热力发电厂课程设计660MW凝汽式机组全厂原则性热力系统计算.docx

1、热力发电厂课程设计660MW凝汽式机组全厂原则性热力系统计算660MW凝汽式机组全厂原则性热力系统计算（设计计算）一、计算任务书（一）计算题目国产660MW凝汽式机组全厂原则性热力系统计算（设计计算）（二）计算任务1. 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-s图上绘出蒸汽的气态膨胀线；2.计算额定功率下的气轮机进汽量Do，热力系统各汽水流量Dj、Gj；3.计算机组的和全厂的热经济性指标；4. 绘出全厂原则性热力系统图，并将所计算的全部汽水参数详细标在图中（要求计算机绘图）。（三）计算类型定功率计算（四）热力系统简介某火力发电场二期工程准备上两套660MW燃煤汽轮发电机组，

2、采用一炉一机的单元制配置。其中锅炉为德国BABCOCK公司生产的2208t/h自然循环汽包炉；气轮机为GE公司的亚临界压力、一次中间再热660MW凝汽式气轮机。 全厂的原则性热力系统如图5-1所示。该系统共有八级不调节抽汽。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0.9161Mpa压力除氧器的加热汽源。 第一、二、三级高压加热器均安装了内置式蒸汽冷却器，上端差分别为-1.7、0、-1.7。第一、二、三、五、六、七级回热加热器装设疏水冷却器，下端差均为5.5。 气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

3、氧器。然后由气动给水泵升压，经三级高压加热器加热，最终给水温度达到274.8，进入锅炉。 三台高压加热器的疏水逐级自流至除氧器，第五、六、七级低压加热器的疏水逐级自流至第八级低压加热器；第八级低加的疏水用疏水泵送回本级的主凝结水出口。 凝汽器为双压式凝汽器，气轮机排气压力4.4/5.38kPa。给水泵气轮机（以下简称小汽机）的汽源为中压缸排汽（第四级抽汽），无回热加热其排汽亦进入凝汽器，设计排汽压力为6.34kPa。 锅炉的排污水经一级连续排污利用系统加以回收。扩容器工作压力1.55Mpa，扩容器的疏水引入排污水冷却器，加热补充水后排入地沟。 锅炉过热器的减温水（）取自给水泵出口，设计喷水量为

4、66240kg/h。 热力系统的汽水损失计有：全厂汽水损失（）33000kg/h厂用汽（）22000kg/h(不回收)、锅炉暖风器用气量为65800kg/h,暖风器汽源（）取自第4级抽汽，其疏水仍返回除氧器回收，疏水比焓697kJ/kg。锅炉排污损失按计算植确定。 高压缸门杆漏汽（和）分别引入再热热段管道和均压箱SSR，高压缸的轴封漏汽按压力不同，分别引进除氧器（和）、均压箱（和）。中压缸的轴封漏汽也按压力不同，分别引进除氧器（）和均压箱（和）。从均压箱引出三股蒸汽：一股去第七级低加（），一股去轴封加热器SG（），一股去凝汽器的热水井。各汽水流量的数值见表1-1表1-1 各辅助汽水、门杆漏汽、

5、轴封漏汽数据汽、水点代号汽水流量（kg/h）18243896624029082099323625721369汽水比焓（kJ/kg）3397.23397.23024.33024.33024.33024.33169汽、水点代号汽水流量（kg/h）1551278522000658003300012705821汽水比焓（kJ/kg）347334743169.03169.084.13397.2（五）原始资料1.汽轮机型以及参数（1）机组刑式：亚临界压力、一次中间再热、四缸四排汽、单轴、凝汽式气轮机；（2）额定功率Pe=660MW；（3）主蒸汽初参数（主汽阀前）p0=3.232MPa，t0=538；（4）

