热力发电厂课程设计报告系统.docx
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热力发电厂课程设计报告系统
东南大学
热力发电厂课程设计报告
题目：
日立250MW机组原则性热力系统设计、计算和改进
能源与环境学院热能与动力工程专业
学号
姓名
指导教师
起讫日期2015年3月2日～3月13日
设计地点中山院501
2015年3月2日
1本课程设计任务…………………………………………………………………………1
2******原则性热力系统的拟定…………………………………………………………2
3原则性热力系统原始参数的整理………………………………………………………2
4原则性热力系统的计算…………………………………………………………………3
5局部热力系统的改进及其计算…………………………………………………………6
6小结………………………………………………………………………………………8
致谢…………………………………………………………………………………………9
参考文献……………………………………………………………………………………9
附件：
原则性热力系统图
一本课程设计任务
1.1设计题目
日立250MW凝汽机组热力系统及疏水热量（DC系统）利用效果分析。
1.2计算任务
1、整理机组的参数和假设条件，并拟定出原则性热力系统图。
2、根据给定热力系统数据，计算气态膨胀线上各计算点的参数，并在ｈ-s图上绘出蒸汽的气态膨胀线。
3、对原始热力系统计算其机组内效率，并校核。
4、确定原则性热力系统的改进方案，并对改进后的原则性热力系统计算其机组内效率。
5、将改进后和改进前的系统进行对比分析，并作出结论。
1.3设计任务说明
对日立MW凝汽机组热力系统及疏水热量（DC系统）利用效果分析，我的任务是先在有DC系统情况下通过对抽汽放热量，疏水放热量，给水吸热量等的计算，求出抽汽份额，从而用热量法计算出此情况下的汽机绝对内效率（分别从正平衡和反平衡计算对比，分析误差）。
然后再在去除DC系统的情况下再通过以上参量计算出汽轮机绝对内效率（也是正平衡计算，反平衡校核对比）。
最后就是对两种情况下的绝对内效率进行对比，看去除DC系统后对效率有无下降，下降多少。
二原则性热力系统的拟定（如附图）
三原则性热力系统原始数据整理
3.1原始数据的整理
3.1.1汽轮机型式及参数
日立250MW机组
初蒸汽参数：
P0=16.7MPa，t0=535oC
再热蒸汽参数：
tzr=535oC,hzr=3532.2kJ/kg
低压缸排汽压力：
Pc=0.004MPa
给水泵小汽轮机耗气份额及焓值：
αq=0.035342，hnq=2372.2kJ/kg
额定功率Pe=250MW
回热系统：
八级回热抽汽，“三高四低一除氧”
轴封及门杆参数表：
名称
①
②
③
④
⑤
⑥
份额αfi
0.0023259
0.00253
0.000030545
0.0014904
0.004962
0.00098
焓值kJ/kg
3388.9
3026.6
3026.6
3251.5
3026.6
3116.4
3.1.2计算点参数表
H1
H2
H3
H4
H5（除氧器）
H6
H7
H8
抽汽压力Prj
0.0513
0.108
0.224
0.396
0.683
1.49
3.51
5.99
抽汽焓hj
2634.3
2749.5
2879.7
2994.8
3109.5
3312.2
3027.9
3149.7
加热器压力Pnj
0.0482
0.101
0.21
0.373
0.655
1.4
3.36
5.63
Pnj下饱和水温tnj
80.41
99.88
121.76
141.11
162.29
195.05
240.23
271.46
上端差
3.33
2.67
2.76
2.84
-
-1.21
-0.19
-1.13
出口水温tw,j
77.08
97.21
119.00
138.27
162.28
196.26
240.41
272.59
水侧压力
0.68775
0.68775
0.68775
0.68775
0.68775
18.37
18.37
18.37
出口水焓hw,j
323.2
407.8
499.9
582
685.5
843.2
1041.7
1194.9
进口水温
77.077
97.214
119.004
138.270
162.277
196.262
240.413
272.590
进口水焓hwj-1
310.2
323.2
407.8
499.9
582
685.5
843.2
1041.7
下端差
6.000
6.214
5.564
5.559
-
7.054
5.537
5.511
疏水温度td,j
79.988
83.290
102.778
124.563
-
171.296
201.799
245.923
加热器疏水焓hsj
334.9
348.8
430.9
523.3
-
725.2
861.2
1066
四原则性热力系统计算
αfw=1高低加效率ηh=1
