熱力發(fā)電廠課程設(shè)計(jì)

1、一、課程設(shè)計(jì)題目火力發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)擬定和計(jì)算二、課程設(shè)計(jì)目的 進(jìn)一步鞏固本課程中所學(xué)到的專業(yè)理論，訓(xùn)練電廠工程師必備的專業(yè)技能，著重培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，以適應(yīng)將來(lái)從事電力行業(yè)或非電力行業(yè)專業(yè)技術(shù)工作的實(shí)際需要。三、課程設(shè)計(jì)要求1、 熟練掌握發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)擬定和計(jì)算的方法、步驟；2、 培養(yǎng)熟練查閱技術(shù)資料、獲取和分析技術(shù)數(shù)據(jù)的能力；3、 培養(yǎng)工程技術(shù)人員應(yīng)有的嚴(yán)謹(jǐn)作風(fēng)和認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度。4、全部工作必須獨(dú)立完成。四、課程設(shè)計(jì)內(nèi)容國(guó)產(chǎn)300MW汽輪機(jī)發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)擬定和計(jì)算（額定工況）（1）、原始資料A、制造廠提供的原始資料a、汽輪機(jī)型式和參數(shù) 國(guó)產(chǎn)N300-

2、16.18/550/550機(jī)組 p0=16.18MPa, t0=550, pr1=3.58MPa, tr1=336.8, pr2=3.23MPa, tr2=550, pc=0.0051Mpab、回?zé)嵯到y(tǒng)參數(shù) pfw=21.35MPa, pcw=1.72MPa項(xiàng)目 單位 一抽 二抽 三抽 四抽 五抽 六抽 七抽 八抽加熱器編號(hào) H1 H2 H3 H4 H5 H6 H7 H8抽汽壓力 MPa 5.16 3.58 1.46 0.744 0.476 0.27 0.082 0.0173抽汽溫度 383.9 336.8 434.6 345 292.4 231.9 123.8 56.9端差 -0.5 2 0

3、 0 0 2 3 3注：各抽汽管壓降取5%P； 各加熱器效率取0.97; 下端差取6 各軸封漏汽量(kg/h)：Dsg1=5854（去H1）Dsg2=262.5（去H3）Dsg3=4509（去H4）Dsg4=2931.5（去H7）Dsg5=452（去C）Dsg6=508（去SG） 各軸封漏汽焓(kJ/kg)：hsg1=3383.7 hsg2=3508.6 hsg3=3228.8 hsg4=3290.5 hsg5=2716.8 hsg6=2749.9c、鍋爐型式和參數(shù) 國(guó)產(chǎn)DG1000/16.67/555型亞臨界中間再熱自然循環(huán)汽包爐 額定蒸發(fā)量1000t/h 過(guò)熱蒸汽參數(shù)psu=16.67MP

4、a,tsu=555 汽包壓力pb=18.63Mpa 給水溫度tfw=260鍋爐效率b=0.92管道效率p=0.96B、其他已知數(shù)據(jù) 汽機(jī)進(jìn)汽節(jié)流損失0.02Po 中壓汽門節(jié)流損失0.02Pr2 鍋爐排污量Dpw=0.01Db 全廠汽水損失DL=0.01Db 化學(xué)補(bǔ)充水壓力0.39 Mpa，溫度20 機(jī)電效率mg=0.9924*0.987 排污擴(kuò)容器效率f=0.98 排污擴(kuò)容器壓力Pf=0.8（2）任務(wù)A、擬定發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)B、繪制發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)圖C、發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)計(jì)算（額定工況）a、作汽輪機(jī)熱力過(guò)程線b、作汽水參數(shù)表c、鍋爐連續(xù)排污利用系統(tǒng)計(jì)算d、高加組計(jì)算e、除氧器計(jì)算f、

5、低加組計(jì)算g、汽輪機(jī)汽耗量及各項(xiàng)汽水流量計(jì)算i、汽輪機(jī)功率校核j、熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)計(jì)算5、 設(shè)計(jì)計(jì)算書A、 擬定發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)：該發(fā)電廠為凝氣式電廠，規(guī)劃容量300MW，選用凝氣式機(jī)組，蒸汽初參數(shù)：過(guò)熱蒸汽壓力p0=16.18MPa，溫度t0=550。該系統(tǒng)共有八級(jí)不調(diào)節(jié)抽汽，其中第一、二、三級(jí)抽汽分別供三臺(tái)高壓加熱器，第五、六、七、八級(jí)抽汽分別供四臺(tái)低壓加熱器，第四級(jí)抽汽作為除氧器的加熱熱源。三臺(tái)高壓回?zé)峒訜崞骶O(shè)有疏水冷卻器和內(nèi)置式蒸汽冷卻器，同時(shí)設(shè)有內(nèi)置式蒸汽冷卻器的還有H5低壓加熱器。18號(hào)加熱器均采用疏水逐級(jí)自流的疏水方式，其中三臺(tái)高加疏水最后流入除氧器，四臺(tái)低加和軸封冷卻器疏水最終

