国产N300MW机组发电厂原则性热力系统毕业设计.docx
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国产N300MW机组发电厂原则性热力系统毕业设计
国产N300MV机组发电
厂原则性热力系统毕业设计目录
毕业设计任务
第一章原则性热力系统的计算
第二章汽轮机汽热量及各项汽水流量计算
第三章热经济指标计算
第四章全面热力系统的分板建议
小结
附图一、二、三
毕业设计任务
题目:
国产N300MV机组发电厂原则性热力系统的拟定,计算与分析
(额定工况)
内容及要求:
一、根据给定条件拟定发电厂的原则性热力系统。
二、用热平衡法理行额定工况的热力系统计算,求出系统各部分的汽水流量,发电功率及主要经济指标。
三、根据计算结果分析拟定系统的可靠性、经济性。
主要原始资料
(一)、锅炉型式及有关数据
1、型号:
DG1000/170-I型
2、额定蒸发量:
1000t/h
3、一次汽压力:
16.76Mpa,温度555C
4、二次汽压力(进/出)3.51/3.3Mpa
5、温度(进/出)335C/555°C
6、汽包压力:
18.62Mpa
7、锅炉热效率:
90.08%
&排污量:
Bw=5t/h
(二)汽轮机型式及额定工况下的有关数据:
1、汽轮机型式:
N300-16.18/550/550型中间再热凝汽式汽轮机、四缸四排汽、汽缸及轴封系统情况见附图。
2、额定功率:
300MW
3、主汽门前蒸汽压力:
16.181Mpa,温度550C
4、中压联合汽门前蒸汽压力:
3.225Mpa,温度550C
5、额定工况给水温度:
262.5C
6、额定工况汽机总进汽量:
970T/H。
7、背压:
0.0052Mpa,排汽焓2394.4KJ/kg。
&各级抽汽参数如下表
回热级数
1
2
3
4
5
6
7
8
抽汽压力ata
5.31
3.6
9
1.51
0.77
8
0.50
0.2
3
0.0817
0.0172
抽汽温度C
384
337
434.
6
345
292.
4
233
123.8
2515.8(焓)
抽汽管通压损%
4
4
4
4
4
4
4
4
加热器传热端差C
-1
-1
0
0
0
3
3
3
疏水端差C
8
8
8
9、加热器散热损失:
高加1%除氧器4%低加0.5%,轴加4%
10、给水泵用小汽机驱动,汽源来自第四级抽汽、排汽入主凝汽
器。
汽耗量41.878t/h,排汽参数0.00672Mpa,2481.11KJ/kg,给水压力21.3Mpa。
给水泵功率7295KVV给水泵内效率nb=82.66%。
11、除氧水箱距给水泵入口净高度HZ=22m主泵配有前置泵。
12、主机采用射水抽汽器维持凝汽器真空。
13、额定工况厂用汽量30T/H,压力0.778Mpa。
14、各项压力损如下:
1)主汽门及调门压损2%
2)中压联合汽门压损2%
3)再热管道压损10%
4)、中、低压缸连通管压损2%
5)小汽机进汽管及阀门压损10%
15、门杆漏汽量:
项目
单位
符号
数值
到
高压主汽门漏汽量
kg/H
Dm1
802.8
除
高压调节汽门漏汽量
kg/H
Dm2
2722.4
氧
中压主汽门漏汽量
kg/H
Dm3
472.8
器
中压调节门漏汽量
kg/H
Dm4
563.6
到
轴
高压主汽门漏汽量
kg/H
Dm5
80.8a
封
高压调节汽门漏汽量
kg/H
Dm6
156.6
加
中压主汽门漏汽量
kg/H
Dm7
179.2
执
八、、
中压调节汽门漏汽量
kg/H
Dm8
225.2
器
(三)其他资料
1、全厂汽水损失:
D=7t/h
2、凝升泵压力:
1.67MP1
3、补充水压力:
0.441Mpa,温度20C
4、汽轮机机械效率:
nj=0.993
5、发电机效率:
nd=0.987
6、扩容器效率:
98%
7、环境参数:
0.098Mpa,20C。
(四)轴封系统见附图:
各段抽汽参数(kg/h)如下:
#1—
—8753.4;
#10—
—1535.2
#2—
—2898.9;
#11—
—1272.6;
#3—
—631.1;
#12—
—110.9;
#4—
—106.8;
#13—
—70.1;
#5
—61.8;
#14—
—254.2;
#6—
—2952.1;
#15
—78.3;
#7—
—710.9;
#16—
—226.3;
#8—
—99.3;
#17—
—119.85;
#9—
—57.6;
本系统为国产300MV汽轮机(N300-16.18/550/550)配用970t/h汽包炉的发电厂原则性热力系统,锅炉包压力18.62Mpa,汽轮机为单轴、四缸四排汽,再热凝汽式机组。
该机组设有八级不调整抽汽,分别送入三台高加,一台压力式除氧器和四台低压加热器、三台高加设有内置式过热段和疏水冷却段、四号低加设有内置式过热段、系统中设有轴封加热器一台、加热器疏水采用逐级自流式,高加疏水逐级自流入除氧器,低加疏水逐级自流入主凝汽器,轴加疏水也自流入凝汽器。
