毕业设计600mw亚临界机组热力系统运行分析Word下载.docx
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附注：
《设计说明书》编写与系统图绘制基本要求及建议
1．内容完整，符合任务书的要求。
2．分析条理清楚，用语规范（工程用语），编号正确连贯（如第一章第二节内的第一点可用编号1.2.1等）。
3．书写整齐，规范，文字通顺，字迹工整。
4．装订顺序：
封面→前言→目录→任务书→各部分分析说明（包括各局部系统图）→致谢（总结）→封底。
5．系统图：
清洁美观，线条规范（粗线与细线、实线与虚线能区分），设备代号正确，大小适当，连接完整（管路进出口处应标明介质来源和去向）；
注意标明设备名称、介质流向和图名。
各局部图（小图）用设计纸，全厂热力系统图（大图）用A0图纸。
前言
本书是有关某600mw机组的热力系统运行分析，包括锅炉汽轮机的型号，技术规范及结构特点，包括锅炉汽水系统，主蒸汽系统、再热系统，主凝结水系统，除氧系统，主给水系统回热抽汽系统、疏水系统，抽真空系统循环冷却水系统，排污利用系统，辅助及补水系统等，主要是介绍其功能特点，位置布置，运行方式以及运行中应注意的问题。
资料来自毕业设计和网络图绘制附录及《锅炉设备及运行》《发电厂运行》《汽轮机等教科书》。
本毕业设计由，内容不尽完美、详细，若有不足之处，望各位多多包涵。
第一章热机概况
一、锅炉汽轮机型号、技术规范。
1、汽轮机铭牌工况和热耗验收工况下，机组输出功率为600mw。
锅炉容量：
锅炉最大连续出力为汽轮机阀门全开工况下的进气量。
发电机的额定容量与汽轮机热耗验收工况下的出力相匹配；
发电机的最大连续输出容量与汽轮机最大连续出力工况下的出力相匹配。
发电机最大出力能满足汽轮机VWO工况。
项目
铭牌工况（TRL）
热耗验收工况（THR）
最大连续工况（TMCR）
阀门全开工况（VWO）
主蒸汽参数
额定值
再热蒸汽参数
平均背压
11.8Pa
补水率
3%
给水温度
回热系统
正常投入
给水参数
汽泵、额定参数
发电机效率
98.8%
功率因素
0.9（滞后）
机组输出功率
600MW
汽机厂提供
近汽量
铭牌进汽量
额定值进汽量
VWO进汽量
2、锅炉为巴威公司生产的600mw锅炉，型式为亚临界、自然循环汽包炉。
单炉膛，墙式燃烧，燃用贫煤，一次中间再热、平衡通风、固态排渣、露天布置、全钢架悬吊结构。
过热蒸汽
再热蒸汽
最大连续蒸发量
2019t/h
蒸汽流量
1710.856t/h
出口蒸汽压力
17.5MPa（a）
进/出口蒸汽压力
4.069/3.869MPa（a）
温度
541℃
进/出口蒸汽温度
334/541℃
给水
281℃
锅炉保证热效率（ECR工况）
92.0%（按低位发热量，空预器进风20℃）
空预器出口烟气修正前温度
128℃（B-MCR工况）
空预器出口烟气修正后温度
120℃（B-MCR工况）
3汽轮机为东方汽轮机厂生产的N600-16.7/538/538型、亚临界、中间一次再热、三缸四排汽凝气式汽轮机。
参数如下：
额定容量
667MVA
额定功率因数
额定氢压
4014bar（g）
额定功率
额定频率
50Hz
效率
9808%
额定电压
23KV
额定转速
3000r/m
冷却方式
水、氢、氢
二、燃用煤的成分和特性：
序号
名称
符号
单位
