1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上目 錄緒 論熱力發(fā)電廠作為本科熱能與動(dòng)力工程專業(yè)的必修課，其重要性顯得尤為突出，現(xiàn)針對本課程設(shè)置的熱力系統(tǒng)實(shí)習(xí)及設(shè)計(jì)，加深對已學(xué)理論知識的理解和認(rèn)識，促進(jìn)理論與實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合，提高動(dòng)手實(shí)踐的能力。1.熱力系統(tǒng)實(shí)習(xí)及設(shè)計(jì)的目的（1）.加深對已學(xué)熱力系統(tǒng)中各加熱器等器件的認(rèn)識及工作原理的理解。（2）.熟悉熱力過程，促進(jìn)理論與實(shí)踐相結(jié)合，掌握繪圖知識，提高繪圖能力。2.熱力系統(tǒng)實(shí)習(xí)及設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容（1）.對已有的熱力系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算，并求出其熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。（2）.在原有的熱力系統(tǒng)中的基礎(chǔ)上，再擬定一個(gè)自認(rèn)為較好的原則性熱力系統(tǒng)，并求出其熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。（3）.根據(jù)計(jì)算的結(jié)果，對兩

2、個(gè)熱力系統(tǒng)進(jìn)行綜合分析。（4）.手工繪制改進(jìn)后發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)圖一張。3.熱力系統(tǒng)實(shí)習(xí)及設(shè)計(jì)的一般原則（1）.設(shè)計(jì)過程中要保證數(shù)據(jù)選擇的正確性，計(jì)算無誤，繪圖清晰美觀。（2）.改進(jìn)后的熱力系統(tǒng)要求結(jié)構(gòu)合理。4.熱力系統(tǒng)實(shí)習(xí)及設(shè)計(jì)已知技術(shù)條件及參數(shù)見任務(wù)書附件。5.熱力系統(tǒng)型式200MW核電站原則性熱力系統(tǒng)。第一章 改進(jìn)前200MW原則性熱力系統(tǒng)計(jì)算1、整理原始資料（1）、根據(jù)已知參數(shù)p、t在h-s圖上畫出汽輪機(jī)蒸汽膨脹過程線（見圖1-1）得到新汽焓h0、各級抽汽焓hj及排汽焓hc，以及再熱蒸汽比焓升qrh。也可根據(jù)p、t查水蒸氣表得出上述焓值。h0=3439.84kJ/kg，h =3039

3、.28 kJ/kg，h=3548.44 kJ/kg，qrh=3548.44-3039.28=509.16 kJ/kg。 根據(jù)所給的國產(chǎn)N20012.75（130）/537/537型機(jī)組原則性熱力系統(tǒng)圖可知，13號高壓加熱器及5號低壓加熱器均設(shè)有蒸汽冷卻段，2號高壓加熱器設(shè)有外置式疏水冷卻段，7號低壓加熱器帶疏水泵，1、3號高壓加熱器及58號低壓加熱器均沒有設(shè)置疏水冷卻段。合理選擇端差，一般當(dāng)無過熱蒸汽冷卻段時(shí)，=36；有過熱蒸汽冷卻段時(shí)，=-12。機(jī)組容量大減小的效益好，應(yīng)選較小值；下端差一般推薦510。各加熱器端差見表1-1。表1-1 加熱器端差加熱器端差1號高壓加熱器2號高壓加熱器3號高壓

4、加熱器5號低壓加熱器6號低壓加熱器7號低壓加熱器8號低壓加熱器上端差（）1002.82.82.82.8下端差（）5.6（2）、根據(jù)已知參數(shù)p、t在h-s圖上畫出汽輪機(jī)蒸汽膨脹過程線（見圖1-1）。合理選擇蒸汽壓損，新蒸汽壓損p0，一般取p0=（3%7%）p0；故p0=0.03p0=0.0312.75=0.3825Mpa；再熱蒸汽壓損prh，一般選取prh10%prh（prh為高壓缸排氣壓力），故prh=2.470.05=0.1235Mpa。（3）、根據(jù)水蒸汽表查得各加熱器出口水焓hwj及有關(guān)疏水焓值，合理選擇回?zé)岢闅鈮簱ppj，一般選pj=（3%5%）pj（pj為回?zé)岢闅鈮毫Γ８骷訜崞鬟M(jìn)出口比

