某电厂330MW机组热力系统与凝结水系统设计毕业论文 - 图文

某电厂330MW机组热力系统与凝结水系统

设计毕业论文

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摘要 ................................................................................................................ 错误！未定义书签。 Abstract ......................................................................................................... 错误！未定义书签。 目录 .................................................................................................................................................. 1 前言 ................................................................................................................ 错误！未定义书签。 第一章 设计概述 ............................................................................................................................ 3

1.1设计依据 ............................................................................................................................ 3 1.2设计可行性 ........................................................................................................................ 3 1.3设计内容 ........................................................................................................................... 3 第二章 原则性热力计算 ................................................................................................................ 4

2.1设计相关已知参数 ........................................................................................................... 4

2.1.1汽轮机型式及参数 ............................................................................................... 4 2.1.2锅炉型式及参数 ................................................................................................... 5 2.1.3回热加热系统参数 ............................................................................................... 5 2.1.4其他数据 ............................................................................................................... 6 2.1.5简化条件 ............................................................................................................... 7 2.1.6全面原则性热力系统图 ....................................................................................... 7 2.2相关系统设备原则性热力计算部分 ............................................................................... 7

2.2.1热系统计算 ........................................................................................................... 7 2.2.2汽轮机进汽参数计算 ........................................................................................... 8 2.2.3各加热器进、出水参数计算 ............................................................................. 10 2.2.4高压加热器组抽汽系数计算 ............................................................................. 13 2.2.5低压加热器组抽汽系数计算 ............................................................................. 15 2.2.6 凝汽参数计算 .................................................................................................... 17 2.2.7汽轮机内功计算 ................................................................................................. 19 2.2.8汽轮机内效率、热经济指标、汽水流量计算.................................................. 22 第三章 全厂性热经济指标计算及校核 ...................................................................................... 24

3.1全厂性热经济指标计算 ................................................................................................. 24 3.2反平衡校核计算 ............................................................................................................. 27 第四章 全面性热力系统的拟定及其辅助设备 .......................................................................... 30

4.1热力系统 ......................................................................................................................... 30 4.2主蒸汽系统 ..................................................................................................................... 30 4.3再热蒸汽系统 ................................................................................................................. 32

1

4.4轴封系统 ......................................................................................................................... 34 4.5给水系统 ......................................................................................................................... 37 4.6加热器疏水系统 ............................................................................................................. 39 4.7锅炉排污利用系统 ......................................................................................................... 41 4.8辅助蒸汽系统 ................................................................................................................. 42 4.9回热系统 ......................................................................................................................... 45 4.10凝结水系统及其设备 ................................................................................................... 46 第五章 管道计算与选型 .............................................................................................................. 48

5.1管道计算所用相关资料 ................................................................................................. 48

5.1.1推荐流速资料 ..................................................................................................... 48 5.1.2 相关计算公式 .................................................................................................... 49 5.2 具体管道管径计算 ......................................................................................................... 49

5.2.1 主蒸汽相关管道 .................................................................................................. 49 5.2.2 高压加热器H1相关抽汽管道的计算 .............................................................. 50 5.2.3 高压加热器H2相关抽汽管道的计算 .............................................................. 50 5.2.4 高压加热器H3相关抽汽管道的计算 .............................................................. 51 5.2.5 通除氧器管道的计算 ........................................................................................ 51 5.2.6 低压加热器H5相关抽汽管道的计算 .............................................................. 51 5.2.7 低压加热器H6相关抽汽管道的计算 .............................................................. 52 5.2.8 低压加热器H7相关抽汽管道的计算 .............................................................. 52 5.2.9 低压加热器H8相关抽汽管道的计算 .............................................................. 52 5.3 管道的选型 .................................................................................................................. 53

5.3.1 主蒸汽相关管道选型 ........................................................................................ 53 5.3.2 高压加热器H1抽汽管道选型 .......................................................................... 55 5.3.3 高压加热器H2抽汽管道选型 .......................................................................... 55 5.3.4 高压加热器H3抽汽管道选型 .......................................................................... 56 5.3.5 通除氧器抽汽管道选型 .................................................................................... 57 5.3.6 低压加热器H5抽汽管道选型 .......................................................................... 58 5.3.7 低压加热器H6抽汽管道选型 .......................................................................... 58 5.3.8 低压加热器H7抽汽管路选型 .......................................................................... 59 5.3.9 低压加热器H8抽汽管路选型 .......................................................................... 60 参考文献 ........................................................................................................................................ 62 英文文献 ........................................................................................................................................ 63 中文翻译 ........................................................................................................................................ 79 致谢 ................................................................................................................ 错误！未定义书签。

