热力发电厂课程设计说明书国产600MW凝汽式机组全厂原则性热力系统设计计算

国产600MW凝汽式机组全厂原则性热力系统设计计算

课程设计的目的及意义：

电厂原则性热力系统计算的主要目的就是要确定在不同负荷工况下各部分汽水流量及

参数、发电量、供热量及全厂的热经济性指标，由此可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。如根据最大负荷工况计算的结果,可作为发电厂设

计时选择锅炉、热力।辅助设备、各种汽水管道及附件的依据。

课程设计的题目及任务：

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。

计算任务：

㈠根据给定的热力系统数据，在h-s图上绘出蒸汽的汽态膨胀线

㈡计算额定功率下的汽轮机迸汽量，热力系统各汽水流量

㈢计算机组和全厂的热经济性指标（机组迸汽量、机组热拓量、机组汽耗率、机组热耗

率、绝对电效率、全厂标准煤耗量、全厂标准煤耗率、全厂热耗率、全厂热效率）

㈣按《火力发电厂热力系统设计制图规定》绘制出全厂原则性热力系统图

3已知数据：

汽轮机型式及参数

机组型式：亚临界、一次中间再热、四缸四Pe=600MW;

、单轴、凝汽式汽轮机；

额定功率

主蒸汽初参数（主汽阀前）P0=l6.7MPa.tO=537t：

再热蒸汽参数（进汽陶前）热段:Prh=3.234MPa,trh=537'C

冷段：P'rh=3.56MPa,t*rh=315C;

冷段：P'rh=3.56MPa,frh=315匕;

冷段:Prt.=3.56MPa,t；h=315C;

汽轮机排汽压力Pc=4.4/5.39kPa

排汽比炮%=2333.8kJ/kg0

回热加热系统参数

最终给水温度lfW=274.1t：

给水泵出口压力Pu=2O.13MPa

除氧器至给水泵高差21.6m

小汽机排汽压力Pc=6.27kPa

给水泵效率83%;

小汽机排汽皑2422.6kJ/kg

锅炉型式及参数

锅炉型式英国三井2027-17.3/541/541

额定蒸发量Db:2027t/h

额定过热蒸汽压力Pb17.3MPa

额定再热蒸汽压力3.734MPa

额定过热蒸汽温度541匕

额定再热蒸汽温度541r

汽包压力:Pdu18.44MP

锅炉热效率92.5%

其他

汽轮机进汽节流损失4%

中压缸进汽节流损失2%

轴封加热器压力PT98kPa

疏水比嬉415kJ/kg

汽轮机机械效率98.5%

发电机效率99%

补充水温度20c

厂用电率0.07

4计算过程汇总、:

㈠原始资料整理：

表2-3回热加热系统原始汽水参数

H4

项目单位HlH2H3H5H6H7H8

（除班器）

抽汽压力P'tMPa5.8943.5931.6120.74470.30500.1300.06970.022

抽汽汹度bX.380.9316.9429.1323.6223.2137.888.561.0

抽汽玷%U/kg3132.930163317.73108.22912.92749.52649.52491.1

加热器1.端差市℃-1.700一2.82.82.82.8

加热器下端差3八t5.55.5—5.55.55.55.55.5

水侧压力p.MPa20.1320.1320.130.70741.7241.7241.7241.724

油汽甘退止物%33355555

表2-4门杆漏汽、轴封漏汽数据

漏汽点代号ABKL1N1MlLN

漏汽量.620的74103027895643437!01

M汽系数0.00033530.00014440.0040080.0016374.814x10-i0.00030500.00IS595.463x10-5

漏汽点比均3394.43394.43536.63328.13328.13328.130163016

漏汽点代号MRPTSJW

漏汽量,kg/h639190896660141230245687

漏汽系数O.OXB4560OCO1O270.00CM8460.00035700.00076370.016360.0003716

漏汽点比均30163108.23108.22716.22716.23016.152337.8

表2-5全厂汽水进出系统有关数据

名弥全厂1项渗漏锅炉排污厂用汽暧风器过热器减温水

汽（水）量，/h3000010000200003500055000

肉开系统的介质比增339*.41760.33108.23108.2724.7

返回系统的介质比培83.783.783.7的724.7

（二）全厂物质平衡方程

①汽轮机总汽耗量

②锅炉蒸发量

D1=全厂工质渗漏+厂用汽=65t/h（全厂工质损耗）

Qo=D、-D尸D-65

®锅炉给水量

D/w=Dh+D/,1-Df=0,-45=^.+20

④补充水量

口.=6+>=951/11

㈢计算回热系统名段抽汽量

回热加热系统整体分析

本机组回热加热系统由三个高压加热器、一个除氟器、四个低压加热器共八个加热器组

成。其中1段2段抽汽来自于高压缸,3段4段抽汽来自于低压缸,5—8段抽汽来自于低压缸.

