600MW凝汽式机组原则性热力计算.docx

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600MW凝汽式机组原则性热力计算

国产600MV凝汽式机组全厂原则性热力系统计算

（一）计算任务

1.最大计算功率下的汽轮机进汽量D,回热系统各汽水流量Dj；

2•计算机组和全厂的热经济性指标（机组汽耗量、机组热耗量、机组热耗率、绝对电效率、

管道效率、全厂热耗率、全厂标准煤耗率、全厂热效率）；

3•按《火力发电厂热力系统设计制图规定》绘出全厂原则性热力系统图，并将所计算的全部汽水流量绘制成表格，绘制回热系统计算点汽水参数表格，并进行功率校核。

（二）计算类型：

定功率计算

（三）系统简介

国产600MW凝汽式机组，机组为亚临界压力、一次中间再热、单轴、反动式、四缸四排汽机组。

汽轮机高、中、低压转子均为有中心孔的整锻转子。

汽轮机配HG-2008/18-YM2型

亚临界压力强制循环汽包炉。

采用一级连续排污系统，扩容器分离出得扩容蒸汽送入除氧器。

该系统共有八级抽汽。

其中第一、二、三级抽汽分别供三台高压加热器，第五、六、七、

八级抽汽分别供四台低压加热器，第四级抽汽作为除氧器的加热汽源。

八级回热加热器（除

氧器除外）均装设了疏水冷却器，以充分利用本级疏水热量来加热本级主凝结水。

三级高压

加热器均安装了内置式蒸汽冷却器，将三台高压加热器上端差分别减小为-1.7C、0C、0C,

从而提高了系统的热经济性。

四台低压加热器上端差均为2.8C,八级加热器下端差（除氧

器除外）均为5.5Co

汽轮机的主凝结水由凝结水泵送出，依次流过轴封加热器、4台低压加热器，进入除氧

器。

然后由汽动给水泵升压，经三级高压加热器加热，最终给水温度达到273.3C,进入锅

炉。

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0.0049MPa,凝汽器压力下饱和水焓h'c=136.2（kJ/kg）与单压凝汽器相比，双压凝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，汽轮机的理想比焓降增大。

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。

热力系统的汽水损失计有：

全厂汽水损失、锅炉排污量（因排污率较

小，未设排污利用系统）。

轴封漏气量Dsg=2%D0全部送入轴封加热器来加热主凝结水，化学补充水量直接送入凝

汽器。

（四）全厂原则性热力系统图如图4-2所示。

LPI

lOr

II

W理坐F

12/

團-2N6

（五）整理原始数据

1.汽轮机的型号和参数

汽轮机为哈尔滨汽轮机厂制造的亚临界压力、一次中间再热、单抽、四缸四排汽、反动凝汽

式汽轮机N600-16.67/537/537。

该机组不投油最低负荷为35.47%

MCR调峰范围大，特性好，运行稳，因此能适应在35%~100%MC范围调峰运行。

气缸由高

压缸、双流程中压缸、2个双流程低压缸组成。

高、中压缸均采用内、外双层缸形式，铸造

而成。

低压缸为三层结构（外缸、内缸A、内缸B）,由钢板焊接制成。

汽轮机高、中、低

压转子均为有中心孔的整锻转子。

相应参数如下：

蒸汽初参数pO=16.67MPa,t0=537C

inin

再热蒸汽参数高压缸排汽Prh=3.522MPa;trh=312C

outout

中压缸进汽Prh=3.205MPa;咕=537C

平均排汽压力pc=0.0049MPa

给水温度tw=273.3C,给水泵出口压力=20.13MPa，给水泵效率=0.83

各加热器端差如下表1:

表1加热器端差

加热器端差

H1

H2

H3

H5

H6

H7

H8

上端差（C）

-1.7

0

0

2.8

2.8

2.8

2.8

下端差（C）

5.5

5.5

5.5

5.5

5.5

5.5

5.5

在调节阀全开工况（VWOE况）下各回热抽汽的压力和温度、加热器压力和疏水冷却器出口水焓、加热器出口水焓等见表2。

表2600MWE临界机组回热系统计算点汽水参数（VWOE况）

项目

单

位

各计算点

H1

H2

H3

H4（HD

）

H5

H6

H7

H8

SG

排汽

C

压

5.64

3.52

1.5

0.797

0.33

0.13

0.063

0.024

0.00

力

MPa

pj

8

2

88

3

53

28

89

49

49

温

373.