设计煤种
校核煤种
1
燃料品种
贫煤1
贫煤2
2
收到基水份
Mar
%
8.00
10.00
3
工业
分析
空气干燥基水份
Mad
1.32
1.68
收到基灰份
Aar
23.70
28.01
干燥无灰基挥发份
Vdaf
19.56
15.04
收到基低位发热量
Qnet.ar
kj/kg
23417
21188
4
元素
收到基碳
Car
61.64
56.04
收到基氢
Har
2097
2.65
收到基氧
Oar
1.99
1.65
收到基氮
Naf
0.99
0.90
收到基硫
Saf
0.71
0.75
5
灰熔
融性
变形温度
DT
℃
1280
1190
软化温度
ST
1400
1290
半球温度
HT
1430
1320
流动温度
FT
1450
1360
6
哈氏可磨系数
HGI
90
7
磨损指数
AI
Mg/kg
25
3、主要结构及发电厂效率：
在汽轮机中级是最基本的工作单元，在结构上它是在喷管和其后的动叶栅所组成，蒸汽的热能转变成机械能的过程就是在级中进行的，动叶按一定的距离和一定的角度安装在叶轮上形成动叶栅，并构成许多相同的蒸汽通道。
动叶栅装在上，与叶轮以及辅助转轴组成汽轮机的转动部分成为转子。
静叶按一定的距离和一定的角度排列形成静叶栅，静叶栅固定不动，构成的蒸汽通道成为喷管，具有一定的压力和温度的蒸汽先在喷管中膨胀，蒸汽在喷管中降压膨胀，速度增加使其热能转换为动能，从喷管中出来的高速气流速度改变，对动叶产生作用力，推动转子转动，完成动能到机械能改变，对动叶产生作用力，推动转子转动，完成动能到机械能的转换。
汽机热耗值：
7863kjkW.h（1878kcal/kw.h）
汽轮机绝对内效率：
45.78%
锅炉效率：
92.0%
管道效率：
98%
发电厂热效率：
40.08%
发电厂热耗值：
8821.6kj/kw.h
发电厂发电标准煤耗：
301g/kw.h
4、机组安全保护：
锅炉安全保护：
锅炉设有汽包水位，过热器、再热器及汽包压力，炉膛负压、灭火、点水油系统等保护
汽机安全保护：
汽轮机设有轴向位移过大，超速，真空过低，润滑油压过低，轴承振动过大，汽轮机进水等。
除氧器安全保护：
除氧器设有水位、压力等保护。
第二章热力系统分析
一、锅炉汽水系统：
范围：
主给水管-给水操作台-省煤器-汽包-下降管-下联箱-水冷壁-上联箱-汽包-过热器-锅炉主气门出口
1、给水操作台作用，向锅炉提供符合规格的水。
组成：
主给水电动门，旁路电动门，压力取样，温度取样，逆止门，流量孔板，疏水管及疏水电动门
2、省煤器位于锅炉尾部烟道内，作用是吸收锅炉低温烟气的热量、降低锅炉的排烟温度提高锅炉的效率，同时由于给水进入蒸发受热面之前经过省煤器加热，减少了在蒸发受热面内的吸热量。
3、省煤器再循环管：
省煤器在锅炉启动时，常常不是连续进水的，但如当省煤器内水不流动，就可能使管壁温度超温，而使小损坏，因此可以在省煤器与除氧器之间装一根带阀门的再循环管来保护省煤器。
4、蒸发设备的组成：
汽包、下降管、联箱、水冷壁、导气管
（1）汽包作用:
a连续蒸发设备，构成循环回路b组织汽水流动c安装净化装置，保证蒸汽品质d安装监控装置e储存一定的汽水，适应符合突变。
（2）下降管作用：
将锅炉中的水输送到下联箱供给水冷壁
（3）联箱：
a汇集、混合、分配汽水b联接不同管束或管径的设备
（4）水冷壁：
