回热加热抽汽级数:台数：2台6MW抽凝式汽轮机C6-4.9/0.49型6MW470C4.9MPa48.3/60t/h0.49+0.2MPa35/45t/K0.0055Mpa3级（1低加，1除氧器，1高加）2台发电机：型号：额定功率：额定电压：额定电流：功率因数：额定频率额定转速：冷却方式：台数：汽水平衡及及调峰措施推荐方案的蒸汽平衡见下表QF-7.5-27.5MW6.3KV859A0.850Hz3000r/min空冷2台类别项目单位负荷数值（最大）锅炉新蒸汽5.29Mpa锅炉蒸发量t/h75.1汽机进汽量t/h72.8汽水损失t/h2.3平衡t/h05-2表5-2蒸汽平衡表热负荷0.49MPa蒸汽热负荷t/h30.4汽机抽汽量t/h36.3系统用汽量t/h5.9外供汽量t/h30.4需调峰汽量t/h0第三章六、汽轮机的原则性热力系统0t3E3i7u87910ov3，3M㈢就是把主要热力设备和辅助设备按工质热力循环的顺序连接起来的简化系统。此0t3E3i7u87910ov3，3M㈢~r■nr-1

—tt.J;◎404◎4图4-1(a)国产C6-4.9/0.49型汽轮机原则性热力系统1-凝结水;2-轴封加热器;3-低压加热器;4-疏水泵;5-除氧器；6-给水泵;7-高压加热器;8-排污扩容器;9-排污水冷却器；10-地沟典型机组的原则性热力系统举例国产C6-4.9/0.49型汽轮机，其进汽参数为4.9MPa,470°C,排汽压力为0.0055MPa,配用50t/h次高温次高压三废流化混燃炉。其原则性热力系统如图4-1(a)所示。该机组共有七段非调整抽汽。该机组的第一、二段抽汽供两台高压加热器用汽，第三段抽汽作为除氧器5的加热汽源，第四、五、六、七各段抽汽分别供给四台低压加热器。低负荷运行时，第三段抽汽压力过低，不能保证除氧器需要，这时自动切换阀打开，由第二段抽汽供除氧器用汽，系统的经济性下降。汽轮机的主凝结水由凝结水泵升压送入轴封汽加热器2加热。轴封汽加热器利用汽轮机轴端轴封漏出的蒸汽来加热主凝结水，其作用是回收轴封汽，提高系统的经济性。由轴封汽加热器出来的主凝结水依次流经四台低压加热器后进入除氧器，除氧后的给水经给水泵升压，再经两台高压加热器将给水温度提高到222^后送入锅炉（图4-1（a））。高压加热器的疏水逐级自流进入除氧器，低压加热器的疏水也采用逐级自流的方式，流经2号低压加热器后用疏水泵送入该加热器出口的主凝结水管中，这样可以避免压力较高的疏水进入1号低压加热器中汽化而排挤第七段抽汽，使系统的经济性下降。该机组的第七段抽汽量较大，因此1号加热器的疏水量较大，为了回收这部分疏水的热量，也用疏水泵将这部分疏水送到1号加热器出口的主凝结水管中。轴封汽加热器的疏水量很少，通过U型管送入凝汽器中（图4-1（a））。该系统锅炉的连续排污量不多，所以采用一级排污扩容系统，扩容器闪蒸出来的二次蒸汽送入除氧器，扩容器排出的浓缩污水在排污水冷却器9中加热化学补充水后排入地沟或污水处理系统（图4-1（a））第四章七、汽机抽汽回热系统1、概述：回热抽气系统指与汽轮机回热抽汽有关的管道及设备，在蒸汽热力循环中，通常是从汽轮机数个中间级抽出一部分蒸汽，送到给水加热器中用于锅炉给水的加热（即抽汽回热系统）及各种厂用汽等。采用回热循环的主要目的是：提高工质在锅炉内吸热过程的平均温度，以提高级组的热经济性。2、抽汽回热系统作用：抽汽回热系统是原则性热力系统最基本的组成部分，采用蒸汽加热锅炉给水的目的在于减少冷源损失，一定量的蒸汽作了部分功后不再至凝汽器中向空气放热，即避免了蒸汽的热量被空气带走，使蒸汽热量得到充分利用，热好率下降，同时由于利用了在汽轮机作过部分功的蒸汽加热给水，提高了给水温度，减少了锅炉受热面的传热温差，从而减少了给水加热工程中不可逆损失，在锅炉中的吸热量也相应减少。综合以上原因说明抽汽回热系提高了机组循环热效率。因此，抽汽回热系的正常投运对提高机组的热经济性具有决定性的影响。3、影响抽汽回热系统经济型地主要参数：影响给水回热加热经济性的主要参数为回热加热分配、相应的最佳给水温度和回热级数，三者紧密联系，互有影响。