300MW机组进行原则性热力系统计算
摘要
针对某大型机组利用再热蒸汽喷水减温的不正常运行方式，本文对300MW机组进行原则性热力系统计算，定量分析了该调温方式使机组主要热经济指标的降低幅度，分析了再热蒸汽喷水减温对机组运行的重要性。机组定负荷稳定运行工况下的再热蒸汽喷水，改变了系统中工质总量，使系统各计算点上工质焓降发生了变化(各级抽汽量发生变化)，汽轮机高、中压缸和低压缸发电功率进行了重新分配，系统热经济指标(热耗率、绝对电效率、系统热耗率、标准煤耗率等)都发生相应的变化。本文选取了5个再热蒸汽喷水量(0、5、10、15、25)t／h 变化工况点进行了计算，获得了系统各项热经济指标及再热蒸汽喷水量变化时的变化量并验证了其线性变化规律，从而得出采用喷水减温对再热蒸汽进行调节将使机组的热经济性受到了影响。
关键词：再热机组；热力系统计算；再热蒸汽；喷水减温；效率；热经济性
目录
1.前言 (1)
2. 汽轮机概况 (2)
2.1机组概况 (2)
2.2机组的主要技术参数 (3)
2.3额定工况下机组各回热抽汽参数 (4)
3.锅炉概况 (5)
3.1锅炉设备的作用及构成 (5)
3.2本锅炉设计有以下特点 (5)
3.3锅炉型式和参数 (6)
3.4其他数据整理 (6)
4. 机组原则性热力系统求解 (7)
4.1额定工况下的原则性热力系统计算 (8)
4.1.1整理原始数据 (8)
4.1.2 整理过、再热蒸汽及排污扩容器计算点参数 (8)
4.1.3 全厂物质平衡 (8)
4.1.4 计算汽轮机各段抽汽量D
j 和凝汽流量D
c
(9)
4.1.5 热经济指标计算 (16)
4.2非额定工况下的原则性热力系统计算 (17)
4.2.1再热蒸汽喷水流量为D
zp
(17)
4.2.2 工况二再热蒸汽喷水流量D
zp
=5t/h (25)
4.2.3 工况三再热蒸汽喷水流量D
zp
=10t/h (27)
4.2.4 工况四再热蒸汽喷水流量D
zp
=15t/h (29)
4.2.5 工况五再热蒸汽喷水流量D
zp
=25t/h (31)
5. 计算结果汇总与分析 (33)
5.1各项汽水流量的计算结果 (33)
5.2再热蒸汽喷水引起系统各项汽水的相对变化量 (34)
5.3对系统热经济性的影响 (35)
6.结论与建议 (36)
致谢 (37)
参考文献 (38)
1.前言
喷水减温是将水直接喷入过热蒸汽中，水被加热，汽化和过热，吸收蒸汽中的热量，达到调节汽温的目的。喷水减温是直接接触式热交换，惯性小，调节灵敏，易于自动化，加上其结构简单，因此在电站锅炉普遍采用。而表面式减温器由于结构复杂，调温惯性大，只在给水品质要求低的小型锅炉中采用。
再热器不宜采用喷水减温，因为会使电厂的循环热效率降低。喷入再热器的水在低压下被加热汽化和过热，仅在气轮机的中低压缸中做功，犹如附加了一个中压循环系统，中压循环效率降低，因此将整个系统的循环热效率降低。对一般超高压机组，再热器每喷水1%，将使循环热效率降低0.1%~0.2%。一般喷水减温只作为再热器事故喷水减温装置，在少数情况下也将喷水减温的方法与其他调温方法相配合，作为再热汽温的微调方法。对再热蒸汽喷水减温这一不合理调整方法很少有人进行较精确的定量分析。为弄清此类不正常的运行调温方式对机组各项热经济指标的影响程度和再热蒸汽喷水量大小对机组经济性影响的变化规律，拟对300MW功率下机组再热蒸汽喷水0t/h、5t/h、10 t/h、15 t/h、25 t/h工况下的原则性热力系统进行对比计算，从中找出再热蒸汽喷水量与机组热经济性变化之间的客观规律，并对机组热经济性的改善和提高提出合理化建议与分析。为排除外扰对系统产生的干扰，计算在定负荷300 MW稳定运行工况下进行。再热蒸汽喷水减温，属于系统内人为的小水流内扰现象。严格地讲，任何内扰都会使系统各计算点上热力学参数发生变化，从而改变了系统的热经济性。精确确定内扰对各计算点上热力学参数变化量是十分困难的。当内扰动量变化较小时，系统各计算点上热力学参数变化不大；在再热蒸汽喷水量小于耗汽量的4％情况下，认为各计算点上热力学参数不变，由此而引起的计算误差很小，使计算的困难大大降低。计算按原则性热力系统（如图1-1）进行。所有原始数据来源于机组设计资料，计算归纳整理出各计算点的汽水参数后，依此求取各级抽气量、再热蒸汽流量、汽轮机低压缸排汽量和汽轮机的汽耗量，最后对热力系统因再热蒸汽喷水所引起的热经济性变化幅度给出定量分析。
2. 汽轮机概况
2.1 机组概况
本计算选取东方汽轮机厂生产的汽轮机组，型号为N300-16.7/537/537-2型亚临界一次中间再热单轴双缸两排汽、冷凝式机组，其额定功率为300MW，对应的额定参数下的蒸汽流量约为935t/h,根据机、炉、电的协调，汽轮机可最大发连续功率为330MW，其对应的蒸汽流量约为1025t/h。如果这时锅炉尚具有5%的超压能力，汽轮机可再增加约为5%的出力，称为VWO+5%工况或强度限制工况。能否达到上述的数值，还要取决于电机和辅机系统等允许的最大出力。
汽轮机的本体部分，采用高中压合缸结构，汽缸的上下半部，都为整体铸件，汽轮机的高中压的高压部分具有内缸，为双层缸结构。高压部分有1个调节级及9个压力级（共10级），而中压侧有6个压力级。高压缸配汽方式采用喷嘴调节。调节级叶片选用引进西屋技术的三联叶片，叶根为插入式，有三个销钉固定。该叶片曾用于美国西屋公司600MW机组，能适应负荷的频繁变化，具有很高的可靠性。其余高压级及中压级叶片都取用了效率高的加宽型扭曲叶片，高压缸叶片采用“T”型叶根，中压缸1～5级叶片采用双“T”叶根，第6级菌型叶根，增加了叶根强度的可靠性。所有隔板全部采用了焊接结构，其汽道为带宽窄静叶片的分流叶栅，具有效率高，隔板刚性好的特点，这些新技术已被国外一
些著名汽轮机厂所采用。
引人注目的低压缸，是汽轮机的关键所在，经过慎重考虑，全部采用美国GE公司的技术。汽缸为双层焊接缸结构，上下共分为六块，以便于运输。低压转子为整锻（转子直径1670mm），通流部分的尺寸也和CE技术一样，低压2×6级，叶片的高度依次为89、120、183、321、492、851mm。这样的低压缸在世界上已有数百台在运行，实践证明，它具有很高的效率，极高的安全可靠性能和很好的负荷适应能力。
全机共有八段非调整抽汽，送到相应的三台高压加热器，一台除氧器和四
台低压加热器中去，以加热给水。疏水逐级自流，高加疏水到除氧器，低加疏水至冷凝器，本机不设疏水泵。除氧器为混合式加热器，各高压加热器和低压加热器均为表面式。各高低压加热器均设有疏水冷却段。各高压加热器同时设有过热蒸汽冷却段。该机组的原则性热力系统图如图1-1所示。
机组的新蒸汽先后经过主汽门，调速汽门进入汽轮机。新蒸汽是通过导汽管进入上下缸的，每根导管和喷嘴室之间采用滑动连接，这将有利于在温度变化时，使可能产生的热应力减到最低值。新蒸汽在高压部分作功后，通过外缸下部两个分开的排汽口进入再热器。蒸汽再热后，通过再热管道和中联门进入中压缸继续作功，蒸汽通过中压叶栅作功后，经过联通管进入低压汽缸，蒸汽在低压缸中部进入，向两边分流，通过叶栅作功后，在尾部排入凝汽器，形成对称分流式低压缸。
本机组是按积木块设计原则设计的。所谓积木块设计是制造单位根据市场预测和产品发展需要预先设计成的定型结构。它可以在一定参数范围内，满足不同功率的要求，以适应不同容量和不同规格的机组。因此积木块原则设计的产品有较大的系列化和通用化程度，可缩短产品的生产周期，将降低成本，增加安全可靠性。
本机组能适应调峰运行，负荷为50%～100%额定负荷或作两班制运行，周末停机。热态启动时，机组能满足快速增减负荷的要求，在机组本体结构和调节系统的设计中都已充分考虑到这样需要。
2.2 机组的主要技术参数
型号：N300MW-16.7/537/537-2型
型式：亚临界中间再热两缸两排汽凝汽式汽轮机
额定功率（经济功率）：300MW
最大连续功率：330MW
新蒸汽参数：新蒸汽压力p0=16.7MPa新蒸汽温度t0=537℃
再热蒸汽参数：高压缸排汽p rh =3.71MPa, t rh =321℃
中压缸进汽p rh'=3.36MPa, t rh'=537℃
低压缸排汽压力：p c=0.005MPa
给水温度：t fw=270.1℃
2.3 额定工况下机组各回热抽汽参数
3.锅炉概况
3.1 锅炉设备的作用及构成
电厂一号机组的单机容量为30万千瓦，由东方锅炉厂首次试生产的DG1025-18.2/540/540-2型亚临界，中间再热，自然循环，全悬吊，平衡通风，燃煤汽包锅炉，与东方汽轮机厂生产的N300-16.7/537/537-2型汽轮机组相匹配。