5、焓見表1-2。2、全廠物質(zhì)平衡計(jì)算汽輪機(jī)總耗氣量 D0=D0蒸汽發(fā)生器蒸發(fā)量 Db= D0+Dl=D0+0.01Db Db=1.0101 D0蒸汽發(fā)生器給水量Dfw Dfw=Db=1.0101D0全廠補(bǔ)充水量Dma Dma=Dl=0.01Db=0.D02.6p535.4tS，kj/（kgK）3548.44h2362.4h2680.98h2877.23h12.75p537t3.79p365.5t3136.01h12.47p312t3039.28h221.22p456t3381.26h30.8345p403t3273.37h40.4285p317t3101.37h50.251p255t2979.6

6、7h60.1478p202t70.0457p99t80.0054p0.917xC20012.3675p535.4t3439.84h2.1595p537th，kj/kg圖1-1 國產(chǎn)N20012.75（130）/537/537型機(jī)組蒸汽膨脹過程線專心-專注-專業(yè)表1-2 國產(chǎn)N20012.75（130）/537/537型機(jī)組原則性熱力系統(tǒng)計(jì)算點(diǎn)參數(shù)項(xiàng)目單位H1H2H3H4（HD）H5H6H7SG2H8SG1C數(shù)據(jù)來源加熱蒸汽抽氣壓力pjMpa3.792.471.220.83450.42850.2510.14780.04570.0054已知抽氣壓損pj%33555555已知加熱器汽側(cè)壓力pMpa3

7、.67632.39591.1590.79280.40710.23850.14040.0434p=（1-pj）pj抽汽焓hjkJ/kg3136.013039.283381.263273.373101.372979.672877.232680.982362.4查水蒸汽表軸封汽焓hsgjkJ/kg3381.643444.063286.343172.133098.57已知p飽和水溫度tdj245.4221.71186.4170.04144.28125.87109.3877.8334.25由p查水蒸汽表p飽和水焓hkJ/kg1063.43951.53791.54719.38607.46528.76458

8、.72325.84143.51由p查水蒸汽表被加熱水加熱器端差j10002.82.82.82.80根據(jù)表1-1加熱器出口水溫tj244.4221.71186.4170.04141.48123.07106.5875.03tdj-j加熱器水側(cè)壓力pwMpa17.6517.6517.650.79281.371.371.371.371.371.37已知加熱器出口水焓hwjkJ/kg1060.09956.14799.76719.38596.20517.64447.81315.17由pw、tj查水蒸汽表疏水疏水冷卻器端差5.6疏水出口水溫t245.40192186.40170.04144.25125.87

9、109.3877.83由p查表、t=tj+1+疏水焓hkJ/kg1063.43816.98791.54719.38607.46528.76458.72325.84由p、t查水蒸汽表3、計(jì)算回?zé)岢槠禂?shù)j和凝汽系數(shù)c采用相對量方法進(jìn)行計(jì)算。（1）、1號高壓加熱器H1的計(jì)算由H1的熱平衡式計(jì)算1 （1h1+sg1hsg1-s1hs1）h=fw（hw1-hw2） 其中s1=1+sg11=Ph11hsg1sg1t1t2ts1s1=1+sg1圖3-1 H1熱平衡hw1hs1hw2 = 所以2072.581=114.1= =0.0554 2h2hw2hs1hw3hs2圖3-2 H2熱平衡s2=2+s12h

10、2hw2hs1hw3hs2圖3-2 H2熱平衡2h2hw2hs1hw3hs2圖3-2 H2熱平衡 s1=1+sg1=0.0587 （2）、2號高壓加熱器H2的計(jì)算由高壓加熱器H2和疏水冷卻器DC2計(jì)算2（2h2+s1hs1-（s1+2）hs2）h=fw（hw2-hw3）2（h2-hs2）+s1（hs1-hs2）=fw（hw2-hw3）/h所以 2= = =0.0646 s2=2+s1=0.1233h33s2hs2s3=s2+3hw3hw4hs3圖3-3 H3熱平衡（3）、3號高壓加熱器H3的計(jì)算（3h3+s2hs2-s3hs3）h=fw（hw3-hw4）3（h3-hs3）+s2（hs2-hs3

