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
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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()33000kg/h\厂用汽()23000kg/h(不回收)、锅炉暖风器用气量为65400kg/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(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(),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、轴封漏汽数据
漏气点代号
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
漏气量(kg/h)
1824
389
66240
2908
2099
3236
2572
1369
漏气比焓(kJ/kg)
3397。
2
3397。
2
3024。
3
3024.3
3024。
3
3024.3
3169
漏气点代号
⑨
⑩
漏气量(kg/h)
1551
2785
22000
65800
33000
1270
5821
漏气比焓(kJ/kg)
3473
3474
3169。
0
3169.0
84.1
3397.2
(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=16.58MPa,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。
。
69。
78
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
项目
单位
H1
H2
H3
H4
H5
H6
H7
H8
抽汽压力Pj
MPa
5.945
3。
668
1.776
0。
964
0.416
0。
226
0.109
0。
0997
抽汽焓hj
kJ/kg
3144。
2
3027.1
3352。
2
3169。
0
2978.5
2851。
0
2716.0
2455。
8
加热器上端差δt
℃
—1.7
0
-1。
7
——
2。
8
2。
8
2.8
2.8
加热器下端差δt1
℃
5。
5
5.5
——
5。
5
5。
5
5.5
5.5
5。
5
水侧压力pw
MPa
21.47
21。
47
21。
47
0.916
2。
758
2.758
2。
758
2。
758
抽汽管道压损△Pj
%
3
3
3
5
3
3
3
3
(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
(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αma
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。
αLαpl
全厂工质渗漏系数
αL=DL/DO=33000/2033724=0。
0162263
锅炉排污系数αb1
αhl=Dbl/DO=22000/2033724=0.0108175
其余各量经计算为α
厂用汽系数αpl=0.01081
减温水系数αsp=0.02974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+αbl-αsp=
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=16.58Mpa,温度to=538℃,查水蒸气性质表,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)16.58=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
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/h
33000
11000
22000
65800
60483
离开系统的介质比焓
3397。
2
1760。
3
3108.2
3108.2
724.7
返回系统的介质比焓
83。
7
83。
7
83.7
687
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
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
⑩
Σ
汽水量Gi,kg/h
2908
2099
3236
2572
1369
1551
2785
1270
17790
汽水系数αi
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
总焓αihi
4。
3217
3.1211
4.8119
3。
8227
2.1327
2.6443
4。
7573
2。
0091
23。
6325
平均比焓
23.6729/0.0087455=2702.29
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
⑨
⑧
⑦
⑤
②
Σ
汽水量Gi,kg/h
1551
2785
2572
2099
389
9396
汽水系数αi
0。
0007626
0.000673
0.001264
0。
001032
0。
0001913
0.0039263
汽水点比焓hi
3474
3169
3024。
3
3024。
3
3397.2
总焓αihi
2。
64927
2.13305
3.8227
3.12107
0.64988
12。
3759
平均比焓
12。
3759/0.0039263=3152.1
3。
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℃;
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