1) 锅炉为自然循环单炉膛汽包锅炉，采用 型布置，切向燃烧，固态除渣，平衡通风。
2）调温方式：过热蒸汽以喷水为主；再热蒸汽以摆动燃烧器调节为主。再热器喷水调温方式仅用于事故情况下。
3）锅炉尾部装二台容克式三分仓再生式空气预热器，采用较高的出口风温以满足燃用低挥发份贫煤的需要。
4）采用高强度螺栓与焊接相结合的钢构架，运转层（12.6m）以上为露天布置。
5）采用湿式水封除渣装置。
6）高能程控点火，程控吹灰与排污。
7）锅炉按带基本负荷，定压运行方式设计；也可按变压方式运行，有一定的调峰能力。
3.2 本锅炉设计有以下特点
1）锅炉的炉膛容积较大，炉膛容积热负荷较低。
2）过热器和再热器结构合理，气温特性岁符合变化较平稳。
3）在高热负荷去的水冷壁采用内螺纹管，以防止发生膜态沸腾。
4）气包设计合理。
5) 采用四角布置，切圆燃烧，摆动式燃烧器。
6)锅炉空气预热器按美国ABB-CE公司的技术设计制造，没太锅炉配置2
太容克式三分仓空气预热器。
3.3 锅炉型式和参数
锅炉型式：DG1025-18.2/540/540-2型亚临界压力自然循环汽包锅炉最大连续蒸发量参数：D b＝1025t/h，P b=18.20MPa, t b=540℃
再热器入口蒸汽参数：P b rh,i=4MPa, t b rh,i=330℃
再热器出口蒸汽参数：P b rh,o=3.79MPa, t b rh,o=540℃
汽包压力：P qb=19.07MPa
锅炉效率：ηb=92%
3.4 其他数据整理
锅炉连续排污量：D bl=0.01D b=0.0101 D0
全厂汽水损失量：D1=0.01D b
给水泵小汽机耗汽量：D t=72.05t/h
给水泵出口-过热器减温水量：D d=33.46 t/h
给水回热加热器效率：ηh=0.999
排污扩容器效率：ηf=0.98
系统补充水入口水温：t ma=20℃, h w,ma=62.8KJ/Kg
连续排污扩容器压力：P f=0.9MPa
计算工况下机组机械损失：ΔP m=3200KW
发电机损失：ΔPg=6439KW
给水泵组的工质焓升：Δh w pu=25.56KJ/Kg
凝结水泵的焓升：Δh w cp=1.68 KJ/Kg
轴封汽量及其参数：如表3-2
表3-2 轴封汽量及其参数表
4. 机组原则性热力系统求解
全厂原则性热力系统计算的基本公式和原理与机组原则性热力系统计算相同。因为全厂的热经济指标，关键在于汽轮机的热经济性，回热系统又是全厂热力系统的基础。为此，全厂热力系统计算的核心仍是求得汽轮机各级抽汽量、凝汽量（或新汽量），或总功率。计算的基本公式仍是热平衡、物质平衡和汽轮机的功率方程式。计算的原理是求解多元一次方程组。计算用相对量（以汽轮机做功的新汽耗量D0为基准）进行。
由于全厂热力系统不仅涉及汽轮机回热系统，还要涉及锅炉、主蒸汽管道、辅助热力系统等，故在计算步骤和一些概念上，与机组热力系统计算有某些不同。
首先，在概念上对全厂而言，汽轮机的汽耗就不能只包括参与做功的那部分蒸汽D0，某些与汽轮机运行有关的非做功的汽耗，如门杆漏汽D lv、轴封漏汽D sg'等，也应划归汽轮机，这个汽轮机的汽耗用D'0表示，即D'0= D0+D lv + D sg'。相应的汽轮机热耗Q0也与D'0有关，且对全厂而言Q0还应包括辅助热力系统引入汽机回热系统时带入的热量。同样对全厂而言，汽轮机绝对内效率ηi，也对应着这个热耗，显然，它与汽轮机厂家提供的ηi是有所不同的。
为使全厂热力系统计算能顺利进行，在计算内容和步骤上，较机组热力系统计算要增加全厂的物质平衡和辅助热力系统计算两部分，它们都应在回热系统计算前进行。
为减少全厂物质平衡计算过程中的未知数。可将全厂各处汽水流量依物质平衡关系，表示为汽轮机参与做功新汽耗量D0的函数，如D b= D0'＋D l=f(D0)，D fw=f(D0)，D'0=f(D0)' ，D f=f(D0)，D bl=f(D0)，D ma=f(D0)等。
辅助热力系统计算一般包括锅炉连续排污利用系统和对外供热系统。它们对回热系统都有影响，且相对于回热系统它们属于“外部系统”，因此在全厂热系统计算中采用“先外后内”的计算步骤。
现在先以再热蒸汽喷水流量D zp=0t/h,即额定工况下进行计算，计算出系统热经济指标(热耗率、绝对电效率、系统热耗率、标准煤耗率等)，再以机组再热蒸汽喷水流量D zp=5t/h、10 t/h、15 t/h、25 t/h工况下的原则性热力系统进行
对比计算，从中找出再热蒸汽喷水量与机组热经济性变化之间的客观规律，并对机组热经济性的改善和提高提出合理化建议与分析。
4.1 额定工况下的原则性热力系统计算
再热蒸汽喷水流量D zp =0t/h 时为额定工况，记为工况一。
4.1.1整理原始数据
如表2 –1
4.1.2 整理过、再热蒸汽及排污扩容器计算点参数
4.1.3 全厂物质平衡
汽轮机总耗汽量D 0'=D 0
锅炉蒸发量D b = D 0'＋D l = D 0'＋0.01D b =1.0101 D 0 锅炉给水量D fw
D fw =D b ＋D bl －D d =D b ＋0.01 D b －D d
= 1.0202D 0－33.46×103 排污扩容器的扩容蒸汽量D f
bl f
f f
f bl f
D h
h h h D '"
''--=
η
bl D ?--?=64
.7421.277264
.74298.01.1848
bl D 5265.0=
00053.0D =
未回收的排污水量'
bl D
f bl bl D D D -='
bl bl D D 5265.0-=
bl D 4735.0= 00048.0D =
系统补充水量ma D
'
1bl
m a D D D += bl b D D 4753.001.0+= 00149.0D =
4.1.4 计算汽轮机各段抽汽量D j 和凝汽流量D c
4.1.4.1 由高压加热器GJ 1热平衡计算D l
α
η1
1211)(w h
w w fw h h h h D D -÷-=
α
η1
121)(w h
w w fw h h h h D -÷-=
07
.104780.3151999
.0)07.10475.1143)(1046.330202.1(30-÷-?-=D
30100432.206153.0?-=D
4.1.4.2 由高压加热器GJ 2热平衡计算D 2
α
α
αη2
2211322)
()(w w w h w w fw h h h h D h h D D ---÷-=
82
.86403.3069218)100432.206153.0(999.0)40.8371047)(1046.330202.1(3030-??--÷-?-=
D D 30100652.30942.0?-=D
GJ 2的疏水2s D
212D D D s +=
3030100652.30942.0100432.206156.0?-+?-=D D 30101084.515576.0?-=D 4.1.4.3 再热蒸汽量D rh
由于高压缸轴封漏出
∑H
sg D 中，在1sg D 返回高压缸排汽进入中压缸夹层，故
从高压缸物质平衡可得：
1210sg H
sg rh D D D D D D +---=∑
330301039.7102093.515763.01003.21?+?+-?-=D D 30104307.884237.0?-=D
4.1.4.4 由高压加热器GJ 3热平衡计算D 3
给水泵出口水焓： 4
4pu
pu
w w w h h h =+?
＝697.17+25.56 ＝722.73 KJ/Kg
34223223333
()()()
pu fw w w h s w w sg sg w w D h h D h h D h h D h h
ααα
α
η-÷----=
-
3033
0(1.020233.4610)(837.4722.73)0.9993330.25748.06
(0.15763 5.204210)(864.82748.06)7.810(3339748.06)3330.25748.06
D D -?-÷=
--?--??--
- 300.02438.642310D =-?
GJ 3疏水D s3
3232s s sg D D D D =++
333000.15763 5.2042100.02438.6582107.810D D =-?+-?+? 300.18193 6.062410D =-?
