热力发电厂课程设计说明书

1热力发电厂课程设计说明书1、引言1.1设计目的：1.掌握整个热力发电厂的原则性热力系统的热力计算（热经济指标的计算方法）；2.熟悉热力发电厂的全面性热力系统图主要内容及设计要求；3.在已知数据的基础上设计并绘制发电厂原则性热力系统图；4.计算原则性热力系统：要求额定工况的下热力计算，计算额定工况下的热经济指标，各处的汽水流量、抽汽量、疏水量、凝结水量的大小；5.设计热力发电厂的全面性热力系统1)对部分局部热力系统分析说明：A.主蒸汽及旁路系统，再热蒸汽及旁路系统；B.给水系统；C.高压、低压回热抽汽及除氧系统的说明；D.主凝结水系统；E.抽真空系统；F.锅炉的排污系统；G.厂用汽系统；H.全厂的疏、放水系统；I.发电机的冷却水系统；2)设计及绘制发电厂的全面性热力系统3)完成全面性热力系统的答辩；6．编制热力发电厂课程设计说明书。1.2设计原始资料1.2.1汽轮机型式及参数：2机组型式：N300-16.17/538/538,亚临界、一次中间再热、三缸两排汽、单轴凝汽式额定功率：eP=300MW主蒸汽参数：0P=16.17MPa，0t=538℃高压缸排汽：.irhP=3.58MPa，.rhit=320℃再热器及管道阻力损失为高压缸排气压力的8%左右。.0.080.083.580.2864rhrhippMPaMPa中压缸进汽参数：3.294rhpMPa，538rht℃汽轮机排汽压力：cP=0.006MPa给水温度：fwt=252℃给水泵为汽动式，小汽轮机汽源采用第四段抽汽，排汽进入主凝汽器；补充水经软化处理后引入主凝汽器。1.2.2锅炉型式及参数：锅炉型式：DG-1000/16.67-1，强制循环汽包炉过热蒸汽参数：bP=16.67MPa，bt=543℃汽包压力：drumP=18.68MPa额定蒸发量：bD=1000t/h再热蒸汽出口温度：·orhbt=543℃锅炉效率：b=0.921.2.3回热系统：本热力系统共有八级抽汽，其中第一、二、三级抽汽分别供给三台高压加热器，第五、六、七、八级抽汽分别供给四台低压加热器，第四级抽汽作为高压除氧器的气源。七级回热加热器均设置了疏水冷却器，以充分利用本机疏水热量来加热本级主凝结水。三级高压加热器和低压加热器H5分别都设置内置式蒸汽冷却器，为保证安全性三台高3压加热器的疏水均采用逐级自流至除氧器，四台低压加热器的疏水逐级自流至凝汽器。汽轮机的主凝结水经凝结水泵送出，依次流过轴封加热器、四台低压加热器、除氧器，然后由汽动给水泵升压，再经过三级高压加热器加热，最终给水温度为252℃。1.2.4其它小汽水流量参数：高压轴封漏气量：0.010D，送到除氧器；中压轴封漏气量：0.0030D，送到第7级加热器；低压轴封漏气量：0.00140D，送到轴封加热器；锅炉连续排污量：0.005bD。其它数据参考教材或其它同等级汽轮机参数选取：1.3设计说明书中所包括的内容：1.原则性热力系统的拟定及热力计算；2.全面性热力系统设计过程中局部热力系统的设计图及其说明；3.全面性热力系统设计过程中管道的压力、工质的压力、温度、管道的大小、壁厚的计算；4.全面性热力系统的总体说明。2原则性热力系统2.1发电厂原则性热力系统的组成凝汽式发电厂的热力系统由锅炉本体汽水系统、汽轮机本体热水系统、机炉间的连接管道系统和全厂公用汽水系统四部分组成。锅炉本体汽水系统主要包括锅炉本体的汽水循环系统，主蒸汽及再热蒸汽（一、二次蒸汽）的减温水系统、给水调节控制回路，及锅炉排污水和疏放水系统等。汽轮机本体热力系统主要包括汽轮机面式回热加热器（不含除氧器）系统、凝汽系统、汽封系统、本体疏放水系统。机炉间的连接系统主要包括主蒸汽系统，低、高温再热蒸汽系统和给水系统（包括除氧器）等。再热式机组还有旁路系统。全厂公用汽水系统主要包括机炉特殊需要的用汽、启动用汽、燃油加热、4采暖供汽、生水和软化水加热系统、烟气脱硫的烟气蒸汽加热系统等。