6、流入凝汽器。B、繪制發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)圖C、發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)計(jì)算（1） 計(jì)算原始資料1、 汽輪機(jī)型式及參數(shù)（1） 機(jī)組型式：亞臨界、一次中間再熱、三缸二排汽、單軸凝氣式汽輪機(jī)；（2） 額定功率：300MW；（3） 主蒸汽參數(shù)：p0=16.18MPa，t0=550；（4） 再熱蒸汽參數(shù)：冷段：pr1=3.58MPa,tr1=336.8；熱段：pr2=3.23MPa, tr2=550；（5） 汽輪機(jī)排汽壓力：pc=0.0051MPa，排汽干度：取xc=0.93，排汽比焓：查圖知hc=2392.6kj/kg。2、 回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)參數(shù)（1） 機(jī)組各級(jí)回?zé)岢槠麉?shù)表（表1-1）(端差值為自己選擇 與

7、本組其他同學(xué)不同)項(xiàng)目單位H1H2H3H4H5H6H7H8抽汽壓力PjMPa5.163.581.460.7440.4760.270.0820.0173抽汽溫度tj383.9336.8434.6345293.4231.9123.856.9抽汽焓kj/kg3151.53068.53330.23151.63050.62931.32725.62603.5加熱器上端差-0.52000233加熱器下端差888水側(cè)壓力pwMPa21.3521.3521.350.69941.721.721.721.72抽汽管道壓損%66666666(2) 給水溫度：tfw=260，給水焓hfw：1133.5kj/kg。(3)

8、 小汽輪機(jī)排汽壓力：pc,xj=0.0068MPa，汽耗量0.034Do（自己選取）。3、 鍋爐型式及參數(shù)（1） 鍋爐型式：國(guó)產(chǎn)DG300/16.67/555型亞臨界中間再熱自然循環(huán)汽包爐；（2） 額定蒸發(fā)量：Db=1000t/h;（3） 額定過(guò)熱蒸汽壓力：pb=16.67MPa，額定再熱蒸汽壓力：pr=3.7MPa；（4） 額定過(guò)熱蒸汽溫度：tb=555，額定再熱氣溫：tr=555；（5） 汽包壓力：pdu=18.63MPa；（6） 鍋爐熱效率：b=0.9127（7） 管道效率：p=0.9854、 其他數(shù)據(jù)（1） 汽輪機(jī)進(jìn)汽截流損失：，中壓缸進(jìn)汽截流損失：；（2） 軸封加熱器壓力：0.095

9、MPa，軸封加熱器進(jìn)汽比焓：hsg=2749.9kj/kg;（3） 軸封漏汽數(shù)據(jù)（表1-2）（假設(shè)D0=900t/h）軸封漏汽點(diǎn)1（去H1）2（去H3）3（去H4）4（去H7）5（去C）6（去SG）漏汽量Dsgj，kg/h5854262.545092931.545250814517漏汽比焓hsgj,kj/kg3383.73508.63223.83290.52716.82749.9漏汽系數(shù)asgj 0.0065 0.0003 0.00500.00330.00050.00060.0162(4) 汽輪機(jī)機(jī)械效率：m=0.9924，發(fā)電機(jī)效率：g=0.987；(5) 化學(xué)補(bǔ)充水壓力：Pma=0.39M

10、Pa;補(bǔ)充水溫度：tma=20；(6) 鍋爐排污量：Dpw=0.01Db;排污擴(kuò)容器效率：f=0.98，壓力Pf=0.8MPa(7) 各加熱器效率：0.98；(8) 廠用電率：=0.07；(2) 簡(jiǎn)化條件1、 忽略凝結(jié)水泵介質(zhì)的比焓升；2、 忽略加熱器和抽汽器管道間的散熱損失。（3） 汽輪機(jī)進(jìn)汽參數(shù)的計(jì)算1、 主蒸汽參數(shù) 由主汽門前壓力p0=16.18MPa，溫度t0=550 ，查水蒸氣性質(zhì)表知主蒸汽比焓值h0=3435.656kj/kg。 主汽門后壓力p0'=（1-p1）p0=0.98*16.18=15.856MPa，由h0'=h0=3435.656kj/kg,查焓熵圖知主汽