在求解最佳回热分配的计算分析中，以Z级理想回热循环的循环效率最大值求其最佳回热分配，（所谓理想回热循环，即假定为混合式加热器，端差为零，不计新蒸汽，抽汽压损和泵功、忽略散热损失）求得理想回热循环的最佳回热分配通式后，根据忽略一些次要因素，进一步简化，即可获得其它近似的最佳回热分配通式。如“焓降分配法”，这种分配方法是将每一级加热器的焓升取作等于前一级全本级的蒸汽在汽轮机中的焓降;又如“平均分配法”，这种回热分配方法的原则是每一级加热器的焓升相等;其他还有“等焓降分配法”等。可见给水回热总加热量在各级中的分配是在一定的给水温度和一定级数的条件下，使循环热效率最高为原则，由此对应的各级抽汽回热参数，即为最有利分配的参数。4、提高系统循环热效率的措施：将给水加热到多少温度，才能使循环热效率达到最高值？以单级抽汽回热为例，回热时给水温度从汽轮机排汽压力下的饱和温度开始逐渐增加，热效率也逐渐增加，热效率达最大值时的给水温度称为最佳给水温度，再提高给水加热温度时，热效率反会减小，热经济性就降低。这是因为给水加热温度提高后，相应的抽汽压力也提高，对该部分的抽汽而言，每千克抽汽在汽轮机中热变功的量减少了，若发电量不变，则要增加进入汽轮机中的新蒸汽量，以弥补因抽汽而减少的发电量，抽汽压力愈高，增加的新蒸汽量就愈多，因而汽耗率也愈大，相应的排向低温热源的热量也就越大，锅炉加热的数值虽不断降低，但汽耗率增加较快，以致使热耗率相应增大，从而使循环热效率降低。理论上，加热级数愈多，最佳给水温度愈高。在实际应用中，给水温度并非加热到最佳给水温度，这是因为还必须要全盘考虑技术经济性，一方面，给水温度的提高，使排烟温度升高，锅炉效率降低，或需增大锅炉尾部受热面，使锅炉投资增加;另一方面，由于回热使得锅炉的蒸发量和汽轮机高压端的通流量都要增加，而汽轮机的低压端的通流量和蒸汽流量相应减少，因而不同程度地影响锅炉、汽轮机以及各相关辅助系统的投资、拆旧费和厂用电。通过技术经济比较确定的最佳给水温度，称为经济最佳给水温度。理论上，给水回热的级数越多，汽轮机的热循环过程就越接近卡诺循环，汽热循环效率就越高，但加热级数增加时，热效率的增长逐渐放慢，相对得益不多，运行也更加复杂，同时回热抽汽的级数受投资和场地的制约，因此不可能设置的很多。在实际中，600MW机组的加热级数一般为7〜8级。5、抽汽系统组成：本汽轮机共设七段非调整抽汽，第一段抽汽引自高压缸，供1高加;第二段抽汽引自高压缸排汽，供给2高加;第三段抽汽引自中压缸，供3高加;第四段抽汽引自中压缸，供给除氧器和辅助蒸汽系统;第五、六、七段抽汽均引自低压缸，分别供给三台低压加热器。6、抽汽逆止门：除第七级抽汽外，一、二、三、五、六级抽汽管道上分别装设具有快关功能的电动门和气动逆止门各一个。气动门止阀布置在电动门之后。电动门作为汽轮机防进水的第一级保护，气动逆止门作为防止汽轮机突然甩负荷后的超速保护，兼防止汽轮机进水事故的第二级保护。在四级抽汽管道上，在电动门后装设二只串联的气动逆止门，装设二只逆止门的原因是：在四级抽汽管道上连接有众多的设备，这些设备或者接有高压汽源，或者接有辅助蒸汽汽源（如除氧器等），在机组起动低负荷运行，汽轮机突然甩负荷或停机时，其它汽源的蒸汽有可能串入四级抽汽管道，造成汽轮机超速的危险性最大，所以串联二个逆止门可以起到双重的保护作用。在四级抽汽管道接除氧器的管道上还装设一只电动门和一只逆止门。除氧器还接有从辅助蒸汽系统来的起动加热用汽和低负荷切换用汽。在抽汽系统的各级抽汽管道的电动隔离阀前后和逆止门后，以及管道的最低点，分别设置疏水点，以防在机组起动，停机和加热器发生故障时，在系统中有水的积聚。各疏水管道通过疏水集管接至本体疏水扩容器后导至凝汽器。抽气逆止门控制气管路上所装的电磁阀与汽轮机的危急遮断联动。当主汽阀关闭时，空气引导阀关闭，抽汽阀控制汽管路被切断。当主汽阀关闭或甩负荷时，电磁阀线圈断电，电磁阀动作，切断气源，将抽汽阀操纵座内的空气排空，抽汽逆止门的阀碟在自重和操纵座弹簧作用下关闭。