a吸收火焰和烟气的热量，保护炉墙，产生蒸汽，冷却焰气，防止结渣。
5、汽包附件
（1）连续排污：
运行中连续排除部分锅炉水，以保证盐类平衡位置在锅炉含盐浓度最高处，一般在内置式旋流器出水口附近
（2）定期排污：
运行中定期排除加药后生成的水渣，防止水渣污染锅炉水造成汽包位于蒸发设备下部
（3）事故放水，当锅炉严重满水时应立即停锅炉，开所需疏水门，待水位符合要求后重新点火。
（4）安全门：
当汽包超压时安全门动作放气，确保运行安全
（5）水位计：
汽包水位是否正常，直接关系到机组的安全运行，所以在汽包上装设多重测量水位的仪表以便监视水位，控制水位在正常范围内，并且水位越限报警。
（6）空气管：
管道投入运行前，应开启空气们，把管内空气全部排除，防止空气积存在管内，腐蚀管壁金属和引起空穴震动。
6、汽包水位：
（1）控制要求：
水位标准线一般在汽包中心线下100-300mm处，水位波动在正常水位下50mm以内称正常水位，在锅炉运行中，维持水位在正常波动范围内，水位达到报警水位时应采取紧急措施，恢复正常水位，汽包水位达到保护动作水位时保护装置动作，锅炉保护自动降低负荷直至机组停止运行。
（2）当汽包水位过高时，七宝美蒸汽空间高度减小，汽水分离效果下降，蒸汽带水严重，蒸汽品质下降，水位严重过高时蒸汽大量带水，过热器温急剧下降，蒸汽管道，汽轮机温度剧变，产生很大的热应力，还可能发生水冲击，打坏叶片等严重事故，水位很低，引起下降管进口带汽和气化，使水循环恶化。
7、安全门规定：
锅炉安全门的起座压力除制造厂有特殊规定外一般在按以下原则进行调整和校正，汽包和过热器出口的控制安全门起座压力为工作压力的1.04倍，工作安全门起座压力为工作压力对的1.08倍，再热器出口的安全门起座压力为工作压力的1.1倍，安全门的回变压差一般为起座压力的4%-7%，但最大不超过起座压力的100k。
8、过热器
（1）作用：
加热从锅筒引出的饱和蒸汽，使之符合要求。
（2）目的:
提高循环效率，减小热耗率，增大蒸汽的做功能力，减小汽耗率，提高排气干度，减小管道凝结损失。
（3）类型：
高温采用对流型，低温采用辐射
（4）级数：
两级喷水减温
9、调温设备
（1）要求:
具有更大的运行机动性保持额定气温的负荷范围还应扩大，对于燃煤粉的自然循环炉，保持过热气温的负荷范围为60%-100%额定负荷，因此对气温调节的要求越来越高，必须设置可靠地气温调节装置，以维持气温的稳定。
（2）控制气温的意义：
a保证机炉设备的安全b保证循环热效率和蒸汽做功能力。
（3）减温器：
a过热器调节，如喷水减温。
特点是调节灵敏，时滞性小，调温幅度大；
b结构简单，制造安装方便；
对喷水的水质要求高。
（4）减温器类型：
a喷头减温器b旋涡式减温器c筒形管减温器
（5）布置位置及来源：
过热器的中间位置，锅炉给水，高加凝结水，自制冷凝水。
10、过热器疏水：
a作用：
作为过热器联箱疏水用，在启停炉时，保护过热器管，防止超温烧坏，因为启停炉时，主汽门处于关闭位置，过热器关内如果没有蒸汽流动冷却，管壁务必会超温，可将疏水阀打开排气，以保护过热器。
b位置：
在容易积聚凝结水的部位及有可能使蒸汽带水的地方。
c去向：
蒸汽引入凝汽器颈部，水引入热井。
d时间：
汽轮机紧急停机后疏水阀自动开启，停机至冷却这一段时间，疏水阀也必须保持开启，汽轮机启动前疏水阀也开启。