新建电厂还有启动锅炉向公用蒸汽部分供汽的系统。因此，发电厂原则性热力系统主要由锅炉、汽轮机和以下各局部热力系统组成：一、二次蒸汽系统，给水回热加热和除氧器系统，补充水引入系统，轴封汽及其他废热回收（汽包炉连排扩容回收，冷却发电机的热量回收）系统，辅助蒸汽系统。2.2发电厂原则性热力系统的拟定内容1、确定发电厂的型式及规划容量；2、选择主机（汽轮机、锅炉）；3、确定正常工况下的辅助热力系统，绘制发电厂原则性热力系统图；4、进行全厂原则性热力系统计算，以获得额定工况下的全厂热经济指标；5、选择主要辅助热力设备（如给水泵、凝结水泵、除氧器及其水箱等）。2.3发电厂的型式及规划容量的确定由设计任务书可知，该设计热力发电厂的型式为凝汽式。又由于本设计为300MW凝汽式热力发电厂的设计，因此可将此电厂的规划容量看成是单机容量，即300MW。2.4主机的选择2.4.1汽轮机的选择（1）汽轮机型式：（由课程设计任务书及电厂型式确定）凝汽式机组N300-16.17/538/538（2）单机容量选择：300MW2.4.2锅炉的选择（1）锅炉型式及容量：（根据锅炉是汽轮机的匹配选择）DG-1000/16.67-1强制循环汽包炉锅炉额定蒸发量为1000t/h.（2）锅炉参数：锅炉过热器出口额定蒸汽压力宜为汽轮机额定进汽压力的105%，过热器出口额定蒸汽温度宜比汽轮机进汽温度高5℃。冷段再热蒸汽管道、再热器、热段再热蒸5汽管道额定工况下的压力降，分别为汽轮机额定工况高压缸排汽压力的2%、4.0%、2.0%，再热器出口额定蒸汽温度宜比汽轮机中压缸额定进汽温度高5℃。2.5辅助热力系统2.5.1厂用辅助热力系统（1）小汽轮机用汽：采用汽轮机第4级抽汽驱动汽动给水泵；（2）燃油加热、烟气脱硫的烟气蒸汽加热系统等。2.5.2废热及工质的回收利用（1）锅炉的连续排污利用系统排污扩容回收工质，未回收的排污水热量的回收；（2）除氧器的排汽的利用系统直接排到大气或者进入到凝汽器。2.5.3补充水问题（1）由于热力系统中存在漏汽等工质损失，故需要对锅炉直行给水的补充，以弥补工质的损失，保证锅炉产汽平稳。（2）补充水的补入原则：在满足主要的技术要求之上力求合理、经济效益最高。对从什么地方补入及怎样补入有一定的要求，一般补充水的温度和补入点的温差应该最小。因为换热温差越小，可用能损失越小。如补充水温度为20℃则应从凝汽器补入，若利用了排污水加热，则从除氧器补入。（3）补充水系统设计：补入点：本课程设计中采用补充水经软化处理后从凝汽器补入；补充水温度为40℃左右；补充水量应与工质损失相等，本设计中大致为0.0150D2.6发电厂原则性热力系统的拟定6根据前面的各项设计内容，可拟定出发电厂原则性热力系统。原则性热力系统图见图1。78该热力系统图中，发电厂机组型号为：N300-16.17/538/538，为国产机组，配东方锅炉厂生产的DG-1000/16.67-1型强制循环汽包锅炉及国产QSFN-300-2水-氢-氢冷发电机。机组汽轮机为单轴三缸两排汽、一次中间再热、8级不调整抽汽。回热系统为“三高、四低、一除氧”，除氧器采用滑压运行，七级回热加热器均设置了疏水冷却器，以充分利用本机疏水热量来加热本级主凝结水。三级高压加热器分别都设置内置式蒸汽冷却器。为保证安全性三台高压加热器的疏水均采用逐级自流至除氧器，四台低压加热器的疏水逐级自流至凝汽器。补充水从凝汽器补入，除氧器采用第4段抽汽。给水泵设有两台汽动式调整泵，一台电动式备用泵；汽动式给水泵由凝汽式小汽轮机带动，其汽源来自4段抽汽，排汽进入主凝汽器。为保证锅炉的汽水品质，对凝结水需全部过程经过处理，故设有凝结水除盐装置，及相应的升压泵。3.