4.1加热器抽汽份额计算
（1）#8高加
抽汽份额:
α8（h8-hdw8）=αfw（hw8-hw7），α8=αfw（hw8-hw7）/（h8-hdw8）=0.07352
疏水份额：
αs8=α8=0.07352
（2）#7高加
抽汽份额：
α7（h7-hdw7）+αf1（hf1-hdw7）+αs8（hdw8-hdw7）=αfw（hw7-hw6），
α7=[αfw（hw7-hw6）-αf1（hf1-hdw7）-αs8（hdw8-hdw7）]/（h7-hdw7）=0.08195
疏水份额：
αs7=α8+α7+αf1=0.1578
再热蒸汽份额：
αrh=αfw-α8-α7-αf1-αf2-αf3-αf4-αf5-αf6=0.5858
（3）#6高加
抽汽份额：
α6（h6-hdw6）+αs7（hdw7-hdw6）=αfw（hw6-hw5-Ƭb），
α6=[αfw（hw6-hw5-Ƭb）-αs7（hdw7-hdw6）]/（h6-hdw6）=0.04280
疏水份额：
αs7+α6=0.2006
（4）#5除氧器
混合加热器抽汽份额：
（α5+αq）（h5-hw5）+αf5（hf5-hw5）+αs6（hdw6-hw5）=αH（hw5-hw4）
αH+αs6+αf5+α5+αq=αfw,αH=0.7696α5=0.06013
（5）#4低加
抽汽份额：
α4（h4-hdw4）=αH（hw4-hw3），α4=αH（hw4-hw3）/（h4-hdw4）=0.02556
疏水份额：
αs4=α4=0.02556
（6）#3低加
抽汽份额：
α3（h3-hdw3）+αs4（hdw4-hdw3）=αC5（hw3-hw2），
α3=[αH（hw3-hw2）-αs4（hdw4-hdw3）]/（h3-hdw3）=0.02798
疏水份额：
αs3=αs4+α3=0.05355
（7）#2低加
抽汽份额：
α2（h2-hdw2）+αs3（hdw3-hdw2）=αH（hw2-hw1），
α2=[αH（hw2-hw1）-αs3（hdw3-hdw2）]/（h2-hdw2）=0.02529
疏水份额：
αs2=αs3+α2=0.07884
（8）#1低加
抽汽份额:
α1（h1-hdw1）+αf2（hf2-hdw1）+αs2（hdw2-hdw1）+αf3（hf3-tsf3）+αf4（hf4-tsf4）+αf7（hf7-tsf4）=
（αH-α1-αs2-αf2）（hw1-hwn）
α1=（αH（hw1-hwn）-αf2（hw1-hwn+hf2-hdw1）-αs2（hw1-hwn+hdw2-hdw1）-αf3（hf3-tsf3）-αf4（hf4-tsf4）-αf7（hf7-tsf4））/（h1-hdw1-hw1+hwn）=0.05028
凝气份额：
αs1=αs2+α1+αf2=0.1317
4.2凝气系数αC
1.由热井物质平衡得αC+αq+αs1+αf3+αf4+αf7=αH，αC=0.600152411
2.由汽轮机物质平衡得
αfw=αC+α1+α2+α3+α4+α5+α6+α7+α8+αf1+αf2+αf3+αf4+αf5+αf7，
αC=αfw-α1-α2-α3-α4-α5-α6-α7-α8-αf1-αf2-αf3-αf4-αf5-αf7=0.600152411
两种方法的计算结果一致，证明计算正确。
4.3正平衡内效率计算
（1）做功量
循环内功=抽汽做功+漏汽做功+凝汽做功=
α8（h0-h8）+α7（h0-h7）+α6（h0+Δqrh-h6）+α5（h0+Δqrh-h5）+α4（h0+Δqrh-h4）+α3（h0+Δqrh-h3）+α2（h0+Δqrh-h2）+α1（h0+Δqrh-h1）+αC（h0+Δqrh-hC）+αf1（h0-hf1）+αf2（h0-hf2）+αf3（h0-hf3）+αf4（h0-hf4）+αf5（h0-hf5）+αf7（h0+Δqrh-hf7）=1058.507768KJ/Kg
（2）循环吸热量
Q=h0-hw1+αrhΔqrh=2489.4225KJ/Kg
（3）内效率ηi=Wi/Q=0.425202
4.4反平衡校核
（1）做功量
W=总吸热量—总损失=Q+Q泵—冷源损失—汽机损失=2490.96-1429.37=1061.588KJ/Kg
（2）内效率ηi=Wi/Q=0.426439
误差符合要求，证明计算正确。
五局部热力系统的改进和计算
5.1方案改进思路和分析
由于上述系统装有疏水冷却器，降低了存在的下端差，减小了换热熵增，从而增大了做功能力，根据前述任务，我的改进方案就是在第三级疏水口将疏水冷却器去掉，这样以后，疏水焓值将提高，下端差增大，从而造成较大的损失，内效率降低，会减小系统经济性。
所以可以验证DC系统能增大内效率从而提高系统经济性。
5.1.1计算点参数表
H1
H2
H3
H4
H5（除氧器）
H6
H7
H8
抽汽压力Prj
0.0513
0.108
0.224
0.396
0.683
1.49
3.51
5.99
抽汽焓hj
2634.3
2749.5
2879.7
2994.8