11、）=fw（hw3-hw4）/h所以 3=0.0308 s3=s2+3=0.1541（4）、除氧器H4的計(jì)算由于計(jì)算工況再熱減溫水量為0，因此除氧器出口水量=fw=1.0101。hw4sg2 hsg2s3hs3c4hw54h4圖3-4 H4熱平衡（4（h4-hw5）+s3（hs3-hw5）+sg2（hsg2-hw5）h=（hw4-hw5）所以 4= =0.0319除氧器進(jìn)水量c4c4=-s3-sg2-4=0.8201sg3hsg35h5hw5hw6s5=sg3+5hs5圖3-5 H5熱平衡（5）、5號低壓加熱器H5的計(jì)算（5h5+sg3hsg3-s5hs5）h=c4（hw5-hw6）5=0.01

12、78 s5=sg3+5=0.0258（6）、6號低壓加熱器H6的計(jì)算6h67h7s5hs5s6=s5+6 hs6hw6hw7圖3-6hsg4sg4SG2hw8h由于低壓加熱器H6的進(jìn)口水焓未知，將疏水泵混合點(diǎn)包括在H6的熱平衡范圍內(nèi)，軸封冷卻器SG2包含在H7的熱平衡范圍內(nèi)，低壓加熱器H7、軸封冷卻器SG2、SG1、低壓加熱器H8、和熱井作為一個(gè)整體考慮，低壓加熱器H8、軸封冷卻器SG1、熱井看成一個(gè)整體，分別列出熱平衡式，然后聯(lián)立求解6、7和8，如圖3-6. 列熱平衡方程（c4-6-7-s5）（hw6-hw7）+（6+7+s5）（hw6-hs7）=（6h6+s5hs5-s6hs6）h所以6=

13、0.0227-0.02827 所以 s6=s5+6=0.0485-0.02827（7）、7號低壓加熱器H7的計(jì)算1）由低壓加熱器H7、軸封冷卻器SG2構(gòu)成一個(gè)整體的熱平衡計(jì)算7，見圖3-6.列熱平衡方程（c4-s7）（hw7-hw8）=（7h7+s6hs6-s7hs7+sg4（hsg4-h）h圖3-7-1h77hw7hs6 s6s6hs6s6hs7 s7H7hsg4sg4SG2hw8c4（hw7-hw8）= 7（h7-hs7）+s6（hs6-hs7）+sg4（hsg4-h） h7=且有 s7=7+s6=0.0485+0.97187 7= =0.15987-0.0045+所以7=-0. 2）由低

14、壓加熱器H7、軸封冷卻器SG2、SG1、低壓加熱器H8、和熱井作為一個(gè)整體考慮，見圖3-7.h77hs6s6hs7s7hsg4sg4SG2h88H8hsg5sg5SG1h C+ma圖3-7hw7列熱平衡方程（c4-s7）（hw7- h）=（7h7+s6hs6-s7hs7+sg4（hsg4- h）+8（h8- h）+sg5（hsg5- h）h所以7=0.092-0.12317-1.03538所以7=0.0819-0.92188 （8）、8號低壓加熱器H8的計(jì)算由低壓加熱器H8、軸封冷卻器SG1、熱井看成一個(gè)整體，進(jìn)行熱平衡計(jì)算，見圖3-8h88H8hsg5sg5SG1h C+ma圖3-8hsg4

15、hw8列熱平衡方程（c4-s7）（hw8- h）=（sg4（hsh4- h）+ 8（h8-h）+sg5（hsg5- h）h所以8= = =0.0518-0.06717- 聯(lián)立、四個(gè)方程，可以求出未知數(shù)6、7、8解方程組求得6=0.02107=0.06228=0.0214（9）、凝氣系數(shù)c的計(jì)算與物質(zhì)平衡校核1）由熱井的物質(zhì)平衡計(jì)算cc=c4-s7-8-sg4-sg5-ma=0.8201-(0.0485+0.9718*0.0622)-0.0214-0.0033-0.0014-0.0101= 0.67492）由汽輪機(jī)通流部分物質(zhì)平衡來計(jì)算c，以校核計(jì)算的準(zhǔn)確性c=1-（）=1-(0.0554+0.