4.1.4.5 除氧器的计算
除氧器出口水量（给水泵出口水量）'
fw D
d fw fw D D D +='
=3301.020233.461033.4610D -?+? 00202.1D =
除氧器抽汽量'
4D
5
45335"5
453354''4)
()()
()(w w sg sg w f
f w w w s h w w fw h h h h D h h D h h h h D h h D D --+--
---÷-=
α
η
0.62762.3151)0.6273070(1042.4)0.6271.2772(0053.00
.62762.3151)0.62706.748)(100675.618407(.999.0)0.62717.697(0202.130300--?+--
--?--÷-=
D D D
30100572.40165.0?-=D
第四级抽汽量4D
t D D D +='
44
3301005.72100572.40165.0?+?-=D 30109928.670165.0?+=D
除氧器进水量4c D
'433'4D D D D D D sg f s fw c ----=
)
100572.40165.0(1042.40053.0)100624.618193.0(0202.13
03
0300?--?--?--=D D D D
30106723.581672.0?+=D
4.1.4.6 由低压加热器DJ 4热平衡计算5D
α
η5
56545)(w h
w w c h
h h h D D -÷-=
17
.62648.3048999.0)72.5330.627)(107151.582913.0(30-÷-?+=D
30103132.00452.0?+=D
4.1.4.7 由低压加热器DJ3热平衡计算6D
α
α
αη6
66557646)
()(w w w h w w c h h h h D h h D D ---÷-=
18
.53844.2931)18.53817.626)(103132.00452.0(18
.53844.2931999
.0)66.37572.533)(106723.581672.0(3
030--?+-
-÷-?+=
D D 30102023.00320.0?+=D
DJ 3的的疏水6s D
656D D D s +=
3030102023.00320.0103132.00452.0?++?+=D D 30105155.00784.0?+=D
4.1.4.8 由低压加热器DJ 2热平衡计算7D
α
α
αη7
77668747)
()(w w w s h w w c h h h h D h h D D ---÷-=
034
.38765.2725)4.3158.457)(105155.00784.0(034
.38765.2725999.0)04.22266.375)(107151.582913.0(3
030--?+-
-÷-?+=
D D 30102164.00311.0?+=D
DJ 2的疏水量7s D
767D D D s s +=
3030102164.00311.0105155.00784.0?++?+=D D 30107319.01095.0?+=D
4.1.4.9由低压加热器DJ 1、轴加SG 和热井构成一整体的热平衡计算D 8
'
8'44'7
7'
8'848)()()(c c
sg sg c w s c cp
w
h c w c h h h h D h h D h h h h h D D --+--
-?-÷-=αη
72
.1432516)72.1433087(1042.1)72.1434.315)(107319.01095.0(72
.1432516999.0)72.143166.233)(106732.581672.0(3
3030--?--?+-
-÷-?+=
D D 30102352.10546.0?-=D
878D D D s s +=
3030102352.10546.0107319.01095.0?-+?+=D D 30105033.01641.0?-=D
4.1.4.10 由热井物质平衡求D c
844s sg m a t c c D D D D D D ----=
03300149.01005.72106723.581672.0D D -?-?+= 303105033.01641.01042.1?+-?-D 30102642.6764153.0?-=D
4.1.4.11 计算D 0
根据汽轮机最大工况时内功率，由汽轮机功率方程式求D 0
3600)(??+?+=g m e i P P P W = (306930+3200+6439)×3600
sgj sgj c c j j rh rh h D h D h D q D h D ∑∑---+=4
2
8
1
00
其中：
00D D = h 0=3394.4 KJ/Kg
30104307.884231.0?-=D D rh h rh =518.72 KJ/Kg 301100438.206153.0?-=D D h 1=3151.8 KJ/Kg 302100652.30942.0?-=D D h 2=3069.03KJ/Kg
303106423.80243.0?-=D D h 3=3330.25 KJ/Kg 304107328.670165.0?+=D D h 4=3151.62 KJ/Kg 305103132.00452.0?+=D D h 5=3048.48 KJ/Kg 306102023.00320.0?+=D D h 6=2931.44KJ/Kg 307102164.00311.0?+=D D h 7=2725.65KJ/Kg 308102352.10546.0?-=D D h 8=2516KJ/Kg 30102642.6764153.0?-=D D c h c =2335.51 KJ/Kg
32108.7?=sg D KJ/Kg h sg2=3339 KJ/Kg 331042.4?=sg D KJ/Kg h sg3=3070 KJ/Kg 341042.1?=sg D KJ/Kg h sg4=3087 KJ/Kg 代入数据可得：D 0=925.000 t/h
4.1.4.12 各项流量列表
汽轮机汽耗量 D 0'=D 0=925.000 t/h
锅炉蒸发量 D b =1.0101 D 0 =934.343 t/h
锅炉给水量 D fw = 1.0202D 0－33.46×103=914.865 t/h D fw ' = 1.0202D 0=943.685 t/h
锅炉排污量 D bl =0.0101D 0=9.343 t/h 锅炉未排污量 D bl ' =0.0048D 0=4.662 t/h 扩容蒸汽量 D f =0.0053D 0=4.681 t/h 全厂汽水损失 D 1=0.01D b =9.343 t/h 系统补充水量 D ma =0.0149D 0=14.005 t/h
再热蒸汽量 D rh =0.84231D 0-8.4307×103=783.708 t/h 各级换热器抽汽量：
301100438.206153.0?-=D D ＝51.306 t/h 302100652.30942.0?-=D D ＝72.856 t/h 303106423.80243.0?-=D D ＝23.171 t/h
304107328.670165.0?+=D D ＝62.531 t/h 305103132.00452.0?+=D D ＝26.520 t/h 306102023.00320.0?+=D D ＝27.030 t/h 307102164.00311.0?+=D D ＝25.098 t/h 308102352.10546.0?-=D D ＝53.099 t/h
汽轮机排汽量： 30102642.6764153.0?-=D D c ＝561.420 t/h
除氧器耗汽量： 30'4100527.40165.0?-=D D ＝27.131 t/h
通过进行热井物质平衡与汽轮机物质平衡求得凝汽流量D c 来进行计算误差检查。
热井物质平衡：
30102642.6764153.0?-=D D c ＝561.420 t/h
汽轮机物质平衡：
∑∑--=4
2
8
1
0#
sgj j c D D D D
代入数据可得：
=#
c D 561.784 t/h
(D c －D c #)/ D c =(561.420－561.784)/ 561.420 =－0.06% 经检验，计算误差很小。
4.1.5 热经济指标计算
4.1.
5.1机组热耗量
pu
w d w fw ma ma f rh rh h D h D h D h D q D h D Q --+++=1'0'00
代入数据可得：=0Q 2407218.5570×103 KJ/h 机组热耗率 e p Q q /0=
=2407218.5570×103
/306930
=8244.016 )/(h KW KJ ?
绝对电效率 q e /3600=η=3600/8244.016=0.436680 锅炉热负荷
pu
w d w fw ma ma bl bl rh rh b b b h D h D h D h D q D h D Q --+++=1'
代入数据可得：=b Q 2441124.82×103 KJ/h 管道效率 b p Q Q /0=η
=2407218.5570×103/(2441124.82×103) =0.9861
全厂热效率 e p b cp ηηηη??= =0.92×0.43668×0.9861 =0.396922
全厂热耗率 cp cp q η/3600==3600/0.396922=8645.5331 )/(h KW KJ ? 发电标准煤耗率 cp s b η/123.0==0.123/0.396922=309.884×10-3
)/(h KW Kg ?
