熱力發(fā)電廠課程設(shè)計報告引進(jìn)300MW機(jī)組原則性熱力系統(tǒng)設(shè)計、計算和改進(jìn)

1、中北大學(xué)課程設(shè)計任務(wù)書2015學(xué)年第2學(xué)期能源與工程學(xué)院熱能與動力工程專業(yè)姓名陳亮學(xué)號 1227024234 題目：引進(jìn)300mw機(jī)組原則性熱力系統(tǒng)設(shè)計、計算和改進(jìn)起訖日期 2015年6月21日7月4日設(shè)計地點(diǎn)17 指導(dǎo)教師負(fù)責(zé)人：下達(dá)任務(wù)書日期：2015年6月21日2014年6月21日目錄一課程設(shè)計任務(wù)31.1 設(shè)計題目31.2 計算任務(wù)31.3設(shè)計任務(wù)說明3二原則性熱力系統(tǒng)的擬定（如圖）4三原則性熱力系統(tǒng)原始數(shù)據(jù)整理和計算43.1 原始數(shù)據(jù)的整理43.1.1汽輪機(jī)型式及參數(shù)43.1.2計算點(diǎn)參數(shù)表43.2 原則性熱力系統(tǒng)的計算53.2.1加熱器抽汽份額計算53.2.2 正平衡內(nèi)效率計算73

2、 .3校核計算73.3.1反平衡校核83.3.2等效焓降法校核10四原則性熱力系統(tǒng)的改進(jìn)和計算（熱量法）124.1 方案改進(jìn)思路和分析124.2 改進(jìn)后的原則性熱力系統(tǒng)的計算164.2.1計算點(diǎn)參數(shù)174.2.2抽汽份額計算174.2.3正反平衡效率計算及對比174.3改進(jìn)前后對比18五結(jié)果及分析165.1 結(jié)果分析165.2體會16六參考文獻(xiàn)21七致謝23一課程設(shè)計任務(wù)1.1 設(shè)計題目引進(jìn)300mw凝氣機(jī)組熱力系統(tǒng)及抽汽過熱度（sc系統(tǒng)）利用效果分析。1.2 計算任務(wù)1、整理機(jī)組的參數(shù)和假設(shè)條件，并擬定出原則性熱力系統(tǒng)圖。2、根據(jù)給定熱力系統(tǒng)數(shù)據(jù)，計算氣態(tài)膨脹線上各計算點(diǎn)的參數(shù)，并在-s 圖

3、上繪出蒸汽的氣態(tài)膨脹線。3、對原始熱力系統(tǒng)計算其機(jī)組內(nèi)效率，并校核。4、確定原則性熱力系統(tǒng)的改進(jìn)方案，并對改進(jìn)后的原則性熱力系統(tǒng)計算其機(jī)組內(nèi)效率。5、將改進(jìn)后和改進(jìn)前的系統(tǒng)進(jìn)行對比分析，并作出結(jié)論。1.3設(shè)計任務(wù)說明對引進(jìn)300mw凝氣機(jī)組熱力系統(tǒng)及抽汽過熱度（sc系統(tǒng)）利用效果分析，我的任務(wù)是先在無sc系統(tǒng)情況下通過對抽汽放熱量，疏水放熱量，給水吸熱量等的計算，求出抽汽份額，從而用熱量法計算出此情況下的汽機(jī)絕對內(nèi)效率（分別從正平衡和反平衡計算對比，分析誤差）。然后再在投入sc系統(tǒng)的情況下再通過以上參量計算出汽輪機(jī)絕對內(nèi)效率（也是正平衡計算，反平衡校核對比）。最后就是對兩種情況下的絕對內(nèi)效率進(jìn)

4、行對比，看加入sc系統(tǒng)后對效率有無提升，提升多少。同時等效焓降法也是一個實(shí)用的方法，可以用來校核熱量法的求解結(jié)果。二原則性熱力系統(tǒng)的擬定（如附圖）三原則性熱力系統(tǒng)原始數(shù)據(jù)整理和計算3.1 原始數(shù)據(jù)的整理3.1.1汽輪機(jī)型式及參數(shù)引進(jìn)300mw機(jī)組初蒸汽參數(shù)： p0=16.7mpa，t0=537oc再熱蒸汽參數(shù)：trh=537oc, prh= pr7=3.36mpa, hrh=3536.76 kj/kg低壓缸排汽壓力：pc=0.00539mpa給水泵小汽輪機(jī)耗氣份額及焓值：q=0.037933，hnq=2400.7kj/kg額定功率 pe=300mw回?zé)嵯到y(tǒng)：八級回?zé)岢槠叭咚牡鸵怀酢陛S封