机组挂闸后，如抽汽逆止门气控电磁阀故障，应及时开启其旁路，将抽汽逆止门控制气缸开启。机组运行过程中抽汽逆止门需定期进行活动试验，其目的是为防止或及早发现阀门的卡死、失灵。抽汽管路上的手动滑阀，旁路门等可供试验和维修的使用。抽汽逆止门气控管道上设置液气分离器，当其液位高时，应及时切换，联系检修处理，以防止油液进入抽汽逆止门控制气缸。抽汽逆止门定期活动试验要求：机组每次启动前，均应进行系统的联动试验及抽汽逆止门的活动试验。机组正常运行期间，必须每周一次进行抽汽逆止门的活动试验，以检查其灵活性。定期活动试验必须逐一进行，待做完一组。并复位后方能进行下一组的试验。活动试验时应注意动作行程不宜太大，以免影响机组正常运行。第五章八、回热系统的热平衡初步计算：汽轮机进气量估算记汽轮机近似热力过程曲线拟定后，就可以进行热力系统的热平衡计算。会热抽气压力的确定：除氧器的工作压力：给水温度t和回热级数z确定之后，应根据机组的初参数和容量确定除氧器的工作压力。除氧器的工作压力与除氧效果关系不大，一般根据技术经济比较和实用条件来确定。通常在中低参数机组中采用大气式除氧器。大气式的除氧器的工作压力一般选择略高于大气压力即0.118MP。抽气管中压力损失Ape在进行热力设计时，要求Ape不超过抽汽压力的10%，通常取Ape=(0.04〜0.08)pe，级间抽气时取较大值，高中压排气时取较小值。表面式加热器出口传热端差51由于金属表面的传热阻力，表面式加热器的给水出口水温t与回热抽汽在加热器中w2凝结的饱和水温七间存在温差5t=^-t称为加热器的出口端差，又称上端差，经济上合w2理的端差需通过综合的技术比较确定。一般无蒸汽冷却段的加热器取&=3〜6°C回热抽汽压力的确定：在确定了给水温度t、回热抽汽级数z、上端差&和抽气管道压损Ape等参数后，可以根据除氧器的工作压力，确定除氧器前的低压加热器数和除氧器后的高压加热器数，同时确定各级加热器的比焓升Ahw和温升A七可。这样，各级加热器的给水出口水温t也w2就确定了。根据上端差5t可确定各级加热器内的疏水温度t=t+&。从水和水蒸气热w2力性质图表中可查的te所对应的饱和蒸汽压力------个加热蒸汽的工作压力pe。考虑回热抽气管中的压力损失，可求出汽轮机的抽气压力p，即p=p、+A。在汽轮机近似热力过程eeePe曲线中分别找出个抽气点得比焓值he，并将上述参数列成表格如下：表2-26MW凝汽式汽轮机即热气水参数加热器号抽汽压力pe(MPa)抽气比焓he(Kj/Kg)抽气管压损工作压力p、e(MPa)饱和水温度tC饱和水比焓Kj/Kg出口端差5tC给水出口水温tw2C给水出口比焓hw2Kj/KgAPepe/H10.6422921.380.572157662.85152640.93H20.299276080.275133.135380.65128.13537.96Hd0.1422765.2170.118104.254370104.25437H30.045257580.04260323.9373.63311.41在拟定的近似热力过程曲线上求出各回热抽气比焓值，见图2-3（2）各级加热器回热抽气量计算:①H1高压加热器其给水量为：D=D-AD+ADfw二39.96-1+0.77+0.6=40.33t/h式中ej高压端轴封漏气量，t/h；ADld漏入H2高压加热器的轴封漏气量，t/h；ADej射汽漏气器耗气量，t/h；该加热器热平衡方程式为：AD（h-h、）n=D加热器效率，一般取门h=0.98（下同）式中叩h(hfw)w1该级回热抽气量为：△D={D（h-h）}/{（h-h、）门}=1.859t/helfww2w1elelhH2高压加热器先不考虑漏入H2高压加热器的那部分轴封漏气量△D以及上级加热器叫流入本级加热器的疏水量△D，则该级加热器的计算抽气量为：elAD、=D（h-h）/（（h-h、川}=1.854t/he2fww2w1e2e2h考虑上级加热器疏水流入H高压加热器并放热可使本级抽气量减少