11、門后氣溫t0'=548.9 。2、 再熱蒸汽參數(shù)由高壓缸出口壓力pr1=3.58MPa,溫度tr1=336.8，查焓熵圖知冷段再熱蒸汽比焓值hr1=3072.4kj/kg。由中聯(lián)門前壓力pr2=3.23MPa，溫度tr2=550，查焓熵圖知熱段再熱蒸汽比焓值hr2=3566.3kj/kg。主汽門后壓力prh'=（1-p2）*prh=0.98*3.23=3.165MPa。由prh'=3.165MPa，hr2'=hr2=3566.3kj/kg,查焓熵圖知中聯(lián)門后氣溫tr'=549.9 。qrh=hr2-hr1=3566.3-3072.4=493.9kj/kg

12、.根據(jù)以上數(shù)據(jù)以及表1-1各抽汽壓力點(diǎn)參數(shù)，在h-s圖上繪制出汽輪機(jī)的汽態(tài)膨脹過(guò)程曲線如下：（四）各加熱器進(jìn)、出口參數(shù)計(jì)算（見(jiàn)表1-3）表1-3 回?zé)嵯到y(tǒng)計(jì)算點(diǎn)參數(shù)項(xiàng)目單位H1H2H3H4H5H6H7H8SGC數(shù)據(jù)來(lái)源加熱蒸汽抽汽壓力pjMpa5.163.581.460.7440.4760.270.0820.01730.0051已知抽汽壓損pj%55 555555已知加熱器汽側(cè)壓力pj'MPa4.9023.4011.3870.70680.45220.25650.07790.01640.095pj'=（1-pj）pj抽汽焓hjkj/kg3157.73073.93331.53152

13、.63049.32931.92726.12602.12392.6查焓熵圖軸封汽焓hsgjKj/kg3383.73508.63228.83290.52749.92716.8已知pj'飽和水溫度tsj262.71243.86197.02165.34149.99129.9794.1556.9697.933.23由pj'查焓熵圖pj'飽和水焓hj'Kj/kg1148.321056.03838.97698.85632.22546.25394.44238.43139.17由pj'查焓熵圖被加熱水加熱器端差j-0.520002330已知加熱器出口水溫度tj263.21

14、241.86197.02165.34149.99127.9791.1553.96tsj-j加熱器水側(cè)壓力pwMPa21.3521.3521.350.69941.721.721.721.72已知加熱器出口水焓hwjKj/kg1149.181049.00847.95697.2632.98538.72383.08227.35由pw、tj查焓熵圖疏水疏水冷卻器端差555疏水冷卻器出口水溫ts'246.3202.1172.9ts'=tj+1+疏水冷卻器后疏水焓hwjdKj/kg1067.5862.5826.0查焓熵圖1）計(jì)算給水泵焓升：假設(shè)除氧器水面高度Hpu=20 m，則泵入口靜壓為：

15、=+Hpu=0.6994+975×10-6×9.8×20=0.8905 MPa除氧器至給水泵水的平均密度，kg/m3；給水泵內(nèi)介質(zhì)的平均壓力：=0.5（+）=0.5×（21.35+0.6994）=11.12 MPa給水泵內(nèi)介質(zhì)的平均比焓：取=697.2 kJ/kg，（除氧器出口飽和水比焓）根據(jù)=11.12 MPa，=697.2 kJ/kg查h-s圖，得介質(zhì)的平均比容=0.001099 m3/kg則給水泵內(nèi)介質(zhì)平均焓升為：取泵的效率pu=0.8464，=-=26.56 kJ/kg2）計(jì)算高壓加熱器H1：加熱器壓力：p1=p1 -p1=5.16×（

16、1-0.06）=4.85 MPa式中：p1、p1分別為第一抽汽口壓力及管道壓損；由p1=4.85MPa，查h-s圖得加熱器汽側(cè)飽和水溫為tsl=262.1；H1出口水溫t1=tsl-1=262.1-(-0.3)=262.4；1加熱器上端差；H1疏水溫度t1'= tj+1+=238.3+8=246.3；:加熱器下端差；3）根據(jù)pw,1=21.35 MPa，t1=262.1，查h-s圖，得H1出口水比焓為hw,1=1145.0kj/kg; 根據(jù)p1=4.85 MPa，t1'=246.3，查h-s圖，得H1疏水比焓為hd,1=1067.5 kJ/kg。至此，高壓加熱器H1的進(jìn)、出口汽

