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一、课题名称660MW凝汽式机组全厂原则性热力系统计算二、内容提要根据给定660MW凝汽式机组全厂原则性热力系统数据，进行汽水平衡计算，辅助计算，加热器进、出水参数计算，得到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；后计算高低压加热器、除氧器抽汽系数，额定功率下的汽轮机进汽量D0，热力系统各汽水流量Dj、Gj；计算机组的和全厂的热经济性指标，并进行反平衡校核计算检查结果。三、设计内容及要求（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.计算额定功率下的汽轮机进汽量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）计算类型采取常规计算法进行定功率计算（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；汽轮机为GE公司的亚临界压力、一次中间再热660MW凝汽式汽轮机。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℃。第五～八级低压加热器上端差均为2.8℃。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℃。汽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，汽轮机排气压力4.4/5.38kPa。给水泵汽轮机（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（○14）33000kg/h、厂用汽（○11）23000kg/h(不回收)、锅炉暖风器用气量为65800kg/h,暖风器汽源（○12）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0.5%。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（○16），一股去轴封加热器SG（○15），一股去凝汽器的热水井。表1-1各辅助汽水、门杆漏汽、轴封漏汽数据（五）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。漏气点代号①②③④⑤⑥⑦⑧漏气量（kg/h）18243896624029082099323625721369漏气比焓（kJ/kg）3397.23397.2待计算3024.33024.33024.33024.33169漏气点代号⑨⑩○11○12○13○14○15○16漏气量（kg/h）155127852200065800待计算3300012705821漏气比焓（kJ/kg）347334743169.03169.084.13397.2待计算待计算四、设计计算书(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。由于计算前的汽轮机进汽量Do为未知，故预选Do=2033689kg/h进行计算，最后校核。αLαpl全厂工质渗漏系数αL=DL/DO=33000/2033689=0.016227锅炉排污系数Dbl=Db×0.5%=2208000×0.5%=11040kg/hααbl=Dbl/DO=11040/2030750=0.005429α´bl=0.6αbl=0.6×0.005429=0.003257αf=0.4αbl=0.4×0.005429=0.002171由排污扩容器压力p=1.55Mpa，查得：图1-1全厂汽水平衡图扩容饱和水焓h´f=851.4kJ/kg加热补充水后排地沟扩容蒸汽焓h’’f=2792kJ/kg扩容蒸汽送进除氧器其余各量经计算为厂用汽系数αpl=0.010818减温水系数αsp=0.032571暖风机疏水系数αnf=65800/2033689=0.03235由全厂物质平衡可得补水率为αma=αpl+α´bl+αL=0.01081+0.003257+0.016227=0.0303022.给水系数αfw由图1所示，1点物质平衡αb=αo+αL=1+0.16227=1.0162272点物质平衡αfw=αb+αbl-αsp=1.016227+0.005429-0.032571=0.9890843.各小汽流量系数αsg,k按预选的汽轮机进汽量DO和表5-2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5-2中。1αbα0=1αspαbl2αfwαma表1-2各辅助汽水、门杆漏汽、轴封漏汽数据（二）汽轮机进汽参数计算1.主蒸汽参数由主汽门前压力p0=16.68Mpa,温度t0=538℃,查水蒸气性质表，得主蒸汽比焓值h0=3396.1kJ/kg.主汽门后压力p´0=(1-δp1)p0=(1-0.04)16.68=16.0128Mpa由p´0=16.0128Mpa,h´0=h0=3396.1kJ/kg,查水蒸气性质表，得主汽门后气温t´0=535.28℃。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=3538.7530kJ/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=535.28℃.