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ｈ-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，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

1

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（③）取自给水泵出口，设计喷水量为66240kg/h。

热力系统的汽水损失计有：全厂汽水损失（○14）33000kg/h\\厂用汽（○11）22000kg/h(不回收)、锅炉暖风器用气量为65800kg/h,暖风器汽源（○12）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（①和②）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（④和⑥）、均压箱（⑤和⑦）。中压缸的轴封漏汽也按压力不同，分别引进除氧器（⑩）和均压箱（⑧和⑨）。。从均压箱引出三股蒸汽：一股去第七级低加（○16），一股去轴封加热器SG（○15），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、轴封漏汽数据 汽、水点代号 ① ② 389 3397.2 ⑩ 2785 3474 ③ 66240 11 ○22000 3169.0 ④ 2908 3024.3 12 ○65800 3169.0 ⑤ 2099 3024.3 13 ○ 84.1 ⑥ 3236 3024.3 14 ○33000 3397.2 ⑦ 2572 3024.3 15 ○1270 ⑧ 1369 3169 16 ○5821 汽水流量（kg/h） 1824 汽水比焓（kJ/kg） 3397.2 汽、水点代号 ⑨ 汽水流量（kg/h） 1551 汽水比焓（kJ/kg） 3473 （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）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

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表1-2 回热加热系统原始汽水参数 抽汽管道压损△Pj % 项 目 抽汽压力Pj 抽汽焓hj 单位 3 H1 3 H2 3 H3 5 H4 3 H5 3 H6 3 H7 3 H8 MPa 5.945 3.668 1.776 0.964 0.416 0.226 0.109 0.0197 kJ/kg 3144.2 3027.1 3352.2 3169.0 2978.5 2851.0 2716.0 2455.8 -1.7 5.5 0 5.5 -1.7 —— —— 5.5 2.8 5.5 2.8 5.5 2.8 5.5 2.8 5.5 加热器上端差δt ℃ 加热器下端差δt1 ℃ 水侧压力pw MPa 21.47 21.47 21.47 0.916 2.758 2.758 2.758 2.758 （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ηpu=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/kg 3.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=17.42Mpa； 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ηb=92.5%。 4.其他数据

（1）汽轮机进汽节流损失δpl=4%， 中压缸进汽节流损失δp2=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ηm=0.985；发电机效率ηg=0.99； （6）补充水温度tma=20℃； （7）厂用点率ε=0.07。 5.简化条件

3

（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

α

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α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。 αL αpl 1 全厂工质渗漏系数

αb α0=1 αL=DL/DO=33000/2033724=0.0162263 αsp 锅炉排污系数 αα αhl=Dbl/DO=22000/2033724=0.0108175 2 αfw α 其余各量经计算为 α α 厂用汽系数 pl0.01081 减温水系数 αsp0.02974 图1-3全厂汽水平衡图 暖风机疏水系数 αnf=65800/2033724=0.032354439 由全厂物质平衡

补水率 αma=αpl+αhl+αL

=0.01081+0.0108175+0.0162263=0.0358538

2.给水系数αfw

由图1-3所示，1点物质平衡

αb=αo+αL=1+0.162263=1.0162263 2点物质平衡

αfw=αb+blαsp=

b1 spα=

ma=

α-

1.01622+0.005408-0.02974=0.9919

3.各小汽流量系数αsg,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℃,查水蒸气性质表，

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得主蒸汽比焓值h0=3397.1kJ/kg.

主汽门后压力p′0=(1-δp1)p0=(1-0.04)16.68=16.0128Mpa 由p′0=16.0128Mpa, h′0= h0=3397.1kJ/kg,查水蒸气性质表，得主汽门后气温t′0=535.254℃。

表2-5 全厂汽水进出系统有关数据 名称 汽（水）量kg/h 离开系统的介质比焓 返回系统的介质比焓 全厂工质渗漏 33000 3397.2 83.7 锅炉排污 11000 1760.3 83.7 厂用汽 22000 3108.2 83.7 暖风器 65800 3108.2 687 过热器减温水 60483 724.7 724.7 2. 再热蒸汽参数

由中联门前压力prh=3.232Mpa,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p′rh=(1-δp2)prh=(1-0.02)3.232=3.16736Mpa 由p′rh=3.1673Mpa, h′rh= hrh=3538.9029kJ/kg,查水蒸气性质表,得中联门后再热气温t′rh=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 汽水系数αi 总焓αihi 平均比焓 ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩ 15 ○Σ 汽水量Gi,kg/h 2908 2099 3236 2572 1369 1551 2785 1270 17790 0.001429 0.0010320 0.0015911 1.776 0.000673 0.0007626 0.0013694 0.0006244 0.0087455 汽水点比焓hi 3024.3 3024.3 3024.3 3024.3 3169.0 3474 3474 3217.7 23.6729/0.0087455=2702.29 4.3217 3.1211 4.8119 3.8227 2.1327 2.6443 4.7573 2.0091 23.6325 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2-7 表5-5 均压箱平均蒸汽比焓计算 项 目 汽水系数αi

⑨ ⑧ ⑦ ⑤ ② Σ 汽水量Gi,kg/h 1551 2785 2572 2099 389 9396 0.0007626 0.000673 0.001264 0.001032 0.0001913 0.0039263 5

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