6、再热蒸汽参数（进汽阀前）： 热段prh=3.232MPa；tth=538； 冷段prh=3.567MPa；tth=315；（5）汽轮机排汽压力pc=4.4/5.38kPa,排汽比焓hc=2315kJ/kg。2.机组各级回热抽汽参数见表1-2表1-2 回热加热系统原始汽水参数抽汽管道压损Pj%33353333项 目单位H1H2H3H4H5H6H7H8抽汽压力PjMPa5.9453.6681.7760.9640.4160.2260.1090.0197抽汽焓hjkJ/kg3144.23027.13352.23169.02978.52851.02716.02455.8加热器上端差t-1.70-1.72

7、.82.82.82.8加热器下端差t15.55.55.55.55.55.55.5水侧压力pwMPa21.4721.4721.470.9162.7582.7582.7582.758（2）最终给水温度tfw=274.8；（3）给水泵出口压力ppu=21.47MPa，给水泵效率pu=0.83（4）除氧器至给水泵高差Hpu=22.4m；（5）小汽机排汽压力pc,xj=6.27kPa；小汽机排汽焓hc,xj=2315.6kJ/kg3.锅炉型式及参数（1）锅炉型式：德国BABCOCK-2208t/h一次中间再热、亚临界压力、自然循环汽包炉；（2）额定蒸发量Db=2208t/h（3）额定过热蒸汽压力Pb=1

8、7.42Mpa； 额定再热蒸汽压力pr=3.85MPa；（4）额定过热汽温tb=541；额定再热汽温tr=541；（5）汽包压力pdu=18.28MPa；（6）锅炉热效率b=92.5%。4.其他数据（1）汽轮机进汽节流损失pl=4%， 中压缸进汽节流损失p2=2%；（2）轴封加热器压力psg=102KPa, 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5-2；（4）锅炉暖风器耗汽、过热器减温水等全厂汽水流量及参数见表5-2；（5）汽轮机机械效率m=0.985；发电机效率g=0.99；（6）补充水温度tma=20；（7）厂用点率=0.07。5.简化条件

9、（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焓升。二 、热力系统计算(一)汽水平衡计算1.全厂补水率ma全厂汽水平衡如图1-3所示，各汽水流量见表1-4。将进、出系统的各流量用相对量表示。由于计算前的气轮机进汽量Do为未知，故预选Do=2033724kg/h进行计算，最后校核。 L pl全厂工质渗漏系数L=DL/DO=33000/2033724=0.0162263锅炉排污系数 b1hl=Dbl/DO=22000/2033724=0.0108175其余各量经计算为 厂用汽系数 pl=0.01081 减温水系数 sp=0.02974 图1-3全厂汽水平衡图 暖风机疏水系数 nf=

10、65800/2033724=0.032354439由全厂物质平衡补水率 ma=pl+hl+L=0.01081+0.0108175+0.0162263=0.03585382.给水系数fw由图1-3所示，1点物质平衡 b=o+L=1+0.162263=1.01622632点物质平衡 fw=b+bl-sp=1.01622+0.005408-0.02974=0.99193.各小汽流量系数sg,k按预选的气轮机进汽量DO和表1-1原始数据，计算得到门杆漏汽、轴封漏汽等各小汽的流量系数，填于表1-1中。（二）气轮机进汽参数计算1.主蒸汽参数 由主汽门前压力po =16.68Mpa,温度 to=538,查水

11、蒸气性质表， 得主蒸汽比焓值h0=3397.1kJ/kg.主汽门后压力p0=(1-p1)p0=(1-0.04)16.68=16.0128Mpa由p0=16.0128Mpa, h0= h0=3397.1kJ/kg,查水蒸气性质表，得主汽门后气温t0=535.254。表2-5 全厂汽水进出系统有关数据名称全厂工质渗漏锅炉排污厂用汽暖风器过热器减温水汽（水）量kg/h3300011000220006580060483离开系统的介质比焓3397.21760.33108.23108.2724.7返回系统的介质比焓83.783.783.7687724.72.再热蒸汽参数由中联门前压力prh=3.232Mp