再热系统位于2段抽汽之后，疏水方式采用逐级自流，通过机组的原则性热力系统图可知

三台高加疏水逐级自流至除氧器；四台低加疏水逐级自流至凝汽器。凝汽器为双压式凝

汽器.汽轮机排汽压力4.4/5.39kPa0与单压凝汽器相比,双乐廊汽器由于按冷却水温度低、

高分出了两个不同的汽室压力，因此它具有更低些的凝汽器平均压力，汽轮机的理想比焰降

增大。

给水泵汽轮机（以下简称小汽机）的汽源为中压缸排汽（第4级抽汽），无回热加热,其

排汽亦进入凝汽器，设计排汽压力为6.27kPao

高压缸门杆漏汽A和B分别引入再热冷段管道和轴封加热器SG中压缸门杆漏汽K引

入3号高压加热器，高压缸的轴封漏汽按压力不同,分别进入除氧器（LI、L）、均压箱（Ml、

M）和轴封加热器（Nl、N）。中压缸的轴封漏汽也按压力不同，分别引进均压箱（P）和轴

封加热器（R）o低压缸的轴封用汽S来自均压箱，轴封排汽T也引入轴封加热器。从高压缸

的排汽管路抽出一股汽流J,不经再热器而直接进中压缸，用于冷却中压缸转子叶根。应该注

意计算中压缸门杆漏汽和轴封漏汽的做功量。

①由高压加热器H1的热平黄方程计算D1

、（也-4）=匕.-%2）

其中

h1---为一号高加的抽汽燎

h：1---为一号高加的疏水炮

hM„一一为一号高加的进口水培

hM,2一一为一号高加的进口水哈

人口水温度可以通过一号高加的的疏水温度和下端差确定，出口水温度可以通过一号高

加的的疏水温度和上端差确定，一号高加的疏水温度即一号高加抽汽压力下的饱和温度。经

由燎燧表差得

4=274.391

h^=1207.71kj/kg

可得

t=t[-b1=274.39+1.7=276.09C

tw2=t[+511=274.39-5.5=268.89C

查水蒸汽表得

4]=1211.96kJ/kg

hw2=1176.72kJ/kg

经计算最终得到

分仇二%）=（。。+40）仇广心）=。。1

%-%九F"

②由高压加热器H2的热平愈方程计算D2

由于2号高加利用了1号高加的疏水放热量.得到2号高加的热平衡方程为

D2(h2-hi2)+DI(h<hi2)=DA.(hM,2-hw.3)

n?.(%-%)-卬据-4)wn

D,=---------------------------------------------=0.0732D.

儿-心作

由物质平衡方程得到H2的疏水量为

Dq2=D।+D2=0.01830和+0.0732D8=0.09150M

③再热蒸汽量计算

计算再热蒸汽流量D,必须要考虑高压缸轴封漏气量，由已知条件，高压缸漏汽量由L、

N、M、L1.NLM1六部分组成，即：

Z=D,+D+D+D,.4D+D.=3.027+0.089+0.564+3.437+0.101+0.639=7.857t/h

sgLJvV5wJLIAV1IMwI

由高压缸物质平衡可得

Drh=D由-

由本黄第一节计算出的结果可得：

"D」D犷D,=D15=4+20

nD,产D0・XD^-Ddr2=DA-20-£-DJr2=0.9085DA-27.857

④由高压加热器H3的热平窗方程计算D3

锅炉给水经除氧器迸入3号高加前要经过给水泵.在给水泵的作用下给水的炮值会有一定程

度的上升，由已知条件可知给水泵出口压力为20.13MP.由除氧器工作压力，可知除氧器出

□水温为167.43,查得给水泵出口焰为719.00k"kg

由于中压缸门杆漏汽K引入3号高压加热器.在计算3号高加拍汽量时需要考虑中压缸门杆

漏汽在加热器中的放热量因此,3号高加的热平衡方程为

D3(h3-h^)4-D4/r2(hi2-h^)+D,(h,-hi3)=Dr„(hM.3-h^)

D,=0.04125Drt-1.125

利用物质平衡得到

D*3=Dg+D3=0.0915D用+0.04125D,w=0.13275O加

⑤由高压加热器H3的热平愈方程计算D4

-9暖风器汽源取自第4级抽汽，其疏水仍返回除氧器回收,高压缸的轴封漏气同样进入除氧

器(LI.L)

除氧器的出水量

D〉D介+D&=D川+55

考虑以上诸多情况后，除氧器的热平衡方程为

(D4・D暧风器)(h4-hm.5)+Ddr3(h-hK.5)+DL(hL-hw5)+Dtl(hL]-hw5)+

D暖风器(h暧风器返回一力心)=D向.(hm,4-hw5)

