第十組熱電廠原則性熱力系統(tǒng)課程設計說明書

1、熱力發(fā)電廠課程設計說明書班 級： 11熱能（3）班小組成員： 指導老師： 1、引言1.1設計目的1.學習電廠熱力系統(tǒng)規(guī)劃、設計的一般途徑和方案論證、優(yōu)選的原則2.學習全面性熱力系統(tǒng)計算和發(fā)電廠主要熱經(jīng)濟指標計算的內(nèi)容、方法3.提高計算機繪圖、制表、數(shù)據(jù)處理的能力1.2原始資料太原某地區(qū)新建熱電工程的熱負荷包括：1）工業(yè)生產(chǎn)用汽負荷；2）冬季廠房采暖用汽負荷。太原地區(qū)采暖期142天，室外采暖計算溫度18，采暖期室外平均溫度-2.8，工業(yè)用汽和采暖用汽熱負荷參數(shù)均為0.98mpa、298。通過調(diào)查統(tǒng)計得到的近期工業(yè)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

2、小最大平均最小用 戶熱負荷工業(yè)t/h1951521181269285采暖t/h197112730001.3計算原始資料（1）鍋爐效率根據(jù)鍋爐類別可取下述數(shù)值：鍋爐類別鏈條爐煤粉爐沸騰爐旋風爐循環(huán)流化床鍋爐鍋爐效率0.720.850.850.900.650.700.850.850.90（2）汽輪機相對內(nèi)效率、機械效率及發(fā)電機效率的常見數(shù)值如下：汽輪機額定功率750600012000250005000汽輪機相對內(nèi)效率0.70.80.750.850.850.87汽輪機機械效率0.950.980.970.990.99發(fā)電機效率0.930.960.960.970.980.985（3）熱電廠內(nèi)管道效率，取

3、為0.96。（4）各種熱交換器效率，包括高、低壓加熱器、除氧器，一般取0.960.98。（5）熱交換器端溫差，取37。（6）鍋爐排污率，一般不超過下列數(shù)值：以化學除鹽水或蒸餾水為補給水的供熱式電廠2%以化學軟化水為補給水的供熱式電廠5%（7）廠內(nèi)汽水損失，取鍋爐蒸發(fā)量的3%。（8）主汽門至調(diào)節(jié)汽門間的壓降損失，取蒸汽初壓的3%7%。（9）各種抽汽管道的壓降，一般取該級抽汽壓力的4%8%。（10）生水水溫，一般取520。（11）進入凝汽器的蒸汽干度，取0.880.95。（12）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(tǒng)2.1設計熱負荷和年持續(xù)熱負荷曲線根據(jù)各個用戶

4、的用汽參數(shù)和汽機供汽參數(shù)，逐一將用戶負荷折算到熱電廠供汽出口，見表2-1。用戶處工業(yè)用汽符合總量：采暖期最大為195 t/h,折算匯總到電廠出口處為166.65 t/h。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荷工業(yè)t/h1951521181269285采暖t/h19711273000折算到電廠出口的熱負荷工業(yè)t/h185.64144.70 112.34 119.95 87.58 80.92采暖t/h187.54 106.62 69.50 000折算到熱電廠出口的工業(yè)熱負荷，再乘以0.9的折算系數(shù)，得到熱電廠設計工業(yè)熱負荷，再按供熱比焓和回水比焓（

5、回水率為零，補水比焓62.8 kj/kg）計算出供熱量，見表2-2。根據(jù)設計熱負荷，繪制采暖負荷持續(xù)曲線和年熱負荷持續(xù)曲線圖，見圖2-1、圖2-2。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(yè)蒸汽熱負荷0.98mpa、298t/h167.08130.23101.11107.9578.8272.83gj/h498.83388.81301.87322.29235.32217.44采暖蒸汽熱負荷0.98mpa、298t/h187.54106.6269.50000gj/h559.91318.32207.50000合計t/h354.62236.85170.611

6、07.9578.8272.83gj/h1058.74707.13507.37322.29235.32217.44 圖2-1 采暖熱負荷持續(xù)曲線圖圖2-2 年熱負荷持續(xù)曲線圖2.2裝機方案的擬定根據(jù)熱電廠設計熱負荷和建廠條件，熱電廠最終規(guī)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(wǎng)。采暖用汽和工業(yè)用汽同管輸送，因此擬定以下裝機方案：（見圖2-3）2cc12-4.9/0.98/0.17型雙抽汽供熱式次高壓汽輪機發(fā)電機組；1b12-4.9/0.98型背壓供熱式次高壓汽輪機發(fā)電機組；375 t/h次高壓循環(huán)流化床鍋爐。本方案設有三臺鍋爐，三臺汽輪機，主蒸汽系統(tǒng)采用母管制。背壓機

7、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(diào)整抽汽和2級調(diào)整抽汽，其中第1級調(diào)整抽汽和第1級非調(diào)整抽汽共用一個抽汽口，第2級調(diào)整抽汽和第2級非調(diào)整抽汽共用一個抽汽口，第1級調(diào)整抽汽做為供熱抽汽，第2級調(diào)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(diào)整抽汽，除氧器定壓運行。該系統(tǒng)配置減溫減壓器，保留或新建調(diào)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(tǒng)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(diào)整抽汽加熱后，去

