熱動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)-V2解析

班級(jí)：能動(dòng)(卓越)131題目：上汽引進(jìn)300MW亞臨界機(jī)組 系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)1 2.2原則性熱力系統(tǒng)的計(jì)算、汽水流量的確定、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)計(jì)算 8 - 3前言本論文以上海汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的引進(jìn)優(yōu)化型亞臨界300MW機(jī)組(型號(hào)：N300MW-16.7/538/538-1型)為選型汽輪機(jī)進(jìn)行原則性熱力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算確定悉了解發(fā)電廠生產(chǎn)流程和熱力系統(tǒng)，并初步學(xué)習(xí)熱力發(fā)電廠的基本設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)-本次工程選擇的主機(jī)是上海汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的引進(jìn)優(yōu)化型亞30W機(jī)組，機(jī)組啟動(dòng)方式：滑參數(shù)啟動(dòng)，高壓缸啟動(dòng)給水回?zé)幔喊硕尾徽{(diào)整抽汽3個(gè)(高壓加熱1個(gè)除氧器+4個(gè)低壓加熱器)，56本機(jī)組在額定工況T(RL)下的熱力參數(shù)1、額定出力工況(TRL)定義2、額定工況(TRL)下的熱力參數(shù)2)新蒸汽：(高壓主汽閥前)主汽壓力P0=16.7MPa；主汽溫t0=538℃；再熱4)系統(tǒng)補(bǔ)水率3%5)各級(jí)抽汽參數(shù)：見表1。干度tr/2580℃7汽水疏水出口水焓pjpjp'pjtjhjtj'j9jtph?tdtd%℃℃℃℃℃℃33030505555Cjpjjjjjt9djjwjt+9j+1jwj8算全廠熱力系統(tǒng)工質(zhì)平衡汽輪機(jī)總耗氣量D'=D0D=D'+D=D+0.03DD=1.0309Db0l0bb0fwbbl0b0ff。擴(kuò)4擴(kuò)ffffblfbl由擴(kuò)容排污器熱平衡得：Dhn=Dh'+D'h''(2-2)blblfffblf由公式(2-1)和(2-2)得D=0.01503D，D'=0.01587D。f0bl0malbllo0擴(kuò)容排污冷卻器取化補(bǔ)水溫度為15℃。由擴(kuò)容排污冷卻器熱平衡得：D'(h'hc)n=D(hch)(2-5)blfw,blfma1w,maw,ma-將數(shù)據(jù)代入公式(2-5)得：hc=246.238kJ/kgbl0bl擴(kuò)ffwmaw,ma1)1號(hào)高壓加熱器1#高壓加熱器熱平衡圖如-2所示。11w1hfww1w2由公式(2-6)得:D=10d11022w2d1w1w2hfww2w3由公式(2-7)得： 2fww2w3hd1w1w22w2D=00D=000dd20rh20先計(jì)算給水泵焓升hpu。設(shè)除氧器的水位高度為20米，則給水泵的進(jìn)口壓力為w-1-avpuout0w0.8333w3d2w2w3hfww3w4w由公式(2-8)得： D[h一(h+hpu)]/n+D(hd一hd)D=fww3w4whd2w2w3(h一hd)3w3D=0D=0030dd2304)四號(hào)加熱器(除氧器)第四段抽汽D包括除氧器加熱蒸汽D'、汽動(dòng)給水泵用汽D和外供熱用汽44ltD三部分。