1000MW凝汽式发电机组全厂原则性热力系统的设计课程设计.doc
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1000MW凝汽式发电机组全厂
原则性热力系统的设计
1000MW热力发电厂课程设计任务书
1.2设计原始资料
1.2.1汽轮机形式及参数
机组型式:
N1000-26.25/600/600（TC4F）
超超临界、一次中间再热、四缸四排气、单轴凝汽式、双背压
额定功率：
Pe=1000MW
主蒸汽参数：
P0=26.25MPa，t0=600℃
高压缸排气：
Prh。
i=6.393MPa，trh。
I=377.8℃
再热器及管道阻力损失为高压缸排气压力的8%左右。
中压缸进气参数：
prh=5.746MPa，trh=600℃
汽轮机排气压力：
Pc=0.0049MPa
给水温度：
tfw=252℃
给水泵为汽动式，小汽轮机汽源采用第四段抽汽，排气进入主凝汽器；补充水经软化处理后引入主凝汽器。
1.2.2锅炉型式及参数
锅炉型式：
HG2953/27.46YM1型变压运行直流燃煤锅炉
过热蒸汽参数：
pb=27.56MPa，tb=605℃
汽包压力：
Pdrum=15.69MPa
额定蒸发量：
Db=2909.03t/h
再热蒸汽出口温度：
℃
锅炉效率：
1.2.3回热系统
本热力系统共有八级抽汽，其中第一、二、三级抽汽分别供给三台高压加热器，第五、六、七、八级分别供给四台低压加热器，第四级抽汽作为高压除氧器的气源。
七级回热加热器均设置了疏水冷却器，以充分利用本机疏水热量来加热本级主凝结水。
三级高压加热器和低压加热器H5分别都设置内置式蒸汽冷却器，为保证安全性三台高压加热器的疏水均采用逐级自流至除氧器，四台低压加热器是疏水逐级自流至凝汽器。
汽轮机的主凝结水经凝结水泵送出，依次流过轴封加热器、四台低压加热器、除氧器，然后由汽动给水泵升压，在经过三级加热器加热，最终给水温度为252℃。
1.2.4其它小汽水流量参数
高压轴封漏气量：
0.01D0，送到除氧器；
中压轴封漏气量：
0.003D0,送到第七级加热器；
低压轴封漏气量：
0.0014D0，送到轴封加热器；
锅炉连续排污量：
0.005Db。
其它数据参考教材或其它同等级汽轮机参数选取。
1.3设计说明书中所包括的内容
1.原则性热力系统的拟定及热力计算；
2.全面性热力系统设计过程中局部热力系统的设计图及其说明；
3.全面性热力系统过程中管道的压力、工质的压力、温度、管道的大小、壁厚的计算；
4.全面性热力系统的总体说明。
目录
1.引言 1
1.1设计目的 1
1.2设计原始资料 1
1.2.1汽轮机形式及参数 1
1.2.2锅炉型式及参数 1
1.2.3回热系统 2
1.2.4其它小汽水流量参数 2
1.3设计说明书中所包括的内容 2
2.原则性热力系统 2
2.1发电厂原则性热力系统的组成 2
2.2发电厂原则性热力系统的拟定内容 3
2.3发电厂的型式及规划容量的确定 3
2.4主机的选择 3
2.4.1汽轮机的选择 3
2.4.2锅炉的选择 3
2.5辅助热力系统 3
2.5.1厂用辅助热力系统 3
2.5.2废热及工质的回收利用 3
（2）除氧器的排汽的利用系统：
直接排到大气或者进入到凝汽器 3
2.5.3补水问题 3
2.6发电厂原则性热力系统的拟定 3
3全厂原则性热力系统的计算 5
3.1计算原始数据 5
3.1.1汽轮机型式及参数 5
3.1.2锅炉型式及参数 5
3.1.3回热系统及其参数 5
3.2热力计算过程 7
3.2.1整理原始数据 7