4.2 非额定工况下的原则性热力系统计算
再热蒸汽喷水减温，属于系统内人为的小水流内扰现象。严格地讲，任何内扰都会使系统各计算点上热力学参数发生变化，从而改变了系统的热经济性。精确确定内扰对各计算点上热力学参数变化量是十分困难的。本计算内扰动量变化较小，系统各计算点上热力学参数变化不大。 当再热蒸汽喷水流量D zp =0t/h 时的工况记为额定工况，再热蒸汽喷水流量D zp =5t/h ，10t/h,15t/h,25t/h 为非额定工况。
4.2.1再热蒸汽喷水流量为D zp
4.2.1.1 整理原始数据及过、再热蒸汽及排污扩容器计算点参数
原始数据及过、再热蒸汽及排污扩容器计算点参数同工况一。
4.2.1.2 全厂物质平衡
汽轮机总耗汽量D 0'=D 0
锅炉蒸发量D b = D 0'＋D l = D 0'＋0.01D b =1.0101 D 0 锅炉给水量D fw
D fw =D b ＋D bl －D d －D zp =D b ＋0.01 D b －D d －D zp
= 1.0202D 0－33.46×103－D zp 排污扩容器的扩容蒸汽量D f bl f
f f
f bl f
D h
h h h D '"
''
--=
η
bl D ?--?=
64
.7421.277264
.74298.01.1848 bl D 5265.0=
00053.0D =
未回收的排污水量'
bl D
f bl bl D D D -='
bl bl D D 5265.0-=
bl D 4735.0= 00048.0D = 系统补充水量ma D
'
1bl
m a D D D += bl b D D 4753.001.0+= 00149.0D =
张吉培300MW汽轮机热力系统方案
N300MW汽轮机组热力系统分析- TMCR 专科生毕业设计开题报告 2011 年 09 月 24 日
摘要 节能是我国能源战略和政策的核心。火电厂既是能源供应的中心也是资源消耗及环境污染和温室气体排放的大户，提高电厂设备运行的经济性和可靠性，减少污染物的排放，已经成为世人关注的重大课题。 热经济性代表了火电厂的能量利用、热功能转换技术的先进性和运行的经济性，是火电厂经济性评价的基础。合理的计算和分析火电厂的热经济性是在保证机组安全运行的基础上，提高运行操作及科学管理水平的有效手段。火电厂的设计、技术改造、运行优化以及目前国外对大型火电厂性能监测的研究、运行偏差的分析等均需对火电厂的热力系统作详细的热平衡计算，求出热经济指标作为决策的依据。因此电厂的热力系统计算是实现上述任务的重要技术基础，直接反映出全厂的经济效益，对电厂的节能具有重要意义。 本文主要设计的是300MW凝汽式汽轮机。先了解了汽轮机及其各部件的工作原理。再设计了该汽轮机的各热力系统，并用手绘了各系统图。最后对所设计的热力系统进行
经济性指标计算，分析温度压力等参数如何影响效率。本设计采用了三种计算方法—— 常规计算方法、简捷计算、等效热降法。 关键词：节能、热经济性分析、热力系统 目录 N300MW汽轮机组热力系统分析- TMCR (1) 专科生毕业设计开题报告 (1) 摘要 (4) 关键词 (4) 第一章绪论 (9) 1．1 毕业设计的目的 (9) 1．2国外研究综述 (9) 第二章 300MW汽轮机组的结构与性能 (11) 2．1汽轮机工作的基本原理 (11) 第三章热力系统的设计 (14) 3.1主、再热蒸汽系统 (14) 3.1.1主蒸汽系统 (15) 3.1.2再热蒸汽系统 (15) 3.2主给水系统 (16) 3.2.1除氧器 (16) 3.2.2高压加热器 (16) 3.2.3其他 (17) 3.3凝结水系统 (17) 3.3.1凝结水用户 (17) 3.3.2凝结水泵及轴封加热器 (18) 3.4抽汽及加热器疏水系统 (18) 3.5轴封系统 (19) 3.6高压抗燃油系统 (20) 3.6.1磁性过滤器 (20) 3.6.2自循环滤油系统 (21) 3.7润滑油系统 (21) 3.8本体疏水系统 (21) 3.9发电机水冷系统 (22)
锅炉本体设计热力计算部分
一．题目SHL35-1.6-A 二、锅炉规范 锅炉额定蒸发量 35t/h 额定蒸汽压力 1.6MPa 额定蒸汽温度 204.3℃(饱和温度) 给水温度 105℃ 冷空气温度 30℃ 排污率 5% 给水压力 1.8MPa 三．燃料资料 烟煤（AⅡ） 收到基成份（%） C ar H ar O ar N ar S ar A ar M ar 48.3 3.4 5.6 0.9 3.0 28.8 10.0 干燥无灰基挥发份V daf= 40.0 % 收到基低位发热量Q net,ar= 18920 kJ/kg 收到基成份校核： C ar+H ar+O ar+N ar+S ar+A ar+M ar=48.3+3.4+5.6+0.9+3.0+28.8+10.0=100 根据门捷列夫经验公式:Q net,ar=339C ar+1031H ar-109（O ar-S ar）-25.1M ar =339×48.3+1031×3.4-109×（5.6-3.0）-25.1×10.0 =19344.7kJ/kg 与所给收到基低位发热量误差为: 19344.7-18920=424.7kJ/kg<836.32kJ/kg（在A d=32%>25%下，合理）。 四．锅炉各受热面的漏风系数和过量空气系数 序号受热面名称入口'α漏风Δɑ出口''α 1 炉膛 1.3 0.1 1.4 2 凝渣管 1.4 0 1.4 3 对流管束 1. 4 0.1 1.5 4 省煤器 1. 5 0.1 1.6 5 空气预热器 1. 6 0.1 1.7
（工业锅炉设计计算P134表B3~P135表B4）由于AⅡ是较好烧的煤，因此'' 在1.3~1.5取值1.4。 五.理论空气量及烟气理论容积计算 以下未作说明的m3均指在标准状况0℃，101.325kPa的情况下体积。 序号名称 符 号 单位计算公式结果 1 理论空气 量 V0m3/kg V0=0.0889(C ar ＋0.375S ar )＋0.265H ar －0.0333O ar =0.0889（48.3+0.375×3）+0.265×3.4-0.0333 ×5.6 5.10 8 2 RO2容积V RO2m3/kg V RO2 =0.01866(C ar ＋0.375S ar ) =0.01866（48.3+0.375×3） 0.92 2 3 N2理论容 积 2 N V m3/kg V0 N2 =0.79V0＋0.008N ar =0.79×5.108+0.008×0.9 4.04 3 4 H2O理论 容积 2 O H V m3/kg V0 H2O =0.111H ar ＋0.0124M ar ＋0.0161V0 =0.111×3.4+0.0124×10+0.0161×5.108 0.58 4 5 理论烟气 量 y V m3/kg V0 y =V RO2 ＋V0 N2 ＋V0 H2O =0.922+4.043+0.584 5.54 9 (工业锅炉设计计算 P187) 六．各受热面烟道中烟气特性计算 序号名称 符 号 单位计算公式炉膛 对流 管束 省煤 器 空气 预热 器 1 平均过 量空气 系数 αav－（α’+α”）／２ 1.4 1.45 1.55 1.65 2 实际水 蒸气容 积 V H2O m 3/k g 2 O H V+0.0161（αav-1） V0 0.617 0.621 0.629 0.637 3 实际烟 气量 V y m 3/k g Vg=V RO2 +0 2 N V+V H2O+（αav -1）V0 7.625 7.885 8.404 8.923 4 ＲＯ２ 容积份 额 r RO2－ g RO V V 2 0.120 9 0.116 9 0.109 7 0.103 3 5 Ｈ２Ｏ 容积份 额 r H2O－ g H V V 2 O0.080 9 0.078 8 0.074 9 0.071 4 6 三原子 气体容 积份额 r q－r RO2+r H2O0.201 8 0.195 7 0.184 6 0.174 7
汽轮机组热力系统..
