热力系统计算模板.docx
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热力系统计算模板
计算原始资料:
1.汽轮机型式及参数
(1)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;
(2)额定功率:
pe=600MW
(3)主蒸汽参数(主汽阀前):
p0=16.7MPa,t0=537℃;
(4)再热蒸汽参数(进汽阀前):
热段:
prh=3.23MPa,trh=537℃
冷段:
pˊrh=3.56MPa,tˊrh=315℃
(5)汽轮机排汽压力pc=4.4/5.39MPa,排汽比焓:
hc=2333.8KJ/Kg。
2.回热加热系统参数:
(1)机组各级回热抽汽参数见表1-1;
表1-1回热加热系统原始汽水参数
项目
单位
H1
H2
H3
H4
H5
H6
H7
H8
抽汽压力pˊj
Mpa
5.89
3.59
1.6
0.74
0.305
0.13
0.07
0.022
抽汽比焓hj
KJ/Kg
3133
3016
3317
3108
2913
2750
2650
2491
抽汽管道压损δpj
%
3
3
3
3
3
3
3
3
水侧压力pw
Mpa
20.1
20.1
20
0.71
1.724
1.724
1.72
1.724
加热器上端差δt
℃
-1.7
0
0
0
2.8
2.8
2.8
2.8
抽汽温度twj
℃
380.9
316
429
323
223.2
137
88.5
2.8
加热器下端差δt1
℃
5.5
5.5
5.5
5.5
5.5
5.5
5.5
(2)最终给水温度:
tfw=274.1℃;
(3)给水泵出口压力:
ppu=20.13MPa,给水泵效率:
ηpu=0.83;
(4)除氧器至给水泵高差:
Hpu=21.6m
(5)小汽机排汽压力:
pe,xj=6.27MPa;小汽机排汽焓:
hc,xj=2422.6KJ/Kg
3.锅炉型式及参数
(1)锅炉型式:
英国三井2027-17.3/541/541;
(2)额定蒸发量:
Db=2027t/h;
(3)额定过热蒸汽压力pb=20.13MPa;额定再热蒸汽压力pr=20.13MPa;
(4)额定过热气温tb=541℃额定再热气温tr=541℃;
(5)汽包压力pdu=20.13MPa;
(6)锅炉热效率:
ηb=92.5%。
4.其他数据
(1)汽轮机进汽节流损失δp1=4%,中压缸进汽节流损失δp2=2%
(2)轴封加热器压力psg=98KPa,疏水比焓:
hd,sg=415KJ/Kg
(3)机组各门杆漏汽、轴封漏汽等小汽流量及参数见表1-2
(4)锅炉暖风器耗汽、过热器减温水等全厂性汽水流量及参数见表1-3
(5)汽轮机机械效率ηm=0.985,ηg=0.99
(6)补充水温度tma=20℃
(7)厂用电率:
ε=0.07;
(六)简化条件
(1)忽略加热器和抽汽管道的散热损失;
(2)忽略凝结水泵的介质比焓升。
二、热系统计算
(一)汽水平衡计算
1.全厂补水率αma
全厂汽水平衡如图所示,各汽水流量见表1-3.将进出系统的各流量用相对量α表示。
由于计算前汽轮机进汽量D0为未知,故预选D0=1848840Kg/h进行计算。
全厂工质渗漏系数
αL=DL/D0=30000/1848840=0.01622
锅炉排污系数
αbl=Dbl/D0=10000/1848840=0.005408
其余各量经计算为
厂用汽系数αpl=0.01081
减温水系数αsp=0.02974
暖风器疏水系数αnf=0.01893
由全厂物质平衡
补水率
αma=αpl+αbl+αL=0.01081+0.005408+0.01622=0.03244
2.给水系数αfw
由图可知:
1点物质平衡
αb=α0+αL=1+0.01622=1.01622
2点物质平衡
αfw=αb+αbl-αsp=1.01622+0.005408-0.02974=0.9919
3.各小汽流量系数αsg,k
按预选的汽轮机进汽量D0和表1-2的原始数据,计算得到门杆漏汽、轴封漏汽等各小汽流量的流量系数,填于表1-2中。
(二)汽轮机进汽参数计算
1.主蒸汽参数
由主汽门前压力p0=16.7MPa,温度t0=537℃,查水蒸气性质表,得主蒸汽比焓值:
