热力发电厂课程设计报告引进300MW机组原则性热力系统设计、计算和改进.doc

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1、中北大学课程设计任务书2015学年第2学期能源与工程学院热能与动力工程专业姓名陈亮学号 1227024234 题目：引进300MW机组原则性热力系统设计、计算和改进起讫日期 2015年6月21日7月4日设计地点17 指导教师负责人：下达任务书日期：2015年6月21日2014年6月21日目录一课程设计任务31.1 设计题目31.2 计算任务31.3设计任务说明3二原则性热力系统的拟定（如图）4三原则性热力系统原始数据整理和计算43.1 原始数据的整理43.1.1汽轮机型式及参数43.1.2计算点参数表43.2 原则性热力系统的计算53.2.1加热器抽汽份额计算53.2.2 正平衡内效率计算73

2、 .3校核计算73.3.1反平衡校核83.3.2等效焓降法校核10四原则性热力系统的改进和计算（热量法）124.1 方案改进思路和分析124.2 改进后的原则性热力系统的计算164.2.1计算点参数174.2.2抽汽份额计算174.2.3正反平衡效率计算及对比174.3改进前后对比18五结果及分析165.1 结果分析165.2体会16六参考文献21七致谢23一课程设计任务1.1 设计题目引进300MW凝气机组热力系统及抽汽过热度（SC系统）利用效果分析。1.2 计算任务1、整理机组的参数和假设条件，并拟定出原则性热力系统图。2、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-s 图

3、上绘出蒸汽的气态膨胀线。3、对原始热力系统计算其机组内效率，并校核。4、确定原则性热力系统的改进方案，并对改进后的原则性热力系统计算其机组内效率。5、将改进后和改进前的系统进行对比分析，并作出结论。1.3设计任务说明对引进300MW凝气机组热力系统及抽汽过热度（SC系统）利用效果分析，我的任务是先在无SC系统情况下通过对抽汽放热量，疏水放热量，给水吸热量等的计算，求出抽汽份额，从而用热量法计算出此情况下的汽机绝对内效率（分别从正平衡和反平衡计算对比，分析误差）。然后再在投入SC系统的情况下再通过以上参量计算出汽轮机绝对内效率（也是正平衡计算，反平衡校核对比）。最后就是对两种情况下的绝对内效率进

4、行对比，看加入SC系统后对效率有无提升，提升多少。同时等效焓降法也是一个实用的方法，可以用来校核热量法的求解结果。二原则性热力系统的拟定（如附图）三原则性热力系统原始数据整理和计算3.1 原始数据的整理3.1.1汽轮机型式及参数引进300MW机组初蒸汽参数： P0=16.7MPa，t0=537oC再热蒸汽参数：trh=537oC, Prh= Pr7=3.36MPa, hrh=3536.76 kJ/kg低压缸排汽压力：Pc=0.00539MPa给水泵小汽轮机耗气份额及焓值：q=0.037933，hnq=2400.7kJ/kg额定功率 Pe=300MW回热系统：八级回热抽汽，“三高四低一除氧”轴封

5、及门杆参数表：名称份额fi0.00423910.0133430.000252610.0216060.00408410.0012392焓值kJ/kg3333.23028.73221.93535.32754.83.1.2计算点参数表H8H7H6H5（除氧器）H4H3H2H1抽汽压力Prj5.930 3.360 1.670 0.824 0.326 0.136 0.074 0.026 抽汽焓hj3142.6 3028.7 3329.8 3134.2 2926.6 2759.9 2662.8 2520.5 加热器压力Pnj5.69280 3.22560 1.60320 0.79104 0.31296 0

6、.13056 0.07104 0.02496 Pnj下饱和水温tnj272.18 237.91 201.47 169.95 134.97 107.24 90.32 64.93 上端差2.0 2.0 1.0 0.0 6.0 6.0 6.0 6.0 出口水温tw,j270.18 235.91 200.47 169.95 128.97 101.24 84.32 58.93 水侧压力20.87500 20.87500 20.87500 0.79104 1.20000 1.20000 1.20000 1.20000 出口水焓hwj1182.79 1021.58 862.88 718.97 542.64