11、集汽联箱上有关管路和附件的作用
a向空排汽管：
一般是作为防止锅炉超压的一种辅助手段，通常具有压力超过定值时能自动打开将蒸汽排除，从而避免锅炉发生超压。
b反冲洗管：
锅炉运行前或大修启动前，给水从过热器出口联箱经饱和蒸汽联通管进入汽包，经水冷壁进入下联箱以放水门排出，这样流动方向与蒸汽流动方向相反的上水方式称过热器的反冲洗，即将过热器关内附有的灰尘，氧化膜及其他杂物排出炉外，保持过热器清洁及蒸汽品质合格。
c安全门：
安全门是防止锅炉和水压部件超压，保证锅炉急剧和压力容器安全运行的一种极为重要的保护装置。
第二章主蒸汽系统及再热蒸汽系统
一、范围：
（主蒸汽）锅炉主气门（或集汽联箱）-主蒸汽管-汽机主气门前（再热蒸汽）-汽机高压缸出口-再热蒸汽冷段管-再热器-再热器热段管-汽机中压缸进口
二、主蒸汽系统：
1、作用：
锅炉与汽轮机之间连接的新蒸汽管道，以及由新蒸汽送往各辅助设备的支管都属于发电厂主蒸汽系统，。
2、型式特点：
均为单元制系统。
管路为锅炉汽机之间独立使用，不再与外界有任何联系。
3、系统优缺点：
a优点：
系统简单，管道短，阀门和附件少，从而节省投资，管道压损和散热损失少，运行操作和检修工作量小，系统本身事故可能性小，安全可靠性高。
b缺点：
运行调度灵活性差，负荷变动时对锅炉燃烧调整的要求高，任一设备事故时需要停运整个单元。
3、不同工况下各管路阀门的切换方法：
a启动或低负荷时，弹簧式安全阀电动泄压阀关闭，自动主汽阀打开，主汽阀内没有预启阀，用于冷态启动时汽轮机暖机，以及在主汽阀开启之前彭亨阀栓两侧的压力，启动或低负荷时，主蒸汽还用于驱动给水泵小汽轮机的高压备用气源。
b正常运行时，主蒸汽不用为小汽轮机提供气源，也不采用高压旁路系统，自动主汽阀打开，弹簧式安全阀，电动泄压阀关闭，汽轮机故障或甩负荷时，主汽阀主要用于迅速切断进去汽轮机的主蒸汽。
c当过热器和汽包超压时，安全阀动作放气，确保运行安全电动泄压阀的整定压力值小于安全阀，当锅炉超压时，电动泄压阀首先动作排气，以减少安全阀的动作次数。
4、蒸汽管道：
a布置：
采用2-1-2布置，即从锅炉两个过热器出口接出后在炉前合并成一根单管，到高压缸前合并成一根单管，到汽机高压缸前又分为两根支管，分别接到汽机高压锅左右侧主气门。
b材料：
采用a335p91管，优点：
可以有效减少管道壁厚、减轻管重，从而节省管材费用、方便支吊、简化布置、减小管道对设备接口的推力距。
c特点：
在再热器的进出口管道上均设有水压试验堵阀。
便于再热器在投产之前或大修后进行水压实验时再热热段和冷段管道隔断不参与水压试验，既方便又实用；
布置简化，节省投资，有利于消除进汽机的主蒸汽和再热器蒸汽左右侧产生的温度偏差及由于左右侧管道布置不对称而引起压力偏差。
5、汽机旁路系统：
a左右：
对提高机组启动性能，缩短启动时间，保护再热器等方面发挥了作用。
b设置：
为满足调峰及中压缸启动对旁路的要求，本工程在主蒸汽和再热蒸汽管路上设有两级串联简易电动旁路，其容量暂按30%BMCR设置，并设置必要实用的控制、保护装置
c参数：
高压旁路装置：
Q=610t/hP=16.7MPa/2.5MPat=538℃/322℃
低压旁路装置:
Q≈350×
2t/hP=2.33MPa/0.78MPat=538℃/190℃
6、减温水来源：
凝结水
第三章主凝结水系统
凝汽器-凝结水泵-轴封冷却器-低加-除氧器
