热力发电厂课程设计报告

热力发电厂课程设计报告题目引进300MW机组原则性热力系统设计、计算和改进能源与环境学院 热能与动力工程专业学号 姓 名 YishionJ 指导教师 起讫日期 2014年2月24日〜3月7日设计地点 中山院502 2014年2月24日目录TOC\o"1-5"\h\z课程设计任务 3设计题目 3计算任务 31.3设计任务说明 3原则性热力系统的拟定（如图） 4原则性热力系统原始数据整理和计算 43.1原始数据的整理 43.1.1汽轮机型式及参数 4计算点参数表 4原则性热力系统的计算 53.2.1加热器抽汽份额计算 53.2.2正平衡内效率计算 73.3校核计算 73.3.1反平衡校核 8等效焓降法校核 10原则性热力系统的改进和计算（热量法） 124.1方案改进思路和分析 12改进后的原则性热力系统的计算 124.2.1计算点参数 13抽汽份额计算 134.2.3正反平衡效率计算及对比 134.3改进前后对比 14结果及分析 165.1结果分析 165.2体会 16参考文献 16七 致谢 18一课程设计任务1.1设计题目引进300MW凝气机组热力系统及抽汽过热度（SC系统）利用效果分析。1.2计算任务1、 整理机组的参数和假设条件，并拟定出原则性热力系统图。2、 根据给定热力系统数据，计算气态膨胀线上各计算点的参数，并在h-s图上绘出蒸汽的气态膨胀线。3、 对原始热力系统计算其机组内效率，并校核。4、 确定原则性热力系统的改进方案，并对改进后的原则性热力系统计算其机组内效率。5、 将改进后和改进前的系统进行对比分析，并作出结论。1.3设计任务说明对引进300MW凝气机组热力系统及抽汽过热度（SC系统）利用效果分析，我的任务是先在无SC系统情况下通过对抽汽放热量，疏水放热量，给水吸热量等的计算，求出抽汽份额，从而用热量法计算出此情况下的汽机绝对内效率（分别从正平衡和反平衡计算对比，分析误差）。然后再在投入SC系统的情况下再通过以上参量计算出汽轮机绝对内效率（也是正平衡计算，反平衡校核对比）。最后就是对两种情况下的绝对内效率进行对比，看加入SC系统后对效率有无提升，提升多少。同时等效焓降法也是一个实用的方法，可以用来校核热量法的求解结果。

二原则性热力系统的拟定（如附图）原则性热力系统原始数据整理和计算3.1原始数据的整理3.1原始数据的整理3.1.1汽轮机型式及参数引进300MW机组初蒸汽参数：P0=16.7MPa，t0=537oC再热蒸汽参数：t=537oC,P=P=3.36MPa,h=3536.76kJ/kgrh rhr7 rh低压缸排汽压力：P=0.00539MPac给水泵小汽轮机耗气份额及焓值：a=0.037933,h=2477.7kJ/kgqnq额定功率Pe=300MW回热系统：八级回热抽汽,“三高四低一除氧”轴封及门杆参数表：名称①②③④⑤⑥份额a上.十T0.00423910.0133430.000252610.0216060.00408410.0012392焓值kJ/kg3333.23028.73221.93535.32754.83.1.2计算点参数表H8H7H6H5（除氧器）H4H3H2H1抽汽压力Prj5.9303.3601.6700.8240.3260.1360.0740.026抽汽焓hj3142.63028.73329.83134.22926.62759.92662.82520.5加热器压力Pnj5.692803.225601.603200.791040.312960.130560.071040.02496Pnj下饱和水温tnj272.18237.91201.47169.95134.97107.2490.3264.93上端差2.02.01.00.06.06.06.06.0出口水温tw,j270.18235.91200.47169.95128.97101.2484.3258.93水侧压力20.8750020.8750020.875000.791041.200001.200001.200001.20000出口水焓hwj1182.791021.58862.88718.97542.64425.13353.99247.66进口水温235.91200.47173.10128.97101.2484.3258.9333.97进口水焓hwj-11021.58862.88743.87542.64425.13353.99247.66143.40下端差6.06.06.0无6.06.06.06.0疏水温度td,j241.91206.47179.10无107.2490.3264.9339.97加热器疏水焓hsj1046.84882.21759.55无449.80378.36271.81167.413.2原则性热力系统的计算af=1 高低加效率nh=0.99fwh3.2.1加热器抽汽份额计算（1）#8高加抽汽份额：a(h-h)n=h一h88 d8h w8 w7h-ha=w8 w7=0.077708(h-h)n8d8h疏水份额：ad8=a8=°・07770(2)#7高加抽汽份额：[a(h—h)+a(h—h)山=h—h77d7 d8d8 d7hw7w6=0.06872(h—h)/n—a(h—h)=0.06872TOC\o"1-5"\h\zw7 w6h d8d8 d7h—h7 d7疏水份额：a=a+a=0.14642疏水份额：d7 7d83）#6高加抽汽份额：[a(h—h)+a(h—h)]n=h—h66d6d7d7 d6hw6w5