供D'+D+D+D=D(2-9)4fc4d3fwD'h+Dh''+Dh+Dhd=Dh(2-10)44ffc4w5d3w3fww4由公式(2-9)和(2-10)得：除氧器進(jìn)水量：D=fww5404fwfc4d30ltcltDhhnnDhpu(2-12)lt4ltmpufwwD'hpu/(nn)D=fwwmpu4ltD=0D=0lt0所以D=D'+D+D=0.089916D+10000044lt供055w5hc4w5w6 由公式(2-13)得：D(h一h)/nD=cw50.777758D(565一439)D=029260.99d55066w6d5w5w6hc4w6w7由公式(2-14)得： D=c4w6w7h6w6D0.03383D(462一389)D=006077w7d6w6w7hc4w7w8由公式(2-15)得：D=c4w7w8hd7w7D=70dd0[D(hh')+D(hdh')+D(hch')+D(hh')]n88cd7w7cma1w,macma2w,mach(2-16)=D[h(h'+hpu)]cw8ccwD=00)D=00)80D=D+Ddd8d09)由凝汽器熱井物質(zhì)平衡計(jì)算DcD=DDDD(3-12)cc4d8malt0c0j0j=1cciW=Dh+Dq8DhDh(2-17)i00rhrhjjccj=1將數(shù)據(jù)代入公式(2-17)得：i002)由功率方程式計(jì)算D0Whinn99%98%0DDicjj=1i汽輪機(jī)汽耗量D0鍋爐蒸發(fā)量DbfwDlf'D再熱蒸汽量Dh第一級(jí)抽汽D1第二級(jí)抽汽D2第三級(jí)抽汽D3第四級(jí)抽汽D4lt456第七級(jí)抽汽D7第八級(jí)抽汽D8c對(duì)外供汽D供單位(t/h)0541.381單位(t/h)154.333.3395DD1)機(jī)組熱耗、熱耗率和熱效率機(jī)組熱耗Q=D'h+Dq+Dhc+Dh一Dh00rhrhma1w,mama2w,mafwfwhhhhhe0hbQ=Dh+Dq+Dh一Dhbbbrhrhblblfwfwbn=h==n=h==bq=3600=3600=7950.53kJ/kWhtpn45.28%ebphnnnbphs將數(shù)據(jù)代入上式得bs=34.1=39.53kg/GJ主蒸汽系統(tǒng)包括從鍋爐過熱器出口聯(lián)箱至汽輪機(jī)進(jìn)口主汽閥的主蒸汽管道、閥從再熱器出口聯(lián)箱至汽輪機(jī)中壓缸進(jìn)口閥門的再熱熱段管道、閥門。單元制系統(tǒng)：(本設(shè)計(jì)采用一次中間再熱供熱式發(fā)電廠)元間無母管橫向聯(lián)系，單元內(nèi)各用汽設(shè)備的新蒸汽支管均引自機(jī)爐之間的主汽管。爐排出的高熱煙氣重新加熱后，在送回汽輪機(jī)進(jìn)入氣缸做功。汽輪機(jī)旁路系統(tǒng)是熱力系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部它分在。機(jī)組啟動(dòng)、停機(jī)和事故情(1)旁路的介紹①①高壓旁路又稱Ⅰ級(jí)旁路，即新蒸汽繞過汽輪機(jī)高壓缸直接進(jìn)入再熱冷段管道；②低壓旁路又稱Ⅱ級(jí)旁路，即再過熱后的蒸汽繞過汽輪機(jī)中、低壓缸直接進(jìn)入凝汽③大旁路又稱Ⅲ級(jí)旁路當(dāng)新蒸汽繞過整個(gè)汽輪機(jī)而直接排入凝汽器的則稱為整機(jī)旁路或Ⅲ級(jí)旁路、大旁路。(2)常見的旁路系統(tǒng)①三級(jí)旁路系統(tǒng)如圖2(b)所示由高壓旁路系統(tǒng)和整機(jī)旁路系統(tǒng)組成的兩級(jí)旁路并聯(lián)系統(tǒng)。高圖2(c)為只保留從新蒸汽至凝汽器的一級(jí)大旁路，其特點(diǎn)是系統(tǒng)簡(jiǎn)單；金屬(1)協(xié)調(diào)啟動(dòng)參數(shù)和流量，縮短啟動(dòng)時(shí)間，延長(zhǎng)汽輪機(jī)壽命程的安全可靠，要嚴(yán)密監(jiān)視各處溫度和嚴(yán)格控制溫升動(dòng)，靜部分脹差和振動(dòng)在允許范圍內(nèi)。汽輪機(jī)啟動(dòng)方式不同，要求也有別?！峨娏I(yè)技術(shù)管理法規(guī)(試行)》下時(shí)-2-時(shí)應(yīng)保證高、中壓調(diào)速汽閥后蒸汽溫度10倍左右。