5、及門桿參數(shù)表：名稱份額fi0.00423910.0133430.000252610.0216060.00408410.0012392焓值kj/kg3333.23028.73221.93535.32754.83.1.2計算點(diǎn)參數(shù)表h8h7h6h5（除氧器）h4h3h2h1抽汽壓力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 加熱器壓力pnj5.69280 3.22560 1.60320 0.79104 0.31296 0

6、.13056 0.07104 0.02496 pnj下飽和水溫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 出口水溫tw,j270.18 235.91 200.47 169.95 128.97 101.24 84.32 58.93 水側(cè)壓力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 進(jìn)口水溫235.91 200.47 173.10 128.97 101.24 84.32 58.93 33.97 進(jìn)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 無6.0 6.0 6.0 6.0 疏水溫度td,j241.91 206.47 179.10 無107.24 90.32 64.93 39.97 加熱器疏水焓hsj1046.84 882.21 759.55 無449.80 378.36 271.81 167.41 3.2 原則性熱力

8、系統(tǒng)的計算fw=1 高低加效率h=0.993.2.1加熱器抽汽份額計算（1）#8高加抽汽份額：疏水份額：（2）#7高加抽汽份額：疏水份額：（3）#6高加抽汽份額：疏水份額：（4）#5除氧器混合加熱器抽汽份額：（5）#4低加抽汽份額：疏水份額：（6）#3低加抽汽份額：疏水份額：（7）#2低加抽汽份額：疏水份額：（8）#1低加抽汽份額：凝氣份額：再熱份額：3.2.2 正平衡內(nèi)效率計算（1）做功量（2）循環(huán)吸熱量（3）內(nèi)效率3 .3校核計算3.3.1反平衡校核（1）做功量其中（2）內(nèi)效率，誤差符合要求。計算表格見下頁。20h8h7h6h5（除氧器）h4h3h2h1抽汽壓力prj5.930 3.360

9、 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 加熱器壓力pnj5.69280 3.22560 1.60320 0.79104 0.31296 0.13056 0.07104 0.02496 pnj下飽和水溫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 出口水溫tw,j270.18 235.91

10、200.47 169.95 128.97 101.24 84.32 58.93 水側(cè)壓力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 進(jìn)口水溫235.91 200.47 173.10 128.97 101.24 84.32 58.93 33.97 進(jìn)口水焓hwj-11021.58 862.88 743.87 542.64 425.13 353.99 247.66 143.40 下

11、端差6.0 6.0 6.0 無6.0 6.0 6.0 6.0 疏水溫度td,j241.91 206.47 179.10 無107.24 90.32 64.93 39.97 加熱器疏水焓hsj1046.84 882.21 759.55 無449.80 378.36 271.81 167.41 加熱器效率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 qj

12、2095.76 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計算用的是熱量法，這里再用等效焓降法進(jìn)行校核。計算時，各個加熱器的進(jìn)出口汽水參數(shù)仍然和前面用到的一樣，這里就不再次列出。（1）抽汽等效焓降和抽汽效率的計算：（2）再熱冷段以上排擠1k

13、g抽汽所引起的再熱器吸熱增量計算（3）新蒸汽的毛等效焓降附加成分引起的作功損失：新蒸汽凈等效焓降：循環(huán)吸熱量：汽輪機(jī)的裝置效率：與熱量法正平衡的誤差：，符合要求。四原則性熱力系統(tǒng)的改進(jìn)和計算（熱量法）4.1 方案改進(jìn)思路和分析由于上述系統(tǒng)沒有裝蒸汽冷卻器，故均存在相對較大的上端差，這將造成較大的換熱熵增，從而損失較大的做功能力，根據(jù)前述任務(wù)，我的改進(jìn)方案就是在前三級蒸汽過熱度較大的抽汽出口加裝蒸汽冷卻器，充分利用其過熱度，提高出口給水溫度，降低乃至消除端差，這也可以合理調(diào)節(jié)抽汽份額，提高系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性。所以我的改進(jìn)是以減小端差為改進(jìn)對象達(dá)到上述目的。4.2 改進(jìn)后的原則性熱力系統(tǒng)的計算4.2.1計

14、算點(diǎn)參數(shù)h8h7h6h5（除氧器）h4h3h2h1抽汽壓力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 加熱器壓力pnj5.69280 3.22560 1.60320 0.79104 0.31296 0.13056 0.07104 0.02496 pnj下飽和水溫tnj272.18 237.91 201.47 169.95 134.97 107.24 90.32 64.93 上端差0.0 0.0 -1.