a(h—a(h—h)/耳-a(h—h) 004267a=w6w5h d7d7 d6=0.0426/66 d6疏水份额：ad6=a6+ad广0.19012(4)#5除氧器混合加热器抽汽份额：h=(1—a—a)h+ah+ah+tw5 5 d6w455d6d6bh—h—a(h—h)—t —a=w5 w4d6d6 w4b=0.053145h—h5w45h—h5w4抽汽份额：=a(h—h)c4w4w3a(h—h加4 4d4ha(h—h)/叶a=」亠w3h=0.036454h—h4疏水份额：ad4a=1—a—ac4 8 7(6)#3低加d4=a=0.036454—a6—a=0.760655抽汽份额：[a(h—h)+a3 3d3a(h—h —a(h—h)002186d4(hd4—h)h=a(hd3 h c4 w3)w2c4w3w2hd4d3 d2=0.02186h—h3d3=a+a=0.058313d4疏水份额：ad3（7）#2低加抽汽份额：)w1[a(h-h)+a(h-h) =a(h)w122 d2 d3d3 d2 h c4w2=0.03157a（h—h ）/耳一a（h—h=0.03157TOC\o"1-5"\h\zc4w2wl h d3d2 d1h一hd2疏水份额：\o"CurrentDocument"a二a+a=0.08988d2 2d3疏水份额：8）#1低加抽汽份额：a（h一h）+a（h一h）+a（h一h）+a（h一h）11wcd2d2wc f3 f3wcf6f6wch=a（h—h）c4w1wca（h一h）/耳一a（h一h）一a（h一h）一a（h一h）a=c4w2wch d2d2 wc f3f3 wc f6f6 wch一h1wc=0.027168a=1—工a—a—a—a=0.60419凝气份额：c =1if3f6qi=1a=1—a—a=0.85358再热份额：rh 8 73.2.2正平衡内效率计算1）做功量w=a（h一h）+a（h一h）+a（h一h）+a（h一h）i8 0 8 7 0 7 irhicrhci=1=h+a（h一h）一ah一ah一ah0rhrh7 jjf3f3f6f6i=1=1208.45kJ/kg2）循环吸热量q=h一h+a（h一h）=2645.38kJ/kg0 0 w8 rhrh7

(3)内效率"•=0.45682iq03.3校核计算3.3.1反平衡校核(1)做功量w=q-a(h一h)-Ah=1208.45kJ/kgi0ccwc其中8Ah=a(h-h)+(1-n)©aq)=88.5470+9.3101=97.8571kJ/kgqqwc h iii=1(2)内效率"wiq0=0.45683-=0.456825误差币-n=0.456825-0.4533=0.35%v0.5%符合i ， ii要求。计算表格见下页。

