热力发电厂课程设计说明书国产600MW凝汽式机组全厂原则性热力系统设计计算电子教案.docx
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热力发电厂课程设计说明书国产600MW凝汽式机组全厂原则性热力系统设计计算电子教案
热力发电厂课程设计说明书（国产600MW凝汽式机组全厂原则性热力系统设计计算）
国产600MW凝汽式机组全厂原则性热力系统设计计算
1课程设计的目的及意义：
电厂原则性热力系统计算的主要目的就是要确定在不同负荷工况下各部分汽水流量及参数、发电量、供热量及全厂的热经济性指标，由此可衡量热力设备的完善性，热力系统的合理性，运行的安全性和全厂的经济性。
如根据最大负荷工况计算的结果，可作为发电厂设计时选择锅炉、热力辅助设备、各种汽水管道及附件的依据。
2课程设计的题目及任务：
设计题目：
国产600MW凝汽式机组全厂原则性热力系统设计计算。
计算任务：
㈠根据给定的热力系统数据，在h-s图上绘出蒸汽的汽态膨胀线
㈡计算额定功率下的汽轮机进汽量，热力系统各汽水流量
㈢计算机组和全厂的热经济性指标（机组进汽量、机组热耗量、机组汽耗率、机组热耗率、绝对电效率、全厂标准煤耗量、全厂标准煤耗率、全厂热耗率、全厂热效率）
㈣按《火力发电厂热力系统设计制图规定》绘制出全厂原则性热力系统图
3已知数据：
汽轮机型式及参数
机组型式：
亚临界、一次中间再热、四缸四排汽、单轴、凝汽式汽轮机；
额定功率
Pe=600MW；
主蒸汽初参数（主汽阀前）
P0=16.7MPa，t0=537℃
再热蒸汽参数（进汽阀前）
热段：
Prh=3.234MPa，trh=537℃
冷段：
P’rh=3.56MPa，t’rh=315℃；
汽轮机排汽压力
Pc=4.4／5.39kPa
排汽比焓
hc=2333.8kJ／kg。
回热加热系统参数
最终给水温度
tfw=274.1℃
给水泵出口压力
Pu=20.13MPa
除氧器至给水泵高差
21.6m
小汽机排汽压力
Pc=6.27kPa
给水泵效率
83％；
小汽机排汽焓
2422.6kJ／kg
锅炉型式及参数
锅炉型式
英国三井2027-17.3／541／541
额定蒸发量
Db：
2027t／h
额定过热蒸汽压力Pb
17.3MPa
额定再热蒸汽压力
3.734MPa
额定过热蒸汽温度
541℃
额定再热蒸汽温度
541℃
汽包压力：
Pdu
18.44MP
锅炉热效率
92.5％
其他
汽轮机进汽节流损失
4％
中压缸进汽节流损失
2％
轴封加热器压力PT
98kPa
疏水比焓
415kJ／kg
汽轮机机械效率
98.5％
发电机效率
99％
补充水温度
20℃
厂用电率
0.07
4计算过程汇总:
㈠原始资料整理：
㈡全厂物质平衡方程
①汽轮机总汽耗量
②锅炉蒸发量
D=全厂工质渗漏+厂用汽=65t/h（全厂工质损耗）
=D-D=D-65
③锅炉给水量
D=D+D-D=D-45=+20
④补充水量
D=D+D=95t/h
㈢计算回热系统各段抽汽量
回热加热系统整体分析
本机组回热加热系统由三个高压加热器、一个除氧器、四个低压加热器共八个加热器组成。
其中1段2段抽汽来自于高压缸，3段4段抽汽来自于低压缸，5—8段抽汽来自于低压缸，再热系统位于2段抽汽之后，疏水方式采用逐级自流，通过机组的原则性热力系统图可知
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4.4／5.39kPa。
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，设计排汽压力为6.27kPa。
高压缸门杆漏汽A和B分别引入再热冷段管道和轴封加热器SG，中压缸门杆漏汽K引入3号高压加热器，高压缸的轴封漏汽按压力不同，分别进入除氧器（L1、L）、均压箱（M1、M）和轴封加热器（N1、N）。
中压缸的轴封漏汽也按压力不同，分别引进均压箱（P）和轴封加热器（R）。
低压缸的轴封用汽S来自均压箱，轴封排汽T也引入轴封加热器。
从高压缸的排汽管路抽出一股汽流J，不经再热器而直接进中压缸，用于冷却中压缸转子叶根。
应该注意计算中压缸门杆漏汽和轴封漏汽的做功量。
①由高压加热器H1的热平衡方程计算D1
D（h-h）=D（h-h）
其中
h——为一号高加的抽汽焓
h——为一号高加的疏水焓
h——为一号高加的进口水焓
h——为一号高加的进口水焓
入口水温度可以通过一号高加的的疏水温度和下端差确定，出口水温度可以通过一号高加的的疏水温度和上端差确定，一号高加的疏水温度即一号高加抽汽压力下的饱和温度。
经由焓熵表差得
t=274.39
h=1207.71kj/kg
可得
t=t-t=274.39+1.7=276.09
t=t+t=274.39–5.5=268.89
查水蒸汽表得
=1211.96kJ/kg
=1176.72kJ/kg
经计算最终得到
D===0.0183
②由高压加热器H2的热平衡方程计算D2
由于2号高加利用了1号高加的疏水放热量，得到2号高加的热平衡方程为
D（h-h）+D（h-h）=D（h-h）
D==0.0732
由物质平衡方程得到H2的疏水量为
D=D+D=0.0183+0.0732=0.0915
③再热蒸汽量计算
计算再热蒸汽流量D，必须要考虑高压缸轴封漏气量，由已知条件，高压缸漏汽量由L、N、M、L1、N1、M1六部分组成，即：
