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600MW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D0，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-1.7℃、0℃、0℃，从而提高了系统的热经济性。
四台低压加热器上端差均为2.8℃，八级加热器下端差（除氧器除外）均为5.5℃。
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273.3℃，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。
（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%MCR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p0=16.67MPa，t0=537℃
再热蒸汽参数高压缸排汽
=3.522MPa;
=312℃
中压缸进汽
=3.205MPa;
=537℃
平均排汽压力pc=0.0049MPa
给水温度tw=273.3℃，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（℃）
-1.7
0
0
2.8
2.8
2.8
2.8
下端差（℃）
5.5
5.5
5.5
5.5
5.5
5.5
5.5
在调节阀全开工况（VWO工况）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２ 600MW亚临界机组回热系统计算点汽水参数（VWO工况）
项目
单位
各计算点
H1
H2
H3
H4（HD）
H5
H6
H7
H8
SG
排汽C
抽汽参数
压力pj
MPa
5.648
3.522
1.588
0.7973
0.3353
0.1328
0.06389
0.02449
0.0049
温度tj
℃
373.5
312
428.4
333
232.8
140.5
87.6
64.5
蒸汽焓hj
kJ/kg
3114.4
3006.9
3315
3125.2
2930.6
2754.5
2612.4
2480.8
3145.3
2310.8
饱和水焓
kJ/kg
1183.3
1042.9
850.4
711.2
570.6
445.3
361.6
264.2
419.8
136.2
加热器水温水焓
加热器出口水温twj
℃
271.5
241.2
199.6
132.9
103.4
83.6
60.3
33.5
疏水焓
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=541.5℃
再热蒸汽出口参数：
=3.241MPa，
=539.7℃
再热蒸汽进口参数：
=3.372MPa，
=307.2℃
锅炉效率：
ηb=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Dl=0.01Db
回热加热器效率ηh=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ηm=0.99，发电机电效率ηg=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Δhwpu=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Δhcwpu=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：
锅炉蒸发量：
Db=1.0101D0
汽包排污量：
t/h,不可回收排污量：
=9t/h
锅炉给水量DfwDfw=
补充水量DmaDma=
+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
D1（h1－
）ηb=Dfw（hw1－hw2）
=0.071596
（2）由高压加热器H2计算D2
=
=
物质平衡得H2疏水量Ddr2
Ddr2=D1+D2=
计算再热蒸汽量Drh
由于高压缸轴封漏出蒸汽∑
，故从高压缸物质平衡可得
Drh=D0-∑
-D1-D2
=D0-∑
-Ddr2
=
=
（3）由高压加热器H3热平衡计算D3
=
=
的疏水量
（4）由除氧器
热平衡计算
=
=
除氧器进水量
=
=
（5）由低压加热器
热平衡计算
=
（6）由低压加热器
热平衡计算
=
=
（7）由低压加热器
热平衡计算
=
=
（8）由低压加热器
轴封加热器SG和凝汽器热井构成一体的热平衡计算
=
=
（9）由凝汽器热井物质热平衡计算Dc
Dc=Dc4-
-
-
-
=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：
=
=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
D1=0.071596D0+1.063199
h1=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
Dc
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
=[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.
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