H8H7H6H5（除氧器）H4H3抽汽压力Prj5.9303.3601.6700.8240.326抽汽焓hj3142.603028.703329.803134.202926.6027加热器压力Pnj5.692803.225601.603200.791040.312960.Pnj下饱和水温tnj272.18237.91201.47169.95134.971上端差2.02.01.00.06.0出口水温tw,j270.18235.91200.47169.95128.971水侧压力20.8750020.8750020.875000.791041.200001.出口水焓hwj1182.791021.58862.88718.97542.644进口水温235.91200.47173.10128.97101.24进口水焓hwj-11021.58862.88743.87542.64425.133下端差6.06.06.0无6.0疏水温度td,j241.91206.47179.10无107.24加热器疏水焓hsj1046.84882.21759.55无449.803加热器效率0.990.990.990.990.99Tj161.21158.70119.01176.33117.51Yj0.00164.63122.67216.900.00qj2095.762146.492570.252591.562476.8023aj0.077700.068720.039780.053140.036450.asj0.077700.146420.186200.091080.036450.3.3.2等效焓降法校核前面计算用的是热量法，这里再用等效焓降法进行校核。计算时，各个加热器的进出口汽水参数仍然和前面用到的一样，这里就不再次列出。（1）抽汽等效焓降—0和抽汽效率n0的计算:jj—0=h—h=160.80000kJ/kg11n—0n0= =0.06765q1—0=h-h+—0-yn0=294.4133875kJ/kg21111—0n0=二=0.12313TOC\o"1-5"\h\zq2—0=h—h+—0-yn0=378.3936884kJ/kg3 2 2 22—0n0=「=0.15889q3—0=h—h+—0-yn0=533.7434402kJ/kg4 3 3 33H0n0=—=0.21550q4—0=h一h-xn0-tn0-tn°-^n°=717.7276819kJ/kg5n11 22 33 44—0n0= =0.27695q5—0=h-h+—0-yn0=853.2566389kJ/kg6 5 5 55

H0H0=亠=0.33197q6H0—h—h+o+H0—yh0—1019.494126kJ/kg7 6 6 66H0Ho=_l—0.47496q7H0—h—h+H0—yH0—1055.202762kJ/kg8 7 7 77H0Ho=二=0.503498q8(2)再热冷段以上排挤1kg抽汽所引起的再热器吸热增量计算AQ —a—508.06000kJ/kgzr—7AQ —(1——469.09371kJ/kgz—8 q7新蒸汽的毛等效焓降8H—h+a—h—工th0—1241.20084kJ/kgM 0 c rr附加成分引起的作功损失：Ih+附加成分引起的作功损失：Ih+a—h—(h—hf1口—af1f1口—af2f2口—af3f3n—af4f4n—af5f5cf1 7Ih+a—h—(h—hf2 cf2 5cf1 7Ih+a—h—(h—hf2 cf2 5「h+a—h—qH0f3 cf31a—10.97714kJ/kgTOC\o"1-5"\h\z7 7c)H0—(h—h)[—5.76121kJ/kg5 5c—0.29818kJ/kg「h+a—h—(h—h)H0—(h—h)]—0.56066kJ/kgf5 cf5 6 6 6cn=ah一h一q耳o=0.29346kJ/kgf6 f6f6cf61n=a(h-h)-t=4.4791085kJ/kgqq5cbn=tx(1-no)=16.63385512kJ/kgbb6工n=n+n+工n=41.83506634kJ/kgbq fii=1新蒸汽净等效焓降：H=H—Yn=1199.36577kJ/kgM循环吸热量：q=h一h+a(h一h)=2645.38kJ/kg0 0 w8 rhrh7汽轮机的装置效率：耳=H=0.453381899=45.33%厂q0与热量法正平衡的误差:印一耳“=0.456825-0.4533=0.35%<0.5%,ii''符合要求。原则性热力系统的改进和计算（热量法）4.1方案改进思路和分析由于上述系统没有装蒸汽冷却器，故均存在相对较大的上端差，这将造成较大的换热熵增，从而损失较大的做功能力，根据前述任务，我的改进方案就是在前三级蒸汽过热度较大的抽汽出口加装蒸汽冷却器，充分利用其过热度，提高出口给水温度，降低乃至消除端差，这也可以合理调节抽汽份额，提高系统经济性。所以我的改进是以减小端差为改进对象达到上述目的。4.2改进后的原则性热力系统的计算