3.2.2计算汽轮机各级抽汽系数和凝汽系数 10
3.2.3汽轮机汽耗的计算及流量校核 12
3.2.4热经济性指标计算 14
3.2.5.110%工况经济指标 16
4.管道计算 17
4.1管道类别和材料 17
4.1.1主蒸汽管道设计压力及温度 17
4.1.2主蒸汽管道材料及应力计算 17
4.1.3其它管道材料和应力计算 18
4.2管道规范 18
4.2.1公称直径 19
4.2.2其他管道的公称直径及实际流速 19
4.3壁厚的计算 19
4.3.1直管壁厚计算 19
4.3.2弯管壁厚计算 20
4.4阀门 22
5.局部热力系统设计说明 23
5.1主蒸汽、再热蒸汽系统 23
5.1.1主蒸汽系统的选择 23
5.1.2主蒸汽、再热蒸汽（一、二次汽）系统的温差偏差、压损及管径的优化 24
5.2旁路系统 25
5.3给水系统 26
5.3.1给水泵的选择 26
5.3.2给水系统的全面性热力系统 26
5.3.3给水系统的运行 27
5.4回热抽汽系统 28
5.5除氧系统 28
5.6加热器疏水系统 29
5.7主凝结水系统 29
5.8全厂公用汽水系统 29
5.9主厂房内的冷却系统 30
5.9.1发电机的冷却系统 30
5.9.2汽轮机车间内的循环系统 30
5.9.3工业水系统 30
5.9.4全厂的疏水放水系统 30
总结 32
参考文献 33
1000MW热力发电厂课程设计
1.引言
1.1设计目的
1.掌握整个热力发电厂的原则性热力系统的热力计算（热经济指标的计算方法）
2.熟悉热力发电厂的全面性热力系统图主要内容及设计要求；
3.在已知数据的基础上设计并绘制发电厂原则性热力系统图；
4.计算原则性热力系统：
要求额定工况的下热力计算，计算额定工况下的热经济指标，各处的汽水流量、抽气量、疏水量、凝结水量的大小。
5.设计热力发电厂的全面性热力系统
1）对部分局部热力系统分析说明
A.主蒸汽及旁路系统，再热蒸汽及旁路系统；
B.给水系统；
C.高压、低压回热抽汽及除氧系统的说明；
D.主凝结水系统；
E.抽真空系统；
F.锅炉的排污系统；
G.厂用汽系统；
H.全厂的疏、放水系统；
I.发电机的冷却水系统；
2）设计及绘制发电厂的全面性热力系统
3）完成全面性热力系统的答辩；
6.编制热力发电厂课程设计说明书。
1.2设计原始资料
1.2.1汽轮机形式及参数
机组型式:
N1000-26.25/600/600（TC4F）
超超临界、一次中间再热、四缸四排气、单轴凝汽式、双背压
额定功率：
Pe=1000MW
主蒸汽参数：
P0=26.25MPa，t0=600℃
高压缸排气：
Prh。
i=6.393MPa，trh。
I=377.8℃
再热器及管道阻力损失为高压缸排气压力的8%左右。
中压缸进气参数：
prh=5.746MPa，trh=600℃
汽轮机排气压力：
Pc=0.0049MPa
给水温度：
tfw=252℃
给水泵为汽动式，小汽轮机汽源采用第四段抽汽，排气进入主凝汽器；补充水经软化处理后引入主凝汽器。
1.2.2锅炉型式及参数
锅炉型式：
HG2953/27.46YM1型变压运行直流燃煤锅炉
过热蒸汽参数：
pb=27.56MPa，tb=605℃
汽包压力：
Pdrum=15.69MPa
额定蒸发量：
Db=2909.03t/h
再热蒸汽出口温度：
℃
锅炉效率：
1.2.3回热系统
本热力系统共有八级抽汽，其中第一、二、三级抽汽分别供给三台高压加热器，第五、六、七、八级分别供给四台低压加热器，第四级抽汽作为高压除氧器的气源。
七级回热加热器均设置了疏水冷却器，以充分利用本机疏水热量来加热本级主凝结水。