428

232.

140.

度

C

5

312

.4

333

8

5

87.6

64.5

tj

-M-*蒸八、、

汽

kJ/

3114

3006

331

3125.

2930

2754

2612.

2480.

3145

2310

焓

kg

.4

.9

5

2

.6

.5

4

8

.3

.8

hj

饱

和

kJ/

1183

1042

850

570.

445.

419.

136.

水

kg

.3

.9

.4

711.2

6

3

361.6

264.2

8

2

焓

h；

加

加

热

八、、

热

八、、

器水温

271.

241.

199

132.

103.

器

c

5

2

.6

9

4

83.6

60.3

33.5

水

焓

出

口

、\■

温

twj

疏

水焓hWj

kJ/kg

1069

.4

876.

1

743

456.

8

373.

2

275.5

163.3

出口水焓hwj

kJ/kg

1188

.9

1045

.4

858

.7

711.2

559.

8

434.

6

351.4

253.8

注：

分子分母分别表示水泵进出口温度或比焓。

2.锅炉类型和参数

锅炉类型选用哈尔滨锅炉厂生产的HG-2008/18-YM2型亚临界压力强制循环汽包炉，并采用

一级连续排污利用系统，扩容器分离出的扩容蒸汽送入高压除氧器。

锅炉的最大连续蒸发量（MCR为2068.05t/h，额定蒸发量为2008t/h，设计热效率为

7829kJ/（kW•h），铭牌工况下主要参数如下：

过热蒸汽出口参数：

pb=17.17MPa,t0=541.5C

outout

再热蒸汽出口参数：

Prh（b）=3.241MPa,trh（b）=539.7C

inin

再热蒸汽进口参数：

Prh（b）=3.372MPa,rh（b）=307.2C

锅炉效率：

nb=92.08%

锅炉过热器减温水取自省煤器出口，再热器减温水取自给水泵中间抽头。

3.计算中采用的其他数据

全厂汽水损失DI=0.01Db

回热加热器效率nh=0.99

补充水入口温度tma=20oC,hw,ma=83.9609kJ/kg

在计算工况下机械效率nm=0.99，发电机电效率ng=0.988

轴封用汽量Dsg=2%Do锅炉连续排污量Dbl=15t/h，扩容器工质回收量

Df=6t/h,扩容器最佳工作压力为1.4MPa,h''f=2788.7KJ/Kg。

给水泵焓升△hwpu=25.39kJ/kg，给水泵出口压力为20.13MPa,主凝结水泵压力为

1.724MPa，凝结水泵组焓升△hcwpu=1.75kJ/kg

小汽机用汽量Dlt=0.052Do

解：

1.整理原始资料得计算总汽水焓值，如表1~表2所示。

2.全厂物质平衡

汽轮机总耗汽量

D°=D。

锅炉蒸发量：

Db=D0D<|=D00.01Db

Db=1.0101D0

汽包排污量：

Dbl15t/h,不可回收排污量：

Dbl=9t/h

锅炉给水量Dfw

Dfw=DbDbl=1.0101D015

补充水量Dma

1

Dma=Dbl+0.01Db=9+0.010101D0

3.计算汽轮机各段抽汽量Dj和凝汽流量Dc

（1）

由高压加热器H1热平衡计算D1

A-h：

1

（1.0101D。

15）（1188.9-1045.4）

（3114.4—1069.4）x0.99

=0.071596Do1.063199

（2）由高压加热器H2计算D2

[D2（h2七2）。

1代17秒2）]h=Dfw（hw1—hw2）

（1.0101D。

15）（1045.4-858.7）/0.99-（0.071596D。

0.63199）（1069.4-876.1）

3006.9—876.1

=0.082904D°+1.231120

物质平衡得H2疏水量Ddr2

计算再热蒸汽量Drh

由于高压缸轴封漏出蒸汽刀

Dsg

故从高压缸物质平衡可得

Drh=DO-刀

H

sg-D1-D2

=D0-