的相当量为：2AD=AD（h、-h、）/（h-h、）=0.1t/heleelele2e2e2考虑前轴封一部分漏气AD漏入本级加热器并放热可使本级回热抽气量减少的相当量l1为：AD=AD（h、-h、）/（h-h、）=0.827t/hliel1ele2e2e2本级高压加热器H2实际所需回热抽汽量为：AD=AD、-AD-AD=0.957t/hHd（除氧器）除氧器为混合式加热器，分别列出除氧器的平衡方程式与质量平衡式：+AD)h、+Dh=Dh、ell1ecwwlfwedD+AD+ADcwl1D+AD+ADcwl1代入数字得ed+ADel=Dfw2765.2AD+311.41D=9391.2edcwD+Dcwed=22.1解得AD=1.023t/hed二21.077t/hcwH3低压加热器该加热器热平衡方程式为:ADAD（h-h、）代入数字得3e2cw(hw2-hw3)AD=21.077(437-311.41)/((2575-322.99)0.98}=1.19t/he3(b)(a)AD.£?31(Q(d)图2-4加热器热平衡图（a）%加热器（b）H2加热器（C）除氧器（d）%加热器调节级D=34.99t/h)/3.6=39.96(3305-3098.1)/3.6=2296.59kw2（调节级后压力为1.22MPa,比焓值h.=3098.1kj/kg）第一级组：D=D-D=39.96-1=38.96t/hp=D(h1-h)/3.6=38.96(3098.1-2990)/3.6=1168.23kw(b)(a)AD.£?31(Q(d)第二级组:D2=D1-D=38.96-1.859=37.1t/hp=D(h-h)/3.6=37.1(2990-2800)/3.6=1958.342i2ele2kw第三级组:D3=D2-D=37.1-0.872=36.23t/hp=D(h-h)/3.6=36.23(2800-2765)/3.6=352.22kwi33e2ed第四级组:D=D-D=36.23-1=35.23t/h43edp=D(h-h)/3.6=35.23(2765.2-2575)/3.6=1859.26kw4-一i4ede3第五级组:D5=D4-D=35.23-1.19=34.04t/hp=D(h-h)/3.6=34.04(2765.2-2365)/3.6=1983.31kw5i55e3e4整机内功率:p.=£p=2296.59+1168.23+1958.34+352.22+1859.26+1983.31=9617.95kw1j=oij计算汽轮机装置的热经济性：机械损失：△p=p.(1-门)=9617.95(1-0.983)=163.5kw汽轮机轴端功率：p=p_-Ap=9617.95-163.5=9454.4kw发电机功率：p=p门g=9454.4*0.963=9104.6kw符合设计工况pe=8800kw的要求汽耗率：d=D0*1000/p=34990/11000=3.63不抽气是估算汽耗率：d、二D0*1000/(D0(h0-h)/3.6-Ap}/n=3.958t/h汽轮机装置热耗率：q=d(h-h)=9671.88Kj/(kw-h)0fw汽轮机装置的绝对电效率：门二3600/q=3600/9671.88=37.22%el第六章九、通流部分选型1、排气口数和末级叶片凝汽式汽轮机的气缸数和排气口数是根据其功率和单排汽口凝汽式汽轮机的极限功率确定的。但汽轮机的功率大于单排汽口凝汽式汽轮机的极限功率时，需要采用多缸和多排汽口，但很少采用五个以上气缸的。当转速和初终参数一定时，排汽口数主要取决于末级通道的排气面积。末级通道的排气面积需结合末级长叶片特性、材料强度、汽轮机背压、末级余速损失大小及制造成本等因素，进行综合比较后确定。通常可按下式估算排气面积：Az=p/（3162p），m2式中p机组电功率，kw；elpc汽轮机排气压力，KPa2配汽方式和调节级选型电站用汽轮机的配汽方式又称调节方式，与机组的运行密切相关。通常有喷嘴配汽、节流配汽、变压配汽及旁通配汽四种方式。