第二节汽轮机组热力系统 汽轮机组热力系统主要是由新蒸汽管道及其疏水系统、汽轮机本体疏水系统、汽封系统、主凝结水系统、回热加热系统、真空抽气系统、循环水系统等组成。 一、新蒸汽管道及其疏水系统 由锅炉到汽轮机的全部新蒸汽管道，称为发电厂的新蒸汽管道，其中从隔离汽门到汽轮机的这一段管道成为汽轮机的进汽管道。在汽轮机的进汽管道上通常还连接有供给汽动油泵、抽气器和汽轮机端部轴封等处新蒸汽的管道，汽轮机的进汽管道和这些分支管道以及它们的疏水管构成了汽轮机的新蒸汽管道及其疏水系统。3）在机组启动和低负荷运行时，为了保证除氧器的用汽，必须装设有饱和蒸汽或新蒸汽经减压后供除氧器用的备用汽源。 5）在机组启动、停止和正常运行中，要及时地迅速地把新蒸汽管道及其分支管路中的疏水排走，否则将会引起用汽设备和管道发生故障。这些疏水是： ①隔离汽门前、后的疏水和汽轮机进汽管道疏水。这两处疏水在机组启动暖管和停机时，都是排向地沟的，正常运行中经疏水器可疏至疏水扩容器或疏水箱。 ②汽动油泵用汽排汽管路的凝结水。由于废汽是排入大气的，它的凝结水接触了大气，水质较差，且在机组启、停时才用，运行时间不长，故一般都排入地沟。 ③汽轮机本体疏水。我们通常把汽轮机高压缸疏水、抽汽口疏水、低压缸疏水、抽汽管路上逆止门前后疏水以及轴封管路疏水等，统称为汽轮机本体疏水。这些疏水，由于压力的不同，而引向不同的容器中。高压疏水一般都是汇集在疏水膨胀箱内，在疏水膨胀箱内进行扩容，扩容后的蒸汽由导汽管送至凝汽器的喉部，而凝结水则由注水器（水力喷射器）送入凝汽器的热水井中。低压疏水可直接排入凝汽器。 6）一般中、低压汽轮机的自动主汽门前必须装设汽水分离器。汽水分离器的作用是分离蒸汽中所含的水分，提高进入汽轮机的蒸汽品质。21-1.5型机组的汽水分离器是与隔离汽门装置在一起的，N3-24型机组的汽水分离器是和自动主汽门装置在一起的。 二、凝结水管道系统 蒸汽器热水井中的凝结水，由凝结水泵升压，经过抽气器的冷却器、轴封加热器、低压加热器，然后进入除氧器，其间的所有设备和管道组成了凝结水系统。 凝结水系统的任务是不间断地把凝汽器内的凝结水排出和使主抽气器能够正常地工作，从而保证凝汽器所必须的真空，并尽量收回凝结水，以减少工质损失。 2）汽轮机组在启动和低负荷运行时，为了保证有足够的凝结水量通过抽器冷却器，以保证抽气器的冷却和维持凝汽器热水井水位，在抽气器后的主凝结水管道上装设了一根在循环管，使一部分凝结水可以在凝汽器到抽气器这一段管路内循环。再循环水量的多少，由再循环管上的再循环门来调节。 3）汽轮机在第一次启动及大修后启动时，凝汽器内还无水，这时首先应通过专设的补充水管向凝汽器充水，一般电厂都补充化学软水。机组启动运转正常后，应化验凝结水水质是否合格，若不合格则应通过放水管将凝结水
燃气工业炉的热工过程及热力计算
燃气工业炉的热工过程及热力计算 热工过程是工业炉内一个重要的物理、化学过程。燃气工业炉的热工过程是指炉内燃气燃烧、气体流动及热交换过程的总和。显然，它是直接影响工业炉生产的产品数量、质量及经济指标的关键。燃气工业炉的热工过程的好坏，炉膛部位是核心。因为物料的加热、熔炼及干燥等都主要是在炉膛内完成的，而炉膛热工过程又受炉子砌体各部位热工特性影响。一、炉体的热工特性工业炉炉子砌体的结构与材料，决定砌体的基本热工特性，进而对于工业炉热工状态造成重大影响。(一)不同炉子砌体的热工特性工业炉的炉墙、炉顶、炉底由不同材质的多层材料砌筑而成，而各层材料的导热系数与厚度都不一样，因而温度变化也各有差异。图3—9—6所示炉墙，从内到外分别为粘土砖、绝热层和普通红砖。炉膛内高温焰气的热量通过辐射与对流向炉墙内表面传递；内表面再通过传导，把热量传到外表面；而外表面再通过辐射、对流向周围空间散热。 图3-9-6 炉墙厚度上的温度分布1-普通红砖层；2-绝热层；3-粘土砖层；4-炉膛空间；tin-内壁温度；tout-外壁温度一般砌体的作用是保证炉子空间达到工作温度，炉衬不被破坏，而加绝热层是为了减小损失。从加热经济观点看，砌体蓄热能力差，炉子开停温度升降快，但是炉子砌体墙壁太薄，将导致外表面散热损失增加。因此，应在对炉子进行严格的热工分析后，确定砌体的厚度与材质。一般说，长期运行的大型工业炉，砌休可选厚些，反之选薄些。为了节约能源，越来越多的工业炉采用轻质、热导率小的材料作为砌体的绝热层。表3—9—3给出了采用不同轻质绝热材料及组合时的节能效果。对连续式和间歇式加热炉，不同砌体组合的节能效果均为ⅢⅡⅠ。 表3—9—3 采用轻质耐火材料对砌体散热及蓄热的影响炉子工作特点砌筑类型筑炉材料名称厚度/mm热损失散热量/kJ·(m-2·h-1)蓄热量/kJ·m-2连续式炉Ⅰ粘土砖2326926 轻质粘土砖116Ⅱ粘土砖2325074 轻质粘土砖232Ⅲ耐火纤维毡753720 粘土砖232轻质粘土砖232间歇式炉Ⅰ粘土砖2323184381101轻质粘土砖116Ⅱ粘土砖2322157147698硅藻土砖116Ⅲ耐火纤维毡75160910768矿渣纤维100(二)不同砌体对炉子热工状态的影响图3—9—7表示炉子供热量不同对炉内热状态的影响。当供给一定热量使炉子升温时，起初由于
汽轮机组效率及热力系统节能降耗定量分析计算
汽轮机组主要经济技术指标的计算 为了统一汽轮机组主要经济技术指标的计算方法及过程，本章节计算公式选自中华人民国电力行业标准DL/T904—2004《火力发电厂技术经济指标计算方法》和GB/T8117—87《电站汽轮机热力性能验收规程》。 1 凝汽式汽轮机组主要经济技术指标计算 1.1 汽轮机组热耗率及功率计算 a. 非再热机组 试验热耗率： G 0H G H HR0 fw fw N t kJ/kWh 式中G ─主蒸汽流量，kg/h；G fw ─给水流量，kg/h；H ─ 主蒸汽焓值，kJ/kg ；H fw─ 给水焓值，kJ/kg； N t ─实测发电机端功率，kW。 修正后（经二类）的热耗率： HQ HR C Q kJ/kWh 式中C Q─主蒸汽压力、主蒸汽温度、汽机背压对热耗的综合修正系数。修正后的功率： N N t kW p Q 式中K Q ─主蒸汽压力、主蒸汽温度、汽机背压对功率的综合修正系数。 b. 再热机组 试验热耗率：： G 0H G fw H fw G R （H r H 1 ） G J (H r H J) HR N t kJ/kWh 式中G R─高压缸排汽流量，kg/h； G J ─再热减温水流量，kg/h； H r ─再热蒸汽焓值，kJ/kg； K
p c ?υ0 p 0?υc k H k H 1─ 高压缸排汽焓值，kJ/kg ； H J ─ 再热减温水焓值，kJ/kg 。 修正后（经二类）的热耗率： HQ HR C Q kJ/kWh 式中 C Q ─ 主蒸汽压力、主蒸汽温度、再热蒸汽温度、再热压损、再热减温水流量及汽 机背压对热耗的综合修正系数。 修正后的功率： N N t kW p Q 式中 K Q ─主蒸汽压力、主蒸汽温度、再热蒸汽温度、再热压损、再热减温水流量及 汽机背压对功率的综合修正系数。 1.2 汽轮机汽耗率计算 a. 试验汽耗率： SR G 0 N t kg/kWh b. 修正后的汽耗率： SR G c kg/kWh c p 式中G c ─修正后的主蒸汽流量，G c G 0 ，kg/h ； p c 、c ─设计主蒸汽压力、主蒸汽比容； p 0、 ─实测主蒸汽压力、主蒸汽比容。 1.3 汽轮机相对效率计算 a. 非再热机组 汽轮机相对效率： H 0 H k 100％ oi 0 - H ' 式中 ' H k ─ 汽轮机等熵排汽焓，kJ/kg ； ─ 汽轮机排汽焓，kJ/kg 。 K N H
汽轮机原则性热力系统资料
汽轮机原则性热力系统 根据热力循环的特征，以安全和经济为原则，将汽轮机与锅炉本体由管道、阀门及其辅助设备连接起来，组成发电厂的热力系统。汽轮机热力系统是指主蒸汽、再热蒸汽系统，旁路系统，轴封系统，辅助蒸汽系统和回热抽汽系统等。下面着重介绍主蒸汽系统及旁路系统。 第一节主蒸汽及再热蒸汽系统 锅炉与汽轮机之间的蒸汽管道与通往各用汽点的支管及其附件称为主、再热蒸汽系统。本机组的主蒸汽及再热蒸汽采用单元制连接方式，即一机一炉相配合的连接系统，如图3-1所示。该连接方式结构简单、阀门少、管道短而阻力小，便于自动化的集中控制。 一、主蒸汽系统 主、再热蒸汽管道均为单元双—单—双管制系统，主蒸汽管道上不装设隔断阀，主蒸汽可作为汽动给水泵及轴封在机组启动或低负荷时备用汽源。 主蒸汽从锅炉过热器的两个出口由两根蒸汽管道引出后汇合成一根主蒸汽管道送至汽轮机，再分成两根蒸汽管道进入2只高压自动主汽阀、4只调节阀，然后借助4根导汽管进入高压缸，在高压缸内做功后的蒸汽经过2只高压排汽逆止阀，再经过蒸汽管道（冷段管）回到锅炉的再热器重新加热。经过再热后的蒸汽温度由335℃升高到538℃，压力由3.483MPa 降至3.135MPa，由于主、再热蒸汽流量变化不多蒸汽比容增加将近一倍。再热后蒸汽由两根蒸汽管道引出后汇合成一根再蒸汽管道送至汽轮机，再分成两根蒸汽管道经过2只再热联合汽阀（中压自动主汽阀及中压调节阀的组合）进入中压缸。 它设有两级旁路，I级旁路从高压自动主汽阀前引出，蒸汽经减压减温后排至再热器冷段管，采用给水作为减温水。II级旁路从中压缸自动主汽阀前引出，蒸汽经减压减温后送至凝汽器，用凝结水泵出口的凝结水作为减温水。 带动给水泵的小汽轮机是利用中压缸排汽作为工作汽源（第4段抽汽，下称低压蒸汽）。由于低压蒸汽的参数随主机的负荷降低而降低，当负荷下降至额定负荷的40％时，该汽源已不能满足要求，所以需采用新蒸汽（下称高压蒸汽）作为低负荷的补充汽源或独立汽源。当低压蒸汽的调节阀开足后，高压蒸汽的调节阀才逐步开启，使功率达到新的平衡。 主蒸汽管道上还接出轴封备用及启动供汽管道。 主蒸汽管道设计有通畅的疏水系统，在主蒸汽管道主管末端最低点，去驱动给水泵的小汽轮机的新蒸汽管道的低位点，以及靠近给水泵汽轮机高压主汽阀前，均设有疏水点，每一根疏水管道分别引至凝汽器的热水井。 主蒸汽管道主管及支管的疏水管道上各安装一只疏水阀，不再装设其它隔离阀。疏水阀在机组启动时开启，排除主蒸汽管道内暖管时产生的凝结水，避免汽轮机进水，并可加速暖管时的温升。待机组负荷达到10%时，疏水阀自动关闭；当汽轮机负荷降至10%时或跳闸时，疏水阀自动开启，也可以在单元控制室手动操作。 冷再热蒸汽管道从汽轮机高压缸排汽接出，先由单管引至靠近锅炉再热器处，再分为两根支管接到再热器入口联箱的两个接口上。在再热蒸汽冷段管道上接出2号高压加热器抽汽管道。汽轮机主汽阀及调节汽阀的阀杆漏汽、高压旁路的排汽均送入本系统。