H

sg-Ddr2

D0-O.O2D0-0.1545D。

-2.294319

0.8255D。

-2.294319

（3）由高压加热器H3热平衡计算D3

hW4=hw4+鈿「=711.2+25.39=736.59kJ/kg

D3（h3-■hw3）*Ddr2（hw2_■hw3）」n=Dfw（hw3—hw4）

Dfw（hw3-hW4）"h-Ddr2（hW；2-h$）

D3

（1.0101D。

15）（858.7-736.59）/0.99-（0.1545D。

2.294319）（876.1-743）

3315—743

=0.040445D°0.600613h3的疏水量Ddr^-Ddr2D3=0.194945■2.894932

（4）由除氧器H4热平衡计算D4

'"d

[D4（h4-Ihw5）Df（hf-hw5）Ddr3（hw3—hw5）]h二。

伙血4-九5）

Dfw（hW4-hw5）/h_Df（hf"-hw5）-Ddr3（hw3-山5）

（1.0101D。

15）（711.2-559.8）/0.99-6（2788.7-559.8）-（0.194945D。

2.894932）（743-559.8）

3125.2-559.8

_0.046293D0-4.525537

除氧器进水量

Dc4二Dfw一Ddr3一D4‘一Df

=1.0101D015-0.194945D0-2.894932-0.046293D。

4.525537-6

=0.768862D。

10.630605

D4二D4'D1t=0.098293D°-4.525537

（5）由低压加热器H5热平衡计算D5

[D5（h5—'hw5）]h=Dc4（hw5~"hw6）

rDc4（hw5-^6）/^（0.768862D。

+10.630650）（5598—434.6）/0.99

D5

h5fhw5

2930.6-456.8

0.039305D。

0.543454

.Ddr5二D5=0.0393050.543454

（6）由低压加热器He热平衡计算D6

[D6（h6-hW6）+Ddr5（hW5-hW6）Nh=Dc4（hw6-hw7）

D_Dc4（hw6_'hw7）/h_■Ddr5（hv5_'^6）-D6d

Ho-hw6

（0.768862D。

10.630605）（434.6-351.4）/0.99-（0.039305D。

0.543454）（456.8-373.2）

2754.5—373.2

0.025755D00.356094

Ddr6=D5D6=0.06506D00.899548

（7）由低压加热器H7热平衡计算D7

[D7g-hw7）+Dd"（hw6-hw7）Ph=Dc4（hw7-hw8）

D_Dc4（hw7-hw8）/h-Ddr6（hw7-hw8）

h7_hw7

（0.768862D。

10.630605）（351.4-253.8）/0.99-（0.06506D。

0.899548）（373.2-275.5）

2612.4—275.5

0.029716D00.410861

Ddr7=Ddr6D7=0.094776D°1.310409

（8）由低压加热器H8,轴封加热器SG和凝汽器热井构成一体的热平衡计算D8

Dc4（hw8—hc'）=[D8（h8—hc'）+Ddr7（忙7—hc'）+Dsg（hsg—hc'）+DcQhcPUph

fDc4（hw8-眄/珥-DcAhcPU-Ddr7（hw7-hc'）-Dsg（hsg-hc'）

an=

h8-hc'

=O.OO7O81Do+0.452804

Ddr8=Ddr7D8=0.101857D01.763213

（9）由凝汽器热井物质热平衡计算Dc

Dc=Dc4-Ddr8-Dsg-Dma-Djt

=0.768862D0+10.630605-0.101857D0-1.763213-0.02D0-0.010101-9-0.0520D0

=0.584904D0-0.132608

由汽轮机物质平衡校核：

8

Dc=D0-'Dj-Dsg

1

=D。

—0.395095D。

—0.132608—0.02D。

=0.584905D0-0.132608

-误差很小，符合工程要求;