16、0646+0.0308+0.0319+0.0178+0.021+0.0622+0.0214+0.0033+0.004+0.008+0.0033+0.0014)= 0.6749因?yàn)槎叩慕Y(jié)果吻合，所以計(jì)算結(jié)果正確。4、汽輪機(jī)汽耗量及各段抽汽量計(jì)算 （1）抽汽做功不足系數(shù)計(jì)算根據(jù)已知參數(shù)，可以查水蒸汽表得到 h =3039.28 kJ/kg，h=3548.44 kJ/kg，所以 qrh=3548.44-3039.28=509.16 kJ/kg h0-hc+qrh=（3439.84-2362.4+509.16）kJ/kg =1586.6 kJ/kgY1=0.Y2=0.Y3=0.Y4=0.Y5=0.Y

17、6=0.Y7=0.Y8=0.Ysg1=0.Ysg2=0.Ysg3=0.Ysg4=0.Ysg5=0.各抽汽份額j及其做功不足系數(shù)Yj的乘積jYj見表4-1表4-1 j、Yj、jYj、和Dj加熱器序號jYjjYjDj=jD0/（kg/h）No.10.05540.0.31633.99278No.20.06460.0.36887.29122No.3 0.03080.0.17587.12956No.40.03190.0.18215.24133No.50.01780.0.10163.99046No.60.02100.0.11991.2247No.70.06220.0.35516.86554No.80.02

18、140.0.12219.62898軸封漏氣10.00330.0.1884.33531軸封漏氣20.0040.0.2284.0428軸封漏氣30.0080.0.4568.0856軸封漏氣40.00330.0.1884.33531軸封漏氣50.00140.0.799.41498總計(jì)c=1-=0.67491-=0.DC=1-=.1214（2）汽輪機(jī)的汽耗量及各段抽汽量的計(jì)算機(jī)組無回?zé)峒兡r時(shí)的汽耗量Dc0為Dc0=465.36494t/h機(jī)組有回?zé)釙r(shí)的汽耗量D0為D0=5、汽輪機(jī)的功率校核P1= 2669. kWP2= 4104. kWP3= 2773. kWP4= 3418. kWP5= 23

19、93. kWP6= 3228. kWP7= 10573.86416 kWP8= 4304. kWPsg1= 304. kWPsg2=320. kWPsg3= 840. kWPsg4= 406. kWPsg5= 188. kW排汽壓力在汽輪機(jī)內(nèi)產(chǎn)生的功率Pc= .3799 kW汽輪機(jī)的總功率Pe=（Pc+）mg= .4943*0.98=.3044kW=199.24MW計(jì)算誤差=0.038%1%計(jì)算的電功率接近給定的電功率，說明計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確。6、熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)計(jì)算（1）汽輪機(jī)組熱耗量由熱力系統(tǒng)圖可知再熱系數(shù)rhrh=1-1-2=0.88 Drh=D0 rh=.416 kg /h根據(jù)補(bǔ)充水溫度20，壓力

20、0.1Mpa，可以查水蒸汽表hma=84.01 kJ/kg 。由前面的計(jì)算可以知道h0=3439.84 kJ/kg，hrh=509.16 kJ/kg，hfw=1039.64 kJ/kgQ0= D0h0+Drhhrh+Dmahma-Dfwhfw=.7 3439.84+.416 509.16+5767.78 84.01-.91 1039.64= kJ/h（2）汽輪機(jī)組汽耗率和熱耗率d0=（3）汽輪發(fā)電機(jī)組絕對電效率e=（4）蒸汽發(fā)生器熱負(fù)荷其中hb=h0=3439.84 kJ/kg，Db=1.0101 D0=.9081 kg /hQb=Dbhb+ Drhhrh- Dfwhfw=.84+.416 5