7、425.13 353.99 247.66 进口水温235.91 200.47 173.10 128.97 101.24 84.32 58.93 33.97 进口水焓hwj-11021.58 862.88 743.87 542.64 425.13 353.99 247.66 143.40 下端差6.0 6.0 6.0 无6.0 6.0 6.0 6.0 疏水温度td,j241.91 206.47 179.10 无107.24 90.32 64.93 39.97 加热器疏水焓hsj1046.84 882.21 759.55 无449.80 378.36 271.81 167.41 3.2 原则性热力

8、系统的计算fw=1 高低加效率h=0.993.2.1加热器抽汽份额计算（1）#8高加抽汽份额：疏水份额：（2）#7高加抽汽份额：疏水份额：（3）#6高加抽汽份额：疏水份额：（4）#5除氧器混合加热器抽汽份额：（5）#4低加抽汽份额：疏水份额：（6）#3低加抽汽份额：疏水份额：（7）#2低加抽汽份额：疏水份额：（8）#1低加抽汽份额：凝气份额：再热份额：3.2.2 正平衡内效率计算（1）做功量（2）循环吸热量（3）内效率3 .3校核计算3.3.1反平衡校核（1）做功量其中（2）内效率，误差符合要求。计算表格见下页。H8H7H6H5（除氧器）H4H3H2H1抽汽压力Prj5.930 3.360 1

9、.670 0.824 0.326 0.136 0.074 0.026 抽汽焓hj3142.60 3028.70 3329.80 3134.20 2926.60 2759.90 2662.80 2520.50 加热器压力Pnj5.69280 3.22560 1.60320 0.79104 0.31296 0.13056 0.07104 0.02496 Pnj下饱和水温tnj272.18 237.91 201.47 169.95 134.97 107.24 90.32 64.93 上端差2.0 2.0 1.0 0.0 6.0 6.0 6.0 6.0 出口水温tw,j270.18 235.91 20

10、0.47 169.95 128.97 101.24 84.32 58.93 水侧压力20.87500 20.87500 20.87500 0.79104 1.20000 1.20000 1.20000 1.20000 出口水焓hwj1182.79 1021.58 862.88 718.97 542.64 425.13 353.99 247.66 进口水温235.91 200.47 173.10 128.97 101.24 84.32 58.93 33.97 进口水焓hwj-11021.58 862.88 743.87 542.64 425.13 353.99 247.66 143.40 下端差

11、6.0 6.0 6.0 无6.0 6.0 6.0 6.0 疏水温度td,j241.91 206.47 179.10 无107.24 90.32 64.93 39.97 加热器疏水焓hsj1046.84 882.21 759.55 无449.80 378.36 271.81 167.41 加热器效率0.99 0.99 0.99 0.99 0.99 0.99 0.99 0.99 j161.21 158.70 119.01 176.33 117.51 71.14 106.33 104.26 j0.00 164.63 122.67 216.90 0.0071.44 106.55 128.41 qj20

12、95.76 2146.49 2570.25 2591.56 2476.80 2381.54 2390.99 2377.10 j0.07770 0.06872 0.03978 0.05314 0.03645 0.02186 0.03157 0.02716 sj0.07770 0.14642 0.18620 0.09108 0.03645 0.05831 0.08988 0.11704 3.3.2等效焓降法校核前面计算用的是热量法，这里再用等效焓降法进行校核。计算时，各个加热器的进出口汽水参数仍然和前面用到的一样，这里就不再次列出。（1）抽汽等效焓降和抽汽效率的计算：（2）再热冷段以上排挤1kg抽

13、汽所引起的再热器吸热增量计算（3）新蒸汽的毛等效焓降附加成分引起的作功损失：新蒸汽净等效焓降：循环吸热量：汽轮机的装置效率：与热量法正平衡的误差：，符合要求。四原则性热力系统的改进和计算（热量法）4.1 方案改进思路和分析由于上述系统没有装蒸汽冷却器，故均存在相对较大的上端差，这将造成较大的换热熵增，从而损失较大的做功能力，根据前述任务，我的改进方案就是在前三级蒸汽过热度较大的抽汽出口加装蒸汽冷却器，充分利用其过热度，提高出口给水温度，降低乃至消除端差，这也可以合理调节抽汽份额，提高系统经济性。所以我的改进是以减小端差为改进对象达到上述目的。4.2 改进后的原则性热力系统的计算4.2.1计算点