计算结果汇总于表中：

D（t/h）

h（kJ/kg）

D0

h0=3401.0

Drh=0.8255D0—2.294319

qrh=542.4

D仁0.071596D0+1.063199

h仁3114.4

D2=0.082904D0+1.231120

h2=3006.9

D3=0.040445D0+0.600613

h3=3315

D4=0.098293D0-4.525537

h4=3125.2

D5=0.039305D0+0.543454

h5=2930.6

D6=0.025755D0+0.356094

h6=2754.5

D7=0.029716D0+0.410861

h7=2612.4

D8=0.007081D0+0.452804

h8=2480.8

£坷=0395095Do+0132608

1

Dc=（k5B4yi）4D0-（）.13260B

hc=2310.8

Dsg=0.02D0

hsg=3145.3

4.汽轮机汽耗计算及功率校核

（1）计算汽轮机内功率

Wj—Doho4-Drhqrh-S^Djhj-Dchc-D訥霑

=[3401D0+（0.8255D0—2.294319）x542.4—（1194.849083D0—368.937787）—

（0.584904D0—0.132608）x2310.8—0.02D0x3145.3]x103

=（1239.399954D0—569.0702726）x103（kJ/h）

（2）由功率方程式求D0由■■■.

=654000/0.99/0.988x3600=2407066618（kJ/h）

=（1239.399954D0—569.0702726）x103（kJ/h）

得：

D0=1942.582（t/h）

（3）求各级抽汽量及功率校核

将D0数据代入各处汽水相对值和各抽汽及排汽内功率，如下表:

项目

数量（t/h）

项目

数量（t/h）

汽轮机D0

1942.582

化学补充水量

Dma=0.010101D0+9

28.622021

锅炉蒸发量

Db=1.0101D0

1962.202078

再热蒸汽量Drh

Drh=0.8255D0—

2.294319

1601.307122

给水量

Dfw=1.0101D0+15

1977.202078

全厂汽水损失

Dl=0.01Db

19.622021

项目

抽汽量（t/h）

内功率Wj（kJ/h）

项目

抽汽量（t/h）

内功率Wj（kJ/h）

一级抽汽D1

140.1443

40165.3564x103

一级抽汽D6

50.387293

59905.4527x103

一级抽汽D2

162.278938

63954.1295x103

一级抽汽D7

58,136628

77379.8519x103

一级抽汽D3

79.168342

49749.3861x103

一级抽汽D8

14.208227

20780.9528x103

一级抽汽D4

186.416676

152526.1243x103

汽轮机排汽

De

1136.091374

1854782.777x103

一级抽汽D5

76.896640

77880.9170x103

功率校核

w;=wc+£w（=2397124948（kj/h）

W；-W；

石Wj二...=0.413%<1%

5.热经济指标计算

（1）机组热耗Q0、热耗率q,绝对电效率

Qo=D°h（j+0「[也出+Djhf+Dj^h叩”ng—=（1942.582x3401+1601.307122x542.4+6x2788.7+28.622021x83.9609

1977.202078x1197.7）x103

=5126310767（kJ/h）

q=Qn/l\

w^=5126310767/654000=7838.40[kJ/（kw•h）]

qe=3600/q=0.4593

（2）锅炉热负荷Qb和管道效率''

根据锅炉蒸汽参数查得过热器出口焓hb=3401（kJ/kg）

Qb=门血+OrfiRi*-Ofw^iw

=（1962.202078x3401+1601.307122x542.4—1977.202078x1197.7）x103

=5173903321（kJ/h）

=Q0/Qb=5126310767/517390332仁0.9908

（3）全厂热经济指标

口3-UiJI/Ie全厂热效率=0.9208x0.9908x0.4593=0.41903

全厂热耗率：

3600

=8591.270[kJ/（kw•h）]

发电标准煤耗率：

[1I7rJ

b丿/0.2935[kg/（lcwh）]