优秀毕设热力系统.docx
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优秀毕设热力系统
摘要
以300MW热力系统为研究对象，通过理论分析，建立对热力系统的分析思路和认识，借助于300MW仿真系统平台，分析锅炉、汽轮机结构特点及辅助系统的设备组成和工作原理。
分析表明，热力系统分析的基础是建立在对设备的认识和理解的基础上的。
关键词：
锅炉；汽轮机；各系统流程；各设备组成及作用；工作原理；
前言
本设计以300MW火电机组为典型机组，分析了各局部热力系统的组成、连接方式以及火力发电厂主要热力辅助设备的基本结构、工作原理等基本知识。
在设计之初，学习了《电厂锅炉》、《汽轮机设备与运行》、《火电厂热力系统》《流体力学泵与风机》等专业课程，从中了解到火电厂的相关设备的结构、作用及工作原理，但整个学习的过程是间断的，没能形成系统框架的认识和分析，缺乏综合运用的能力。
在此基础上对300MW火电机组的热力系统进行分析，从中提高了自己对火电厂热力系统的认识和理解，将自己所学的知识在分析中进一步加深，提高自己的综合运用能力。
本设计共分为十六章，主要包括锅炉设备的结构、工作原理；有关辅助设备和系统；比较详细的介绍了汽轮机、给水泵汽轮机组的特性、构造、运行相关参数及工作原理，汽轮机主要辅助系统及设备的特性、构造、作用及工作原理等内容。
在分析过程中，查阅了大量的资料和相关的专业书籍，力求分析的更准确和内容的真实性。
一、锅炉概述
本机组采用单元布置。
锅炉为上海锅炉厂生产的SG—l025／17.5一M893型亚临界压力、一次中间再热循环控制汽包炉。
锅炉采用摆动式燃烧器，四角布置、切向燃烧，中间储仓热风送粉制粉系统，单炉膛、∏型露天布置，水循环方式采用CC+循环系统即“低压头循环泵+内螺纹管”，称为改良型控制循环，全钢架悬吊结构、平衡通风，固态排渣。
（一）锅炉的主要结构
1.炉膛
炉膛由炉墙和水冷壁围成的供燃料燃烧的空间。
炉膛宽11970mm，深11760mm，宽深比1.02:
1，炉顶标高59600mm，汽包中心线标高60520mm，炉顶大板梁底标高68500mm。
锅炉炉顶采用全密封结构。
并设有大罩壳。
炉膛上部布置了分隔屏、后屏及屏式再热器，前墙及两侧墙前部均设有墙式辐射再热器，炉室下水包标高为7340mm。
炉膛及后烟井四周设有绕带式刚性梁，以承受正、负两个方向的压力，炉膛部分布置了20层刚性梁，后烟井尾部布置14层刚性梁。
炉膛灰斗底部出渣采用水力排渣，锅炉排渣斗容积能满足不小于8小时的排渣量。
炉膛部分布置有48只墙式吹灰器，炉膛上部及对流烟道区域内布置36只长行程伸缩式吹灰器，每台预热器烟气出口端布置有一只伸缩式吹灰器，运行时所有吹灰器均实现程序控制。
在炉膛出口左右两侧装有烟温探针，启动时用此控制炉膛出口烟温不超过540℃，以保护再热器。
2．水冷壁
水冷壁由Φ45×6膜式水冷壁管组成，水冷壁四周采用了内螺纹管，可以使水冷壁中的质量流速降低，流量减少，使循环倍率从过去的4降低到2。
3．过热器
过热器的汽温调节主要采用喷水，各级过热器之间均采用大直径管道及三通阀连接，使介质能充分混合，减少热偏差，并简化布置。
包覆过热器布置成几个回路，其目的是为了降低系统的阻力。
4．再热器
再热器为墙式辐射再热器，其汽温调节主要采用燃烧器摆动及过量空气系数调节，在再热器进口管道上装有事故喷水装置。
各级再热器间都采用大直径管道及三通连接，以便增加充分混合的条件。
并在屏再和末再之间通过连接管道进行左右交叉，以减少因炉膛左右侧烟温偏差而引起的再热蒸汽温度偏差。
5．汽包
汽包是加热、蒸发、过热三个过程的连接枢纽和大致分界点。