则除氧器的抽汽量为

D4=

。加(人皿一九5)一。“3(发3一九6)-2(%一%5)-DU%一九5)一A龙园虱乙(风器一％)।

儿一45

D।谩风器=0.00942Dfw+3.30+3.31+9.70+0.55=0.(X)942D(w-\6.86

除氧器进水量

DM=D用-D心-2-%-为风器-D4=0.8578。件.-58.32

⑥由低压加热器H5的热平焦方程计算D5

由于忽略了，凝结水泵带来的怆升，5号低加的人口水炮值近似等于6号低加的出口水炮值,

而且5号低加没有利用上一级的疏水加热，因此计算方法类似于1号高加，其热平衡方程为

D5(h5-hl.5)=Df4(htv.5-hH.6)

易求得D5=0.05542/)*-3.232

5号低加的疏水量

0^=05=0.05542DA-3.232

⑦中由低抵加热器H6Aq热平撕方程计算D6

计算方法类似于D2计算结果为

&=0.0265。8-1.545

6号低价的疏水量为：

Dm=a+D心==0。8192。川-4.777

⑧由由低压加热器H7的热平衡方程计算D7

七号低加的热平衡方程如下

Dc4（hw7-h）=D7（h7-h）+D“6（hdr6-h：.?）

解得7号低加的抽汽量为

D产膜工

D7=0.02965。8-1.729

可求得七号低加的疏水量为

DJr7=D7+0^=0.1116^,-8.260

⑨8号低加的抽汽量计算

将8号低加，轴封加热器T,凝汽器热井看做一个整体，列热平衡方程如下

DC4（h襁-h；）=D8（h8-h；）+D*7（h；-h；）+D幅（h喀-h；）+Dc4△嘿

式中D为轴封加热器流量，日己知条件得到高压缸的轴封漏汽（NLN）

中压缸的轴封漏汽（R）低压虹轴封排汽T,进入轴封加热器因此易得轴封加热器的流量

D,g=Dw+D'2+DR+Dt=89+564+190+660=1.503t/h

轴封加热器压力P：98KPa疏水比嬉415kj/kg

凝汽器内压力已知，忽略凝汽器端差和过冷度，可得凝结水温度为低压凝汽器下的饱和温度

30.640779C,忽略凝结水泵带来的炮升，通过查阅水蒸气性质表可得凝结水燎为

h=129.9kJ/kg

通过以上条件可得8号低加抽汽量为

一。61（％-4）-4琛］一。”7（用一砧一2式勺一初

nD乂―------------------：----------------

…

=0.0285D/1V-1.482

8号低加的疏水量为

D^=DJf7+D8=0.l401DA,-9.718

⑩凝汽器流量计算

由凝汽器热井物质平衡计算凝汽器流量

D「=Dc「DJrS-Dsg-Dma

=0.8578DA,.-58.32-0.1401。加-9.718-1.503-95

=0.7177DAl.-155.541

由汽轮机物质平篇进行凝汽器流量校核

D；=DO$DJ*DW

11

=D0-0.29766+29.32

使用在本堂第一节计算的结果

0,-45=7)0+20

得到

D*=0.7023D八,+89.32

D；与D,误差很小满足工程要求

计算结果汇总

将以上计算的各段抽汽量汇总丁下表

各段名称流量D(t/h)各点比燧(kj/kg)

3132.9

D,0.0183Dfw

3016

D?0.0732。川

冷段：3026.47

D”t0.9085D^,-27.857

热段：3536.6

热段：3536.6

3317.7

0.04125D-1.125

D3ftv

3108.2

以0.00942。"6.86

2912.9

D$0.05542-3.232

2749.5

0.0265D.-1.545

D6/h

2649.5

D70.02965D/(v-1.729

2491.1

0.0285Dft,.-1.482

D8

2333.8

D,0.7177。/“.-155.541

80.293766。加-29.32

1

㈣汽轮机汽耗计算和功率校核

①计算汽轮机内功率

考虑轴封，门杆，暖风器等的用汽量有以下公式

8

w产Doh0+D4qM-Zh-E-D厂用汽①浏-h返)-D暧凤唇(h氏-h返)

i

•为各个部分的漏汽量

由已知条件配合H-S图

=XV.=1i86.9742D0-5102.45x10'kj/h

②有功率方程求D。

W,=(P,+△匕+A%)x3600=2.37x109

由w产w,

=>Do=2OO1.56t/h

③求各级抽汽量及功率校核

w；=w，+£%

1

=2366912824

计算误差

w.-w.

(W=-J——-=0.130%<1%

叱

满足工程要求

各项汽水流量，数量(t/h)项目抽汽量

及功率指标总结

项目

汽轮机汽耗2001.56第四级抽汽91.8

锅炉蒸发量2066.56第五级抽汽108.8

给水量2021.56第六级抽汽52.03

再热蒸汽量1808.730第七级抽汽51.68

第一级抽汽36.99第八级抽汽56.13

第二级抽汽147.98汽轮机排汽12