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1、热力发电厂课程设计指导书（4）设计题目： 1000MW 凝汽式机组全厂原则性热力系统设计计算 一、课程设计的目的和任务本课程设计是热力发电厂课程的具体应用和实践，是热能工程专业的各项基础课和专业课知识的综合应用，其重点在于将理论知识应用于一个具体的电厂生产系统介绍实际电厂热力系统的方案拟定、管道与设备选型及系统连接方式的选择，详细阐述实际热力系统的能量平衡计算方法和热经济性指标的计算与分析。完成课程设计任务的学生应熟练掌握系统能量平衡的计算，可以应用热经济性分析的基本理论和方法对各种热力系统的热经济性进行计算、分析，熟练掌握发电厂原则性热力系统的常规计算方法，了解发电厂原则性热力系统的组成。二
2、、计算任务 1 根据给定的热力系统数据，在 h - s 图上绘出蒸汽的汽态膨胀线（要求出图占一页）； 2 计算额定功率下的汽轮机进汽量 D0 ，热力系统各汽水流量 Dj ； 3 计算机组和全厂的热经济性指标（机组汽耗量、机组热耗量、机组汽耗率、机组热耗率、绝对电效率、全厂标准煤耗量、全厂标准煤耗率、全厂热耗率、全厂热效率）； 4 按火力发电厂热力系统设计制图规定绘出全厂原则性热力系统图，并将所计算的全部汽水流量标在图中（手绘图 A2 ）。汽水流量标注： D ，以 t/h 为单位三、计算类型：定功率计算 采用常规的手工计算法。 为便于计算,凡对回热系统有影响的外部系统,如辅助热力系统中的锅炉连续
3、排污利用系统、对外供热系统等,应先进行计算。因此全厂热力系统计算应按照“先外后内,由高到低”的顺序进行。计算的基本公式是热平衡式、物质平衡式和汽轮机功率方程式,具体步骤如下:1、整理原始资料根据给定的原始资料,整理、完善及选择有关的数据,以满足计算的需要。(1)将原始资料整理成计算所需的各处汽、水比焓值,如新蒸汽、抽汽、凝气比焓。加热器出口水、疏水、带疏水冷却器的疏水及凝汽器出口水比焓，再热热量等。整理汽水参数大致原则如下:1）若已知参数只有汽轮机的新汽、再热蒸汽、回热抽汽的压力、温度、排气压力时,需根据所给定的汽轮机相对内效率,通过水和水蒸气热力性质图表或画出汽轮机蒸汽膨胀过程的hs图,并整
4、理成回热系统汽水参数表;2）加热器汽侧压力等于抽汽压力减去抽汽管道压损； 3）不带疏水冷却器的加热器疏水温度和疏水比焓分别为汽侧压力下对应的饱和水温度和饱和水比焓；4）高压加热器水侧压力取给水泵出口压力,低压加热器水侧压力取凝结水泵出口压力；5）加热器出口水温由汽侧压力下的饱和温度和加热器出口端差决定；6）加热器出口水比焓由加热器出口水温和水侧压力查水蒸气hs表得出；7）疏水冷却器出口水温由加热器进口水温和加热器入口(下)端差决定；8）疏水冷却器出口水比焓由加热器汽侧压力和疏水冷却器出口水温查hs表得出;(2)合理选择及假定某些为给出的数据,他们有:1)新蒸汽压损；2)回热抽汽压损；3)加热器
5、出口端差及入口端差,可参考下表1选取。 表1 加热器端差取用表端差上端差下端差无过热蒸汽冷却段有过热蒸汽冷却段数值26-225102、 回热抽汽量的计算 按照“先外后内,由高到低”的顺序计算。先计算锅炉连续排污系统,求得、之后,再进行“内部”回热系统计算,按“由高到低”的顺序进行回热抽汽量的计算。3、物质平衡计算 由物质平衡式可计算凝气流量或新蒸汽量,然后用汽轮机功率方程计算出相应的量来校核,满足工程上允许的1%2%以下的误差范围即可。4、热经济性指标的计算主要包括汽轮机汽耗、热耗、锅炉热负荷及管道效率的计算,以及全厂、等的计算。五、热力系统简介 该机组锅炉选择为哈尔滨锅炉厂有限责任公司设计的
6、超超临界变压运行直流锅炉（型号：HG-2953/27.56-YM1），最大连续蒸发量为2996.3t/h，额定蒸发量为2909.03t/h，主蒸汽额定温度为605C，主汽压力27.56 MPa，再热汽温600 C，再热汽压5.746MPa。 汽轮机为上海汽轮机厂（德国西门子公司提供技术支持）设计的一次中间再热、单轴、四缸四排汽、双背压、凝汽式汽轮机（型号：N1000-26.25/600/600(TC4F)），额定功率1000MW，主蒸汽额定温度为600C，主汽压力26.25MPa，再热汽温600C，再热汽压力5.746MPa；采用八级不可调整抽汽。 给水系统设置两台50容量的汽动给水泵和1台2