17、水參數(shù)已全部算出，同理，可得H2H8各級(jí)的進(jìn)、出口汽水參數(shù)，如表1-3所示。(5) 鍋爐連續(xù)排污利用系統(tǒng)及有關(guān)流量計(jì)算。（見(jiàn)表1-4） 由于計(jì)算前汽輪機(jī)進(jìn)汽量未知，故選取D0=900t/h進(jìn)行計(jì)算，最后校核。表1-4 相關(guān)流量及排污利用系數(shù)各點(diǎn)比焓值計(jì)算序號(hào)項(xiàng)目符號(hào)單位計(jì)算公式及數(shù)據(jù)來(lái)源數(shù)值絕對(duì)值相對(duì)值1進(jìn)入汽輪機(jī)做功的蒸汽D0kg/hD012汽輪機(jī)總進(jìn)汽量D0'kg/hD0+Dsg1+Dsg2+Dsg3+Dsg4+Dsg5+Dsg61.016177D01.0161773鍋爐蒸發(fā)量Dbkg/hD0'+Dl1.027321D01.0273214鍋爐連續(xù)排污量Dblkg/h0.01

18、Db0.0111445鍋爐給水量Dfwkg/hDb+Dbl1.038465D01.0384656鍋爐排污水比焓hbkJ/kg由汽包壓力pb=18.63MPa查得1818.57排污擴(kuò)容器的蒸汽比焓hfkJ/kg擴(kuò)容器壓力pf=0.8MPa，干度x=0.98查表2726.68排污擴(kuò)容器的排污水比焓hbl'kJ/kg由擴(kuò)容器壓力pf=0.8MPa查表726.79擴(kuò)容蒸汽系數(shù)fblhb'h=fhf+(bl-f)hbl'0.00557110擴(kuò)容器排污水系數(shù)ablbl-f0.00557311補(bǔ)充水量Dmakg/hDl+Dbl'0.016715D00.01671512補(bǔ)充水比

19、焓hmakJ/kg由pma和tma查表84.313排污冷卻器出口補(bǔ)充水比焓hmakJ/kgbl'（hbl'-hbl）h=ma（hma'-hma）244.1（六）各項(xiàng)抽汽系數(shù)計(jì)算根據(jù)各個(gè)加熱器熱平衡可知： （1）H1加熱器熱平衡方程為 即 (1)（2）H2加熱器熱平衡方程為即 (2)（3）H3加熱器熱平衡方程為即(3)（4） 除氧器物質(zhì)平衡方程為 即 H4加熱器熱平衡方程為 代入得.(4)（5）H5加熱器熱平衡方程為即 (5)（6）H6加熱器熱平衡方程為即 .(6)（7）H7加熱器熱平衡方程為即 (7)（8） H8加熱器和SG軸封加熱器為計(jì)算方便，將H8與SG作為一個(gè)整體

20、考慮，采用圖 所示的熱平衡范圍來(lái)列出物質(zhì)平衡式。由熱井的物質(zhì)平衡式，可得根據(jù)吸熱量=放熱量寫出熱平衡方程式將消去，即(8)采用并聯(lián)法解上述8個(gè)方程，方程（1）（8）經(jīng)代入數(shù)據(jù)、整理最后得如下形式寫成矩陣方程 即 其中 代入數(shù)據(jù)得，用計(jì)算機(jī)解方程組得 汽輪機(jī)通流部分流量平衡：用凝汽器質(zhì)量平衡驗(yàn)算： 二者相等說(shuō)明計(jì)算正確。（7） 計(jì)算匯總及核算1. 新汽量校核及汽輪機(jī)各項(xiàng)汽水流量 (1) 計(jì)算凝汽的比內(nèi)功為 (2) 計(jì)算各級(jí)抽汽做功不足系數(shù)如下表：表1-5的計(jì)算式0.81940.04990.04090.76500.08830.06750.60990.05990.03650.49370.0103 0

21、.005080.42660.03200.01370.39070.05240.02050.25760.04520.01160.13610.01350.001840.19760.64390.00650.004190.72500.00030.000220.54000.00500.00270.58330.00330.001920.21060.00050.000110.23210.00060.000140.00928則汽輪機(jī)新汽耗量 與假設(shè)值接近誤差 故可知假設(shè)合理。 表1-6汽輪機(jī)各項(xiàng)汽水流量項(xiàng)目符號(hào)系數(shù)axDx=ax*D0 (t/h)項(xiàng)目符號(hào)系數(shù)axDx=ax*Dc (t/h) 汽機(jī)總汽耗1.016177914.5593鍋爐給水1.038465934.6185再熱蒸汽0.8618735.12蒸發(fā)量1.027321924.5889排汽0.6363572.67化學(xué)補(bǔ)充水0.01671515.0435一級(jí)抽汽0.049944.91連續(xù)排污擴(kuò)容蒸汽0.0055715.0139二級(jí)抽汽 0.088379.47小汽輪機(jī)用汽0.03430.6三級(jí)抽汽0.055930.31排污水0.0055735.0157四級(jí)抽汽0.0103 9.23去H1漏汽0.00655.85五級(jí)抽汽 0.032028.8去H3漏汽0.00030.27六級(jí)抽