h0=3394.4KJ/Kg。
主汽门后压力p‘0=(1-δp1)p0=(1-0.04)*16.7=16.032MPa
由p‘0=16.032MPa,h’0=h0=3394.4KJ/Kg,查水蒸气性质表,得主汽门后气温t‘0=534.2℃
2.再热蒸汽参数
由中联门前压力prh=3.234MPa,温度trh=537℃查水蒸气性质表,得再热蒸汽比焓值:
hrh=3536.6KJ/Kg
中联门后压力p‘rh=(1-δp2)prh=(1-0.02)*3.234=3.169MPa
由p‘rh=3.169MPa,h‘rh=hrh=3536.6KJ/Kg,查水蒸气性质表,得中联门后再热气温t‘rh=536.7℃
(三)辅助计算
1.轴封加热器计算
以加权平均法计算轴封加热器的平均进汽比焓hsg。
计算详见表1-4
2.均压箱计算
以加权平均法计算均压箱内的平均蒸汽比焓hjy。
计算详见表1-5
3.凝汽器平均压力计算
由ps1=4.40KPa,查水蒸气性质表,得ts1=30.54℃
由ps2=5.39KPa,查水蒸气性质表,得ts2=34.24℃
凝汽器平均温度ts=0.5*(ts1+ts2)=32.44℃
查水蒸气性质表,得凝汽器平均压力ps=4.9KPa
(四)各加热器进、出水参数计算
首先计算高压加热器H1
加热器压力p1
p1=(1-Δp1)p‘1=(1-0.03)*5.894=5.717MPa
式中p‘1——第一抽汽口压力
Δp1——抽汽管道相对压损;
由p1=5.717MPa,查水蒸气性质表,得
加热器饱和温度ts1=272.4℃
H1出水温度tw,1:
tw,1=ts1-δt=272.4-(-1.7)=274.1℃
式中δt为加热器上端差。
H1疏水温度td,1:
td,1=t‘w,1+δt1=242.3+5.5=247.8℃
式中δt1——加热器下端差,δt1=5.5℃
t‘w,1——进水温度,℃
已知加热器水侧压力pw=20.13MPa,由tw,1=274.1℃,查得H1出水比焓hw,1=1202.1KJ/Kg
由t‘w,1=242.3℃,pw=20.13MPa,查得H1进水比焓h’w,1=1050.9KJ/Kg
由td,1=247.8℃,p1=5.717MPa,查得H1疏水比焓hd,1=1075.1KJ/Kg
至此,高压加热器H1进、出口汽水参数已经全部计算出。
按同样计算,可依次计算其余加热器H2~H8的各进、出口汽水参数。
将计算结果列于表1-6
1-6回热加热系统汽水参数计算
项目
单位
H1
H2
H3
H4
H5
H6
H7
H8
SG*
抽汽压力pˊj
Mpa
5.89
3.59
1.6
0.74
0.305
0.13
0.07
0.022
2977
抽汽比焓hj
KJ/Kg
3133
3016
3317
3108
2913
2750
2650
2491
抽汽管道压损δpj
%
3
3
3
3
3
3
3
3
加热器侧压力pj
Mpa
5.72
3.49
1.6
0.72
0.296
0.126
0.07
0.021
气侧压力下饱和温度ts
℃
272
242
200
166
132.6
105.9
88.9
61.1
水侧压力pw
Mpa
20.1
20.1
20
0.71
1.724
1.724
1.72
1.724
1.72
加热器上端差δt
℃
-1.7
0
0
0
2.8
2.8
2.8
2.8
出水温度tw,j
℃
274
242
200
166
129.8
103.1
86.1
58.3
32.8
出水比焓hw,j
KJ/Kg
1202
1051
860
699
546.4
433.3
362
246.7
139
进水温度tˊw,j
℃
242
200
166
130
103.1
86.1
58.3
32.76
32.2
进水比焓hˊw,j
KJ/Kg
1051
868
727
546
433.3
361.8
245
138.8
136
加热器下端差δt1
℃
5.5
5.5
5.5
5.5
5.5
5.5
5.5
5.5
疏水温度td,j
℃
248
205
175
166
108.6
91.6
63.8
38.26
37.7
疏水比焓hd,j
KJ/Kg
1075
878
726
569
455.5
383.7
268
160.2
415
(五)高压加热器组抽汽系数计算