12、a,温度trh=538,查水蒸气性质表，得再热蒸汽比焓值 hrh=3538.9029kJ/kg.中联门后再热气压prh=(1-p2)prh=(1-0.02)3.232=3.16736Mpa由prh=3.1673Mpa, hrh= hrh=3538.9029kJ/kg,查水蒸气性质表,得中联门后再热气温trh=537.716.(二)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.计算详表见表2-6. 表5-4 轴封加热器物质热平衡计算项 目汽水量Gi,kg/h2908209932362572136915512785127017790汽水系数i0.0014290.0010

13、3200.00159111.7760.0006730.00076260.00136940.00062440.0087455汽水点比焓hi3024.33024.33024.33024.33169.0347434743217.7总焓ihi4.32173.12114.81193.82272.13272.64434.75732.009123.6325平均比焓 23.6729/0.0087455=2702.292.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2-7表5-5 均压箱平均蒸汽比焓计算 项 目汽水量Gi,kg/h15512785257220993899396汽水系数i0.

14、00076260.0006730.0012640.0010320.00019130.0039263汽水点比焓hi347431693024.33024.33397.2总焓ihi2.649272.133053.82273.121070.6498812.3759平均比焓 12.3759/0.0039263=3152.13.凝汽器平均压力计算由psl=4.40kpa,查水蒸气性质表,得tsl=30.54; 由ps2=5.38kpa,查水蒸气性质表,得ts2=34.19;凝汽器平均温度ts=0.5（tsl +ts2）=0.5（30.54+34.19）=32.365;查水蒸气性质表,得凝汽器平均压力ps=

15、4.854kpa;将所得数据与表5-1的数据 一起,以各抽气口的数据为节点,在h-s图上绘制出气轮机的气态膨胀过程线,见图2-14 P0=116.0128 prh=3.232pht p0=16.68 t0=535.29 prh=3.167 trh=538 t0=538 2 hrh=3538.9 0 h0=3397.2 t3=446.1 0 t1=385.6 3 h3=3352.2 P1=5.945 1 h1=3144.2 p3=1.776 2 t2=320 4 t4=354.6 H2=3.27.1 p4=0.964 5 t5=354.6 h5=53169 prh=3.232 p2=3.668

16、p5=0.416 t6=191.1 6 h6=2851 P6=0.226 t7=120.2 单位：p-MPa 7 h7=2716t- p7=0.109 t8=59.7 h-kJ/kg 8 h8= 2455.8 p8=0.0197 C hc=2315.6 pc=0.0049 x=0.899 skJ(kgk) 图2-14气轮机的气态膨胀过程线 （四）各加热器进、出水参数计算首先计算高压加热器H1。加热器压器1：1=（1-p1）P1=（1-0.03）5.945=5.766MPa式中 1第一抽汽口压力；P1抽汽管道相对压损；又P1=5.766MPa，查水蒸气性质表得加热器饱和温度ts,1=272.9H

17、1出水温度tw,1： tw,1= ts,1-t =272.9-（-1.7）=274.6式中 t 加热器上端差。H1疏水温度td1 ： Td1= tw,1+t1=243.4+5.5=248.9式中 t1 加热器下端差，t1=5.5 tw,1进水温度，其值从高压加热器H2的上端差t计算得到 已知加热器水侧压力Pw=20.47MPa,由t1=274.6,查的H1出水比焓hw,1=1204.5kJ/kg由tw,1=243.4,pw=20.47MPa, 查得H1进水比焓hw,1=1056.0kJ/kg 由td1=248.9, 1=5.766MPa, 查得H1疏水比焓hd,1=1080.4kJ/kg.至此

