热力发电厂课程设计-1000MW凝汽式发电机组全厂原则性热力系统的设计Word文档下载推荐.doc
《热力发电厂课程设计-1000MW凝汽式发电机组全厂原则性热力系统的设计Word文档下载推荐.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《热力发电厂课程设计-1000MW凝汽式发电机组全厂原则性热力系统的设计Word文档下载推荐.doc（38页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
0.003D0,送到第七级加热器；
低压轴封漏气量：
0.0014D0，送到轴封加热器；
锅炉连续排污量：
0.005Db。
其它数据参考教材或其它同等级汽轮机参数选取。
1.3设计说明书中所包括的内容
1.原则性热力系统的拟定及热力计算；
2.全面性热力系统设计过程中局部热力系统的设计图及其说明；
3.全面性热力系统过程中管道的压力、工质的压力、温度、管道的大小、壁厚的计算；
4.全面性热力系统的总体说明。
目录
1.引言 1
1.1设计目的 1
1.2设计原始资料 1
1.2.1汽轮机形式及参数 1
1.2.2锅炉型式及参数 1
1.2.3回热系统 2
1.2.4其它小汽水流量参数 2
1.3设计说明书中所包括的内容 2
2.原则性热力系统 2
2.1发电厂原则性热力系统的组成 2
2.2发电厂原则性热力系统的拟定内容 3
2.3发电厂的型式及规划容量的确定 3
2.4主机的选择 3
2.4.1汽轮机的选择 3
2.4.2锅炉的选择 3
2.5辅助热力系统 3
2.5.1厂用辅助热力系统 3
2.5.2废热及工质的回收利用 3
（2）除氧器的排汽的利用系统：
直接排到大气或者进入到凝汽器 3
2.5.3补水问题 3
2.6发电厂原则性热力系统的拟定 3
3全厂原则性热力系统的计算 5
3.1计算原始数据 5
3.1.1汽轮机型式及参数 5
3.1.2锅炉型式及参数 5
3.1.3回热系统及其参数 5
3.2热力计算过程 7
3.2.1整理原始数据 7
3.2.2计算汽轮机各级抽汽系数和凝汽系数 10
3.2.3汽轮机汽耗的计算及流量校核 12
3.2.4热经济性指标计算 14
3.2.5.110%工况经济指标 16
4.管道计算 17
4.1管道类别和材料 17
4.1.1主蒸汽管道设计压力及温度 17
4.1.2主蒸汽管道材料及应力计算 17
4.1.3其它管道材料和应力计算 18
4.2管道规范 18
4.2.1公称直径 19
4.2.2其他管道的公称直径及实际流速 19
4.3壁厚的计算 19
4.3.1直管壁厚计算 19
4.3.2弯管壁厚计算 20
4.4阀门 22
5.局部热力系统设计说明 23
5.1主蒸汽、再热蒸汽系统 23
5.1.1主蒸汽系统的选择 23
5.1.2主蒸汽、再热蒸汽（一、二次汽）系统的温差偏差、压损及管径的优化 24
5.2旁路系统 25
5.3给水系统 26
5.3.1给水泵的选择 26
5.3.2给水系统的全面性热力系统 26
5.3.3给水系统的运行 27
5.4回热抽汽系统 28
5.5除氧系统 28
5.6加热器疏水系统 29
5.7主凝结水系统 29
5.8全厂公用汽水系统 29
5.9主厂房内的冷却系统 30
5.9.1发电机的冷却系统 30
5.9.2汽轮机车间内的循环系统 30
5.9.3工业水系统 30
5.9.4全厂的疏水放水系统 30
总结 32
参考文献 33
1000MW热力发电厂课程设计
1.引言
1.1设计目的
1.掌握整个热力发电厂的原则性热力系统的热力计算（热经济指标的计算方法）
2.熟悉热力发电厂的全面性热力系统图主要内容及设计要求；
3.在已知数据的基础上设计并绘制发电厂原则性热力系统图；
4.计算原则性热力系统：