1.由高压加热器H1热平衡计算α1
高压加热器H的抽汽系数α1;
α1=
=
=0.07293
高压加热器的疏水系数αd,1
αd,1=α1=0.07293
2.由高压加热器H2热平衡计算α2、αrh。
高压加热器H2的抽汽系数α2
=
=0.08171
高压加热器H2的疏水系数αd,2
αd,2=αd,1+α2=0.07271+0.08175=0.1546
再热器流量系数αrh
αrh=1-α1-α2-αsg,Β-αJ-αsg,L1-αsg,N1-αsg,L-αsg,M1-αsg,M-αsg,N
=1-0.07298-0.08175-0.0001444-0.01636-0.001637-0.00004814-0.0003050-0.001859-0.00005463-0.0003456=0.8246
3.由高压加热器H3热平衡计算α3
α3=
=
=0.03848
αd,3=αd,2+α3+αsg,k=0.1546+0.03848+0.004008=0.1971
(六)除氧器抽汽系数计算
除氧器出水流量αc,4
αc,4=αfw+αsp=0.9919+0.02974=1.0216
抽汽系数α4
除氧器的物质平衡和热平衡见图,由于除氧器为汇集式加热器,进水流量αc,5为未知
α4=[αc,4(hw,4-hw,5)/ηh-αd,3(hd,3-hw,3)-αsg,L1(hsg,L1-hw,5)-αsg,L(hsg,L-hw,5)-αnf(hnf-hw,5)]/(h4-hw,5)
=[1.0216×(726.6-546.4)/1.0-0.1981×(740.1-546.4)-0.001637×(3328.1-546.4)-0.001859×(3016-546.4)-0.01893×(687-546.4)]/(3108.2-546.4)
=0.04242
(七)低压加热器组抽汽系数计算
1.由低压加热器H5热平衡计算α5
αc,5=αc,4-αd,3-α4-αsg,L1-αsg,L-αnf
=1.0216-0.1981-0.04242-0.001637-0.001859-0.01893
=0.7597
低压加热器H5抽汽系数α5
α5=
=
=0.03496
低压加热器H5疏水系数αd,5
αd,5=α5=0.03496
2.由低压加热器H6热平衡计算α6
低压加热器H6抽汽系数α6
α6=
=
=0.0219
低压加热器H6疏水系数αd,6
αd,6=α6+αd,5=0.0219+0.03496=0.05686.由低压加热器H7热平衡计算α7
α7=
=
=0.03396
低压加热器H7疏水系数αd,7
αd,7=α7+αd,6=0.03396+0.05604=0.090825
4.由低压加热器H8热平衡计算α8
α8=
=
=0.030991
低压加热器H7疏水系数αd,7
αd,8=α8+αd,7=0.030991+0.08988=0.121816
(八)凝气系数αc计算
1.小汽机抽汽系数αxj
αxj=
=
=0.03785
2.由凝汽器的质量平衡计算αc
αc=αc,5-αd,8-Σαsg-αxj-αw-αma
=0.7488-0.1200-0.0007069-0.03785-0.0003716-0.03244=0.566478
3.由汽轮机汽侧平衡校核αc
H4抽汽口抽汽系数α‘4
α‘4=α4+αxj+αnf+αpf=0.05227+0.03785+0.01893+0.01082=0.11001
各加热器抽汽系数和Σαj
Σαj=α1+α2+α3+α5+α6+α7+α8+α‘4
=0.07289+0.08175+0.03951+0.1199+0.03446+0.02158+0.03384+0.03015
=0.424949
轴封漏气系数和Σαsg,k
Σαsg,k=αsg,k++αsg,B+αsg,L1+αsg,N1+αsg,M1+αsg,L+αsg,N+αsg,M+αsg,P+αsg,R+αsg,T-αsg,S
=0.004008+0.0001444++0.001637+0.0000481+0.000305+0.001859+0.0000546+0.0003456+0.0004846+0.0001027+0.000357-0.0007637
=0.008582
凝气系数αc