全厂原则性热力系统的计算3.1计算原始数据3.1.1汽轮机型式及参数机组型式：N300-16.17/535/540,亚临界、一次中间再热、三缸两排汽、单轴凝汽式汽轮机；额定功率：eP=300MW主蒸汽参数（主汽阀前）：0P=16.17MPa，0t=538℃高压缸排汽：.rhiP=3.58MPa，.rhit=320℃再热蒸汽参数：rhP=3.294MPa，rht=538℃汽轮机排汽压力：cP=0.006MPa，排汽比焓：2325.9KJ/Kg3.1.2锅炉型式及参数锅炉型式：DG-1000/16.67-1，强制循环汽包炉过热蒸汽参数：bP=16.67MPa，bt=543℃，bh=3411.17KJ/Kg汽包压力：drumP=18.68MPa额定蒸发量：bD=1000t/h再热蒸汽参数：9再热器进口参数：.rhibP=3.51MPa，.rhibt=315℃，,rhibh=3018.5KJ/Kg再热器出口参数：.rhobP=3.365MPa，.rhobt=543℃，rhobh=3548.9KJ/Kg锅炉效率：b=0.923.1.3回热系统及其参数该机组设有8级回热抽汽，即：“三高四低一除氧”。结合原则性热力系统图选定额定工况时各抽汽参数如表1所示：表1：各级回热抽汽参数项目单位H1H2H3H4H5H6H7H8抽气压力Mpa4.3263.5801.5340.7420.4400.2100.08930.0335抽气温度℃34432043033026819111071.7抽汽焓KJ/Kg3072.023029.513344.453121.643000.342851.742697.622552.90加热器上端差℃020_2444加热器下端差℃555_5666水侧压力MPa20.420.7210.7051.11.31.51.7抽气管道压损%55555555最终给水水温度：fwt=252℃前置泵和给水泵均由驱动汽轮机（小汽轮机）带动，其汽源取自主机第4段抽汽，排汽进入主凝汽器。给水泵出口压力：Ppu=21.2MPa，给水泵效率：0.85；除氧器至给水泵高差：H=21m。小汽轮机进汽压力：0DTP=0.69MPa，进汽比焓：0DTh=4h=3121.64kJ/kg小汽轮机排汽压力：DTcP=0.007MPa，排汽比焓：DTch=2452.15kJ/kg其它小汽水流量参数：高压轴封漏汽量：1sgD=0.010D，送至除氧器，比焓：1sgh=3215.5kJ/kg中压轴封漏汽量：2sgD=0.0030D，送至7号加热器，比焓：2sgh=3329.6kJ/kg低压轴封漏汽量：3sgD=0.00140D，送至轴封加热器，比焓：3sgh=2716.2kJ/kg10锅炉连续排污量：BLD=0.005bD工质渗漏量：LD=0.010D,集中在第四级抽汽管路上。补水量：mmD=0.0150D其它数据的选取各抽汽管压损为：5%，补充水经软化处理引入主凝汽器，其水温为40℃。主机的机械效率m=0.994，发电机效率g=0.99，小汽轮机的机械效率DTm=0.99，给水泵效率fp=0.85。汽轮机高压缸进汽节流损失：0P=3%，中压缸进汽节流损失：rhP=2%，中低压缸连通管损失：lpcP=1%；各加热器的效率见具体计算。厂用电率0.07，忽略加热器和抽气管路上的散热损失，忽略凝结水泵的工质比焓升。3.2热力计算过程3.2.1整理原始数据1、主蒸汽参数由主汽门前压力P0=16.17MPa，温度t0=538℃，查水蒸汽性质表，得到主蒸汽的比焓值0h=3402.9kJ/kg.主汽门后压力，取新汽压损0P=3%，故'0P=(1-0P)0P=15.685MPa，由P0`=15.685MPa，h0`=h0=3402.9KJ/Kg查水蒸气性质表得到主气门后气温'0t=536℃。2、再热蒸汽参数再热蒸汽进入中压缸的压力为：rhP=3.294MPa，rht=538℃，由此查水蒸汽参数表得：rhh=3538.29kJ/kg。中压气门后压力(12%)(10.02)3.2943.23rhrhPPMPa，由rhP=3.23MPa，3538.29/rhrhhhKJKg，查水蒸气热力性质表，得到中压气门后再热蒸汽温度537.7rht℃。中压缸排汽至低压连通管压损为：