1、熱力發電廠課程設計1.1設計目的1. 學習電廠熱力系統規劃、設計的一般途徑和方案論證、優選的原則2. 學習全面性熱力系統計算和發電廠主要熱經濟指標計算的內容、方法3. 提高計算機繪圖、制表、數據處理的能力1.2原始資料西安某地區新建熱電工程的熱負荷包括：D工業生產用汽負荷；2）冬季廠房采暖用汽負荷。西安 地區采暖期101天，室外采暖計算溫度-5°6 采暖期室外平均溫度1.0°C,工業用 汽和采暖用汽熱負荷參數均為0.8MPa、230°Co通過調查統計得到的近期工業熱負荷和采暖熱負荷如下表所示：熱負荷匯總表項目單位采暖期非采暖期最大平均最小最大平均最小用戶Tlkt/

2、h1751421081269275熱負荷采暖t/3計算原始資料（1）鍋爐效率根據鍋爐類別可取下述數值:鍋爐類別鏈條爐煤粉爐沸騰爐旋風爐循壞流化床 鍋爐效率 0. 720. 850. 850. 900. 650 70° 850. 85 0. 90（2）汽輪機相對內效率、機械效率及發電機效率的常見數值如下，汽輪機額定功率750 600012000 250005000汽輪機相對內效率0. 70. 80. 750. 850. 850. 87汽輪機機械效率0. 950. 980. 970. 990. 99發電機效率0. 930. 960. 960. 970. 980.

3、 9853）熱電廠內管道效率，取為0.96o4）各種熱交換器效率，包括高、低壓加熱器、除氧器，一般取0.96 0.98。5）熱交換器端溫差，取37°Co2%6）鍋爐排污率，一般不超過下列數值:以化學除鹽水或蒸f留水為補給水的供熱式電廠以化學軟化水為補給水的供熱式電廠5%7）廠內汽水損失，取鍋爐蒸發量的3%。8）主汽門至調節汽門間的壓降損失，取蒸汽初壓的3%7%o9）各種抽汽管道的壓降，一般取該級抽汽壓力的4% 8%o10）生水水溫，一般取5 20=Co11）進入凝汽器的蒸汽干度，取0. 88 0.95o12）凝汽器出口凝結水溫度，可近似取凝汽器壓力下的飽和水溫度。2、原則性熱力系統2

4、.1設計熱負荷和年持續熱負荷曲線根據各個用戶的用汽參數和汽機供汽參數，逐一將用戶負荷折算到熱電廠供汽出口，見表2-1 o用戶處工業用汽符合總量：采暖期最大為175 t/h,折算匯總到電廠出口處為166. 65t/h o表2-1熱負荷匯總表項目單位采暖期非采暖期最大平均最小最大平均最小用戶熱負何T'll，t/h1751421081269275采暖t/h1777243000折算到電廠出口的熱TWt/h166. 65135.22102.84119.9987. 6171.42負荷采暖t/h168.5568. 5640. 95000折算到熱電廠出口的工業熱負荷，再乘以0.9的折算系數，得到熱電廠

5、設計工業熱負荷， 再按供熱比熔和回水比恰（回水率為零，補水比熔62. 8 kJ/kg）計算出供熱量，見表2-2o根據設計熱負荷，繪制采暖負荷持續曲線和年熱負荷持續曲線圖，見圖2-1、圖2-2o表2-2熱電廠設計熱負荷項目單位采暖期非采暖期最大平均最小最大平均最小工業蒸汽熱負荷t/h149.98121.7092.56107. 9978. 8564. 280. 8MPa、230°CGJ/h426. 59346. 15263. 27307. 14224. 26182.82采暖蒸汽熱負荷t/h168.5568. 5640.950000. 8MPa、230°CGJ/h479. 401

6、95.01116. 47000合計t/h318.53190.26133.51107. 9978. 8564. 28合計GJ/h905.99541. 16379. 73307. 14224. 26182.82圖2-1采暖熱負荷持續曲線圖24248760圖2-2年熱負荷持續曲線圖2.2裝機方案的擬定根據熱電廠設計熱負荷和建廠條件，熱電廠最終規模是50MW以下，由于采暖熱負荷占整個熱負荷比重一般，所以不建熱水網。采暖用汽和工業用汽同管輸送，因此擬定以下裝 機 方案：（見圖2-3 ）2X CC12-4. 9/0.98/0.17型雙抽汽供熱式次高壓汽輪機發電機組;1X B12-4. 9/0.98型背壓供