我国绝大多数采用喷嘴配汽方式。采用喷嘴配汽的汽轮机，起蒸汽流量的改变主要是通过改变第一级组的工作面积来实现的，所以该机组的第一级又称调节级。调节级各喷嘴组的通道面积及通过其内的蒸汽流量是不一定相同的。调节级型式与参数的选择在设计中是相当重要的，与汽轮机的容量大小、运行方式等因素有关。（1）调节级选型由于双列级能承担较大的理想比焓降，一般约为160〜500Kj/Kg；但它的级效率及整机效率较低，在工况变动时其级效率变化较单级小；采用双列级的汽轮机级数较少，结构紧凑，因为其调节级后的蒸汽压力与温度下降较多，所以调节级气室及喷嘴组等部件需较好的材料外，气缸与转子的材料等级可适当降低，从而降低机组造价，提高机组运行的可靠性。故选用双列调节级。（2）调节级热力参数的选择理想比焓降的选择目前国产汽轮机调节级理想比焓降选取范围如前所述：双列级约为160〜500Kj/Kg。故选调节级比焓降为280Kj/Kg。调节级速度比x=u/c的选择为了保证条积极的级效率，应该选取适当的速度比，它与所选择的调节级型式有关。通常双列级速度比的选择范围为x广0.22〜0.28，故选xa=0.24o调节级反动度的选择为提高调节级的级效率，一般调节级都带有一定的反动度。由于调节级为部分进气级，为了减少漏气损失反动度不适宜选的过大。双列调节级各列叶珊反动度之和皿不超过13%〜20%。故选取Q=17.0%3调节级几何参数的选择：(1)调节级平均直径的选择：选择调节级平均直径是通常要考虑制造工艺调节级叶片的高度以及第一压力级的平均直径。一般在下列范围内选取：中低压汽轮机(套装叶轮)选d=750mm。调节级叶型及其几何特性调节级的叶型，尤其是双列调节级的叶型，通常是成组套装使用的。国产汽轮机调节级最常用的叶型组合为苏字叶型。故可选择如表2-2的叶型：表3-1双列调节级的叶型名称喷嘴第一列动叶导叶第二列动叶叶片型线32TC-1A40TP-0A20TP-2A30TP-4A如表3-1中所示喷嘴的宽度Bn1=32mm，按参考文献[1]155页附录二常用苏字叶型及其特性曲线的适用范围取a「36°，则弦长b1=B1/sina1=32/sin36°=54.4mm同理第一列动叶宽度B=40选取p=79°，则弦长b=B/sinp=40/sin79°=40.75mm；b1y1b1b1y1导叶的宽度B2=20mm，选取以2=76°，则弦长b2=B2/sin以2=20.6mm；第二列动叶的宽度B=30mm，选取P=74°，则弦长b=B/sinP=31.2mm。b2y2b2b2y2相对节距t和叶片数Z的确定：在选取喷嘴和动叶出口角a和P时，还需要选择相对节距t和t:t=t/b，12nbnnnr=t/b。一定的叶型对应有最佳的节距范围。所以在选择厂和厂时应注意的最佳范bbbnb围内选取。选取匚=0.74，厂=0.6，厂=0.65，U~=0.64b1n2b2则t=t*b=40.26,mm；t=t*b=24.45mmn1n1n1b1b1b1t=t*b=13.4mm；t=t*b=19.97mm选择部分进气度e=0.3，则叶珊的上述各项几何参数选定之后，即可根据平均直径dn和d确定喷嘴与动叶数z=兀de/t，z=兀d/t，然后取整。从叶片强度考虑，bnnnbbb通常叶片数偶数。所以z=兀de/1=17.5，取z=18同理z=96z=52z=118bln2b2（4）汽流出口角气和。2的选择喷嘴与动叶汽流出口角气和。2对叶珊的通流能力做功大小及效率高低有较大的影响。决定叶珊出口角大小的最主要因素是对节距和安装角，喷嘴与动叶有一定的出口角，往往需要通过对叶片数及对节距的试凑来满足气和。2的要求。故选择a=11°，p=14°，a=19°，P=28°11224调节级详细热力计算（1）第一喷嘴热力计算：第一列喷嘴出口汽流出口速度及喷嘴损失第一列喷嘴中理想比焓降△h=（1-Q）A七=232.4Kj/Kg初速动能Ah=c2/2000=0Kj/Kgc00式中C0进入喷嘴的蒸汽初速，m/s滞止理想比焓降Ah*=Ah+Ah0=232.4Kj/Kg第一列喷嘴出口汽流理想速度％=44.72顼A2=681.74m/s第一列喷嘴出口汽流实际速度匕油匕=661.29m/s第一列喷嘴损失Ah=（1-中2）Ah*=13.73Kj/Kgn&n式中中喷嘴速度系数第一列喷嘴出口面积IA=10000G/（0.0648.