21、09.16-.91 1039.64= kJ/h（5）各種效率管道效率p=全廠熱效率cp=bpe=0.91680.=0.核電發(fā)電相當(dāng)于火電的發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率bs=第二章 改進(jìn)后200MW原則性熱力系統(tǒng)計(jì)算1、改進(jìn)方案將低壓加熱器H7的疏水方式由疏水泵方式改為逐級自流的疏水方式，疏水流入下一級加熱器H8。改進(jìn)以后的各加熱器進(jìn)出口比焓見表1-2。2、全廠物質(zhì)平衡汽輪機(jī)總耗氣量 D0=D0蒸汽發(fā)生器蒸汽產(chǎn)量 Db= D0+Dl=D0+0.01Db 所以Db=1.0101D0蒸汽發(fā)生器給水量 Dfw=Db=1.0101D0全廠補(bǔ)充水量 Dma=Dl=0.01Db=0.D03、計(jì)算回?zé)岢槠禂?shù)j和凝汽系數(shù)c

22、采用相對量方法進(jìn)行計(jì)算。（1）、1號高壓加熱器（H1）由H1的熱平衡式計(jì)算1 （1h1+sg1hsg1-s1hs1）h=fw（hw1-hw2） 其中s1=1+sg11=Ph11hsg1sg1t1t2ts1s1=1+sg1圖3-1 H1熱平衡hw1hs1hw2 =所以2072.581=114.1= =0.0554 2h2hw2hs1hw3hs2圖3-2 H2熱平衡 s1=1+sg1=0.0587 （2）、2號高壓加熱器（H2）由高壓加熱器H2和疏水冷卻器DC2計(jì)算2（2h2+s1hs1-（s1+2）hs2）h=fw（hw2-hw3）2（h2-hs2）+s1（hs1-hs2）=fw（hw2-hw3

23、）/h所以 2= = =0.0646 s2=2+s1=0.1233h33s2hs2s3=s2+3hw3hw4hs3圖3-3 H3熱平衡（3）、3號高壓加熱器（H3）（3h3+s2hs2-s3hs3）h=fw（hw3-hw4）3（h3-hs3）+s2（hs2-hs3）=fw（hw3-hw4）/h所以 3=0.0308 s3=s2+3=0.1541（4）、除氧器H4hw4sg2 hsg2s3hs3c4hw54h4圖3-4 H4熱平衡由于計(jì)算工況再熱減溫水量為0，因此除氧器出口水量=fw=1.0101。（4（h4-hw5）+s3（hs3-hw5）+sg2（hsg2-hw5）h=（hw4-hw5）所以

24、 4= =0.0319除氧器進(jìn)水量c4 c4=-s3-sg2-4=0.8201sg3hsg35h5hw5hw6s5=sg3+5hs5圖3-5 H5熱平衡（5）、5號低壓加熱器（H5）列熱平衡方程（5h5+sg3hsg3-s5hs5）h=c4（hw5-hw6）5=0.0178 s5=sg3+5=0.02586h6hw6hw7H6s5 hs5 s6圖3-6 H6熱平衡（6）、6號低壓加熱器（H6）列熱平衡方程 6（- hs6）+s5（hs5-hs6）h=c4（hw6-hs7）代入數(shù)據(jù)得6=0.0230所以 s6=s5+6=0.0488（7）、7號低壓加熱器（H7）1）由低壓加熱器H7、軸封冷卻器S

25、G2構(gòu)成一個(gè)整體的熱平衡計(jì)算7，見圖3-7-1.列熱平衡方程 圖3-7-1h77hw7hs6 s6s6hs6s6hs7 s7H7hsg4sg4SG2hw8c4（hw7-hw8）= 7（h7-hs7）+s6（hs6-hs7）+sg4（hsg4-h） h所以7=+0. 且有 s7=7+s6=0.0488+7 2）由低壓加熱器H7、軸封冷卻器SG2、SG1、低壓加熱器H8、和熱井作為一個(gè)整體考慮，見圖3-7-2. 列熱平衡方程c4（hw7- h）=（7h7+s6hs6 +sg4（hsg4- h）+8（h8- h）+sg5（hsg5- h）h代入數(shù)據(jù)得2877.237+2537.478=214. 所以