7、熱式次高壓汽輪機發電機組；3X 75 t/h次高壓循環流化床鍋爐。本方案設有第一級調整抽汽量30 50 t/h , 第二級調整抽汽量1179h3130 Vh 87.9732.411 17汽水損失Dob 二 1。譏70.8p 230t 2907hD2=?4.o132693. 11h73=+dD補充水從化水車問來B12-4. 9/0. 98X CC12-4. 9/0. 98/ 0.172693. 9h3J6A .518. 84hf H408hh減溫水2.99128. 65h二 467O782hoN167hC 1B711.76 h62. 8h433. 67hD =1.2 X葉299*0. 0D H)

8、 TB TCDtj=20°. 079Dtb+Dtc+DtjW/A0=236.8I1注：1. D流量，單位t/h o圖中數據分 子為季最大負荷工況計算結果。 分母為非采暖季最小負荷工況計 算結果。2. h熔，單位kj/kg ； t溫度，單 位°C 3. p壓力，單位MPa 4采暖 季3臺汽機加減壓減溫器供汽并需 外部小鍋爐調峰，非采暖季最小負 荷工況B12汽機停運。生水三臺鍋爐，三臺汽輪機，主蒸汽系統采用母管制。背壓機組（B12機組）的排汽，一部分作 為1號高加的加熱用汽，另一部分作為供熱汽源。抽汽機組CC12有3級非調整抽汽和2級 調整抽汽，其中第1級調整抽汽和第1級非調整

9、抽汽共用一個抽汽口，第2級調整抽汽和 第2級非調整抽汽共用一個抽汽口，第1級調整抽汽做為供熱抽汽，第2級調整抽汽做為 補充水加熱蒸汽。除氧器加熱用汽量是第2級非調整抽汽，除氧器定壓運行。該系統配置 減溫減壓器，保留或新建調峰鍋爐，機組供熱不足部分先由鍋爐的新蒸汽減溫減壓后提 供，再由尖 峰鍋爐提供。減溫減壓器所用的減溫水來自給水泵出口。系統設連排擴容器， 擴容蒸汽進入除氧器。功熱蒸汽的凝結水不回收，補充水（生水）由CC12機組的第2 級調整抽汽加熱后，去化水車間，再去除氧器。Doj='07. 08390Db二m5. 4p 450t 3312. 9h4. 9p 435t 3282. 85

10、h定進氣量92 t/h ,最大進氣量104. 4 t/h ,476. 54h圖 2-3 B12-4. 9/0.98 + 2XCC12-4. 9/0.98/0. 17 + 3X75 t/h 全廠原則性熱力 系統圖2. 3汽輪機熱力特性資料與原則性熱力系統擬定及其計算（一）機組熱力特性資料30 t/h o本方案的計算原則是，讓B12盡量多供熱負荷，CC12汽機第二級調整抽汽作熱電廠 補水加熱用汽。（二）原則性熱力系統 本方案原則性熱力系統見圖2-3o（三）原則性熱力系統計算1.參數級符號說明見表2-3表2-3參數及符號名稱符號單位名稱符號單位鍋爐蒸發量DbthCC12機組機電效率mg, C2

11、65;內爐排汚里Db1thB12汽機進汽量doBth排污擴容蒸汽量DfthB12汽機高加用汽量d1Bth擴容器排污水量dPSthB12汽機外供汽量dTBth全廠汽水損失量DithCC12汽機進汽量dOCth鍋爐給水量D fwthCC12汽機高加用汽量d1Cth全廠補充水量DmathC12汽機高加用汽量D1th鍋爐減溫減壓汽量D0jthCC12汽機外供汽量dTCth減溫減壓后汽量DTjthCC12除氧器用汽量d2th減溫減壓噴水量DwthCC12生水預熱器用汽量d2sth循環流化床鍋爐效率glCC12凝汽量Deth加熱器換熱效率hCC12低壓加熱器用汽量Dath加熱蒸汽利用系數B12機組機電效率

12、C12機組機電效率mg, BCC12發電量B12發電量pe, Cpe. BkWkWmgr C12.計算條件計算工況：采暖期最大熱負荷工況，此時對應汽輪機最大進氣量和最大調整 供熱抽汽量；設鍋爐排污量：Dbi二0. 02 Db;汽水損失量：D1二0. 03 Db;時二二0.98。各效率取值見表h2-4 o表2-4主要效率取值3282. 85D°j 518.84 D w 2907D 門宀“認 3282.85D o j 518. 84D w 2907D 門DTj 1 . 1 6& Oj（3-62）0Tj DTj D0j 1 . 1 68d Oj4.方案一的計算（1）鍋爐汽水流量計算