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第一章 设计概述

1.1设计依据

本设计以具体给定参数及设计规范为根本依据，以给定热负荷预计得出结果，以国家标准设计规范为准则选择了合理的管道型号。

在设计计算中均按照《热力发电厂课程设计》、《热力发电厂》第二版等标准设计手册选取相关系数及定值参数进行计算。按照《火电力厂汽水管道零件及部件典型设计》-----2000版为规范进行选管。在热力系统确定时均以最优化为标准，使设计热经济性大最佳。

1.2设计可行性

目前火电厂机组仍然以凝汽式机组为主力机组，针对我国今年来发电机组的形式，再考虑专业发展方向，学生选择热力课题进行计算也很有意义。目前的电厂主要发展方向就是大机组、高参数，我国的主要电厂也大多采用这样的参数形式，我们设计的同时可以通过了解电厂的概况，加深我们设计的准确性及设计的全面性。同时方便我们的课程设计。

1.3设计内容

根据给定的热系统数据，进行计算原则性热力计算，校核相关汽水流量、进气量、发电量。进行对发电机组的热力经济性算，包括相关供热量、发电量、煤耗量、煤耗率及相关效率，相关热化系数。根据原则性计算结果对相关辅助设备进行相关基本尺寸计算，根据基本尺寸参照相关标准设备选型手册选择相关标准设备，并对所选辅助进行相关校核计算，纠正所选设备型号，优化电厂热力系统。

3

得出设计结论。

第二章 原则性热力计算

热力系统的一般定义是将热力设备按照热力循环的顺序用管道和附件连接起来的一个有机整体。通常回热加热系统只局限在汽轮机的范围内，而发电厂热力系统则在回热加热系统基础上将范围扩大至全厂。因此，发电厂热力系统实际上就是在回热加热系统上增加了一些辅助热力系统，如锅炉连续排污利用系统，补充水系统，热电厂还有对外供热系统等。

根据使用的目的的不同，发电厂热力系统又可分为发电厂原则性热力系统和发电厂全面性热力系统。

2.1设计相关已知参数

2.1.1汽轮机型式及参数

1) 汽轮机型号：N?330?16.65/537/537

2) 机组型式：亚临界、一次中间再热、单轴、双缸双排汽、凝汽式汽轮机 3) 额定功率：Pe?330MW

4) 主汽阀前额定蒸汽压力：P0?16.65MPa 5) 主汽阀前额定气温：t0?537℃ 6) 额定转速：3000r/min

7) 旋转方向：自机头往发电机看顺时针方向 8) 额定冷却水温：20℃

9) 维持额定功率得最高冷却水温度：33℃ 10) 额定排汽压力：pc?5.1/5.54KPa

4

11) 再热汽阀前额定蒸汽压力：prh? 3.2987MPa 12) 再热汽阀前额定蒸汽温度：trh?537℃

13) 额定工况时汽轮机主蒸汽流量：D0?1016.6t/h 14) 额定工况给水温度：tfw?274.7℃

15) 回热系统：3个高压加热器，1个除氧器，4个低压加热器，总共8级回热抽

汽

16) 给水泵驱动方式：小汽轮机带动给水泵 2.1.2锅炉型式及参数

1) 锅炉型式：一次中间再热、亚临界压力、自然循环汽包炉 2) 最大连续蒸发量：Db?1025t/h

3) 最大过热蒸汽压力：pb?18.2MPa；再热蒸汽压力：pr?3.63MPa 4) 额定过热汽温：tb?541℃；额定再热汽温：tr?541℃ 5) 汽包压力：pb?19.81MPa 6) 锅炉热效率：?b?92.5% 2.1.3回热加热系统参数

1) 机组各级回热抽汽参数见下表2-1：

项目 抽汽压力pj' 抽汽比焓hj 加热器上端差δt 加热器下端差δt1 单位 Mpa H1 5.945 表2-1回热加热系统原始汽水参数 H2 H3 H4 H5 3.61 1.63 0.803 0.341 H6 0.134 H7 0.0732 H8 0.0256 kj/kg 3142.95 3015.82 3332.2 3134.42 2939.14 2763.45 2669.23 2618.35 ℃ -1.97 0 0 0 2.78 2.78 2.78 2.78 ℃ 5.5 5.5 5.5 0 5.5 5.5 5.5 5.5 5

水侧压力pw 抽气管道压损△Pj Mpa 19.82 19.82 19.82 0.795 2.758 2.758 2.758 2.758 ％ 5 5 5 5 5 5 5 5

2) 最终给水温度：tfw?274.7℃

3) 给水泵出口压力：ppu?19.82MPa,给水泵效率：?pu?0.82 4) 除氧器至给水泵高差：Hpu?21m

5) 小汽机排汽压力：Pc,xj?6.27Kpa；小汽机排汽焓hc,xj?2422.6kj/kg 2.1.4其他数据

1) 汽轮机进汽节流损失：?p1?4%，中压缸进气节流损失：?p2?2% 2) 轴封加热器压力：psg?102ka，疏水比焓：hd.sg?415kj/kg 3) 机组各门杆漏气、轴封漏气等小流量及参数见表2-2