7、5容量的电动启动给水泵在正常运行工况下，给水泵汽轮机的汽源来自第四级抽汽；在低负荷和启动工况下，给水泵汽轮机的汽源来自冷再热蒸汽。给水泵汽轮机的排汽经排汽管道和排汽蝶阀排到主机凝汽器。回热抽汽系统里，高压缸设有一级抽汽,第二级抽汽采用高压缸排汽，中压缸有两级抽汽、低压缸有四级抽汽，分别供给三只高加,一只除氧器，四只低加。第四级抽汽还供给给水泵小汽轮机用汽。（五）计算原始资料 已知条件如下（VWO工况时=1049.847MW）1汽轮机形式和参数汽轮机为上海汽轮机有限公司和德国西门子公司联合设计制造的超超临界压力，一次中间再热，单轴，四缸四排汽，双背压，八级回热抽汽，反动凝汽式汽轮机。机组型号 N
8、100026.25/600/600（TC4F） 初蒸汽参数 =26.25MPa =600再热蒸汽参数 高压缸排汽 =6.393 MPa， =377.8 中压缸进汽 =5.746MPa， =600 平均排汽压力 =（0.00440+0.0054）/2=0.0049MPa13号高压加热器及5号低压加热器均设有蒸汽冷却段和疏水冷却段，6号低压加热器带疏水泵，78号低压加热器设有疏水冷却段。 在VWO工况下各回热抽汽的压力和温度，见表2。 表2 各回热抽汽参数项目单位各计算点H1H2H3H4H5H6H7H8SG排汽C抽汽参数压力MPa8.3916.3932.4191.1900.6590.2580.06
9、70.0250.0049温度417378465364285185x=0.98x=0.94x=0.92，锅炉类型和参数 锅炉类型：HG2953/27.46YM1 型变压运行直流燃煤锅炉 最大连续蒸发量为2996.3t/h，额定蒸发量为2909.03t/h， VWO工况下主要参数如下 过热蒸汽出口参数：=27.56MPa，=605 再热蒸汽出口参数：=5.81MPa，=603 再热蒸汽进口参数：=6.12MPa，=372 锅炉效率： =93.8% 3.计算中采用的其他数据 （1）小汽水流量 轴封漏气量Dsg=0.02D0. 全厂汽水损失 =0.01. （2）其他有关的数据 选择回热加热器效率 =1
10、 补充水入口水温 =15，=62.8kJ/kg。 在计算工况下机械效率 =99.6%，发电机效率 =99.06%. 给水泵出口压力30.0MP，凝结水泵出口压力2.8MP。 小汽机用汽量 =168109.2kg/h。 （3）新蒸汽，再热蒸汽汽水参数如表4. 表4各计算点汽水参数汽水参数单位锅炉过热器出口汽轮机高压缸入口再热器入口再热器出口压力pMPa27.5626.256.3935.746温度t605600377.8600六、课程设计的方式及时间分配1、方式第二十周在设计教室完成热力发电厂课程设计任务。2、课程设计的进程及答疑时间周一：对该系统的设计布置方式进行初步的分析；8：00-10：00
11、周二：在Ts图上做出蒸汽的汽态膨胀线，并表示出各点参数；16：00-18：00周三：计算新汽流量及各处汽水流量；计算机组和全厂的热经济指标；8：00-10：00周四：绘制原则性热力系统图，并将所计算的各汽水参数标在图上，16：00-18：00周五：呈交设计成果,答辩。七、课程设计的要求 计算部分要求列出所有计算公式，凡出现公式均必须代入相应数据； 字迹清楚，绘图线条分明；（1.应标注循环参数和各回热参数;2.须严格遵循工程绘图的要求）。八、考核方式考核形式为课程设计答辩，课程设计成绩由答辩情况、课程设计成品以及平时表现为依据综合得出，分为优、良、中、及格和不及格五个等级。参考文献：1 郑体宽.热力发电厂.中国电力出版社.20102 黄新元.热力发电厂课程设计.中国电力出版社.20043 水和水蒸气性质图表.中国电力出版社.2000
1000MW原则性热力系统计算步骤