13、公式（3-63）1)鍋爐蒸發量 Db (doc ooB Doj) / (1 0. 03)1.030928 (Do dob Doj)(3-64)2) 鍋爐排污量 Dbi 0. 02 ob 0. 020619 Go oob Do j)3) 鍋爐給水量D fw Db Db1 1 05,S46(dO oOB（3-65）（3-66）4)鍋爐擴容排污系統計算ob1o f o ps1179 0. 98D b1 2693D f467. 08Dr e物質平衡方 程能量平衡方 程(a )(b)宀站曲 d f 0. 0063757 (Do oob doj)67)dPS pb1 o f0.0142428(d03-68

14、)鍋爐效率gl機電效率采暖期非采暖期B12機組mg. BCC12機組mg. C10. 90.860. 7580. 8293鍋爐減溫減壓供熱系統熱力計算公式(3-5)補充水量計算，若不考慮回水onia dTC dTB dTj dL d ps(dTCD TB °Tj)0.03 1.028(dOC dOBD°j>0.0142428 (Doc DobD oj)3-69)(D TC oTB dT j 0 045,707<0 0C d OB D0(2)B12-4. 9/0.98熱力系統計算公式1)B12機高加用汽量計算高加用汽量可分為兩部分，一部分由B12汽輪機排氣提供，為

15、Dib ,另一部分由CC12第一級抽汽提供，為葉。假定B12抽汽加熱對應的給水量是和CC12 級抽汽加熱剩余的給水量，則高加能量平衡方程：0. 98(2907 711.76) D1B 1.051546 (719. 67 518. 84) D閉粉卅汽嘰 0. 0981632 Dob(3-70)2) B12 機外供汽量dTBd 0B D 1B 0. 901837 D 0B(3-71)3) B12機發電功率pe.B 3282. 85 2907 D ob 0. 857/ 3. 6 79. 868 D ob 3-72)CC12-4. 9/0. 98/0. 17熱力系統計算公式1) CC12高加用汽量計算

16、高加能量平衡方程0. 9 8 2 9 0 7 7 1 1D. i7c 67 1 9. 6 7 5 1 8. 8 4D od. 0D5 10j5 4 63-73)解得高加用汽 Dio 0.098163 D ocD oj曰M2)生水預熱器用汽量計算生水預熱器的熱平衡：計算時考慮20%的化學水處理水量損失o0. 98 2744. 69 476. 54 D 2s 1.2 167. 47 62. 8 D maD2s 0. 056507d tc dtb dtj 0. 002553 Doc dob doj (3_743）低壓加熱器用汽量計算公式低壓熱平衡:0.98 2693 433. 07 Da= 407.

17、 68 128. 65 D3 De 低加用汽量:D3=0. 144149Dc（3-75）4）除氧器用汽量計算公式除氧器熱平衡0. 98 2744. 69 D 2 146. 5 D bs 476. 54 D 2s711.76 Die Dib 407. 68 D 3 De 2693. 11 Df=518. 84 （ Dfw +Dw）把式（3-69）,（3-73）,（3-70）,（3-67）,（3-74）,（ 3-75）帶入上式，并整理得D 2=0. 167563 Doc Dob Doj 0. 032406 D oj（3-76） 0. 064476 Dtc Dtb Dtj 0. 173413Dc5）

18、CC12汽量平衡Doc二Dic+Dtc+D 2+D 2s+D3+Dc 把式（3-73）,式（3-74），式（3-75）帶入上式，并整理得De 0. 753780 D oc 0. 175244 D ob 0. 309750 D 0 j 1.021937 D tc0. 008209 （ D tb Dtj ）（3-77）6） CC12 發電量計算公式Pe.c 0.829 3282. 85 2907 Die Dtc 3282. 85 2744. 69 D2 D 2s+ 3282. 85 2693. 94 Ds （3282. 85 2308. 47） De /3. 6（3-78）整理上式 得Pe. c

19、85. 825852DTC 29. 577843Doc 75. 641244Doj 21.O81845Dob 0. 987569 Dtb Dtj225. 867097Dc（3-79）或（3-80）代入式De 0. 004427Pe, C 0. 130952 D - 0. 093337 D « 0. 379984D” 0. 334893 D 0 j 0. 004372 （ D tb Dtj）（3-77）,并整理得Doc= 0. 0 0 5P0e0,c4 0. OD92ob5780D. oOj 284190. 7 2D5t c5 90 0. D0t0b4 D3 3t7j （）3-81）方