=29.12cm2'V0第一列喷嘴出口高度l=A/（e兀dsina）=22mm（2）第一列动叶热力计算：第一列动叶进口速度计能量损失第一列动叶中理想比焓降△七=QAh=42Kj/Kg第一列动叶进口汽流方向P1=13.4°第一列动叶进口汽流速度w1=521.3m/s第一列动叶进口速度动能Ahwi=136Kj/Kg第一列动叶滞止比焓降Ah;=178Kj/Kg第一列动叶出口汽流理想速度w=596.64m/s第一列动叶出口汽流实际速度w2=551.9m/s第一列动叶出口面积：动叶一般采用减缩通道，起通道出口面积Ab的计算方法与喷嘴相同A=Gv/w=42.24cm2式中g通过动叶的蒸汽流量，通常取喷嘴中流量值，而将叶顶漏气作为叶顶漏气损失予以考虑第一列动叶高度l=A/（e兀dsinp）=25mmbbb2（3）导叶热力计算①导叶出口汽流出口速度及喷嘴损失：导叶中理想比焓降Ah=QA七=2.94Kj/Kg初速动能Ah0=c2/2000=84.9Kj/Kg式中C0进入喷嘴的蒸汽初速，m/s滞止理想比焓降Ah*=Ahn+Ah0=87.84Kj/Kg导叶出口汽流理想速度匕=44.72】顽=419.13m/s导叶出口汽流实际速度c1=中c1t=385.6m/s导叶损失Ah“=（1-中2）Ah*=13.5Kj/Kgnqn式中中喷嘴速度系数导叶出口面积

A=10000Gv/(pc)=61.7cm2n1tn1t导叶出口高度l=A/(e兀dsina)=27mm第二列动叶热力计算①第二列动叶进口速度及能量损失:第二列动叶中理想比焓降第二列动叶进口汽流方向第二列动叶汽流进口速度第二列动叶进口速度动能A七=QAh=5.88Kj/Kg七=31.2°w=242.3m/sAh1=29.4Kj/Kg第二列动叶滞止比焓降Ah；=A七+Ah1=35.28Kj/Kg第二列动叶汽流理想速度w=44.72jAh*=265.6m/s第二列动叶汽流实际速度w第二列动叶中理想比焓降第二列动叶进口汽流方向第二列动叶汽流进口速度第二列动叶进口速度动能A七=QAh=5.88Kj/Kg七=31.2°w=242.3m/sAh1=29.4Kj/Kg动叶要一般采用减缩通道，其通道出口面积Ab的计算方法与喷嘴相同:Ab=10000Gv2/w2=118.48cm2式中G——通过动叶的蒸汽流量，通常取喷嘴中流量值，而将叶顶漏气作为叶顶漏气损失予以考虑第二列动叶高度l：bl=A/(e兀dsinp)=36mmbbb2双列级叶珊几何参数列于表3-2中表3-2双列级叶珊几何参数名称符号单位喷嘴第一列动叶导叶第二列动叶叶片型线32TC-1A40TP-0A20TP-2A30TP-4A叶片高度1mm23252736弦长bmm54.440.7520.631.2节距tmm40.2624.4513.419.97叶片数z189652118

相对节距t0.740.60.650.64安装角a/P（°）36797674出口角a"吧（°）11141928出口角正弦sina]0.190.240.330.47面积比a/an11.452.423.74⑤双列级热力计算数据列于表3-3中表3-3双列级热力计算数据表序号名称符号单位喷嘴第一列动叶导叶第二列动叶1蒸汽流量GKg/s122级前压力p0MPa3.33级前蒸汽比焓h0Kj/kg33104级前蒸汽比容V0m/kg0.09555级平均直径dmmm7506级后压力P2MPa1.247级理想比焓降AhtKj/kg2808级假象速度cam/s490.69圆周速度um/s117.7510速度比x0.2411部分进气度ae0.312进口蒸汽压力p0MPa3.431.421.21.16