大型汽轮机组的轴加疏水系统类型及目前水封改造供选择的方案
汽轮机组轴加疏水系统改造方案 摘要 以国内大型机组为例，以运行实践为基础，探讨了大型汽轮机组轴封加热器(以下简称轴加)及其热力系统的设计和运行问题，认为目前情况下，平东公司轴加疏水单级U型管水封疏水必须进行改造，对存在的问题进行了分析，提出了改造的设计要点。 一、概述 平东热电有限公司#6、#7汽轮机为哈尔滨汽轮机厂生产的C140/ N210－12.75/535/535/0.981型超高压、一次中间再热、两缸两排汽、采暖用可调整抽汽、供热凝汽式汽轮机，自试运以来，两台机组真空系统严密性均较差，#6汽轮机最好时达到1.4kPa/min左右，#7汽轮机为3.5kPa/min左右，严重影响机组的经济性。 #6、#7机设计上轴加疏水水封采用多级水封方式，根据以往其它机组的运行经验，多级水封运行中易发生水封破坏现象，公司2006年10月对轴加疏水水封进行改进，改为单级水封。 U 型水封管通常应用在电厂低压加热器轴封蒸汽冷却器等设备内的凝结疏水至凝汽器的管路上，它是依靠介质在U型水封管进口与出口之间的压力差来进行疏水的U 型水封管，分为单级和多级，在电厂实际应用中多级水封管应用较多，平东公司改造后的轴封疏水U 型运行一直不稳定，存在不少问题，针对这些问题进行分析和提出改造方案。 二、U型水封管在实际运行中遇到的问题 目前国内设计轴加疏水水封不论是单级还是多级水封存在运行不稳定问题，易发生水封破坏现象，并且多是运行中临时对轴加水封进水和回水阀门进行调节。 一般情况下，主要是由于负压侧沿程阻力和局部阻力较小，难以抵消真空的影响，在U型套桶管里未能建立起水封，致使空气随疏水一同进入凝汽器中，使得真空恶化。因此，在U型套桶管的出口加装一个调节阀，使疏水在U型套桶管里流动会产生节流，增大沿程阻力和局部阻力，强制建立起水封，改善真空。 如果U型套桶管直通凝汽器或者设计不当，将无法建立起水封，从轴封回收的蒸汽(含有空气)冷却后空气随疏水一同进入凝汽器,影响凝汽器真空。 目前机组加减负荷较频繁轴封蒸汽冷却器进汽量经常变化，使冷却器的水位无法维持在一定范围内，而导致其U型水封管内的疏水量经常变化，U 型水封管多次发生失水现象，当U 型管水封管失水时，轴封蒸汽冷却器的汽侧就直接与凝汽器相通，机组真空就会急剧下跌，需要运行人员对轴加进行注水，并且当注水量大时，遇突然发生机组跳闸造成轴加电机烧损，多次影响机组的安全经济运行。 在U型套桶管的出口处加装调节阀，起到了增大沿程阻力和局部阻力的作用，在U型套桶管里形成水封，保持了两端的压力差。但这并非长久之计，主要问题是担心轴加泄漏，轴加汽侧由于阻力较大(调节阀的节流作用)，轴加疏水及泄漏的凝结水很难较快地排入凝汽器，轴加汽侧水位升高很快，疏水会沿着轴封汽管道经汽轮机高、低压汽封进入汽轮机，这样将会产生严重的后果，一则疏水会对汽轮机的大轴起着冷却作用，使大轴产生热应力或产生热弯曲；二则疏水进入汽轮机后会产生水击作用，严重时会打坏汽轮机的叶片。其次需要对轴加进行注水，并且当注水量大时，遇突然发生机组跳闸造成轴加电机烧损，因此，电厂在条件允许的情况下，应彻底进行改造，消除隐患。 一般由于设计精度问题，在轴加U型套桶管出口处加装调节阀，满负荷时逐渐关小调节阀，凝汽器真空随之变化，调节阀关闭到20%开度时，真空就应正常。但是目前平东公司其调节阀开度
汽轮机600MW汽轮机原则性热力系统设计计算
600MW汽轮机原则性热力系统设计计算 目录 毕业设计............... 错误!未定义书签。内容摘要 (3) 1.本设计得内容有以下几方面： (3) 2.关键词 (3) 一．热力系统 (4) 二．实际机组回热原则性热力系统 (4) 三．汽轮机原则性热力系统 (4) 1.计算目的及基本公式 (5) 1.1计算目的 (5) 1.2计算的基本方式 (6) 2.计算方法和步骤 (7) 3.设计内容 (7) 3.1整理原始资料 (9) 3.2计算回热抽气系数与凝气系数 (9) 回热循环 (10) 3.2.1混合式加热器及其系统的特点 (10) 3.2.2表面式加热器的特点： (11) 3.2.3表面式加热器的端差θ及热经济性 (11) 3.2.4抽气管道压降Δp j及热经济性 (12) 3.2.5蒸汽冷却器及其热经济性 (12)
3.2.6表面式加热器的疏水方式及热经济性 (13) 3.2.7设置疏水冷却段的意义及热经济性指标 (14) 3.2.8除氧器 (18) 3.2.9除氧器的运行及其热经济性分析 (19) 3.2.10除氧器的汽源连接方式及其热经济性 (19) 3.3新汽量D0计算及功率校核 (23) 3.4热经济性的指标计算 (26) 3.5各汽水流量绝对值计算 (27) 致谢 (32) 参考文献 (33)
600MW汽轮机原则性热力系统设计计算 内容摘要 1.本设计得内容有以下几方面： 1）简述热力系统的相关概念； 2）回热循环的的有关内容（其中涉及到混合式加热器、表面式加热器的特点，并对其具有代表性的加热器作以细致描述。表面式加热器的端差、设置疏水冷却段、蒸汽冷却段、疏水方式及热经济性、除氧器的运行及其热经济性分析、除氧器的汽源连接方式及其热经济性） 3）原则性热力系统的一般计算方法 2.关键词 除氧器、高压加热器、低压加热器
汽轮机组效率及热力系统节能降耗定量分析计算
关于修订管理标准的通知 汽轮机组主要经济技术指标的计算 为了统一汽轮机组主要经济技术指标的计算方法及过程，本章节计算公式选自中华人民共和国电力行业标准DL/T 904—2004《火力发电厂技术经济指标计算方法》和 GB/T 8117—87《电站汽轮机热力性能验收规程》。 1 凝汽式汽轮机组主要经济技术指标计算 1. 1汽轮机组热耗率及功率计算
a. 非 再热机组试 验热耗率： G0 H kJ/kWh G H HR fw fw N t 式中G0 ─主蒸汽 流量，kg/h；G fw ─给 水流量，kg/h；H 0─ 主蒸汽焓值，kJ/kg；H fw ─给水焓值， kJ/kg； N t ─实测发电机端功率，kW。 修正后（经二类）的热耗率： kJ/kWh HQ HR C Q 式中C Q ─主蒸汽压力、主蒸汽温度、汽机背压对热耗的综合修正系数。修正后的功率： N N t kW p Q 式中K Q ─主蒸汽压力、主蒸汽温度、汽机背压对功率的综合修正系数。
b. 再热机 组试验热 耗率：： kJ/kWh G 0 H 0G fw H fw G R （H r H 1）G J (H r H J ) HR N t 式中G R ─高压缸排 汽流量，kg/h；G J ─再热 减温水流量，kg/h；H r ─ 再热蒸汽焓值，kJ/kg；
关于修订管理标准的通知 H1 ─高压缸排汽焓值，kJ/kg； H J ─再热减温水焓值，kJ/kg。 修正后（经二类）的热耗率： kJ/kWh HQ HR C Q 式中C Q ─主蒸汽压力、主蒸汽温度、再热蒸汽温度、再热压损、再热减温水流量及汽机背压对热耗的综合修正系数。 修正后的功率： N N t kW p Q 式中K Q ─主蒸汽压力、主蒸汽温度、再热蒸汽温度、再热压损、再热减温水流量及汽机背压对功率的综合修正 系数。 1. 2汽轮机汽耗率计算 a. 试验汽耗率： kg/kWh SR G0 N t b. 修正后的汽耗率： SR G c kg/kWh
原则性热力系统
原则性热力系统与全面性热力系统
发电厂热力系统图 发电厂热力系统图按照应用的目的和编制方法不同，分成原则性热力系统和全面性热力系统。 以规定的符号来表示工质按某种热力循环顺序流经的各种热力设备之间联系的线路图，称为发电厂的原则性热力系统图。表示工质的能量转换及其热量利用的过程，反映了发电厂能量转换过程的技术完善程度和发电厂热经济性的好坏。 以规定的符号表明全厂主辅热力设备，包括运行的和备用的，以及按照电能生产过程连接这些热力设备的汽水管道和附件整体系统图，称为发电厂的全面性热力系统图。