汽包中心线标高60520mm。
由3根Φ219×25的汽包给水管道从省煤器出口集箱引入汽包，并与汽包内炉水混合，混合后的水沿汽包底部长度方向布置的4根大直径下降管流至汇合集箱。
6．下联箱
下联箱外径为838毫米，水在下联箱内经过滤网及节流孔板进入炉膛四周的侧水冷壁，前水冷壁、后水冷壁及延伸水冷壁形成数十个平行回路。
7．燃烧器
燃烧器其作用是把燃料和空气以一定速度喷入炉内，使其在炉内能够进行良好的混合以保证燃料及时着火和迅速完全燃烧。
燃烧器布置在四角上，为四角切圆直流燃烧器。
采用水平浓淡分离一次风喷嘴设计。
四个角的燃烧器喷嘴拥有各自的摆动连杆。
通过摇臂装置和主连杆由摆动气缸装置驱动，A、C、D层一次风喷嘴和二次风喷嘴可上、下摆动各30，顶部手动二次风喷嘴可上摆动30。
燃烧器布置方式：
燃烧器箱壳由隔板分成16风室，各风室出口处布置喷嘴，风室的入口处布置二次风门挡板。
燃烧器喷嘴从下往上布置顺序为：
二、二、一（A煤）、二（AB油）、一（B煤）、二、二、二、一（C煤）、二（CD油）、一（D煤）、二、二（DD油）、三、三、二。
最顶部为消旋二次风喷嘴，单独手动调节摆动。
其它一、二次风喷嘴按协调控制系统给定的信号或通过手动操作同步、成组上下摆动。
8．空气预热器
空气预热器位于锅炉尾部烟道，其作用是利用烟气余热加热燃料燃烧所需要的空气，不仅可以进一步降低排烟温度，而且对于强化炉内燃烧，提高燃烧的经济学，干燥和输送煤粉都是有利的。
（二）锅炉基本技术规范：
表1．锅炉主要参数
锅炉型号
SG-1025/17.5-M893型
制造厂家
上海锅炉厂有限公司
过热蒸汽
t/h
B-MCR
ECR
额定蒸发量
t/h
1025
909
出口压力
MPa
17.5
17.28
出口温度
℃
541
541
再热蒸汽
流量
t/h
815.17
738.73
进/出口压力
MPa
3.88/3.68
3.5/3.32
进/出口温度
℃
330/541
320/541
排烟温度
℃
139
135
给水温度
℃
288
281
设计效率
%
91.37
91.5
表2．锅炉热平衡表
序号
项目
符号
单位
设计数据
备注
1
排烟热损失
q2
%
5.52
2
气体不完全燃烧热损失
q3
%
0
3
固体不完全燃烧热损失
q4
%
1
4
散热损失
q5
%
0.20
5
灰渣物理热损失
q6
%
0.09
6
锅炉效率
η
%
91.37
7
计算燃料消耗量
B
Kg/S
137.9
8
理论空气量
V0
Nm3/kg
1.25
表3．汽包水位设定值
序号
名称
单位
限定数值
1
正常水位
mm
汽包中心线以下-220
2
正常水位范围
最高
mm
正常水位线+50
最低
mm
正常水位线-50
3
高水位报警
mm
正常水位线+120
4
低水位报警
mm
正常水位线-170
5
高水位跳闸
mm
正常水位线+250
6
低水位跳闸
mm
正常水位线-300
表4．炉膛压力设定值
序号
名称
单位
限定数值
1
炉膛设计压力
Pa
±5248
2
瞬间承受最大压力
Pa
±11200
3
炉膛报警压力
Pa
±996
4
燃料自动跳闸压力
Pa
+3240
Pa
-2490
（三）燃用的燃料成分和特性指标
表5．煤的主要成分
序号
项目
符号
设计煤
校核煤
单位
1
应用基碳
Car
54.9
51.31
%
2
应用基氢
Har
2.28
1.81
%
3
应用基氧
Oar
2.03
1.88
%
4
应用基氮
Nar
0.89
0.86
%
5
应用基硫
Sar
0.92
1.19
%
6
应用基水份
Mar
11.00
11.70
%
7
应用基灰份
Aar