要求额定工况的下热力计算，计算额定工况下的热经济指标，各处的汽水流量、抽气量、疏水量、凝结水量的大小。
5.设计热力发电厂的全面性热力系统
1）对部分局部热力系统分析说明
A.主蒸汽及旁路系统，再热蒸汽及旁路系统；
B.给水系统；
C.高压、低压回热抽汽及除氧系统的说明；
D.主凝结水系统；
E.抽真空系统；
F.锅炉的排污系统；
G.厂用汽系统；
H.全厂的疏、放水系统；
I.发电机的冷却水系统；
2）设计及绘制发电厂的全面性热力系统
3）完成全面性热力系统的答辩；
6.编制热力发电厂课程设计说明书。
1.2设计原始资料
2.原则性热力系统
2.1发电厂原则性热力系统的组成
凝气式发电厂的热力系统有锅炉本体汽水系统、汽轮机本体热水系统、机炉间的连接管道系统和全厂公用汽水系统四部分组成。
锅炉本体汽水系统主要包括锅炉本体的汽水循环系统，主蒸汽及再热蒸汽（一、二次蒸汽）的减温水系统、给水调节控制回路，及锅炉排水和疏水排放系统等。
汽轮机本体热力系统主要包括汽轮机面式回热器（不含除氧器）系统、凝气系统、汽封系统、本体疏放水系统。
机炉间的连接系统主要包括主蒸汽系统，低、高温再热蒸汽系统和给水系统（包括除氧器）等。
再热式机组还有旁路系统。
全场公用汽水系统主要包括机炉特殊需要的用汽、启动用汽、燃油加热、采暖供汽、生水和软化加热系统、烟气脱硫的烟气加热系统等。
新建电厂还有启动锅炉向公用蒸汽部分供汽的系统。
因此，发电厂原则性热力系统主要由锅炉、汽轮机和以下各局部热力系统组成：
一、二次蒸汽系统，给水回热加热和除氧器系统，补充水引入系统，轴封汽及其他废热回收（汽包炉连排扩容回收，冷却发电机的热量回收）系统，辅助蒸发系统。
2.2发电厂原则性热力系统的拟定内容
1、确定发电厂的型式及规划容量；
2、选择主机（汽轮机、锅炉）；
3、确定正常工况下的辅助热力系统，绘制发电厂原则性热力系统图；
4、进行全厂原则性热力系统计算，以获得额定工况下的全厂热经济指标；
5、选择主要辅助热力设备（如给水泵、凝结水泵、除氧器及其水箱等）。
2.3发电厂的型式及规划容量的确定
由设计任务书可知，该设计热力发电的型式为凝汽式。
又由于本设计为1000MW凝汽式热力发电厂的设计，因此可将此电厂的规划容量看成是单机容量，既1000MW。
2.4主机的选择
2.4.1汽轮机的选择
（1）汽轮机的选择：
（由课程设计任务书及电厂型式确定）
凝汽式机组N1000-26.25/600/600（TC4F）
（2）单机容量选择：
1000MW
2.4.2锅炉的选择
（1）锅炉形式及容量：
（根据锅炉是汽轮机匹配选择）
HG2953/27.46YM1型变压运行直流燃煤锅炉额定蒸发量2909.03t/h
（2）锅炉参数
锅炉过热器出口额定蒸汽压力宜为汽轮机额定进气压力的105%，过热器出口额定蒸汽量温度宜比汽轮机进气温度高5℃.冷却再热器管道，再热器，热段再热蒸汽管道额定工况下的压力，分别为汽轮机额定工况高压缸排气压力的2%，4%，2%.再热器出口额定蒸汽温度宜比汽轮机中压缸额定进气温度高5℃。
2.5辅助热力系统
2.5.1厂用辅助热力系统
（1）小汽轮机用汽；
采用汽轮机第4级抽汽驱动汽动给水泵；
（2）燃油加热、烟气脱硫的烟气蒸汽加热系统等
2.5.2废热及工质的回收利用
（1）锅炉的连续排污利用系统：
排污扩容回收工质，未回收的污水热量的回收；
（2）除氧器的排汽的利用系统：
直接排到大气或者进入到凝汽器
2.5.3补水问题
（1）由于热力系统中存在漏气等工质损失，故需要对锅炉直行给水的补充，以弥补工质的损失，保证锅炉产汽平稳。
（2）补充水的补入原则：
在满足主要的技术要求之上力求合理、经济效益最高。
对什么地方补入及怎样补入有一定的要求，一般补水的温度和补入点的温度应该最小，因为换热温差最小，可用能损失越小。
如补充水温度为20℃则应从凝汽器补入，若利用了排污加热，则从除氧器补入。