18、,高温加热器H1的进、出口汽水参数已经全部算出。计算高压加热器H2加热器压器2：2=（1-p2）P2=（1-0.03）3.668=3.557MPa式中 2第二抽汽口压力；P2抽汽管道相对压损；又P2=3.557MPa，查水蒸气性质表得加热器饱和温度ts,2=243.4H2出水温度tw,2： tw,2= ts,2 -t =243.4-0=243.4式中 t 加热器上端差。H2疏水温度Td，2 ： Td，2= tw,2+t2=208.3+5.5=213.5式中 t2 加热器下端差，t2=5.5 tw,2进水温度，其值从高压加热器H3的上端差t计算得到 已知加热器水侧压力Pw=20.47MPa,由t

19、2=243.4,查的H2出水比焓hw,2=1056.0kJ/kg由tw,2=208.3,pw=20.47MPa, 查得H2进水比焓hw,2=897.2kJ/kg 由td，2=213.5, 2=3.557MPa, 查得H2疏水比焓hd,2=914.2kJ/kg.至此,高温加热器H2的进、出口汽水参数已经全部算出。计算高压加热器H3加热器压器3：3=（1-p3）P3=（1-0.03）1.776=1.722MPa式中 3第三抽汽口压力；P3抽汽管道相对压损；又P3=1.722MPa，查水蒸气性质表得加热器饱和温度ts,3=204.9H3出水温度tw,3： tw,3= ts,3-t=204.9- (-

20、1.7)=206.6式中 t加热器上端差。H3疏水温度td3 ： Td3= tw,3+t3=179.2+0=179.2式中 t3 加热器下端差，t3=0 tw,3进水温度，其值从处氧气器H4的上端差t计算得到 已知加热器水侧压力Pw=20.47MPa,由t3=206.6,查的H3出水比焓hw,3=889.7kJ/kg由tw,3=179.2,pw=20.47MPa, 查得H3进水比焓hw,3=769.9kJ/kg 由td，3=179.2, 3=1.722MPa, 查得H3疏水比焓hd3=759.9kJ/kg.至此,高温加热器H3的进、出口汽水参数已经全部算出。计算高压加热器H4加热器压器4：4=

21、（1-p4）P4=（1-0.05）0.964=0.9158MPa式中 4第四抽汽口压力；P4抽汽管道相对压损；又P4=0.9158MPa，查水蒸气性质表得加热器饱和温度ts,4=176.0H4出水温度tw,4： tw,4= ts,4-t4 =176.0-0=176.0式中 t4加热器上端差。H4疏水温度td4 ： Td4= tw,4+t4=141+5.5=146.5式中 t4 加热器下端差，t4=5.5 tw,4进水温度，其值从底压加热器H5的上端差t计算得到 已知加热器水侧压力Pw=0.9161MPa,由t4=176.0,查的H4出水比焓hw,4= 745.4kJ/kg由tw,4=141,p

22、w=0.9161MPa, 查得H4进水比焓hw,4= 593.7kJ/kg 由td，4=146.5, 4=0.9158MPa, 查得H4疏水比焓hd,4= 617.3kJ/kg.至此,高温加热器H4的进、出口汽水参数已经全部算出。计算低压加热器H5加热器压器5：5=（1-p5）P5=（1-0.03）0.416=0.403MPa式中 5第五抽汽口压力；P5抽汽管道相对压损；又P5=0.403MPa，查水蒸气性质表得加热器饱和温度ts,5= 143.8H5出水温度tw,5： tw,5= ts,5 -t5 = 143.8-2.8=141式中 t5加热器上端差。H5疏水温度td5 ： Td5= tw,

23、5+t5=120.3+5.5=125.8式中 t5 加热器下端差，t5=5.5 tw,5进水温度，其值从高温加热器H6的上端差t计算得到 已知加热器水侧压力Pw=2.758MPa,由t5=2125.8,查的H5出水比焓hw,5= 530.1kJ/kg由tw,5=120.3,pw=2.758MPa, 查得H5进水比焓hw,5= 506.7kJ/kg 由td，5=125.8, 5=0.403MPa, 查得H5疏水比焓hd,5= 528.5kJ/kg.至此,高温加热器H5的进、出口汽水参数已经全部算出。计算低压加热器H6加热器压器6：6=（1-p6）P6=（1-0.03）0.226=0.219MPa