27.98
31.25
%
2．煤的主要特性指标包括煤的发热量、灰的熔融性、煤的可磨性。
二、汽机概述
（一）汽轮机参数规范：
（1）型号：
N300—16.7／538／538；
（2）型式；亚临界中间再热，双缸、双排汽凝汽式汽轮机（全电调型）；
（3）额定功率：
300MW；
（4）最大功率：
325.9MW；
（T-MCR工况）最大连续出力：
312MW；
（5）最小持续允许负荷:
45MW；
（6）额定蒸汽参数：
（7）新蒸汽压力（高压主汽门前）：
16.67MPa／538℃；
（8）再热蒸汽压力（中压联合汽门前）：
3.3MPa／538℃；
（9）额定新蒸汽流量：
920.92t／h；
（10）背压：
6.4KPa（冷却水温度为21℃时）；夏季水温达30℃，背压不超过11.8KPa时，能发足额定功率。
（11）最小持续允许排汽压力:
3.3Kpa；
（12）给水温度：
282.5℃；
（13）汽封系统：
自密封系统；
（14）额定工况下计算热耗：
7870KJ/kwh；
（15）最大新蒸汽流量：
1025t/h；
（16）转速：
3000r/min；
（17）转子脆性转变温度:
高中压转子≤121℃；
低压转子≤-1.1℃；
发电机转子≤23℃（保证值≤17℃）；
（18）全真空惰走时间:
60min；
（19）无真空惰走时间:
30min；
（20）超速脱扣转速:
3300/3330r/min；
（21）给水回热系统：
3高加十1除氧十4低加；
特性说明：
（一）汽轮机型式和级数：
（1）型式：
亚临界、中间再热、双缸双排汽单轴冲动凝汽式汽轮机。
（2）汽机级数：
共27结构级。
高压缸1+8级，第一级为调节级，中压缸：
6级；低压缸：
2×6级。
（3）表6300MW工况下汽机抽汽参数：
抽汽数号
一
二
三
四
五
六
七
八
加热器
1HR
2HR
3HR
DEA
5LR
6LR
7LR
LR
抽汽级（后）
调节级
6
9
12
15
16/22
17/23
18/24
9/25
抽汽压力（Mpa）
13.3
5.82
3.557
1.666
0.792
0.453
0.252
0.127
0.061
抽汽温度（℃）
382.5
312.5
439.7
336.5
271.5
206.4
138.6
86.2
抽汽流量（T/H）
63.10
69.42
36.42
56.07
25.62
24.63
23.06
50.24
最大抽汽压力（Mpa）
5.87
3.74
1.74
0.91
0.52
0．29
0．15
0.07
（4）机组允许的最高背压为13.3kPa；机组允许的最低负荷为0。
（5）汽轮机无蒸汽运行不允许超过1分钟。
（6）汽轮机在额定进汽参数、额定背压、回热系统正常投运，没有补给水时能发出额定功率。
此为本机组的额定工况，也是本机组的最大保证工况。
（7）机组的考核工况是最大保证工况，考核点是阀门全开点，当运行条件与额定参数有偏差时，应予修正。
（8）机组约有5%的新蒸汽流量余量，并允许蒸汽压力为105%额定压力时连续运行，此时流量即为锅炉最大计算流量MCR。
当回热系统正常投运，背压为额定值时，机组功率达到325.9MW，此即为机组可望达到的最大功率但不保证。
（9）汽轮机运行采用定压运行或“定—滑—定”的变压运行模式，滑压运行范围在30%～60％负荷（90MW～180MW）工况。
（二）汽轮机结构及特点：
1、汽缸
本汽轮机高中压汽缸合缸，通流部分反向布置，高压缸高温部分采用双层缸结构，材料为ZG15Cr1MO1铸件，允许工作温度不大于5
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