（3）补充水系统设计：
补入点：
本课程设计中采用补充水经软化处理后从凝汽器补入；
补充水温度为40℃左右；
补充水量应与工质损失相等，本设计大致为0.015D0
2.6发电厂原则性热力系统的拟定
根据前面的各项设计内容可拟定出发电厂原则性热力系统。
原则性热力系统如下
34
（图一）原则性热力系统图
该热力系统图中，发电厂机组型号为：
N1000-26.25/600/600（TC4F）为上海汽轮机有限公司和德国西门子公司联合设计制造，锅炉HG2953/27.46YM1型变压运行直流燃煤锅炉及国产QSFN-300-2水-氢-氢冷发电机。
机组汽轮机为单轴四缸四排气、一次中间再热、8级不调整抽汽。
回热系统为“三高、四低、一除氧”，除氧器采用滑压式运行，七级回热加热器均设置了疏水冷却器，以充分利用本机疏水热量来加热本级主凝结水。
三级高压加热器分别都设置内置式蒸汽冷却器。
为保证安全性三台高压加热器的疏水自流至除氧器，四台低压加热器的疏水逐级自流至凝汽器。
补充水从凝汽器补入，除氧器采用第4段抽汽。
给水泵设有两台汽动式调整泵，一台电动式备用泵；
汽动式给水泵由凝汽式小汽轮机带动，其汽源来自4段抽汽，排气进入主凝汽器。
为保证锅炉的汽水品质，对凝结水需全部过程进过处理，故设有凝结水除盐装置，及相应的升压泵。
3.全厂原则性热力系统的计算
3.1计算原始数据
3.1.1汽轮机型式及参数
机组型式：
N1000-26.25/600/600（TC4F），
超超临界、一次中间再热、四缸四排气、单轴凝汽式、双背压；
额定功率：
主蒸汽参数（主气阀前）：
高压缸排气：
再热蒸汽参数：
℃
汽轮机排汽压力：
排汽比焓：
2325.9KJ/Kg
3.1.2锅炉型式及参数
锅炉型式：
过热蒸汽参数：
气饱压力：
额定蒸发量：
再热蒸汽参数：
再热器进口参数：
，℃，
再热器出口参数：
锅炉效率：
3.1.3回热系统及其参数
该机组设有S级回热抽气，即：
“三高四低一除氧”。
结合原则性热力系统图选定额定工况时各抽气参数如表1所示：
表1：
各级回热抽气参数
项目
单位
H1
H2
H3
H4
H5
H6
H7
H8
抽气压力
MPa
8.391
6.393
2.419
1.190
0.659
0.258
0.067
0.025
抽气温度
417
378
465
364
285
185
X=0.98
X=0.94
抽气焓
KJ/Kg
3170.1
3115.8
3390.1
3190.0
3035.2
2840.2
2615.8
2480.8
加热器上端差
2
-
4
加热器下端差
5
6
水侧压力
20.4
20.7
21
0.705
1.1
1.3
1.5
1.7
抽气管道压损
%
最终给水水温度：
前置泵和给水泵均由驱动汽轮机（小汽轮机）带动，其汽源取自主机第4段抽汽，排汽进入主凝汽器。
给水泵出口压力：
，给水泵效率：
0.85；
除氧器至给水泵高差：
H=21m。
小汽轮机进气压力：
进汽比焓：
小汽轮机排汽压力：
排汽比焓：
其他小汽水流量参数
高压轴封漏气量:
送至除氧器，比焓：
中压轴封漏气量:
送至7号加热器，比焓：
低压轴封漏气量:
送至轴封加热器，比焓：
锅炉连续排污量：
工质渗漏量：
集中在第四级抽汽管路上。
补水量：
其他数据的选取
各抽汽管压损为：
5%,补充水经软化处理引入主凝汽器，其水温为。
主机的机械效率，发电机效率：
，小汽轮机的机械效率，给水泵效率。
汽轮机高压缸进汽节流损失：
，中压缸进汽节流损失：
，中低压缸连通管损失：
；
各加热器的效率见具体计算。
厂用电率，忽略加热器和抽气管路上的散热损失，忽略凝结水泵的工质比焓升。
3.2热力计算过程
3.2.1整理原始数据
1.主蒸汽参数
由主气门前压力温度℃，查水蒸汽性质表，得到主蒸汽的比焓值。
主气门后压力，取新汽压损，故，由，查水蒸气性质表得到主气门后气温℃。