15、00.0 6.0 6.0 6.0 6.0 出口水溫tw,j272.18 237.91 202.47 169.95 128.97 101.24 84.32 58.93 水側(cè)壓力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 進(jìn)口水溫237.91 202.47 173.10 128.97 101.24 84.32 58.93 33.97 進(jìn)口水焓hwj-11030.75 871.68

16、743.87 542.64 425.13 353.99 247.66 143.40 下端差6.0 6.0 6.0 無6.0 6.0 6.0 6.0 疏水溫度td,j243.91 208.47 179.10 無107.24 90.32 64.93 39.97 加熱器疏水焓hsj1056.38 891.26 759.55 無449.80 378.36 271.81 167.41 加熱器效率0.99 0.99 0.99 0.99 0.99 0.99 0.99 0.99 4.2.2抽汽份額計算同改進(jìn)前方法可以求得各級抽汽份額為：h8h7h6h5（除氧器）h4h3h2h1j0.07833 0.06912

17、 0.04267 0.05282 0.03628 0.02176 0.03142 0.02702 4.2.3正反平衡效率計算及對比正平衡（1）做功量（2）循環(huán)吸熱量（3）內(nèi)效率反平衡（1）做功量（2）內(nèi)效率，誤差符合要求。4.3改進(jìn)前后對比（1）改進(jìn)后，正平衡內(nèi)效率提高量：（2）反平衡內(nèi)效率提高量：故由數(shù)據(jù)可知，改進(jìn)后，經(jīng)濟(jì)性有所提高。原始系統(tǒng)對比（熱平衡）對比（等效熱降）循環(huán)吸熱量q0正2645.3763892635.110462645.376389做功量 wi正1208.4511161204.9054451199.36577反1208.4760221204.846435機(jī)組內(nèi)效率i正0.4

18、568163240.457250450.453381899反0.4568257380.457228057計算表格見下頁。h8h7h6h5（除氧器）h4h3h2h1抽汽壓力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 加熱器壓力pnj5.69280 3.22560 1.60320 0.79104 0.31296 0.13056 0.07104 0.02496 pnj下飽和水

19、溫tnj272.18 237.91 201.47 169.95 134.97 107.24 90.32 64.93 上端差0.00 0.00 -1.000.00 6.00 6.00 6.00 6.00 出口水溫tw,j272.18 237.91 202.47 169.95 128.97 101.24 84.32 58.93 水側(cè)壓力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 進(jìn)口水溫237.91 202.47 173.10

20、128.97 101.24 84.32 58.93 33.97 進(jìn)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 無6.00 6.00 6.00 6.00 疏水溫度td,j243.91 208.47 179.10 無107.24 90.32 64.93 39.97 加熱器疏水焓hsj1056.38 891.26 759.55 無449.80 378.36 271.81 167.41 加熱器效率0.99 0.99 0.99 0.99 0.99 0.99 0.99 0.99 j16

21、1.79 159.06 127.81 176.33 117.51 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 五結(jié)果及分析5.1 結(jié)果分析（1）分別從改進(jìn)前（后）正平衡和反平衡計算的內(nèi)效率結(jié)果對比來看，反平衡效率正平衡效率。分析：由于參數(shù)

22、選擇沒有唯一標(biāo)準(zhǔn)，所以可能初始參數(shù)值將對后面的計算產(chǎn)生一定影響，甚至累積；同時，軸封汽，特別是經(jīng)高壓缸軸封直接流入中壓缸的在計算過程中無法確定其初始焓值，對后面運(yùn)算也有影響。而從結(jié)果來看，正平衡中我的損失計算可能有未考慮到的地方而反平衡較為全面，故得出以上結(jié)論，但誤差在0.5%之內(nèi)，可以接受。（2）從改進(jìn)前后來看，無論是正平衡還是反平衡，改進(jìn)后即加了蒸汽冷卻器后汽輪機(jī)的絕對內(nèi)效率都有所提高。分析：正如方案思路及分析里所說，改進(jìn)后的系統(tǒng)基本達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)，過熱蒸汽的過熱度得到了比較充分的利用，使上端差減到幾乎為零（假設(shè)也具有一定隨意性），給水出口溫度有所提高，傳熱溫差降低致使熵增減小，做功能力損失也減小，經(jīng)濟(jì)性也就隨之提高了。5.2體會課程設(shè)計是一個把書本上理論知識用于實(shí)踐的過程，它的重要性不亞于書本知識本身。自己可以從中學(xué)到很多東西。課程設(shè)計雖為期不長，但是集中精力在較短的時間內(nèi)完成一個實(shí)實(shí)在在的任務(wù)，個人覺得是一種成功，也是一種體驗，更是一個提升自己實(shí)踐能力的好機(jī)會。這次熱力發(fā)電廠課程設(shè)計，主要設(shè)計到了熱力發(fā)電廠課程中，回?zé)嵯到y(tǒng)的相關(guān)知識點(diǎn)。在課程設(shè)計過程中，計算量不大，但是計算方法比較靈活，同時需要考慮的細(xì)節(jié)比較多。比如在用反平衡計算機(jī)組效率時，各種損失都必須考慮到位，各種方案之間效率本來就差別不大