3109.5
3312.2
3027.9
3149.7
加热器压力Pnj
0.0482
0.101
0.21
0.373
0.655
1.4
3.36
5.63
Pnj下饱和水温tnj
80.41
99.88
121.76
141.11
162.29
195.05
240.23
271.46
上端差
3.33
2.67
2.76
2.84
-
-1.21
-0.19
-1.13
出口水温tw,j
77.08
97.21
119.00
138.27
162.28
196.26
240.41
272.59
水侧压力
0.68775
0.68775
0.68775
0.68775
0.68775
18.37
18.37
18.37
出口水焓hw,j
323.2
407.8
499.9
582
685.5
843.2
1041.7
1194.9
进口水温
77.077
97.214
119.004
138.270
162.277
196.262
240.413
272.590
进口水焓hwj-1
310.2
323.2
407.8
499.9
582
685.5
843.2
1041.7
下端差
6.000
6.214
7.933
5.559
-
7.054
5.537
5.511
疏水温度td,j
79.988
83.290
105.14
124.563
-
171.296
201.799
245.923
加热器疏水焓hsj
334.9
348.8
440.9
523.3
-
725.2
861.2
1066
5.1.2抽汽份额
同改进前方法可以求得各级抽汽份额为：
H1
H2
H3
H4
H5（除氧器）
H6
H7
H8
αj
0.05028
0.02506
0.02820
0.02557
0.06013
0.04281
0.08195
0.07352
5.1.3正平衡内效率计算
（1）做功量
循环内功=抽汽做功+漏汽做功+凝汽做功=
α8（h0-h8）+α7（h0-h7）+α6（h0+Δqrh-h6）+α5（h0+Δqrh-h5）+α4（h0+Δqrh-h4）+α3（h0+Δqrh-h3）+α2（h0+Δqrh-h2）+α1（h0+Δqrh-h1）+αC（h0+Δqrh-hC）+αf1（h0-hf1）+αf2（h0-hf2）+αf3（h0-hf3）+αf4（h0-hf4）+αf5（h0-hf5）+αf7（h0+Δqrh-hf7）=1058.483477KJ/Kg
（3）循环吸热量
Q=h0-hw1+αrhΔqrh=2489.422502KJ/Kg
（3）内效率ηi=Wi/Q=0.425192
5.2反平衡计算
（1）做功量
W=总吸热量—总损失=Q+Q泵—冷源损失—汽机损失=1061.56KJ/Kg
（2）内效率ηi=Wi/Q=0.426423
5.3改进前后对比及分析
（1）改进后，正平衡内效率变化量：
Δηi=0.425192-0.425202=-0.00001
（2）反平衡内效率变化量：
Δηi=0.426423-0.426439=-0.000016
故由数据可知，去除疏水冷却器之后，相对内效率降低，经济性减少，因此DC系统有利于经济性提高。
分析：
从改进前后来看，无论是正平衡还是反平衡，加入疏水冷却器汽轮机的绝对内效率都比去掉疏水冷却器内效率要高。
因为疏水冷却器能够减少下端差，致使熵增减小，做功能力损失也减小，从而经济性就随之提高了。
六小结
本次课程设计使我将书本上的理论知识用于实践，从而加深的书本理论知识的理解，也对热力发电厂系统有了更加全面的认识。
同时通过本次课程设计，也学会了一些计算机软件的使用和技巧。
回顾本次课程设计，从一开始的懵懂无知，不知如何下手，到中期的误差无法消除，找不到错误的烦恼，再到最后计算完毕的喜悦，这是光凭上课无法获得的体验。
本次课程设计完全由自己选题，改进措施也由自己设计，甚至很多计算都是自己假设数据后算的，有很大的自主性，相比较课本上题目死一样的数据，这里更加的灵活。
我觉得这次最大的难点在于找错误，前期顺风顺水的端差，算抽汽份额，没有一点阻力，结果正反平衡计算完，效率误差很大，一时又不知错误在哪，当时很是痛苦。
后来慢慢找齐了错误，大多数错误都是低级错误，例如数据链接错误，原始数据输错等等。
因此不管做什么事情，细心还是很重要的。
在这次课程设计过程中，同学之间的相互交流和学习也是很重要的，每个同学都有自己独特优秀对问题的理解，我们相互之间交流就能够获得很多收获。
同时还能增进同学之间的友谊，也能提高学习水平。
最后，我要感谢课程设计给我带来的快乐和收获，虽然过程有时是痛苦的，但痛并快乐着！
七致谢
感谢两周来王明春老师每天对我们的指导帮助，感谢帮我检查错误的同学们！
八参考文献
[1]郑体宽，热力发电厂，北京：
中国电力出版社，2008
[2]林万超，火电厂热系统定量分析，西安：
西安交大出版社，1995
[3]汪孟乐，火电厂热力系统分析，北京：
中国电力出版社，1995
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