金屬溫度變化幅度和金屬溫度變化率小，壽命損耗也就小，通過旁路系，延長(zhǎng)汽輪機(jī)壽命。(2)保護(hù)再熱器，同時(shí)也冷卻了再熱器。(3)收回工質(zhì)，降低噪音汽耗量?jī)H為其額定汽耗量的5%~7%，單元式再熱機(jī)組在啟動(dòng)或事故甩負(fù)荷時(shí)，鍋爐(4)防止鍋爐超壓旁路系統(tǒng)是指高壓旁路的容量為100%BMCR(鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量)，并兼帶鍋爐過熱器出口的彈簧式安全閥和功能閥(PCV)的功能，即我國(guó)稱為三用閥。因低壓旁其壽命。壓調(diào)節(jié)汽閥同時(shí)控制。因此選擇兩級(jí)串聯(lián)旁路系統(tǒng)，通過兩級(jí)旁路串聯(lián)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)，能滿足啟動(dòng)時(shí)的各項(xiàng)要求，高壓旁路可對(duì)再熱器進(jìn)行保護(hù)。主蒸汽管道上還接出軸封備用及啟動(dòng)供汽管由道于，汽輪機(jī)高壓旁路排汽接入再一逆止閥。泵的小汽輪機(jī)的新蒸汽管道的低位及，靠近給水泵汽輪機(jī)高壓主汽閥，設(shè)有疏水點(diǎn)，每一根疏水管道分別引至凝汽器的熱水井。主蒸汽管道主管及支管的疏水管道上各安裝一只疏水閥，不再裝設(shè)其它隔離閥。熱器管束破裂時(shí)也可能有給水進(jìn)入冷再熱蒸汽管道。為防止2號(hào)高加的給水倒流入汽熱蒸汽，以防止汽輪機(jī)超速。在熱再熱蒸汽管道還裝有4只安全閥，并設(shè)計(jì)了通暢的級(jí)抽在出給來水，加熱器中加熱給水。與之相應(yīng)的熱力系統(tǒng)稱回?zé)嵯到y(tǒng)給。水回?zé)峒訜釙r(shí)，一方面用汽輪機(jī)抽汽所具有的熱量來提高給水溫一；方面使汽輪機(jī)排汽量減少從，而減少了蒸采用的蒸汽分成兩部分:一部分蒸汽一直通向現(xiàn)代大型熱力發(fā)電廠幾乎毫無例外的采用了回?zé)嵫h(huán)?；?zé)嵫h(huán)是由回?zé)峒訜峄責(zé)峒訜崞鞯牟贾梅譃榱⑹胶团P式兩加。熱器中汽水介質(zhì)傳熱方式不同又可分為表面式和混合式:混合式加器中汽水直接混合并進(jìn)行傳熱；表面式則通過金屬受熱面來實(shí)現(xiàn)熱量傳遞由。于表面式加熱器水側(cè)承受的壓力不可，分為低壓加熱器和高壓加熱器兩種?；旌鲜郊訜崞骺蓪⑺訜岬郊訜崞鲏毫ο碌娘柡蜏囟?，無端差、熱經(jīng)濟(jì)性高;它沒有金屬加熱面，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，投資;便少于匯集不同溫度的水流，并能工作，在汽輪機(jī)變工況運(yùn)行時(shí)，會(huì)嚴(yán)重影響水泵的工作可靠性，因而須裝備用水泵，合式加熱器(除氧器)組成。(1)混合加熱器概述當(dāng)水與空氣或某種氣體混合物接觸，會(huì)有一部分氣體溶解到水中去因，此天然水中溶解有大量的空氣，其中溶解的氧氣1可0m/L。水中溶解氣的量的多少，熱器及其管道附件處于真空狀態(tài)下工作，空氣可以從不嚴(yán)密處漏入主凝結(jié)水兩種。(2)熱力除氧的工作原理其中：K——該氣體的重量溶解度系數(shù)(它隨氣體的種類和溫度而定)。P的作用下自水中離析出來(質(zhì)量轉(zhuǎn)移)，直至達(dá)到新的平衡狀態(tài)為止。反止，②道爾頓定律:混合氣體全壓力等于各組成氣體分壓力之和。對(duì)于給水而言，水(3)保證熱力除氧效果的基本條件足(幾分之一(4)熱力除氧的兩個(gè)階段面張力離析出來。此階段約除去水中80~90%的氣體。(5)混合加熱器的特點(diǎn)濟(jì)性較表面式加熱器高。合加熱器組成的回?zé)嵯到y(tǒng)其系統(tǒng)復(fù)雜，導(dǎo)致回?zé)嵯到y(tǒng)運(yùn)行安全性、可可靠性。