三级高压加热器和低压加热器H5分别都设置内置式蒸汽冷却器，为保证安全性三台高压加热器的疏水均采用逐级自流至除氧器，四台低压加热器是疏水逐级自流至凝汽器。
汽轮机的主凝结水经凝结水泵送出，依次流过轴封加热器、四台低压加热器、除氧器，然后由汽动给水泵升压，在经过三级加热器加热，最终给水温度为252℃。
1.2.4其它小汽水流量参数
高压轴封漏气量：
0.01D0，送到除氧器；
中压轴封漏气量：
0.003D0,送到第七级加热器；
低压轴封漏气量：
0.0014D0，送到轴封加热器；
锅炉连续排污量：
0.005Db。
其它数据参考教材或其它同等级汽轮机参数选取。
1.3设计说明书中所包括的内容
1.原则性热力系统的拟定及热力计算；
2.全面性热力系统设计过程中局部热力系统的设计图及其说明；
3.全面性热力系统过程中管道的压力、工质的压力、温度、管道的大小、壁厚的计算；
4.全面性热力系统的总体说明。
2.原则性热力系统
2.1发电厂原则性热力系统的组成
凝气式发电厂的热力系统有锅炉本体汽水系统、汽轮机本体热水系统、机炉间的连接管道系统和全厂公用汽水系统四部分组成。
锅炉本体汽水系统主要包括锅炉本体的汽水循环系统，主蒸汽及再热蒸汽（一、二次蒸汽）的减温水系统、给水调节控制回路，及锅炉排水和疏水排放系统等。
汽轮机本体热力系统主要包括汽轮机面式回热器（不含除氧器）系统、凝气系统、汽封系统、本体疏放水系统。
机炉间的连接系统主要包括主蒸汽系统，低、高温再热蒸汽系统和给水系统（包括除氧器）等。
再热式机组还有旁路系统。
全场公用汽水系统主要包括机炉特殊需要的用汽、启动用汽、燃油加热、采暖供汽、生水和软化加热系统、烟气脱硫的烟气加热系统等。
新建电厂还有启动锅炉向公用蒸汽部分供汽的系统。
因此，发电厂原则性热力系统主要由锅炉、汽轮机和以下各局部热力系统组成：
一、二次蒸汽系统，给水回热加热和除氧器系统，补充水引入系统，轴封汽及其他废热回收（汽包炉连排扩容回收，冷却发电机的热量回收）系统，辅助蒸发系统。
2.2发电厂原则性热力系统的拟定内容
1、确定发电厂的型式及规划容量；
2、选择主机（汽轮机、锅炉）；
3、确定正常工况下的辅助热力系统，绘制发电厂原则性热力系统图；
4、进行全厂原则性热力系统计算，以获得额定工况下的全厂热经济指标；
5、选择主要辅助热力设备（如给水泵、凝结水泵、除氧器及其水箱等）。
2.3发电厂的型式及规划容量的确定
由设计任务书可知，该设计热力发电的型式为凝汽式。
又由于本设计为1000MW凝汽式热力发电厂的设计，因此可将此电厂的规划容量看成是单机容量，既1000MW。
2.4主机的选择
2.4.1汽轮机的选择
（1）汽轮机的选择：
（由课程设计任务书及电厂型式确定）
凝汽式机组N1000-26.25/600/600（TC4F）
（2）单机容量选择：
1000MW
2.4.2锅炉的选择
（1）锅炉形式及容量：
（根据锅炉是汽轮机匹配选择）
HG2953/27.46YM1型变压运行直流燃煤锅炉额定蒸发量2909.03t/h
（2）锅炉参数
锅炉过热器出口额定蒸汽压力宜为汽轮机额定进气压力的105%，过热器出口额定蒸汽量温度宜比汽轮机进气温度高5℃.冷却再热器管道，再热器，热段再热蒸汽管道额定工况下的压力，分别为汽轮机额定工况高压缸排气压力的2%，4%，2%.再热器出口额定蒸汽温度宜比汽轮机中压缸额定进气温度高5℃。
2.5辅助热力系统
2.5.1厂用辅助热力系统
（1）小汽轮机用汽；采用汽轮机第4级抽
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