系统设有有两台容量分别为50%的汽动给水泵,汽源来自第四段抽汽,排汽送入主凝汽器,另设有一台容量为50%的电动给水泵备用,每台泵均配有前置泵,并与主泵同轴拖动。
除氧器采用滑压运行方式,系统中设有除氧器再循环泵一台。
机组第四段抽汽中部分供给厂用汽,厂用汽系统不考虑回收,轴封均压箱汽源亦由四抽供给,轴封汽分级利用。
凝汽器配有两台射水抽汽器,以维持凝汽器真空,另设有两台射水泵和一只射水箱,并以循环水作补充。
锅炉设有单级连续排污利用系统,扩容蒸汽送入除氧器,浓缩后的排污水经排污冷却器,回收部分热量给化学补充水,并符合排放标准后再排入地沟,化学补充水进排污冷却器送入凝汽器。
机组采用I、H级串联旁路系统。
第一章原则性热力系统
1—1过程线绘制及汽水参数表
一、做汽态线
0点:
R=16.181Mpato=55OCho=3436KJ/kg
0点:
P0'=16.181x(1-2%)
=15.86Mpa
10=548.7Ch
0'=3436KJ/kg
1点:
P1=5.31Mpat
1=384Ch
1=3149KJ/kg
2点:
P2=3.69Mpat
2=337Ch
2=3066KJ/kg
2'点
:
P2'=3.225Mpat
2'=550C
h2'=h2h=3565KJ/kg
2〃点:
P2〃=3.225x(1-2%)=3.111Mpa
t
2〃=548Ch
2〃=h2'3565KJ/kg
3点:
P3=1.51Mpa
t
3=434.6Ch
3=3330KJ/kg
4点:
P4=0.778Mpa
t
4=345Ch
4=3151KJ/kg
5点:
P5=0.50Mpa
t
5=292.4Ch
5=3048KJ/kg
6点:
P6=0.23Mpa
t
6=233Ch
6=2935KJ/kg
6'点:
P6'=0.23x(1-2%)=0.225Mpa
t
6'=232.7Ch
6'=h62935KJ/kg
7点:
P7=0.0817Mpa
t
7=123.8Ch
7=2726KJ/kg
n点:
Pn=5.2x103Mpahn=2394.4KJ/kg
二、各工作点汽水参数汇总表(见下页)
项目
单位
各计算点数值
GJ3
GJ2
GJ1
CY
DJ4
DJ3
DJ2
DJ1
DZ
n
抽汽压力Pc
MPa
5.31
3.69
1.51
0.778
0.50
0.23
0.0817
0.0172
0.0052
抽汽温度t
C
384
337
434.6
345
292.4
233
123.8
57
抽汽焓值h
KJ/kg
3149
3066
3330
3151
3048
2935
2726
2515.8
2394.4
抽汽压损厶Pc
%Pc
4
4
4
4
4
4
4
4
加热器压力Pc'
MPa
5.10
3.5424
1.4496
0.746
9
0.48
0.220
8
0.78
0.0165
0.951
Pc压力下饱和水温tb
C
265
243
197
168
150
123
93
56
33.6
Pc'压力下饱和水焓tb
KJ/kg
1160
1053
838
709
634
518
389
234
140.6
抽汽发热量q=h-tb
KJ/kg
1989
2013
2492
2441
2414
2417
2336
2281.8
加热器端差St
C
-1
-1
0
0
0
3
3
3
加热器出口水温ts=tb-St
C
266
244
197
168
150
120
90
53
加热器出口水压Ps
MPa
21.3
21.3
21.3
1.67
1.67
1.67
1.67
加热器出口水焓
KJ/kg
1163
1059
848
709
633
504
378
223
加热器进口水焓
KJ/kg
1059
848
709
633
504
378
223
141
疏水焓值
KJ/kg
1095
875
745.5
634
518
389
234
336
疏水端差
C
8
8
8
1—2轴封漏汽量及门杆漏汽量的计量及整理
一、轴封漏汽计算
1、对高压缸
DZfqI=Dk1-D#2=8753.4-2898.9=5854.5kg/h
DZfq进口=D2-D#3=2898.8-631.1=2267.8kg/h
Dq即出口=B6-D#7=2952.1-710.9=2241.2kg/h
DZfq皿进口=D3+D4=631.1-106.8=737.9kg/h
Dq皿出口=D#7+Dfr8=710.9-99.3=810.2kg/h
Djx进口=D#4-d#5=106.8+61.8=168.6kg/h
Djx出口=D#8+D#9=99.3-57.6=156.9kg/h
Dzj进口=D#5=61.8kg/h
Dzj出口=D#9=57.6kg/h因均压箱的压力与温度已知,查表得hjx=2778KJ/kg2、对中压缸:
Dq皿=0io-D#ii=1535.2-1272.6=262.6kg/h
DZfq皿=D11-D#12=1272.6+110.9=1383.5kg/h
汽温为高压缸排汽温度,查表得hzfq祗口=3575KJ/kg