αc=1-Σαj-Σαsg,k=1-0.424949-0.008582=0.566468
该值与由凝汽器质量平衡计算得到的αc相等,凝气系数计算正确。
(九)汽轮机内功计算
1.凝气流做功wc
wc=(αc-αsg,S+αsg,T)(h0-hC+qrh)-αjqrh-αsg,A(h0-h2)
=(0.55736+0.0007637+0.000357)(3394.4-2333.8+520.6)-0.01636×520.6-0.0003353×(3394.4-3016)
=886.4126847
2.抽气流做功∑wa,j
1KgH1抽汽做功wa,1
wa,1=h0-h1=3394.4-3132.9=261.5KJ/Kg
1KgH2抽汽做功wa,2
wa,2=h0-h2=3394.4-3016=378.4KJ/Kg
1KgH3抽汽做功wa,3
wa,3=h0-h3+qrh=3394.4-3317.7+520.6=597.3KJ/Kg
1KgH4抽汽做功wa,4
wa,4=h0-h4+qrh=3394.4-3108.2+520.6=806.8KJ/Kg
1KgH5抽汽做功wa,5
wa,5=h0-h5+qrh=3394.4-2912.9+520.6=1002.1KJ/Kg
1KgH6抽汽做功wa,6
wa,6=h0-h6+qrh=3394.4-2749.5+520.6=1165.5KJ/Kg
1KgH7抽汽做功wa,7
wa,7=h0-h7+qrh=3394.4-2649.5+520.6=1265.5KJ/Kg
1KgH8抽汽做功wa,8
wa,8=h0-h8+qrh=3394.4-2491.1+520.6=1423.9KJ/Kg
列于表1-7
抽汽流总内功∑wa,j
∑wa,j=α1wa,1+α2wa,2+α3wa,3+αˊ4wa,4+α5wa,5+α6wa,6
+α7wa,7+α8wa,8
=0.072891×261.5+0.081753×378.4+0.0395122×597.3+0.119861×806.8+0.0344619×1002.1+0.0215839×1165.5+0.033837×1265.5+0.030152×1423.9
=309.386KJ/Kg
3.附加功量∑wsg,k
附加功量∑wsg,k是指各小汽流量做功之和:
∑wsg,k=αsg,k(h0-hsg,k+qrh)+(αsg,L1+αsg,N1+αsg,M1)(h0-hsg,L1)+(αsg,L+αsg,N+αsg,M)(h0-hsg,L)+(αsg,P+αsg,R)(h0-hsg,P+qrh)
=0.004008×(3394.4-3536.6+520.6)+(0.001637+0.00004814+0.000305)×(3394.4-3328.1)+(0.001859+0.00005463+0.0003456)×(3394.4-3016)+(0.000485+0.000103)×(3394.4-3108.2+520.6)
=2.9773KJ/Kg
4.汽轮机内功wi
wi=wc+∑wa,j+∑wsg,k=872.016766+315.7462+2.9773=1184.38KJ/Kg
(十)汽轮机内效率、热经济性指标、汽水流量计算
汽轮机比热耗q0
q0=h0-hf+αrhqrh=3394.4-1202.1+0.8235×520.6=2621.588KJ/Kg
汽轮机绝对内效率ηi
ηi=wi/q0=1190.740274/2621.0141=0.45178
汽轮机绝对电效率ηe
ηe=ηm·ηg·ηi=0.985×0.99×0.4543052=0.440553
汽轮机热耗率q
q=3600/ηe=3600/0.440553=8171.551KJ/(kwh)
汽轮机汽耗率d
d=q/q0=8171.551/2621.0141=3.117706Kg/(kwh)
汽轮机进汽量D0:
D0=1000·d·pe=1000×3.117706×600=1870623Kg/h
给水流量Gfww
Gfw=αc,4D0=1.02164×1870623=1911104Kg/h
凝结水泵流量Gcp
Gcp=αc,5D0=0.748777284×1870623=1421043Kg/h
凝气量Dc
Dc=αcD0=0.557363859×1870623=1059648Kg/h
第一级抽汽量D1