14、参数H8H7H6H5（除氧器）H4H3H2H1抽汽压力Prj5.930 3.360 1.670 0.824 0.326 0.136 0.074 0.026 抽汽焓hj3142.60 3028.70 3329.80 3134.20 2926.60 2759.90 2662.80 2520.50 加热器压力Pnj5.69280 3.22560 1.60320 0.79104 0.31296 0.13056 0.07104 0.02496 Pnj下饱和水温tnj272.18 237.91 201.47 169.95 134.97 107.24 90.32 64.93 上端差0.0 0.0 -1.00

15、.0 6.0 6.0 6.0 6.0 出口水温tw,j272.18 237.91 202.47 169.95 128.97 101.24 84.32 58.93 水侧压力20.87500 20.87500 20.87500 0.79104 1.20000 1.20000 1.20000 1.20000 出口水焓hwj1192.53 1030.75 871.68 718.97 542.64 425.13 353.99 247.66 进口水温237.91 202.47 173.10 128.97 101.24 84.32 58.93 33.97 进口水焓hwj-11030.75 871.68 74

16、3.87 542.64 425.13 353.99 247.66 143.40 下端差6.0 6.0 6.0 无6.0 6.0 6.0 6.0 疏水温度td,j243.91 208.47 179.10 无107.24 90.32 64.93 39.97 加热器疏水焓hsj1056.38 891.26 759.55 无449.80 378.36 271.81 167.41 加热器效率0.99 0.99 0.99 0.99 0.99 0.99 0.99 0.99 4.2.2抽汽份额计算同改进前方法可以求得各级抽汽份额为：H8H7H6H5（除氧器）H4H3H2H1j0.07833 0.06912 0

17、.04267 0.05282 0.03628 0.02176 0.03142 0.02702 4.2.3正反平衡效率计算及对比正平衡（1）做功量（2）循环吸热量（3）内效率反平衡（1）做功量（2）内效率，误差符合要求。4.3改进前后对比（1）改进后，正平衡内效率提高量：（2）反平衡内效率提高量：故由数据可知，改进后，经济性有所提高。原始系统对比（热平衡）对比（等效热降）循环吸热量q0正2645.3763892635.110462645.376389做功量 Wi正1208.4511161204.9054451199.36577反1208.4760221204.846435机组内效率i正0.456

18、8163240.457250450.453381899反0.4568257380.457228057计算表格见下页。H8H7H6H5（除氧器）H4H3H2H1抽汽压力Prj5.93000 3.36000 1.67000 0.82400 0.32600 0.13600 0.07400 0.02600 抽汽焓hj3142.60 3028.70 3329.80 3134.20 2926.60 2759.90 2662.80 2520.50 加热器压力Pnj5.69280 3.22560 1.60320 0.79104 0.31296 0.13056 0.07104 0.02496 Pnj下饱和水温t

19、nj272.18 237.91 201.47 169.95 134.97 107.24 90.32 64.93 上端差0.00 0.00 -1.000.00 6.00 6.00 6.00 6.00 出口水温tw,j272.18 237.91 202.47 169.95 128.97 101.24 84.32 58.93 水侧压力20.88 20.88 20.88 0.79 1.20 1.20 1.20 1.20 出口水焓hwj1192.53 1030.75 871.68 718.97 542.64 425.13 353.99 247.66 进口水温237.91 202.47 173.10 12

20、8.97 101.24 84.32 58.93 33.97 进口水焓hwj-11030.75 871.68 743.87 542.64 425.13 353.99 247.66 143.40 下端差6.00 6.00 6.00 无6.00 6.00 6.00 6.00 疏水温度td,j243.91 208.47 179.10 无107.24 90.32 64.93 39.97 加热器疏水焓hsj1056.38 891.26 759.55 无449.80 378.36 271.81 167.41 加热器效率0.99 0.99 0.99 0.99 0.99 0.99 0.99 0.99 j161.