20、案一各部分實際用汽量計算面推導出來汽機進汽量（D。）、凝汽量（De）與發電功率（Pe）和供汽量（DT）之間的關系,現將有關數據代入，可計算出方案一在采暖期最大負荷下汽機、鍋爐等各部分實際用汽量。計算 結果列在表2-5 o表中各量的順序就是計算結果。表2-5方案-汽水流量計算結果匯總序號項目符號數值單位來源或計算公式1熱負荷Dh318. 53t/h根據熱電廠設計熱負荷2鍋爐額定蒸發量Db390t/h75t/h X 3 選定3汽水損失D111.7t/h選定汽水損失率3%4鍋爐減溫減壓用汽Doj17.8t/hD0j=Db-D1-D0B-D0C5減溫減壓外供汽量DTj20.79t/h式（3-62）6減

21、溫水量Dw2.99t/h式（3-63）7鍋爐排污水量Dbl7.8t/h式（3-65）8鍋爐給水量Dfw397.8t/h式（3-66）9排污擴容蒸汽量Df2.41t/h式（3-67）10擴容器排污水量Dps5. 39t/h式（3-68）11全廠補充水量Pma274. 69t/h式（3-69）12B12進汽量POB151.7t/h額定功率下，由式（3-72 ）13CC12進汽量DOC104.4t/h根據CC12汽機特性特性,最大進汽量14B12額定發電量Pe, B6000kW根據B6特性設定15本計算工況B12發Pe, B6000KWB6維持額定發電量16B12高加用汽量D1B7.2t/h公式（3

22、-70）1712外供汽量DTB70.8t/h公式（3-71）18CC12進汽量Pe,C12000kWCC12特性19CC12高加用汽量D1C14. 89t/h公式（3-73）20CC12外供汽量DTC50t/h最大熱負荷工況，CC12調整抽汽量達最21升水預熱器用汽量D2s15.52t/h公式（3-74）22CC12汽機凝汽量De20. 79t/h公式（3-77）23CC12低加用汽量D33.52t/h式（3-75）24除氧器用汽量D243. 13t/h式（3-76）25尖峰鍋爐供汽量Djf60.93t/hDjf二DT-DTB-DTC-DTj26本工況CC12發電量Pe, C12328kW公式

23、（3-78）（5）計算說明1）B12是背壓機，經濟性好，在采暖最大熱負荷時，應首先維持B12在額定工況下運行,因而可根據B12機的額定功率由式（3-79）計算出B12所需進汽量；本題中采用“定流量計算，即最大熱負荷時，汽輪機進汽量取為汽輪機最大設計進汽量，且假定采暖期CC12機組提供最大調整抽汽量，即Die = 50 t/h ,以此計算各處汽水流量和發電量。是否合適要通過檢 驗CC12汽機的最小凝汽量來確定。凝汽量檢驗24. 39/208. 8二0. 1168; 73.01/184 = 0. 3968 (最 小負荷)，大于CC12最小凝汽量的要求。如果不滿足要重新設定進汽量，再計算。2) 計算

24、中還要進行汽量和電量校核，以檢驗及孫是否準確。DoC=Dic+D Tc+D 2+D 2s+D 3+D c二 22. 24 + 100 + 43. 13 + 15. 52 + 3. 52 + 24. 39 二 208. 8 t/h誤差(12328-12000)/12000二2.7%符合工程需要 可見，汽量平衡，計算準確。3) 本方案的運行方式：在采暖期3臺汽機加鍋爐新汽減溫減壓后供給熱負荷，3臺鍋爐運行。采暖期最大符號工況，尖峰鍋爐供汽60.93 t/h ;非采暖期最大及平均負荷工況，2臺 汽機2臺鍋爐運行，負荷不滿；非采暖期最小負荷工況，B12汽機停運，CC12汽 機及2臺鍋爐運行。本方案其他

25、供熱工況計算類同。典型工況熱平衡結果已標注在全 廠原則性熱力系統圖上，見圖2-3o需系統調峰的供熱負荷表示在年熱負荷持續線圖 上，見圖2-2 o2. 4全廠熱經濟指標計算計算時要用到相應的計算公式見(3. 35)至(3-61),這里只給出所用公式的編號。本方案 B12-4. 9/0.98 + 2X CC12-4. 9/0.98/0. 17 + 3X130 t/h 調峰鍋爐供熱量 Qtf Djf(hL hma) =60.93 2 (2907 62.8) 10 173. 31GJ/h 熱電廠最大供熱量 Qt® 905. 99 173.31 732. 68GJ/h熱電廠全年供熱量(根據全年熱負荷持續曲線圖3-5)0 732.68 120 0.5 (732. 68 379. 73) (2424 120)0.5 (307. 14 182.82) (8760 2424)二2921639熱電廠全年發電量：設機組利用小時數為Hs5500h年發電量(式3-36)P； 36000 5500 198000000 kW h采暖期平均發電標準煤耗率(式3-38)348. 10 103(1 0.03) (3282. 85 719.67) 190. 26 103 (2907 62.8) bd29300