8、化水車間，再去除氧器。 圖2-3 b12-4.9/0.98 + 2cc12-4.9/0.98/0.17 + 375 t/h全廠原則性熱力系統(tǒng)圖2.3汽輪機熱力特性資料與原則性熱力系統(tǒng)擬定及其計算（一）機組熱力特性資料我國常見供熱機組的熱力特性參見中小型熱電聯(lián)產(chǎn)工程設計手冊。本方案cc12額定進氣量92 t/h，最大進氣量104.4 t/h，第一級調(diào)整抽汽量30 50 t/h，第二級調(diào)整抽汽量30 t/h。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(diào)整抽汽作熱電廠補水加熱用汽。（二）原則性熱力系統(tǒng)本方案原則性熱力系統(tǒng)見圖2-3。（三）原則性熱力系統(tǒng)計算1. 參數(shù)級符號說明見表

9、2-3表2-3 參數(shù)及符號名稱符號單位名稱符號單位鍋爐蒸發(fā)量cc12機組機電效率鍋爐排污量b12汽機進汽量排污擴容蒸汽量b12汽機高加用汽量擴容器排污水量b12汽機外供汽量全廠汽水損失量cc12汽機進汽量鍋爐給水量cc12汽機高加用汽量全廠補充水量c12汽機高加用汽量鍋爐減溫減壓汽量cc12汽機外供汽量減溫減壓后汽量cc12除氧器用汽量減溫減壓噴水量cc12生水預熱器用汽量循環(huán)流化床鍋爐效率cc12凝汽量加熱器換熱效率cc12低壓加熱器用汽量加熱蒸汽利用系數(shù)cc12發(fā)電量b12機組機電效率b12發(fā)電量c12機組機電效率2. 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

10、調(diào)整供熱抽汽量；設鍋爐排污量：dbl = 0.02 db；汽水損失量：d1 = 0.03 db；h = =0.98。各效率取值見表2-4。表2-4 主要效率取值鍋爐效率機電效率采暖期非采暖期b12機組cc12機組0.90.860.7580.8293. 鍋爐減溫減壓供熱系統(tǒng)熱力計算公式物質平衡方程 （a）能量平衡方程 （b）把（a）式帶入（b）式得 解得 （3-62） （3-63）4. 方案一的計算（1）鍋爐汽水流量計算公式1）鍋爐蒸發(fā)量（3-64）2）鍋爐排污量 （3-65）3）鍋爐給水量 （3-66）4) 鍋爐擴容排污系統(tǒng)計算物質平衡方程 （a）能量平衡方程 （b）把（a）式帶入（b）式得

11、(3-67) （3-68)5)補充水量計算，若不考慮回水 （3-69） （2）b12-4.9/0.98熱力系統(tǒng)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，另一部分由cc12第一級抽汽提供，為。假定b12抽汽加熱對應的給水量是和cc12一級抽汽加熱剩余的給水量，則高加能量平衡方程：解得高加用汽 （3-70）2）b12機外供汽量 （3-71）3）b12機發(fā)電功率 （3-72）（3）cc12-4.9/0.98/0.17熱力系統(tǒng)計算公式1）cc12高加用汽量計算高加能量平衡方程 解得高加用汽量 （3-73）2）生水預熱器用汽量計算生水預熱器的熱平衡：計算

12、時考慮20%的化學水處理水量損失。 （3-74）3)低壓加熱器用汽量計算公式低壓熱平衡： 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把式（3-69），（3-73），（3-70），（3-67），（3-74），（3-75）帶入上式，并整理得 （3-76）5）cc12汽量平衡把式（3-73），式（3-74），式（3-75）帶入上式，并整理得 （3-77）6）cc12發(fā)電量計算公式 （3-78） 整理上式得 （3-79） 或 （3-80） 代入式（3-77），并整理得 （3-81） (4)方案一各部分實際用汽量計算上面推導出來汽機進汽量(d0)、凝汽量

13、(dc)與發(fā)電功率(pe)和供汽量(dt)之間的關系，現(xiàn)將有關數(shù)據(jù)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。表中各量的順序就是計算結果。（5）計算說明1）b12是背壓機，經(jīng)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(jù)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(diào)整抽汽量，即= 50 t/h，以此計算各處汽水流量和發(fā)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24.39/20

14、8.8 = 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）計算中還要進行汽量和電量校核，以檢驗及孫是否準確。 = 22.24 + 100 + 43.13 + 15.52 + 3.52 + 24.39 = 208.8 t/h誤差 (12328-12000)/12000 = 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(tǒng)圖上，見圖2-3。需系統(tǒng)調(diào)峰的供熱負荷表示在年熱負荷持續(xù)線圖上，見圖2-2。2.4 全廠熱經(jīng)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 + 2cc12-4.9/0.98/0.17 + 3130 t/h 調(diào)峰鍋爐供熱量 熱電廠最大供熱量 熱電廠全年供熱量（根據(jù)全年熱負荷持續(xù)曲線圖3-5） 熱電廠全年發(fā)電量： 設機組利用小時數(shù)為 年發(fā)電量（式3-