Djx出口=D#14-D#15254.2-78.3=175.95kg/h
Djx进口=D#12-D#13=110.9+80.1=181kg/h
DZj出口=D#15=78.3kg/h
DZj进口=D#13=70.1kg/h
Djx=175.9+81=356.9kg/h
DZj=78.3+70.1=148.4kg/h
3、对低压缸:
Djx=4X(D#16+Bi7)=4x(226.3+119.85)=1384.6kg/h
DZj=4xD#i7=479.4kg/h
hzfhI=3436KJ/kg
hzfg即进口=3436KJ/kg
hzfg即出口=3066KJ/kg
hzfgiv=(2267.8x3436+2201.2x
3066)/(2267.8+2201.2)=3253.76KJ/kg
hzfg皿进口=(3436x631.1+2778x
106.8)/(631.1+106.8)=3340.76KJ/kg
hzfg皿出口=(3066x7109+2778x99.3)/(710.9+99.3)=3030.7KJ/kg
hzfz皿进口=(1272.6x3565+2778x
110.9)/(1272.6+110.9)=3501.9KJ/kg
hzf皿=(3340.76x737.9+3030.7x810.2+1383.5x3501.9)/(737.9
+810.2+1383.5)=3331.12KJ/kg
hzf皿=hzr=3565KJ/kg
轴封漏汽至轴加总汽量:
DzFzj=D#5+D#9+D#13+4xD#17+D#15=57.6+61.8+70.1+4x119.85+78.3
=747.2kg/h
hzj=[(D#5+D#9+D#13+4xD#17)x2778+h6xD#15]/(D#5+D#9+D#13+4x
D#17+D#15)=[(57.6+61.8+70.1+4x119.85)x2778+2935x
78.3]/747.2
=2794.45KJ/kg
二、门杆漏汽量的整理
高压主汽门、调门门杆漏汽至除氧器:
Dnmw=802.8+2722.4=3525.2kg/h
中压主汽门、调门门杆漏汽至除氧器:
Dngzw=472.8+563.6=1036.4kg/h
高压主汽门、调门门杆漏汽至轴加:
Dmgzg=802.8+156.6=237.4kg/h中压主汽门、调门门杆漏汽至轴加:
Dngzg=179.2+225.2=404.4kg/h至除氧器的门杆与轴封漏汽之和:
Df=Dngg.+Dnw=3525.2+1036.4+2267.8+2241.2=9070.6kg/hhzf=(2267.8*3436+2241.2*3066+3525.2*3436+1036.4*3565)/9070.6
=3359.32KJ/kg
至轴加的门杆漏汽与轴封漏汽之和:
Dzf=DzFzj+DngGZJ+Dngzzj=747.2+237.4+404.4=1389kg/hhzf=(747.2*2794.45+237.4*3436+404.4*3565)/1389=3128.5KJ/kg
1—3锅炉连续排污系统的计算一、给水焓的计算:
因除氧器水箱距给水泵入口净高度为22m,即为22X0.09807=0.215754Mpa,则给水泵进口压力为(除氧器压力+0.21575Mpa)=0.7469+0.215754=0.962654Mpa查表得进口比容得0.00112496n3/kg
给水泵出口压力21.3Mpa,t=168C查表得出口比容:
0.00109682
mVkg
△tgsngb(出口压力X出口比容-进口压力X进口比容)
△tgs=(21.3X0.00109682X103-0.962654X0.00112496X
103)/0.8266
=26.95kJ/kg
压力(Mpa
饱和温度「C)
饱和汽焓(kJ/kg)
饱和水焓(kJ/kg)
Ppw=18.62
tpw=359.84
hpw=2483.37
tpw=1759.43
R=0.778
tpw'=169.29
hk=2768
tpw'=716
锅炉连续排污系统汽水参数表(表5)
、排污扩容器计算
tpwk
tpw
0Ck=
Xa
tpw
o
pw
=(1759.43*0.98-716)/(2768-716)*5/970=0.002532709
apw=apw—ak=5/970-0.002532709=0.002621929
(一)补充水量Dbs份额abs、给水量Dgs份额ags的计算
Dnhi
twP
D)s=Ds+Dpw+D厂用汽
abs=7/970+0.002621929+30/970=0.040766258
Dgs=D+Ds+Dng+DO
ags=apw+aqs+amg+ao=(5+7+3.7626+970)/970=1.01625
(二)排污水冷却器计算
列热平衡方程式:
apw(tpw-tpw)nk=abs(tbs-tbs)
所以常温常压下,水温值和水焓的千卡数一致,而1kcal/kg
又因为t'Pw=8+tbsC所以tbs=t'bs-8C
因为tbs=20C(环境温度)