13进口蒸汽温度t0°C43531630029514进口蒸汽比焓h0Kj/kg330530753055302815叶珊进气角p1(°)13.41831.216进口汽流初速c0M/s521.6412.1242.317初速动能Ahc0Kj/kg13684.929.418反动度Q%151.052.119叶珊理想比焓降bAhnKj/kg232.4422.945.8820叶珊后理想比焓Ah1tKj/kg3065.23032.63028.53012.421滞止理想比焓降Ah*nKj/kg232.417887.8435.2822叶珊前滞止压力p0MPa3.32.481.281.5223叶珊前滞止比容v*0*0.09540.13.0.1650.18224叶珊后压力p1MPa1.2262.121.181.1625叶珊后比容v1t*0.180.2120.2180.22526叶珊压力比gn0.4280.4840.680.77527出口汽流理想速度c1tM/s681.74596.64419.13265.6

28速度系数中0.970.9250.920.9229出口汽流实际速度c1M/s661.29551.9285.6244.430流量系数Rn0.9731出口面积Ancn329.1242.2461.7118.4832叶珊损失油ngKj/kg13.7325.713.55.4233排气速度c2M/s145.634余度方向a2M/s49.435余速损失Ahc2Kj/kg10.636轮周有效比焓降Ah、uKj/kg211.837轮周效率吓u%71.0738单位蒸汽轮周功wuKj/kg213.239轮周效率u%71.5440相对误差△nu%0.6641叶高损失Ah]Kj/kg15.6442轮周有效比焓降AhuKj/kg196.243轮周效率%%65.844扇形损失Ah9Kj/kg0.1145叶轮摩擦损失AhfKj/kg1.546部分进气损失AheKj/kg5.2747级有效比焓降AhfKj/kg189.3248级效率n.%63.549内功率f——p—kw9617.95第七章十、凝结水处理火力发电厂锅炉的给水由汽轮机凝结水和锅炉补给水组成。凝结水是锅炉给水的主要组成部分，它的量占锅炉给水总量的90%以上。由此可知，给水质量在很大程度上取决于凝结水的水质。因此对给水质量要求很高的现代高参数机组，除了锅炉补给水需进行净化处理外，凝结水也需进行净化处理。由于这是对含杂质很低的水进行深度处理，因此又称凝结水精处理。凝结水的污染火力发电厂的汽轮机凝结水是蒸汽在汽轮机中作完功以后冷凝形成的。照理，凝结水应该是很纯净的，但实际上在形成过程中因某些原因会受到一定程度的污染，这些原因大致有以下几方面。凝汽器漏冷却水凝结水污染的主要原因之一是冷却水从汽轮机凝汽器不严密的部位漏至凝结水中。凝汽器不严密部位通常是在凝汽器铜管与管板的连接处，因为在汽轮机的长期运行过程中，由于工况的变动必然会使凝汽器内产生机械应力，所以即使凝汽器的制造和安装质量教好，在使用中仍然会发生铜管与管板的连接处严密性降低，冷却水漏入凝结水中的现象。根据对许多大型机组的凝汽器所做的检查得知，汽轮机凝结水受冷却水污染的现象不可能完全消除。在正常运行情况下，有少量冷却水渗漏到凝结水中的现象称为凝汽器渗漏，严密性很好的凝汽器可以做到渗漏量为汽轮机额定负荷时凝结水量的0.0035%〜0.01%，一般为0.01〜0.05%。当凝汽器的铜管因制造缺陷或腐蚀而出现裂纹、穿孔或破损时，或者当铜管与管板的固接不良或遭到破坏时，则的冷却水漏到凝结水中量会显著的增大，这种现象称为凝汽器渗漏。当冷却水漏入凝结水中时，该冷却水中各种杂质都将随之混入凝结水中。凝结水因漏入冷却水而增加的含盐量与凝汽器泄露率和冷却水含盐量密切相关.凝汽器泄漏对凝结水的污染程度还与汽轮机的负荷有关，因为汽轮机的负荷很低时，凝结水量大为减少，但漏入的冷却水不因负荷的变化有多大变化，所以凝结水水质的恶化更为明显。金属腐蚀产物的污染发电厂水汽系统的设备和管道，不可避免地要发生腐蚀，机组启动时，在水和蒸汽的冲刷下，这些腐蚀产物会进入凝结水中，腐蚀产物的主要成分是铁和铜的氧化物，其生成与许多因素有关，如：机组负荷的变化、设备停用期间保护的好坏、凝结水的pH值、给水的溶解氧及CO2含量等。