⑤隨著汽輪機(jī)蒸汽初壓力提高到亞臨界和超臨界，汽輪機(jī)葉片結(jié)銅垢及處于真空壓帶(1)表面式加熱器概述內(nèi)流動(dòng)，加熱蒸汽在管外沖刷放熱后凝結(jié)下來成為加熱器的疏(區(qū)別主凝結(jié)水而成為疏水，)對(duì)于無疏水冷卻器的疏水溫度為加熱器筒體內(nèi)蒸汽壓力下的飽和由溫于度金，屬壁面熱阻的存在，管內(nèi)流動(dòng)的水在吸熱升溫后的出口溫度比疏水溫度要它低們，的差值稱之為端差(即加熱器壓力下飽和水溫度與出口水溫度之差，也稱上端差)。(2)表面式加熱器的特點(diǎn)與混合式加熱器相比，表面式加熱器及其系統(tǒng)具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：①因由端差存在，未能最大程度利用加熱蒸汽位能，熱經(jīng)濟(jì)性較混合式差。②由于有金屬傳熱面，金屬耗量大，內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造較困難，造價(jià)高。③不能除去水中的氧和其他氣體，未能有效地保護(hù)高溫金屬部件安全。器組成的回?zé)嵯到y(tǒng)簡(jiǎn)行，安全可靠，布置方便，系統(tǒng)投(3)表面式加熱器疏水方式熱。圖圖3-4表面式加熱器疏水逐級(jí)自流連接方式圖3-5表面式加熱器采用疏水泵方式(4)不同疏水收集方式的熱經(jīng)濟(jì)性綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)性比較絕，大數(shù)電廠不會(huì)全部采用表面式加熱器的回?zé)嵯刀y(tǒng)是，將表面式加熱器系統(tǒng)分隔成高壓加熱器和低壓加熱器部，分承受除氧器給水泵壓力的表面式加熱器稱為高壓加熱承器，受凝汽器下凝結(jié)水泵壓力的表面式加熱器流至4號(hào)混合式加熱器(除氧器)，匯合與給水中。制關(guān)閉自動(dòng)逆止閥(氣動(dòng)控制)，作為汽輪機(jī)防進(jìn)水保護(hù)的主要手段。積聚?；?zé)岢槠到y(tǒng)中的每個(gè)電動(dòng)隔離閥和氣動(dòng)逆止閥前后均設(shè)有疏水閥排，至疏冷再熱蒸汽)，在機(jī)組啟動(dòng)、低負(fù)荷運(yùn)行、甩負(fù)荷和停機(jī)時(shí)，其它汽源的蒸汽有可能B凝結(jié)水系統(tǒng)指由凝汽器至除氧器之間與主凝結(jié)水相關(guān)的管路與凝設(shè)結(jié)備水。系統(tǒng)的主要功能是將汽輪機(jī)排出的蒸汽凝結(jié)成并水儲(chǔ)，存在凝汽器熱井中然，后凝結(jié)水由是凝汽器汽輪機(jī)組的一個(gè)重要組成部凝分氣。設(shè)備工作性能的好壞直接影響著整個(gè)機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性和安全性。凝汽器正常工作時(shí)，冷卻水由低壓側(cè)的兩個(gè)進(jìn)水室進(jìn)，過凝汽器低壓側(cè)殼體內(nèi)冷卻水管，流入低壓側(cè)另外兩個(gè)水室經(jīng)，循環(huán)水連通管水平轉(zhuǎn)向后進(jìn)入高壓側(cè)靠的兩個(gè)水室，再通過凝汽器高壓側(cè)殼體內(nèi)冷卻水管流至高壓側(cè)兩個(gè)出水室并排出凝汽中央通道及兩側(cè)通道使蒸汽能夠全面地進(jìn)入主管束區(qū)，與冷卻水進(jìn)行熱交換后被凝-3-凝氣設(shè)備的主要任務(wù)包括以下兩方方：面是在汽輪機(jī)排汽口建立并維持高度真空;另一方面是將汽輪機(jī)的排汽凝結(jié)成潔凈的凝結(jié)水作為鍋爐的給水循環(huán)使用。凝氣設(shè)備主要有凝汽器(冷凝器)、冷卻水泵(循環(huán)水泵)、水環(huán)式真空泵、凝凝汽器(冷凝器)的作用是利用低溫冷卻水，將汽輪機(jī)的排汽凝結(jié)成水，為汽輪凝結(jié)水泵的作用是把凝結(jié)水送回鍋爐(蒸汽發(fā)生器)或回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)繼續(xù)使用。抽氣器的任務(wù)是抽除凝汽器內(nèi)不凝結(jié)的氣維，持凝汽器的正常真空所。