所以tbs-tbs=t'pw-(8+20)X4.1868=t"pw-117.2304
apw(tPio-t'pw)nL=abs(tpio-114.2304)
—n
tpw
=(0.002621929*716*0.98*0.40766258*117.2304)/(0.0407662
58
+0.002621929*0.98)=152.7KJ/kg
符合排放标准
152.7kj/kg<209.34kj/kg(50kcal/kg)
bs
pw
-8
也31H,
GJs
DsL7i;
4.1868=t'pw-33.4944=152.7-33.4944=119.2056kj/kg
(三)回热系统的计算
1、GJ的计算
II
[a1(h1-tb1)+azf(hzf-tb1)nir=ags(tgs1-tgs2>]
11II—
_gs(tgs1tgs2)zf(hzft)jr
a1=
(h1tb1)jr
1.01625(11631059)0.006035567(34361095)0.99
(31491095)0.99
=0.045096549
as1=a1+a才=0.04509654册0.006035567=0.051132116
2、GJ的计算
D-:
h:
[a2(h2-tb2)+as1(tb1-tb2)]叶『=ags(tgs2-tgs3)
_gs(tgs2tgs3)si(tb1tb2)j「
a2=
(h2tb2)j
1.01625(1054848)0.050884383(1085871)0.99
(3066871)0.99
=0.091377158
3、给水泵中给水^升△tgs的计算
已知:
给水泵出口压力为21.3Mpatbx=168C
U〃=0.00109682mi/kg
R=0.09807*22+0.7469=0.962654Mpa
3
U‘=0.00112496m/kg
33
A_1021.30.001096820.9626540.0011249610
△tgs=
0.8266
则GJ进口水箱焓为tgs4=tcy+^Tgs=709+26.95=735.95KJ/kg
所以I3=tgs3-tgs4=843-735.95=107.05KJ/kg
4、GJ的计算:
因为as2=a2+as1=0.142261541
nir[a3(h3-tb3)+as2(tb2-tb3)+aZf(h:
f-tb3)]
=ags(tgs3-tgs4)
_gs(tgs3tgs4)
a3=
33
s2(tb2tb3)jrzf(hzftb3)jr
(h3tb3)jr
1.01625107.050.1422615410.99(871745.8)0.000270721(3565745.8)0.99
(3330745.8)0.99
=0.035335533
as3=as2+a3=0.142261541+0.035335533=0.177597074
5、除氧器CY的计算
a2f=0.002337938
h
:
f=3436KJ/kg
a:
f=0.002310515
h
:
f=3066KJ/kg
ak=0.002532709
h
k=2768KJ/kg
a4=?
h
4=3151KJ/kg
am1=0.003634226
h
m1=3436KJ/kg
am2=0.001068453
h
m2=3565KJ/kg
as3=0.177597074
tbs=745.8KJ/kg
a'n=?
tgs5=628.7KJ/kg
列出各工质的份额、焓值
ajs=0.001768247hjs=2778KJ/kg
列质平衡式
_26
ocgs+ajx—as3+azf+azf+
ak+am+am2+a4+a
n—ags
-(
26
as3+azf+azf+
ak+am1+am2+a4)+ajx
=1.01625+0.001768247-(0.177597074+0.002337938+0.002310
515+0.002532709+0.003634226+0.001068453+a4)
=0.828537332-a4
热平衡式:
a4»+akhk+as3+tb3+antgs5+a:
h;+amlhm1+am2hm2=(agstcy
+ajxhjx)/ncy
3151a4+0.002532709X2768+0.177597074X745.8+a;X628.7
+0.003634226X3436+0.002310515X3066+0.002337938X3436+0.001068453X3565=(1.01625)709+0.001768247X2778X/0.96
解方程(a),(b)得a4=0.025327101
6、DJ4的计算
热平衡方程:
an=0.803210231
a5(h5-tb5)njr=an(tgs5-tgs6)
a5(3048-634)X0.995=0.803210231(629-49
a5=0.0444754695
as5=0.0444754695
6)
hl
7、DJ
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