二、主凝结水系统的作用和组成
凝汽器技术参数：
型式：
双壳体，单流程，表面式。
型号：
N-36000型。
冷却面积：
36000m2。
冷却水温度：
24℃。
综合排气压力：
0.0058MPa，汽机排气量：
1147.667t/h。
汽机排气焓：
2315.9kj/kg。
给水泵汽轮机排气量：
62.580t/h。
主凝结水系统的主要作用是把凝结水从凝汽器热井送到除氧器。
为保证整个系统可靠工作，提高效率，在输送过程中，还要对凝结水进行除盐净化、加热和必要的控制调节，同时在运行过程中提供有关设备的减温水、密封水、冷却水和控制水等，另外还补充热力循环过程中的汽水损失。
每台机组设置一台500m3的凝结水补充水箱，补充水为凝结水系统提供启动补充水和运行补水。
补充水箱的水源来自化学水处理室的除盐水箱，由除盐泵送来，流量由补充水管上的调节阀控制，信号来自补充水箱水位。
主凝结水系统一般由凝结水泵、轴封加热器、低压加热器等主要设备及其连接管道组成。
三、主凝结水系统具有的特点：
（1）设两台容量为100%的凝结水泵或凝结水升压泵，一台正常运行，一台备用，运行泵故障时连锁启动备用泵。
（2）低压加热器设置主凝结水旁路。
旁路的作用是：
当某台加热器故障解列或停运时，凝结水通过旁路进入除氧器，不因加热器事故而影响整个机组正常运行。
每台加热器均设一个旁路，称为小旁路；
两台以上加热器共设一个旁路，称为大旁路。
大旁路具有系统简单、阀门少、节省投资等优点，但是当一台加热器故障时，该旁路中的其余加热器也随之解列停运，凝结水温度大幅度降低，这不仅降低机组运行的热经济性，而且使除氧器进水温度降低，工作不稳定，除氧效果变差。
小旁路与大旁路恰恰相反。
因此，低压加热器的主凝结水系统多采用大小旁路联合应用的方式。
（3）设置凝结水最小流量再循环。
为使凝结水泵在启动或低负荷时不发生汽蚀，同时保证轴封加热器有足够的凝结水量流过，使轴封漏汽能完全凝结下来，以维持轴封加热器中的微负压状态，在轴封加热器后的主凝结水管道上设有返回凝汽器的凝结水最小流量再循环管。
（4）各种减温水及杂项用水管道，接在凝结水泵出口或除盐装置后。
因为这些水要求是纯净的压力水。
（5）在凝汽器热井底部、最后一台（沿凝结水流向）低压加热器的出口凝结水管道上、除氧器水箱底部都接有排地沟的支管，以便在机组投运前，冲洗凝结水管道时，将不合格的凝结水排入地沟。
（6）化学补充水通过补充水调节阀进入凝汽器，以补充热力循环过程中的汽水损失。
第四章除氧器系统
一、除氧器的主要用途：
用汽轮机的抽汽加热给水使其达到该压力下的饱和温度，并除去溶于水中的氧（以及其它气体）。
除氧器还作为汽轮机回热加热系统中的一级混合式加热器，同时担负汇集各种疏水、锅炉补充水的任务。
除氧器水箱须保证锅炉所需给水的储备量
二、铭牌型号：
除氧器
给水箱
型号
GC-2140型
额定出力
2140t/h
有效容积
235m3
设计压力
1.363MPa
设计温度
390℃
最高工作压力
1.148MPa
最高工作温度
365.7℃
进水温度
141.9℃
出水温度
183.7℃
第五章主给水系统
除氧水箱下水管-低压给水管-给水泵-高压给水管-高加-主给水管
二、组成：
高压给水系统为单元制，每台机组设置两台50%容量的汽动给水泵及一台30%容量的电动调速给水泵，两台汽动给水泵正常运行，一台电动调速给水泵作为启动和备用泵。