原则性热力系统 作用：用来计算和确定各设备、管道的汽水流量，发电厂的热经济指标。 又称为计算热力系统。 组成：锅炉、汽轮、主蒸汽及再热蒸汽管道和凝汽设备的连接系统、给水回热加热 器、除氧器和给水箱系统、补充水系统、锅炉连续排污及热量利用系统、对外供热系统及各种水泵等。 类型和容量相同时，原则性热力系统也可能不尽相同。 不同的连接方式所获得的经济效果也不同
编制发电厂原则性热力系统的 主要步骤 （一）确定发电厂的型式及规划容量 根据电网结构及其发展规划，燃料资源及供应状况，供水条件、交通运输、地质地形、地震及占地拆迁，水文气象，废渣处理、施工条件及环境保护要求和资金来源等，通过综合分析比较确定电厂规划容量、分期建设容量及建成期限。涉外工程要考虑供货方或订货方所在国的有关情况。（二）选择汽轮机 凝汽式发电厂选用凝汽式机组，其单位容量应根据系统规划容量、负荷增长速度和电网结构等因素进行选择。各汽轮机制造厂生产的汽轮机型式、单机容量及其蒸汽参数，是通过综合的技术经济比较或优化确定的。（三）绘发电厂原则性热力系统图 汽轮机型式和单机容量确定后，即可根据汽轮机制造厂提供的该机组本体汽水系统，和选定的锅炉型式来绘制原则性热力系统图。
N300MW汽轮机组热力系统分析--TMCR-毕业设计
N300MW汽轮机组热力系统分析- TMCR 南京工程学院本科生毕业设计开题报告 2010 年月日
节能是我国能源战略和政策的核心。火电厂既是能源供应的中心也是资源消耗及环境污染和温室气体排放的大户，提高电厂设备运行的经济性和可靠性，减少污染物的排放，已经成为世人关注的重大课题。 热经济性代表了火电厂的能量利用、热功能转换技术的先进性和运行的经济性，是火电厂经济性评价的基础。合理的计算和分析火电厂的热经济性是在保证机组安全运行的基础上，提高运行操作及科学管理水平的有效手段。火电厂的设计、技术改造、运行优化以及目前国内外对大型火电厂性能监测的研究、运行偏差的分析等均需对火电厂的热力系统作详细的热平衡计算，求出热经济指标作为决策的依据。因此电厂的热力系统计算是实现上述任务的重要技术基础，直接反映出全厂的经济效益，对电厂的节能具有重要意义。 本文主要设计的是300MW凝汽式汽轮机。先了解了汽轮机及其各部件的工作原理。再设计了该汽轮机的各热力系统，并用手绘了各系统图。最后对所设计的热力系统进行经济性指标计算，分析温度压力等参数如何影响效率。本设计采用了三种计算方法——常规计算方法、简捷计算、等效热降法。 关键词：节能、热经济性分析、热力系统
Energy is our county’s energy strategy and policies. Thermal Power Plant is the center of energy supply and is large of resource consumption and environmental pollution and greenhouse gas emissions. Improving power plant equipment operation and reliability of economic and reducing emissions has become a major issue of world attention. Represents the thermal power plant economics of energy use, advanced thermal conversion technology functions and running economy is the thermal power plant based on economic evaluation. Rational calculation and analysis of the Thermal Power Plant is to increased operating and running an effective means of scientific management based on ensure the safe operation of generating units. Power plant design, technological innovation, optimization and operation of large thermal power plants at home and abroad Performance Monitoring, running deviation analysis require thermal power plant system on a detailed calculation of heat balance，then，calculate heat economic indicators as the basis for decision-making. Thus the plant system calculation is an important technique to achieve these tasks based onand it is a direct reflection of the economic benefits of the whole plant. It is important to energy power plant This article is designed to 300MW Condensing Steam Turbine. I first understand the components of the turbine and its working principle. I re-design of the turbine of the thermal system and hand-drawn map of each system. Finally, I designed thermal system on the economic index calculation, and analyze how
工业锅炉原理与设计
一、单选题【本题型共21道题】 1.在锅炉炉膛设计时，保证一定炉膛出口温度避免受热面结焦主要考虑煤种的（）。 A．灰熔点 B．热值 C．挥发分 D．水分 正确答案：[A] 2.锅炉性能优劣主要取决于（）。 A．燃料的选取 B．锅炉排烟温度 C．锅炉结构布置 D．锅内过程和炉内过程能否良好配合 正确答案：[D] 3.下面（）不属于层燃的一般特点。 A．燃烧充分 B．煤种适应性较广 C．结构简单 D．适于间断运行 正确答案：[A] 4.下面不属于按照燃烧方式分类的锅炉为（）。 A．层燃锅炉 B．流化床锅炉 C．室燃锅炉 D．火管锅炉 用户答案：[D] 得分：4.80
5.立式烟火管锅炉一般采用的通风方式为（）。 A．平衡通风 B．自然通风 C．机械通风 D．正压通风 正确答案：[B] 6.沸腾燃烧的突出优点为（）。 A．不易导致磨损 B．结构简单 C．燃烧强度大，适用于劣质煤 D．电耗低 正确答案：[C] 7.煤粉锅炉各部件吸热以辐射换热为主要传热模式的部件为（）。 A．炉膛 B．省煤器 C．过热器 D．再热器 正确答案：[A] 8.下面（）不属于室燃的一般特点。 A．燃烧迅速 B．煤种适应性较广 C．结构简单 D．低负荷运行的稳定性和经济性较差 正确答案：[C]
9.冷凝锅炉的热效率计算值达到103%，原因为（）。 A．不可能 B．采用燃料的高温发热量计算 C．采用燃料的低位发热量计算 D．燃烧充分 正确答案：[D] 10.燃气锅炉燃烧器，相对于扩散型燃烧，预混燃烧的特点为（）。 A．火焰温度均匀 B．火焰短 C．低NOx排放 D．以上都是 正确答案：[D] 11.进行水循环计算的主要目的为（）。 A．保证受热面可靠冷却 B．保证水动力的稳定性 C．得出各部件的流动阻力 D．以上都是 正确答案：[D] 12.炉膛过冷段水冷壁受热面由于局部热负荷过高容易发生的传热恶化现象称为（）。 A．蒸干 B．膜态沸腾 C．汽水共腾 D．汽塞
开题报告----锅炉热力计算及初步设计