2.再热蒸汽参数
再热蒸汽进入中压缸的压力为：
，℃，由此查水蒸汽汽参数表得：
中压气门后压力，由，，查水蒸汽热力性质表，得到中压气门后再热蒸汽温度℃。
中压缸排汽至低压连通管压损为：
1%进入低压缸时的压力：
。
排汽压力0.006MPa，排汽干度。
在焓熵图上作该机组的汽态线（见图2）。
改机组各计算点的汽水参数如下表2所示：
（图2）N1000-26.25/600/600（TC4F）机组气态线
表2机组各计算点的汽水参数
计
算
点
设备
抽汽口
加热汽侧
被加热水侧
压力
温度
焓h
压力
饱和水温度
饱和水焓
疏水
放热量
出口温度
出口焓
端差
焓升
0
-
26.25
600
3490.1
0‘
24.502
598
1
H1
3165.7
7.991
295.0
1316.1
1272.1
1893.6
293.0
1305.3
2
97.3
H2
378
6.089
276.6
1218.3
1038.1
2077.7
274.6
1208.0
266.4
3.294
538
3538.2
3
H3
465
2.304
219.6
941.8
838.6
2551.5
941.62
171.8
4
H4
364
3190.9
1.038
181.5
770.0
769.84
100.3
5
H5
285
0.628
160.6
677.4
570.5
2464.7
158.6
669.53
153.4
6
H6
185
0.246
126.9
533.2
431.6
2408.6
122.9
516.10
166.1
7
H7
x=0.96
0.064
87.6
366.9
267.8
2348.0
83.6
350.04
98.5
8
H8
x=0.94
0.024
64.1
268.14
153.1
2327.7
60.1
251.57
100.1
c
0.005
x=0.9
2420.0
36.18
0.006
151.5
3.2.2计算汽轮机各级抽汽系数和凝汽系数
由于保温比较好，故加热器的热效率近似为：
100%。
1.高压加热组的计算
（1）高压加热器H1的热平衡计算：
H1的疏水系数：
（2）由高压加热器H2的热平衡计算：
H2的疏水系数：
（3）由高压加热器的热平衡计算：
本级计算时，高压加热器额进水焓为未知，故先计算给水泵的介质比焓升。
如图（3）所示，泵入口静压：
给水泵内介质的平均压力
给水泵内介质的品均比焓，取
根据查的给水泵的介质平均比容给水泵內焓升
给水泵出口焓
因此，高压加热器水侧焓升
高压加热器抽气系数
的疏水系数：
2.除氧器的计算
除氧器物质平衡：
即：
于是：
除氧器热平衡：
即：
联立解得：
.
由于第４级抽气还供小汽机用汽，已知水泵效率小汽轮机机械效率，于是小汽轮机汽耗系数为：
所以
故第4级抽气系数为：
3.低压加热组抽气系数：
（1）由低压加热器的热平衡计算：
（2）由低压加热器的计算：
的热平衡：
（3）低压加热器的热平衡计算：
（4）低压加热器的热平衡计算：
（5）由于进入低压加热器的进水焓为未知，故需先计算轴封加热器SG，参考同类机组取疏水加热器工作压力为，疏水比焓为、
由轴封的热平衡得：
轴封系数加热器出水比焓
低压加热器的热平衡计算
的疏水系数
4.汽轮机凝气系数的计算及检验
（1）由凝汽器的质量平衡给计算
（2）由汽轮机汽侧平衡校验
该值与由凝汽器质量平衡计算得到的相等，所以凝汽系数计算正确。
3.2.3汽轮机汽耗的计算及流量校核
（1）估算汽轮机纯凝气运行时的汽耗，锅炉热负荷及煤耗量
取由于回热而增大的汽耗子系数：
，则汽轮机汽耗：
（2）汽轮机的计算如下表3所示：
表3：
计算
气
缸
气态
线段
高
压
0-1
321.16
1-2
46.83
中
压
缸
2‘-3
220.81
3-4
157.69
4’-5
104
升级会员 