4.2.1计算点参数H8H7H6H5（除氧器）H4H3H2H1抽汽压力Prj5.9303.3601.6700.8240.3260.1360.0740.026抽汽焓hj3142.603028.703329.803134.202926.602759.902662.802520.50加热器压力Pnj5.692803.225601.603200.791040.312960.130560.071040.02496Pnj下饱和水温tnj272.18237.91201.47169.95134.97107.2490.3264.93上端差0.00.0-1.00.06.06.06.06.0出口水温tw,j272.18237.91202.47169.95128.97101.2484.3258.93水侧压力20.8750020.8750020.875000.791041.200001.200001.200001.20000出口水焓hwj1192.531030.75871.68718.97542.64425.13353.99247.66进口水温237.91202.47173.10128.97101.2484.3258.9333.97进口水焓hwj-11030.75871.68743.87542.64425.13353.99247.66143.40下端差6.06.06.0无6.06.06.06.0疏水温度td,j243.91208.47179.10无107.2490.3264.9339.97加热器疏水焓hsj1056.38891.26759.55无449.80378.36271.81167.41加热器效率0.990.990.990.990.990.990.990.994.2.2抽汽份额计算同改进前方法可以求得各级抽汽份额为H8H7H6H5（除氧器）H4H3H2H1aj0.078330.069120.042670.052820.036280.021760.031420.027024.2.3正反平衡效率计算及对比正平衡做功量w=a(h—h)+a(h—h)+工a(h—h)+a(h—h)i8 0 8 7 0 7 irhi crhci=1=h+a (h —h)—ah—ah—ah0rhrh7 jjf3f3f6f6=1204.90kJ/kg

2）循环吸热量q=h一h+a（h一h）=2635.11kJ/kgrhrh7w（3）内效率"i丄=0.45725（3）内效率"iq0反平衡w=qw=q-a（hi0cc一h）-Ah=1204.85kJ/kgwcw（2）内效率"广q=0.45723iq0耳=0.45724误差耳―耳=0.45724-0.4533=0.39%v0.5%符合要i ，ii求。4.3改进前后对比（1）改进后，正平衡内效率提高量：An =0.45725-0.45682=0.043%i（正）（2）反平衡内效率提高量：An =0.45724-0.45683=0.041%i（反）故由数据可知，改进后，经济性有所提高原始系统对比（热平衡）对比（等效热降）循环吸热量q0正2645.3763892635.110462645.376389做功量Wi正1208.4511161204.9054451199.36577反1208.4760221204.846435机组内效率ni正0.4568163240.457250450.453381899反0.4568257380.457228057计算表格见下页。H8H7H6H5（除氧器）H4H3抽汽压力Prj5.930003.360001.670000.824000.326000.抽汽焓hj3142.603028.703329.803134.202926.6027加热器压力Pnj5.692803.225601.603200.791040.312960.Pnj下饱和水温tnj272.18237.91201.47169.95134.971上端差0.000.00-1.000.006.00出口水温tw,j272.18237.91202.47169.95128.971水侧压力20.8820.8820.880.791.20出口水焓hwj1192.531030.75871.68718.97542.644进口水温237.91202.47173.10128.97101.24进口水焓hwj-11030.75871.68743.87542.64425.13r3下端差6.006.006.00无6.00疏水温度td,j243.91208.47179.10无107.24加热器疏水焓hsj1056.38891.26759.55无449.80r3加热器效率0.990.990.990.990.99Tj161.79159.06127.81176.33117.51Yj0.00165.12131.72216.900.00qj2086.222137.442570.252591.562476.8023aj0.078330.069120.042670.052820.036280.结果及分析5.1结果分析（1）分别从改进前（后）正平衡和反平衡计算的内效率结果对比来看，反平衡效率＜正平衡效率。分析：由于参数选择没有唯一标准，所以可能初始参数值将对后面的计算产生一定影响，甚至累积；同时，轴封汽，特别是经高压缸轴圭寸直接流入中压缸的⑥在计算过程中无法确定其初始焓值，对后面运算也有影响。而从结果来看，正平衡中我的损失计算可能有未考虑到的地方而反平衡较为全面，故得出以上结论，但误差在0.5%之内，可以接受。（2）从改进前后来看，无论是正平衡还是反平衡，改进后即加了蒸汽冷却器后汽轮机的绝对内效率都有所提高。分析：正如方案思路及分析里所说，改进后的系统基本达到了预期目标，过热蒸汽的过热度得到了比较充分的利用，使上端差减到几乎为零（假设也具有一定随意性），给水出口温度有所提高，传热温差降低致使熵增减小，做功能力损失也减小，经济性也就随之提高了。5.2体会课程设计是一个