21、79 159.06 127.81 176.33 117.51 71.14 106.33 104.26 j0.00 165.12 131.72 216.90 0.00 71.44 106.55 128.41 qj2086.22 2137.44 2570.25 2591.56 2476.80 2381.54 2390.99 2377.10 j0.07833 0.06912 0.04267 0.05282 0.03628 0.02176 0.03142 0.02702 五结果及分析5.1 结果分析（1）分别从改进前（后）正平衡和反平衡计算的内效率结果对比来看，反平衡效率正平衡效率。分析：由于参数选择

22、没有唯一标准，所以可能初始参数值将对后面的计算产生一定影响，甚至累积；同时，轴封汽，特别是经高压缸轴封直接流入中压缸的在计算过程中无法确定其初始焓值，对后面运算也有影响。而从结果来看，正平衡中我的损失计算可能有未考虑到的地方而反平衡较为全面，故得出以上结论，但误差在0.5%之内，可以接受。（2）从改进前后来看，无论是正平衡还是反平衡，改进后即加了蒸汽冷却器后汽轮机的绝对内效率都有所提高。分析：正如方案思路及分析里所说，改进后的系统基本达到了预期目标，过热蒸汽的过热度得到了比较充分的利用，使上端差减到几乎为零（假设也具有一定随意性），给水出口温度有所提高，传热温差降低致使熵增减小，做功能力损失也

23、减小，经济性也就随之提高了。5.2体会课程设计是一个把书本上理论知识用于实践的过程，它的重要性不亚于书本知识本身。自己可以从中学到很多东西。课程设计虽为期不长，但是集中精力在较短的时间内完成一个实实在在的任务，个人觉得是一种成功，也是一种体验，更是一个提升自己实践能力的好机会。这次热力发电厂课程设计，主要设计到了热力发电厂课程中，回热系统的相关知识点。在课程设计过程中，计算量不大，但是计算方法比较灵活，同时需要考虑的细节比较多。比如在用反平衡计算机组效率时，各种损失都必须考虑到位，各种方案之间效率本来就差别不大，要是某处考虑错误就会导致结果不正确。这也正好培养了我们必须细心的习惯。这次课程设计

24、让我们自己选择任务，自己设计方案，给我们很大的发挥空间。这次课程设计的题目也可能会是工程中的实际问题，所以对我们起了很大的锻炼。通过这次课程设计，使得自己对回热系统的各个组成部分有了更清晰的认识，并且对原则性热力系统的计算有了更扎实的基础，还对自己的动手能力起到一定的提高。在课程设计过程中遇到了一些困难，比如采用正反平衡计算而得到的机组效率差别较大，自己耗费了一天的时间也查不出其中的原因，感觉非常痛苦。但第二天自己再细心的检查一遍时发现了问题所在，当时自己好高兴，一天的心情也随着这次的成功而高兴起来。在对等效焓降法一无所知的情况下从头学起，但这种为了运用而去学习的过程，感觉自己更加来劲，虽然费

25、了不少精力，但最终还是成功了。也许科研的过程就是这样，充满了挑战，充满了痛苦，但也常有成功时那种别人未成体会到的高兴。在这次课程设计过程中，我也感受到与同学之间的相互交流和学习的重要性，每个同学都有自己的特长所在，并且对同一个东西的理解往往也不一样，我们相互之间听听意见，对同一个东西有了更加清晰的理解。这个过程不但能促进同学的友谊，更利于学习本身。在本科即将结束之际，多参加这样的课程设计，无论是对继续学习的同学，还是工作的同学，都将对他们的能力是一个很高的提升机会，至少自己从中回到了很多!六参考文献1郑体宽，热力发电厂，北京：中国电力出版社，20082林万超，火电厂热系统定量分析，西安：西安交大出版社，19953汪孟乐，火电厂热力系统分析，北京：中国电力出版社，19954林万超，火电厂热系统节能理论，西安：西安交大出版社，1994七致谢感谢两周来宋天骄，马瑞琴和张鹏飞同学每天对我的指导帮助，感谢帮我分析误差一起检查错误的同学们！