(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内的平均蒸汽比焓.计算详见表2-2表2-3轴封加热器平均蒸汽比焓计算漏气点代号①②③④⑤⑥⑦⑧漏气量（kg/h）18243896624029082099323625721369漏气比焓（kJ/kg）3397.23397.21205.23024.33024.33024.33024.33169漏气系数αsg0.0008970.0001910.0325710.0014300.0010320.0015910.0012650.0006731漏气点代号⑨⑩○11○12○13○14○15○16漏气量（kg/h）155127852200065800770003300012705821漏气比焓（kJ/kg）347434743169.03169.084.13397.23352.23252.2漏气系数αsg0.00076260.0013940.010820.032350.0378620.0162270.00062410.002862项目⑮Σ汽水量Gi,kg/h12701270汽水系数αi0.0006240.000624汽水点比焓hi3352.2总焓αihi2.09342.0934平均比焓3352.22.均压箱计算以加权平均法计算均压箱内的平均蒸汽比焓hsg,k.计算详见表2-3表2-3均压箱平均蒸汽比焓计算3.凝汽器平均压力计算由psl=4.4kpa,查水蒸气性质表,得tsl=30.5℃;由ps2=5.38kpa,查水蒸气性质表,得ts2=34.2℃;凝汽器平均温度ts=0.5（tsl+ts2）=0.5（30.5+34.2）=32.35℃;查水蒸气性质表,得凝汽器平均压力ps=4.9kpa;将所得数据与表5-1的数据一起,以各抽气口的数据为节点,在h-s图上绘制出汽轮机的气态膨胀过程线,见图2。图2汽轮机的气态膨胀过程线项目②⑤⑦⑧⑨Σ汽水量Gi,kg/h38920992572136915517980汽水系数αi0.0001910.0010320.0012650.00067310.0007630.003924汽水点比焓hi3397.23024.33024.33169.03474总焓αihi0.649813.12713.83252.13322.649512.379平均比焓12.379/0.003924=3154.706（四）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-Δp1）p´1=（1-0.03）×5.945=5.76665MPa式中p1——第一抽汽口压力；△p1——抽汽管道相对压损。由p1=5.766MPa，查水蒸气性质表得加热器饱和温度ts1=273.1℃H1出水温度tw,1：tw,1=ts1-δt=273.1-（-1.7）=274.8℃式中δt——加热器上端差。H1疏水温度td,1：td,1=t´w,1+δt1=243.7+5.5=249.2℃式中δt1——加热器下端差,δt1=5.5℃tw,1——进水温度，其值从高压加热器H2的上端差δt计算得到，℃已知加热器水侧压力pw=21.47MPa,由t1=274.9℃,查得H1出水比焓hw,1=1204.5kJ/kg由t´w,1=243.7℃,pw=21.47MPa,查得H1进水比焓hw,1=1057.28kJ/kg由td,1=248.9℃,p1=5.766MPa,查得H1疏水比焓hd,1=1081.3kJ/kg.至此,高温加热器H1的进、出口汽水参数已经全部算出。按同样计算，可依次计算出其余加热器H2～H8的各进、出口汽水参数。其中，除氧器H4是混合式加热器，无端差，易知td,4=tw,4=ts4,p4=0.9158,查得hd,4=746.2kJ/kg。将H1～H8计算的结果列于表2-4中。表2-4回热加热系统原始汽水参数(五)高压加热器组抽汽系数计算1.由高压加热器H1热平衡计算α1高压加热器H1的抽汽系数α1：α1={αfw（hw,1-hw,2）/ηh}/(h1-hd,1)={0.9891×（1205.39-1057.28）/1.0}/（3144.2-1081.3）=0.071013高压加热器H1的疏水系数αd,1:αd,1=α1=0.0710132.由高压加热器H2热平衡计算α2、αrh高压加热器H2的抽汽系数α2：α2={αfw（hw,2-hw,3）/ηh-αd,1（hd,1-hd,2）}/（h2-hd,2）={0.989084×（1057.28.0-889.57）/1.0-0.071013×（1081.3-908.3）}/(3027.1-908.23)=0.072019高压加热器H2的疏水系数αd,2:αd,2=αd,1+α2=0.07120+0.07277=0.143033再热器流量系数αrh:项目单位H1H2H3H4H5H6H7H8SG汽测抽汽压力p’jMPa5.9453.6681.7760.9640.4160.2260.1090.0197抽汽比焓hjkJ/kg3144.23027.13352.23169.02978.52851.02716.02455.82976.5抽汽管道压损δpj%33353333加热器侧压力pjMPa5.76663.5581.7230.91580.40350.21920.10570.01910.102气侧压力下饱和温度ts℃273.1243.72