D1=α1·D0=0.072891995×1870623=136424.6Kg/h
(十一)全厂性热经济指标计算
1.锅炉有效热量q1
q1=(αfw-αbl)(hb-hfw)+αbl(hbl-hfw)+αsp(hb-hsp)+αrhqrhˊ=(0.9919-0.005408)(3399.2-1202.1)+0.005408(1760.3-1202.1)+0.02974(3399.2-724.7)+0.82460105×527=2684.54573KJ/Kg
2.管道效率ηp
ηp=q0/q1=2621.0141/2684.54573=0.976334
3.全厂效率ηcp
ηcp=ηbηpηe=0.925×0.976334×0.4430157=0.397955
4。
全厂发电标准煤耗率
r=
=
=1.016045
1Kg标准煤的输入热量Qsb
Qsb=29300×r=29300×1.016045=29770.112KJ/Kg
发电标准煤耗bs
bs=
=
=0.30387
5.全厂热耗率qcp
qcp=29300bs=29300×0.30387=8903.391
6.全厂供电标准煤耗bsn
bsn=
=
=0.326742
抽汽压损为5%时的计算方法同上:
计算结果如以下表格:
回热加热系统汽水参数计算
项目
单位
H1
H2
H3
H4
H5
H6
H7
H8
SG*
抽汽压力pˊj
Mpa
5.89
3.59
1.6
0.74
0.305
0.13
0.07
0.022
2977
抽汽比焓hj
KJ/Kg
3133
3016
###
3108
2913
2750
2650
2491
抽汽管道压损δpj
%
5
5
5
5
5
5
5
5
加热器侧压力pj
Mpa
5.6
3.41
1.5
0.71
0.29
0.124
0.07
0.021
气侧压力下饱和温度ts
℃
271
241
199
165
132.4
105.7
88.5
61
水侧压力pw
Mpa
20.1
20.1
20
0.71
1.724
1.724
1.72
1.724
1.72
加热器上端差δt
℃
-1.7
0
0
0
2.8
2.8
2.8
2.8
出水温度tw,j
℃
273
241
199
165
129.6
102.9
85.7
58.2
32.8
出水比焓hw,j
KJ/Kg
1196
1045
857
699
545.7
432.5
361
245.1
139
进水温度tˊw,j
℃
241
199
165
130
102.9
85.7
58.2
32.76
32.2
进水比焓hˊw,j
KJ/Kg
1045
857
725
546
432.5
360.5
245
138.7
136
加热器下端差δt1
℃
5.5
5.5
5.5
5.5
5.5
5.5
5.5
5.5
疏水温度td,j
℃
247
205
174
165
108.4
91.2
63.7
38.26
37.7
疏水比焓hd,j
KJ/Kg
1071
875
738
699
454.7
382
267
160.2
415
抽汽压损为8%时回热加热系统汽水参数计算
项目
单位
H1
H2
H3
H4
H5
H6
H7
H8
SG*
抽汽压力pˊj
Mpa
5.89
3.59
1.6
0.74
0.305
0.13
0.07
0.022
2977
抽汽比焓hj
KJ/Kg
3133
3016
###
3108
2913
2750
2650
2491
抽汽管道压损δpj
%
8
8
8
8
8
8
8
8
加热器侧压力pj
Mpa
5.42
3.31
1.5
0.66
0.281
0.12
0.06
0.02
气侧压力下饱和温度ts
℃
268
239
197
164
130.9
104.5
87.4
60
水侧压力pw
Mpa
20.1
20.1
20
0.71
1.724
1.724
1.72
1.724
1.72
加热器上端差δt
℃
-1.7
0
0
0
2.8
2.8
2.8
2.8
出水温度tw,j
℃
271
239
197
164
128.1
101.7
84.6
57.2
32.8
出水比焓hw,j
KJ/Kg
1186
1037
849
693
539.2
427.4
356
240.8
139
进水温度tˊw,j
℃
239
197
164
128