三、设置管路特点：
给水操作台主路上不设调节阀，在其旁路上设置有调节阀，供启动和低负荷时使用，主路上进口总管上设一只逆止阀。
三台高压加热器采用大旁路，在其进口装一个电动三通阀，在出口设一电动闸阀，从而节省了阀门，简化了系统，操作运行维护方便。
启动给水泵的正常运行气源为主机的四段抽气，机组启动和低负荷时由主蒸汽供汽。
给水系统可为再热器减温器、过热器减温器及旁路系统提供减温水。
四、给水泵汽轮机：
1、型式：
单缸单轴，双进气内切换，纯凝气式，下排气，汽源采用主机四段抽气、大机主蒸汽或再热冷段。
2、技术规范：
汽轮机
最大连续功率
10MW待定
排气压力
～0.00728MPa
四段抽气参数（TMCR）
压力1.09MPa
温度365.2℃
压力16.7MPa＆538℃
调速范围
3000～5750r/min
给水泵
汽动给水泵
汽动前置泵
电动给水泵
电动前置泵
FK4E39
FA1D67
FK6F32
FA1D56
流量
1295m3
1295m3
795m3
扬程
19.4MPa
1.265
18.87MPa
1.05MPa
第六章回热抽汽和加热器疏水系统
汽轮机抽汽管路-各回热器（高低加，除氧器）-输水管路-疏水回收设备-疏水冷却段，采用外置式还是内置式，立式还是卧式布置，高加与低加的区别。
1、抽汽系统：
汽轮机有八段非调节抽汽，一二三段抽汽分别供三个高压加热器。
四段抽汽供汽动给水泵、除氧器和辅助蒸汽联箱。
五六七八段抽汽供四台低加。
在四段抽汽管道上，装有二只气动逆止阀和一只电动闸阀，这是为了防止机组甩负荷时，抽汽压力突然降低，给水箱中的饱和水迅速气化产生大量蒸汽倒流入汽机，使汽机转子超速，对汽机安全造成威胁，当汽机甩负荷时连锁关闭气动逆止门和电动门，保护汽轮机安全。
除氧器的加热气源，启动时由启动锅炉房供给，低负荷时由再热冷段供给，这二股气源均通过辅助蒸汽联箱后再介入除氧器。
由辅助蒸汽联箱接至除氧器的管道上设有压力调节阀，在辅汽联箱上还设有安全阀，这就保证了供给除氧器的蒸汽不会超压，确保了除氧器的运行安全。
除七八段抽汽外，其余一二三五六段抽汽管道上都分别装有一只课调电动闸阀和一只汽动逆止阀，在汽机甩负荷或加热器水位超过危险值时，连锁关闭电动阀和汽动逆止阀，防止汽轮机超速和加热器内疏水倒流灌入汽机。
7、8号低加为共用一个壳体的合体加热器，卧式布置在凝汽器喉部，一部分伸在凝汽器壳体外，以满足排汽和疏水管道连接的要求，由于抽汽管道全部布置在凝汽器内，无法装设电动阀和逆止阀，为防止汽轮机进水和超速，采取了预防性措施，即将加热器壳体内的水量减到最小，加热器内加反闪蒸板，当低加达到最高水位时关闭凝结水进、出水阀，开启旁路阀，同时将6号低加的疏水阀关闭，开启其旁路疏水阀将疏水引致凝汽器，将7、8号低加切除。
2加热器疏水系统：
正常运行时高压加热器疏水从﹟1到#2到#3高加，最后从3#高加到除氧器逐级自流疏水。
每级高加的正常疏水水管管路上均设有疏水调节阀，用于控制高加正常水位。
每级高加还分别接有一根到高加事故疏水扩容器的事故疏水管路，每条管路中分别设有事故疏水调节阀。
故障时高加正常疏水调节阀关闭，事故疏水调节阀则自动开启，高加疏水进入高加事故疏水扩容
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