本科毕业设计（论文）开题报告 题目名称SHL10-1.25/250-AⅢ型锅炉热力计算及初步设计 学生姓名专业班级学号 一、选题的目的和意义： 工业锅炉目前是中国主要的热能动力设备，工业锅炉多于层燃链条炉排锅炉，近年来，中国燃煤电站锅炉行业取得了快速的发展。其一，产量大幅增长，行业产能快速提升。目前，整个行业的产能已经超过8000万千瓦，不仅能满足国内电力工业建设的需要，而且还进入了国际市场。对于目前仍采用的手烧加煤、间歇燃烧方式的小型固定炉排锅炉，必将淘汰，取而代之以新开发的新型锅炉。 然而随着锅炉行业的快速发展，能源匮乏的危机也越发显现出来。在当今世界，能源的发展、能源和环境，是全世界、全人类共同关心的问题，也是我国社会经济发展的重要问题。为了实现能源的可持续发展，一方面必须“开源”，即开发核电、风电等新能源和可再生能源，另一方面还要“节流”，即调整能源结构，大力实施节能减排。而对锅炉的节能设计显得尤为重要。 二、国内外研究现状简述： 随着工业的发展，科学技术水平的不断提高，提高锅炉的效率在对改善劳动环境条件、节约能源、增加生产、提高产品质量、降低生产成本等方面起着越来越大的作用，自六十年代以来，世界各国工业锅炉节能技术发展很快，但我国目前的技术现状与世界先进水平的差距还很大，大部分能源尚未得到充分利用，因此在当前能源供应日趋紧张的总趋势下，采用清洁燃料和洁净燃烧技术的高效、节能、低污染工业锅炉将是产品发展的趋势。 工业锅炉节能改造技术：1.加装燃油锅炉节能器；2.安装冷凝型燃气锅炉节能器；3.采用冷凝式余热回收锅炉技术；4.锅炉尾部采用热管余热回收技术； 5.采用防垢、除垢技术； 6.采用燃料添加剂技术； 7.采用新燃料； 8.采用富氧燃烧技术； 9.采用旋流燃烧锅炉技术；10.采用空气源热泵热水机组替换技术；
锅炉热力计算
锅炉热力计算 ●计算依据 燃煤热值按4500千卡/公斤、醇基燃料热值按6500千卡/公斤、柴油热值按10200千卡/公斤，燃煤价格按750元/吨、醇基燃料按3500元/吨、柴油价格按7500元/吨，煤锅炉的效率按45%、油气锅炉的效率按95%计算： ●4吨燃油蒸汽锅炉 4吨燃油蒸汽锅炉的热功率为248万大卡/小时， * 使用燃煤蒸汽锅炉，使用成本为： 248×104÷4500÷45%=1225公斤/小时×0.75=919元/小时*换装燃醇蒸汽锅炉使用醇基燃料使用成本为： 248×104÷6500÷95%=401公斤/小时×3.5=1404元/小时*换装油气蒸汽锅炉使用柴油作为燃料的使用成本为： 248×104÷10200÷95%=256公斤/小时×7.5=1920元/小时 ●300万大卡导热油锅炉 *使用燃煤导热油锅炉，使用成本为：
300×104÷4500÷45%=1482公斤/小时×0.75=1112元/小时*换装燃醇导热油锅炉使用醇基燃料使用成本为： 300×104÷6500÷95%=486公斤/小时×3.5=1700元/小时*换装油气导热油锅炉使用柴油作为燃料的使用成本为： 300×104÷10200÷95%=310公斤/小时×7.5=2325元/小时 三、综合效益计算 1、设备成本 ●4吨蒸汽锅炉 沿用现有的燃煤锅炉使用醇基燃料，每小时使用成本为： 248×104÷6500÷95%×3.5=1404元/小时 每天按8小时计算，则每天为11232元。 若更换同等功率的燃油燃气蒸汽锅炉约需55万元，每小时使用成本为1920元，每天按8小时计算，则每天为15360元，每天节省燃料费3984元，约130天即可收回设备投入。 ●300万大卡导热油锅炉
660MW机组的全面性热力系统
660MW机组的全面性热力系统 1.管道的材料、壁厚和内径与管内介质的那些参数有关？ 2.什么是公称压力？它与管道介质的工作压力有何关系？ 3.简述阀门的分类及各种阀门的作用。 （一）主蒸汽及再热蒸汽系统 9%Cr铁素体耐热钢 在T9（9Cr-1Mo）钢的基础上，添加了微量的强碳化物形成元素V(0.18-0.25%)和Nb(0.06-0.10%) ，以达到细化晶粒并提高高温强度要求，并通过V、Nb含量优化，得到9Cr1MoVNb （T/P91）具有较好的综合力学性能，组织和性能稳定，具有良好的焊接性能和工艺性能，较高的持久强度及抗氧化性高的许用应力和韧性、抗热疲劳性能，可作为593℃以下的过热器、再热器、联箱和主蒸汽管道等，在世界范围内得到了广泛的应用 日本：最高应用的压力为川越电厂，蒸汽参数31.0MPa/566/566/566℃的超超临界机组； 最高应用的温度则在原町电厂，蒸汽参数24.5MPa/600/600℃。 国内：亚临界600MW、超（超）临界600MW、900MW机组主蒸汽管道、高温再热蒸汽管道的首选 9%Cr铁素体耐热钢 在P91基础上，适当降低Mo含量至0.30-0.60%，加入1.50-2.00%的W，并形成以W为主W-Mo的复合固溶强化，得到了140MPa级的日本T92 （ 9CrMo2WVNb ）（日本称为NF616）。可用在620℃以下。 具有比奥氏体钢更为优良的热膨胀系数和导热系数；在600、650℃其持久强度远高于相应温度下的T/P91（且具有良好的持久塑性）。 此外T/P92有良好的韧性、可焊性以及加工性能；抗蒸汽氧化性能好，与T/P91基本相同；抗高温腐蚀性能略优于T/P91。 欧洲应用较多。 在620℃以上，9%Cr钢的抗氧化性能有限，必须采用12%Cr钢材： T/P122 （ 11CrMo2WCuVNb），在2000年投运的日本橘湾电厂1050MW/600/610℃的超超临界机组的锅炉过热器和再热器出口联箱上首次使用 国内1000MW超超临界机组主汽及再热热段材料 本节思考题 1.主蒸汽系统有哪几种型式？它们各有哪些特点？ 2.单元制系统的管道布置有哪几种？它们各有哪些特点？ 3.识读660MW机组的主蒸汽系统，说明该系统采用了哪些保护措施，采用了哪些消除 主蒸汽压力损失和温度偏差的措施？ （二）旁路系统 本节思考题 1.什么叫汽轮机的旁路系统？旁路系统有哪几种主要型式？
热力计算
1.水冷壁、锅炉管束、省煤器、过热器、再热器、凝渣管、空气预热器的作用是什么？ 水冷壁：（1）吸收炉膛内火焰的热量，是主要蒸发受热面，将烟气冷却到合适的炉膛出口温度。（2）保护炉墙。（3）悬吊敷设炉墙、防止炉壁结渣。 凝渣管：是蒸发受热面，进一步降低烟气温度，保护烟气下游密集的过热受热面不结渣堵塞。锅炉管束：是蒸发受热面。过热器：是过热受热面。将锅炉的饱和蒸汽进一步加热到所需过热蒸汽的温度。省煤器：（1）降低排烟温度，提高锅炉效率，节省燃料。（2）充当部分加热受热面或蒸发受热面。空气预热器：（1）降低排烟温度提高锅炉效率。（2）改善燃料着火条件和燃烧过程，降低燃烧不完全损失，进一步提高锅炉效率。（3）提高理论燃烧温度，强化炉膛的辐射传热。（4）热空气用作煤粉锅炉制粉系统的干燥剂和输粉介质。 2.水冷壁、省煤器、过热器、空气预热器可分为哪几类？各有什么优缺点？ 水冷壁可分为光管水冷壁和膜式水冷壁。光管水冷壁优点：制造、安装简单。缺点：保护炉墙的作用小，炉膛漏风严重。膜式水冷壁：优点：对炉墙的保护好，炉墙的重量、厚度大为减少。炉墙只需要保温材料，不用耐火材料，可采用轻型炉墙。水冷壁的金属耗量增加不多。气密性好，大大减少了炉膛漏风，甚至也可采用微正压燃烧，提高锅炉热效率。蓄热能力小，炉膛燃烧室升温快，冷却亦快，可缩短启动和停炉时间。厂内预先组装好才出厂，可缩短安装周期，保证质量。缺点：制造工艺复杂。不允许两相邻管子的金属温度差超过50度，因要把水冷壁系统制成整体焊接的悬吊框式结构，设计膜式水冷壁时必须保证有足够的膨胀延伸自由，还应保证人孔、检查孔、看火孔以及管子横穿水冷壁等处有绝对的密封性。 省煤器：铸铁式省煤器：优点：耐腐蚀、耐磨损。耐内部氧腐蚀、耐外部酸腐蚀。缺点：承压能力低，铸铁省煤器的强度不高，即承压能力低。不能做成沸腾式，否则易发生水击，损坏省煤器；易积灰，表面粗糙，胁制片间易积灰、堵灰；易渗漏，弯头多，法兰连接，易渗
燃生物质锅炉结构与热力计算方法
燃生物质锅炉结构设计与热力计算方法 湖南省特种设备检验检测研究院 汪斌 工程师 关键词：生物质锅炉 热力计算 摘要：根据生物质燃料挥发分高，热值低，着火快的特点，设计一种新的锅炉结构，此结构不同于以往的燃煤链条炉排锅炉，针对此新的锅炉结构，给出热力计算方法。为了方便工程应用，简化繁琐的计算过程。本文在吸收现有热力计算标准的核心思想的基础上，根据最基本的传热学理论，将大量的经验公式，图、表、结构系数等化简合并。对于合并后的系数取值，结合半经验公式计算和实际运行效果给出一个参考值。 1. 锅炉的设计目标：排烟处过量空气系数py ，排烟温度py T ，热效率q ，蒸发量D 。以上设计目标在锅炉热力计算时预先给定，作为已知条件使用。 2. 计算的目的：根据以上给定的设计目标，确定锅炉结构各部分的尺寸，比如炉膛尺寸小了，锅炉蒸发量达不到，尺寸大了过量空气系数增加，效率下降。 设计计算过程：先假定一个锅炉结构，如图所示为经过修改后的燃生物质锅炉结构，它分为三部分：1.炉膛；2对流管束；3尾部对流受热面。取消了燃煤锅炉的链条炉排和前后炉拱，用一个不设水冷壁的耐火浇筑燃烧室引燃新加入的燃料。
3. 炉膛传热计算： 炉膛传热计算的内容：根据假定的炉膛尺寸，确定炉膛的出口烟温，和辐射传热量。若出口烟温和传热量不合理，则须修改炉膛尺寸。炉膛容积的大小可以先参考炉膛容积热负荷假定。 炉膛传热计算的理论模型：将火焰看作紧贴水冷壁的一个表面。 则炉膛传热计算可以简化为两个灰体表面之间的辐射传热计算：传热方程 )(6.3Q 440r w a l av cal fur T T B A a -=σ KJ/Kg （1）