26、 7=0.-0.8 圖3-7-2h77hs6s6hsg4sg4SG2h88H8hsg5sg5SG1h C+mahw7hs7 s7（8）、8號低壓加熱器（H8）由低壓加熱器H8、軸封冷卻器SG1、熱井看成一個(gè)整體，進(jìn)行熱平衡計(jì)算，見圖3-8h88H8hsg5sg5SG1h C+ma圖3-8hsg4hw8列熱平衡方程c4（hw8- h）=（sg4（hsh4- h）+ 8（h8-h）+sg5（hsg5- h）h所以8 =0.- 聯(lián)立、個(gè)方程，可以求出未知數(shù)7、8解方程組求得7=0.04028=0.0552（9）、凝氣系數(shù)c的計(jì)算與物質(zhì)平衡校核1）由熱井的物質(zhì)平衡計(jì)算cc=c4-s7-8-sg4-sg

27、5-ma=0.8201-0.089-0.0552-0.0033-0.0014-0.0101= 0.66112）由汽輪機(jī)通流部分物質(zhì)平衡來計(jì)算c，以校核計(jì)算的準(zhǔn)確性c=1-（）=1-(0.0554+0.0646+0.0308+0.0319+0.0178+0.023+0.0402+0.0552+0.0033+0.004+0.008+0.0033+0.0014)= 0.6611因?yàn)槎叩慕Y(jié)果吻合，所以計(jì)算結(jié)果正確。4、汽輪機(jī)汽耗量及各段抽汽量計(jì)算 （1）抽汽做功不足系數(shù)計(jì)算根據(jù)已知參數(shù)，可以查水蒸汽表得到 h =3039.28 kJ/kg，h=3548.44 kJ/kg，所以 qrh=3548.44

28、-3039.28=509.16 kJ/kg h0-hc+qrh=（3439.84-2362.4+509.16）kJ/kg =1586.6 kJ/kgY1=0.Y2=0.Y3=0.Y4=0.Y5=0.Y6=0.Y7=0.Y8=0.Ysg1=0.Ysg2=0.Ysg3=0.Ysg4=0.Ysg5=0.各抽汽份額j及其做功不足系數(shù)Yj的乘積jYj見表4-1表4-1 j、Yj、jYj、和Dj加熱器序號jYjjYjDj=jD0/（kg/h）No.10.05540.0.31650.56292No.20.06460.0.36906.61308No.3 0.03080.0.17596.34184No.40.0

29、3190.0.18224.78262No.50.01780.0.10169.31444No.60.02300.0.13140.1254No.70.04020.0.22966.65396No.80.05520.0.31536.30096軸封漏氣10.00330.0.1885.32234軸封漏氣20.0040.0.2285.2392軸封漏氣30.0080.0.4570.4784軸封漏氣40.00330.0.1885.32234軸封漏氣50.00140.0.799.83372總計(jì)c=1-=0.66111-=0.DC=1-=.9088（2）汽輪機(jī)的汽耗量及各段抽汽量的計(jì)算機(jī)組無回?zé)峒兡r時(shí)的汽耗量

30、Dc0為Dc0=465.36494t/h機(jī)組有回?zé)釙r(shí)的汽耗量D0為D0=5、汽輪機(jī)的功率校核P1= 2671. kWP2= 4106. kWP3= 2775. kWP4= 3420. kWP5= 2394. kWP6= 3538. kWP7= 6837. kWP8= 11107.96121kWPsg1= 297.kWPsg2=320. kWPsg3= 841.kWPsg4= 406.kWPsg5= 188.kW排汽壓力在汽輪機(jī)內(nèi)產(chǎn)生的功率Pc= .6581kW汽輪機(jī)的總功率Pe=（Pc+）mg= .66510.98=.4918kW=199.24MW計(jì)算誤差=0.038%1%計(jì)算的電功率接近給定的電功率