24、式中 6第六抽汽口压力；P6抽汽管道相对压损；又P6=0.219MPa，查水蒸气性质表得加热器饱和温度ts,6= 123.1H6出水温度tw,6： tw,6= ts,6-t= 123.1-2.8=120.3式中 t加热器上端差。H6疏水温度td6 ： Td6= tw,6+t6=89.3+5.5=94.8式中 t6 加热器下端差，t6=5.5 tw,6进水温度，其值从低压加热器H7的上端差t计算得到 已知加热器水侧压力Pw=2.758MPa,由t6=120.3,查的H6出水比焓hw,6= 506.7kJ/kg由tw,6=89.3,pw=2.758MPa, 查得H6进水比焓hw,6= 376.0k

25、J/kg 由td，6=94.8, 6=0.219MPa, 查得H6疏水比焓hd,6= 397.2kJ/kg.至此,高温加热器H6的进、出口汽水参数已经全部算出。计算低压加热器H7加热器压器7：7=（1-p7）P7=（1-0.03）0.109=0.076MPa式中 7第七抽汽口压力；P7抽汽管道相对压损；又7=0.076MPa，查水蒸气性质表得加热器饱和温度ts,7= 92.1H7出水温度tw,7： tw,1= ts,7-t= 92.1-2.8=89.3式中 t 加热器上端差。H7疏水温度td7 ： Td7= tw,1+t7=56.1+5.5=61.6式中 t 加热器下端差，t7=5.5 tw,

26、7进水温度，其值从低压加热器H8的上端差t计算得到 已知加热器水侧压力Pw=2.758MPa,由t7=89.3,查的H7出水比焓hw,7= 376.07kJ/kg由tw,7=56.1,pw=2.758MPa, 查得H7进水比焓hw,7= 237.09kJ/kg 由td，7=61.6, 7=0.076MPa, 查得H7疏水比焓hd,7= 257.8kJ/kg. 至此,高温加热器H7的进、出口汽水参数已经全部算出。计算低压加热器H8加热器压器8：8=（1-p8）P8=（1-0.03）0.0197=0.019MPa式中 8第八抽汽口压力；P8抽汽管道相对压损；又P8=0.019MPa，查水蒸气性质表

27、得加热器饱和温度ts,8= 58.9H8出水温度tw,8： tw,8= ts,8-t = 58.9-2.8=56.1式中 t 加热器上端差。H8疏水温度td8 ： Td8= tw,8+t8=32.78+5.5=38.28式中 t8 加热器下端差，t8=5.5 tw,8进水温度，其值从低压加热器SG的上端差t计算得到 已知加热器水侧压力Pw=2.758MPa,由t8=56.1,查的H8出水比焓hw,8= 237.09kJ/kg由tw,8=32.78,pw=2.758MPa, 查得H8进水比焓hw,8= 139.7kJ/kg 由td，8=38.28, 8=0.019MPa, 查得H8疏水比焓hd,

28、8= 160.27kJ/kg.至此,高温加热器H8的进、出口汽水参数已经全部算出。现将计算结果列于表2-8。 表2-8 回热加热系统汽水参数计算项 目单位H1H2H3H4H5H6H7H8SG 汽 测抽汽压力PjMPa5.9453.6681.7760.9640.4160.2260.1090.019抽汽比焓hjkJ/kg3144.23027.13352.23169.01978.52851.02716.02455.82976.5抽汽管道压损pj%33333333加热器侧压力PjMPa5.7663.5571.7220.9150.4030.2190.0760.0190.102气侧压力下饱和温度ts272.9243.4204.9176.0143.8123.