汽、水点代号 汽水流量（kg/h） 汽水比焓（kj/kg） 汽、水点代号 汽水流量（kg/h） 汽水比焓（kj/kg） 表2-2各辅助汽水、门杆漏气、轴封漏气数据 A B K L1 N1 M1 L 620 267 7410 3027 89 564 3437 3394.14 3394.14 3534.75 3328.1 3328.1 3328.1 3016 M R P T S J W 639 190 896 660 1412 30245 687 3016 3108.2 3108.2 2716.2 2716.2 3016.2 2337.8 N 101 3016

4) 锅炉暖风器耗汽，过热器减温水等全厂性汽水流量及参数见下表2-3

表2-3全厂进出系统有关数据

名称 汽水量，kg/h 汽水比焓（kj/kg） 返回系统水焓值（kj/kg） 全厂工质渗漏 16500 3394.14 83.86 锅炉排污 0.01D0 1760.6 83.86 厂用汽 11000 3134.42 83.86 暖风器 32900 3134.42 687 过热器减温水 22650

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5) 汽轮机机械效率?m?0.995，发电机效率?g?0.99； 6) 补充水温度tma?20℃； 7) 厂用电率 ??0.07 ； 2.1.5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 2.1.6全面原则性热力系统图

2.2相关系统设备原则性热力计算部分

2.2.1热系统计算

（一）汽水平衡计算 1．全厂补水率?ma

全厂汽水平衡如图所示，各汽水流量见表2-3，将进、出系统的各流量用相对量?表示。由于计算前汽轮机流量已知，按，最后校核。 D0?101655k9gh/全厂工质渗漏系数

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?L?DL/D0?16500/1016559?0.01623

锅炉排污系数

?bl?0.01

查表2-1-4取得，同理计算 厂用汽系数

?pl?Dpl/D0)?11000/1016559?0.01082

减温水系数

?sp?Dsp/D0?32900/1016559?0.03236

暖风器疏水系数

?nf?Dnf/D0?22650/1016559?0.02228

补水率

?ma??pl??bl??L?0.01082?0.01?0.01632?0.03705

2．给水系数?fw

由图可知，1点物质平衡

?b??0??L?1?0.01623?1.01623

物质平衡

?fw??b??bl??sp?1.01623?0.01?0.03236?0.99387

3．各小汽流量系数?sg.k

按预选的汽轮机进气量D0和表2-2原始数据，计算得到门杆漏气、轴封漏气等各小汽流量的流量系数，填于表2-2。

2.2.2汽轮机进汽参数计算

1．主蒸汽参数

由主汽门前压力P0?16.65Mpa，温度t0?537℃，查水蒸气性质表，得主蒸汽比焓值h0?3394.14kj/kg。

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'主汽门后压力P0?(1??P1)P0=(1?0.04)16.65=15.984MPa

''由P查水蒸汽性质表，得主汽门后汽温0=15.984Mpa，h0?h0?3394.14kj/kg，'t0?535.76℃。

2．再热蒸汽参数

由中联门前压力Prh?3.2987Mpa，温度trh?537℃，查水蒸气性质表，得再热蒸汽比焓值hrh?3534.75kj/kg

'中联门再热蒸汽压力P.2987=3.232726MPa rh?(1??P2)Prh=(1?0.02)?3''由P，查水蒸气性质表，得中联门后=3.232726MPah?hrhrhrh?3528.10kj/kg，'再热汽温trh?536.62℃。

3．凝汽器平均压力计算

由Ps1=5.1kpa 查水蒸气性质表 ts1?33.23℃ 由Ps2=5.54kpa 查水蒸气性质表 ts2?34.74℃

凝汽器平均温度ts?0.5(ts1?ts2)?0.5?(33.23?34.74)?33.985℃ 查水蒸气性质表，得凝汽器平均压力Ps=5.3kpa

将所得数据汇总，以各抽气口的数据为节点，在h-s图上绘制出汽轮机的汽态膨胀过程线，如下图2-1

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图2-1

2.2.3各加热器进、出水参数计算

首先计算高压加热器H1 加热器压力P1：

'P1?(1??P1)P1?(1?0.05)?5.945?5.6478MPa

'式中 P1----第一抽气压力

?P1----抽气管道相对压损

由P1?5.6478MPa 查水蒸气性质表得 加热器饱和温度ts1?271.7℃ H1出水温度tw.1：

tw.1?ts1??t?271.7?(?1.97)?273.67℃

式中 ?t----式中加热器上端差。

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