=D+D+D+D+D+D=3.027+0.089+0.564+3.437+0.101+0.639=7.857t/h
由高压缸物质平衡可得
D=D--D
由本章第一节计算出的结果可得：
D=D+D-D=D-45=+20
D=D--D=D-20--D=0.9085D-27.857
④由高压加热器H3的热平衡方程计算D3
锅炉给水经除氧器进入3号高加前要经过给水泵，在给水泵的作用下给水的焓值会有一定程度的上升，由已知条件可知给水泵出口压力为20.13MP，由除氧器工作压力，可知除氧器出口水温为167.43，查得给水泵出口焓为719.00kJ/kg
由于中压缸门杆漏汽K引入3号高压加热器，在计算3号高加抽汽量时需要考虑中压缸门杆漏汽在加热器中的放热量因此，3号高加的热平衡方程为
D（h-h）+D（h-h）+D（h-h）=D（h-h）
D=0.04125-1.125
利用物质平衡得到
D=D+D=0.0915+0.04125=0.13275
⑤由高压加热器H3的热平衡方程计算D4
-9暖风器汽源取自第4级抽汽，其疏水仍返回除氧器回收,高压缸的轴封漏气同样进入除氧器（L1、L）
除氧器的出水量
D=D+D=D+55
考虑以上诸多情况后，除氧器的热平衡方程为
（D-D）（h-h）+D（h-h）+D（h）=D（h-h）
则除氧器的抽汽量为
D=
+D=0.00942+3.30+3.31+9.70+0.55=0.00942-16.86
除氧器进水量
D=D-D----D=0.8578-58.32
⑥由低压加热器H5的热平衡方程计算D5
由于忽略了，凝结水泵带来的焓升，5号低加的入口水焓值近似等于6号低加的出口水焓值，而且5号低加没有利用上一级的疏水加热，因此计算方法类似于1号高加，其热平衡方程为
D（h-h）=D（h-h）
易求得D=0.05542-3.232
5号低加的疏水量
D=D=0.05542-3.232
⑦由由低压加热器H6的热平衡方程计算D6
计算方法类似于D2计算结果为
=0.0265-1.545
6号低价的疏水量为：
D=+D==0.08192-4.777
⑧由由低压加热器H7的热平衡方程计算D7
七号低加的热平衡方程如下
D（h-h）=D（h-h）+D（h-h）
解得7号低加的抽汽量为
D=
D=0.02965-1.729
可求得七号低加的疏水量为
D=D+D=0.1116-8.260
⑨8号低加的抽汽量计算
将8号低加，轴封加热器T，凝汽器热井看做一个整体，列热平衡方程如下
D（h-h）=D（h-h）+D（h-h）+D（h-h）+D
式中D为轴封加热器流量，由已知条件得到高压缸的轴封漏汽（N1、N）
中压缸的轴封漏汽（R）低压缸轴封排汽T，进入轴封加热器因此易得轴封加热器的流量
D=D+D+D+D=89+564+190+660=1.503t/h
轴封加热器压力P：
98KPa疏水比焓415kj/kg
凝汽器内压力已知，忽略凝汽器端差和过冷度，可得凝结水温度为低压凝汽器下的饱和温度30.640779℃，忽略凝结水泵带来的焓升，通过查阅水蒸汽性质表可得凝结水焓为h=129.9kJ/kg
通过以上条件可得8号低加抽汽量为
D=
=0.0285-1.482
8号低加的疏水量为
D=D+D=0.1401-9.718
⑩凝汽器流量计算
由凝汽器热井物质平衡计算凝汽器流量
D=D-D-D-D
=0.8578-58.32-0.1401-9.718-1.503-95
=0.7177-155.541
由汽轮机物质平衡进行凝汽器流量校核
D=D--
=D-0.29766+29.32
使用在本章第一节计算的结果
D=D+D-D=D-45=+20
得到
D=0.7023D+89.32
D与D误差很小满足工程要求
计算结果汇总
将以上计算的各段抽汽量汇总于下表
各段名称
流量D（t/h）
各点比焓（kj/kg）
D
0.0183
3132.9
D
0.0732
3016
D
0.9085D-27.857
冷段：
3026.47
热段：
3536.6
D
0.04125-1.125
3317.7
D
0.00942-16.86
3108.2
D
0.05542-3.232
2912.9
D
0.0265-1.545
2749.5
D
0.02965-1.729
2649.5
D
0.0285-1.482
2491.1
D
0.7177-155.541
2333.8
0.293766-29.32
㈣汽轮机汽耗计算和功率校核
①计算汽轮机内功率
考虑轴封，门杆，暖风器等的用汽量有以下公式
W=Dh+Dq--Dh--D（h-h）-D（h-h）
为各个部分的漏汽量
由已知条件配合H—S图
W=1186.9742D-5102.45kj/h
②有功率方程求D
W=（P++）3600=2.37
由W=W
D=2001.56t/h
③求各级抽汽量及功率校核
W=W+
=2366912824
计算误差
=0.130%<1%
满足工程要求
各项汽水流量，及功率指标总结
项目
数量（t/h）
项目
抽汽量
汽轮机汽耗
2001.56
第四级抽汽
91.8
锅炉蒸发量
2066.56
第五级抽汽
108.8
给水量
2021.56
第六级抽汽
52.03
再热蒸汽量
1808.730
第七级抽汽
51.68
第一级抽汽
36.99
第八级抽汽
56.13
第二级抽汽
147.98
汽轮机排汽
1295.332
第三级抽汽
82.265
㈤热经济型指标计算
①
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