在这些因素中，凝结水中铁铜受机组负荷变化的影响最为敏感，因为负荷的变化会促进设备及管壁上腐蚀产物的脱落，导致凝结水铁铜含量明显升高。测定数据表明，机组启动过程中铁铜含量比正常运行值要高十几倍甚至几十倍，致使长时间的冲洗才能达到正常值。凝结水中金属腐蚀产物进入锅炉后，将在冷水壁管中沉积，并进一步诱发腐蚀，所以凝结水中的腐蚀产物必须予以清除。此外，在补给水处理系统运行不当或事故情况下，也偶而会带入溶解盐类，但在正常情况下，由锅炉补给水带入的溶解盐类是很微少的。综上所述，在机组运行的过程中，凝结水会受到一定程度的污染，为此凝结水精处理就成为高参数火力发电厂水处理的一项重要任务。凝结水处理的目的随着锅炉机组参数的提高，给水水质对机组安全运行越来越重要，所要求的给水水质也越来越高，直流锅炉及亚临界压力及以上汽包锅炉的凝结水水质标准列于表2-1。从这些标准的数值来看，在机组的长期运行中，要想稳定地达到这些要求，不对汽机凝结水进一步处理是很难实现的。根据凝结水被污染引入杂质的类别，所以凝结水处理的目的是：（1）去除凝结水中的金属腐蚀产物：（2）去除凝结水中的微量溶解盐类。表2-1亚临界机组凝结水水质标准锅炉参数硬度（umol/L）溶氧（ug/L）电导率（25❷0❷2C,H+uS/cm）SiO2（ug/L）Na+（ug/L）15.68-18.62MPa<0.3<30<0.3保证炉水SiO2合格<10十一、凝结水处理的适用范围和系统组成1、结水处理应考虑的因素汽轮机凝结水是否要进行处理，取决于多方面的因素，综合起来有以下几个方面：（1）锅炉的炉型和机组的参数；（2）冷却系统特性和冷却水水种类（淡水、苦咸水或海水）；（3）凝汽器的结构及铜管的管材；（4）机组的负荷特性，即基本负荷还是调峰负荷。适用范围凝结水是否需要处理以及处理量多少，均与锅炉的型式（汽包炉、直流炉）、参数、有无分离装置、凝汽器的结构特点（冷却方式、冷却水含盐量等）以及机组运行特性（带基本负荷、尖峰负荷、启停次数等）有关。（1）直流炉。超临界压力直流炉给水水质要求较高，因此，对它的凝结水需要进行全部处理。高压和亚临界压力直流炉的给水，一般只需要进行部分处理；至于处理量的多少，取决于锅炉有无汽水分离器、凝汽器有无泄漏的可能以及运行的启停次数等。（2）汽包炉。对于装有汽水分离装置和给水清洗装置的超高压锅炉的给水，其凝结水是否需要处理，可根据所使用冷却水的情况而定：如果冷却水是淡水，一般其凝结水不需要处理；如果冷却水是海水或苦咸水，一般其凝结水需要进行处理，处理量为50〜100%。凝结水处理系统的组成结水处理系统由过滤和除盐两部分组成。过滤主要用来去除水中的金属腐蚀产物，除盐用于除去水中的溶解盐类。在除盐装置除水管上应安装树脂捕捉器，用以截留混床可能漏出的破碎树脂。出于对机组安全经济性考虑，在火力发电厂亚临界压力及以上参数的汽包锅炉机组及直流锅炉机组中，设置凝结水精处理已成为一种普遍发展的趋势。循环冷却水系统流程如下：冷却塔出水一循环水回水管一循环水泵提升一冷凝器、空冷器一循环热水管一上冷却塔十二、废气处理废气处理设备工作原理：酸碱性、有机废气体净化塔属两相逆向流填料吸收塔。废气体从废气处理塔体下方进气口沿切向进入废气净化塔，然后均匀地通过均流段上升到第一级填料吸收段。在废气处理填料的表面上，气相中酸性（或碱性）物质与液相中碱性（或酸性）物质、安居乐药剂发生化学反应，然后废气体上升到二级填料段、喷淋段进行与反应。经过处理后的洁净空气从废气净化塔上端排气管排入大气。废气处理塔性能特点：废气处理设备适用范围广：化工厂废气处理、轻工、印染、医药废气处理、制药厂废气处理、药厂废气处理、钢铁、机械、印刷废气处理、喷漆废气处理、电子厂废气处理、仪表、电镀厂废气处理等工业部门生产过程中排放的有机废气如苯废气处理、甲苯废气处理、二甲苯废气处理、乙酸乙酯废气处理、丙酮丁酮废气处理等有机废气处理；硫酸、硝