以抽氣器的工作正常與否對(duì)凝汽器壓力的影響很抽大氣。設(shè)備的型式很多應(yīng)，用較多的有射汽抽氣器、射水抽氣器和水環(huán)式真空泵等。本設(shè)計(jì)采用的是水環(huán)式真空泵。水環(huán)式真空泵屬于機(jī)械式抽氣器具，有性能穩(wěn)定效率高等優(yōu)點(diǎn)廣，泛用于大型汽輪機(jī)的凝汽設(shè)備上但，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維護(hù)費(fèi)用較高。水環(huán)式真空泵的葉輪偏心裝置在圓形泵殼內(nèi)，葉輪上裝有后彎式葉片葉。輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，工作水在離心力的作用下甩向周圍，形成近似與泵殼同心的旋轉(zhuǎn)水環(huán)被。抽吸的氣體經(jīng)吸水管吸、氣口進(jìn)入右側(cè)月牙形空空氣混合物從抽氣口德壓力擴(kuò)壓到略高于大氣壓以排入大氣，其壓縮比一般為15~凝結(jié)水泵是將凝汽器底部熱井中的凝結(jié)水吸升出壓，后流經(jīng)低壓加熱器等設(shè)備輸送到除氧器的水箱。凝結(jié)水泵現(xiàn)均采用定速電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的離心式屬泵于，中低壓水泵范疇。凝結(jié)水泵抽吸的是處于高度真空狀態(tài)下的飽和凝結(jié)水，吸水側(cè)是真空狀態(tài)下工作，很容易吸入空氣和產(chǎn)生汽蝕大。機(jī)組的凝結(jié)水泵通常采用固定水位運(yùn)置，自動(dòng)調(diào)節(jié)凝汽器熱井水位裝置。(1)根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可以有以下幾種分類：②按泵軸位置分，有臥式泵和立式泵。臥式泵的泵軸位于水平位置立；式泵的泵軸位于垂直位置。本次設(shè)計(jì)采用兩臺(tái)100%容量的立式筒型泵，，一臺(tái)運(yùn)行，一臺(tái)備用。凝結(jié)水泵與電機(jī)連接。其余為齒輪聯(lián)軸器傳遞。齒輪聯(lián)軸器有壓力油潤(rùn)滑。每個(gè)聯(lián)軸器都封(1)筒體：焊接在管路上，中心線位置支撐在鋼結(jié)構(gòu)的泵座上。簡(jiǎn)體材料為錳鋼泵殼選用耐腐蝕抗沖蝕的13％鉻鋼，相鄰內(nèi)泵殼間的接口為止口套接式并嵌有“0”型(4)水力部件：泵中所用的葉輪和導(dǎo)葉為13％鉻不銹鋼精密澆鑄件。流道用陶瓷(6)軸承：泵軸是由一對(duì)普通圓柱型徑向滑動(dòng)軸承所支承，軸承為鎢金襯套強(qiáng)制(7)自位瓦塊式推力軸承：自位瓦塊式推力軸承對(duì)兩個(gè)方向的推力載荷是有相同給水泵的出口壓力主要取決于鍋爐汽包的工作壓此力外，給水泵的出水還必須克，省煤器的阻力，鍋爐進(jìn)水口和給水泵出水口間的靜給水高據(jù)。經(jīng)驗(yàn)估算，給水泵出口壓力最小為鍋爐最高壓力1的.25倍。給水泵的揚(yáng)程應(yīng)為下列各項(xiàng)之和：(1)從除氧器給水箱出口到省煤器進(jìn)口介質(zhì)流動(dòng)總阻力(按鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量時(shí)的給水量計(jì)算)。汽包爐應(yīng)另2加0%欲量；直流爐應(yīng)加10%欲量。(2)汽包爐：鍋爐汽包正常水位與除氧器給水箱正常水位間的水柱靜壓差。直流爐：鍋爐水冷壁鍋爐水汽化始、終點(diǎn)標(biāo)高的平均值與除氧器給水箱正常水位間的水柱靜壓差。如制造廠提供的鍋爐本體總阻力已包括靜壓差，則應(yīng)為省煤器進(jìn)口與除氧器給水箱正常水位間的水柱靜壓差。(3)鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量時(shí)，省煤器入口的給水壓力。(4)除氧器額定工作壓力(取負(fù)值)。和時(shí)