600MW汽轮机变功率经济性分析.doc

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1、 600MW汽轮机变功率经济性分析一、 设计题目N600机组凝汽式汽轮机变功率经济性分析二、 设计任务1. 拟定600MW汽轮机原则性热力系统图。2. 600MW汽轮机额定功率下回热系统热平衡计算，求出其主要热经济指标；3. 600MW汽轮机变功率（9050%）下回热系统热平衡计算，求出其主要热经济指标；4. 600MW汽轮机高、低压加热器或凝汽器设计、计算、计算数据总表；5. 高、低压加热器结构工程图（AUTOCAD绘图）；6. 用C语言编制加热器热平衡计算程序（清单、结果）。三 、设计成果1. 600MW汽轮机额定功率、变功率下回热系统经济性计算书 一份；2. 原则性热力系统图；3. 热力

2、过程曲线；5. 高、低压加热器结构工程图（AUTOCAD绘图）；4. 设计说明书。四、设计原始资料1. 汽轮机（1）反动式汽轮机（1）反动式汽轮机型式：N600-16.67/537/537-（2）蒸汽初参数： （3）再热蒸汽参数： （4）排汽压力：（5）给水回热抽汽（8段），额定工况时的抽汽参数如表所示：表1 N600-16.67/537/537-机组回热抽汽参数 项目单位回热抽汽参数一二三四五六七八加热器编号 H1H2H3MDH5H6H7H8抽汽压力Mpa5.653.5221.5880.7970.3350.1330.06390.0245抽汽温度373.5312428.4333232.8140

3、.587.6X=0.977加热器端差-1.11.7002.82.82.82.8（2）冲动式汽轮机（1）冲动式汽轮机型式：N600-16.67/538/538-（2）蒸汽初参数： （3）再热蒸汽参数： （4）排汽压力：（5）给水回热抽汽（8段），额定工况时的抽汽参数如表所示：表1 N600-16.67/537/537-机组回热抽汽参数 项目单位回热抽汽参数一二三四五六七八加热器编号 H1H2H3MDH5H6H7H8抽汽压力Mpa5.9023.961.8241.1470.65880.2140.11470.0504抽汽温度385.5331.5437.5374304.9182.8124.7X=0.97

4、7加热器端差-1.11.7002.82.82.82.82. 给水泵与凝结水泵（参考）（1）主给水泵进口压力 （2）主给水泵出口压力 （3）主给水泵效率 净正吸水头（4）前置泵进口压力 （5）前置泵进口压力 （6）前置泵效率 净正吸水头（7）凝结水泵出口压力 3. 锅炉（略）4给定的原则性热力系统图（图1）（1）反动式600MW汽轮机（2）冲动式汽轮机a) 计算工况：额定工况 ：Pe = 600 MW变功率：9050% 额定功率6. 计算中选用的数据：（2）选定的各种效率 机组的机、电效率： 高加和除氧器效率： 低加效率： 锅炉排污扩容器效率： 锅炉排污扩容器压力：（3）新蒸汽压损 再热蒸汽压损

5、 回热抽汽压损 （4）补充水入口温度 4. 热力发电厂设计说明书应包含如下内容：（1）设计任务书设计任务书简介；（2）对给定方案的经济性分析，指出给定方案中不足之处，定性分析对热经济性的影响；（4）600MW机组主要经济指标计算结果的比较：列表标出新蒸汽汽耗量、凝汽量、给水温度、机组热耗率、机组内效率、全厂热耗率、全厂效率、标准煤耗率、节约标准煤量（按6500h/a）计。（5）原则性热力系统计算书附录1：原则性热力系统计算示例计算国产200MW三缸三排汽凝汽式机组在设计工况下的热经济指标。已知：N200-12.75/535、535型三缸三排汽凝汽式机组的初参数：再热蒸汽参数： 冷段压力 冷段温

6、度排汽压力抽汽及汽封参数见表2给水泵出口压力凝结水泵出口压力该机组回热系统如图2所示。（图2）表2 N200-12.75/535/535三缸三排汽凝汽式机组回热抽汽及轴封参数项 目单位回热抽汽点、轴封来汽点参数加热器编号SG1SG2抽汽压力 PjMpa3.752.471.220.83460.42860.2510.14780.0457抽汽温度tj365.531245640331725520299轴封（或汽门杆漏）汽量0.00330.00400.00800.00330.0014轴封汽焓kJ/kg3381.643444.063286.343172.133098.57解：（一） 整理原始资料（1）根据

7、已知参数p、t在h-s图上画出汽轮机热力过程曲线（图3）标出新汽、各抽汽点、排汽焓（ ），及再热汽焓升。或根据已知参数p、t查水蒸汽表得到上述各比焓的数值。（2）列出机组回热抽汽系统计算点参数表（表3），得到个加热器出口水焓 及有关疏水焓 或 。（二）计算回热抽汽系数与凝汽系数1. 高压加热器组的计算（1）H1的计算由H1的热平衡式求抽汽系数H1的疏水系数：（2）H2的计算由H2的热平衡式求（将H2及其外置疏水冷却器作为一个整体）H2的疏水系数：再热蒸汽系数（其中考虑扣除高压缸的轴封漏汽 ）（3）H3的计算 先确定给水泵的焓升 及给水泵出口水焓 。已知给水泵出口压力为 ，根据除氧器压力和除氧器

8、安置高度，可知除氧器入口压力为 ，取给水的平均比容为 ，给水泵的效率为 ，则给水泵的焓升为：给水泵出口水焓为：由H3的热平衡式求图3表3H3的疏水系数：2. 除氧器HD的计算由除氧器物质平衡方程式得进水系数 关系式由于除氧器进、出口水量不等，是未知数。为了避免在最终的热平衡式中同时出现 和 两个未知数，可如此处理：先用不考虑 的方式写出热平衡方程式：流入热量=流出热量，然后将上述的关系式代入，整理成以进水焓 为基准，不含 并考虑 的热平衡式：出水量为准的吸热量/=放热量，可得则 3. 低压加热器组的计算（1）H5的计算由H5的热平衡方程式求抽汽系数H5的疏水系数：（2）H6和H7的计算由于 未

9、知，不能直接分别从H6和H7的热平衡方程式计算抽汽系数和 。其解法有多种。一种是因为多了2各未知数，需要增加2各热平衡式（疏水泵混合点A和SG1的热平衡方程式）与H6和H7的热平衡方程式联立求解出；是假设，由H6和H7的热平衡方程式分别求出，然后校核，多次修正逼近。合理选择划分热平衡范围，以避开2各未知数，仍用2各热平衡方程式联立求解得出。下面用第3种方法求解。（ 图4） 这时用图4所示2种热平衡来求解均可，但二者都面临混合点A前后水流不相等，因 为未知数的问题。可先由混合点的物质平衡求出 的关系式，代入热平衡方程式中以消除 。混合点A的物质平衡方程式其中用图2-18（a）热平衡范围来求解。先

10、用流入热量=流出热量 拟出2个热平衡方程式，消去 后整理成放热量=吸热量/： 对H6包括混合点A的热平衡方程式代入式（a）、(b、)(c)，整理后再考虑，上式则为 （1）对H7包括SG1的热平衡方程式代入式（a）、(b、)(c)，整理后再考虑，上式则为 （2）将是（1）、（2）代入已知数值联立求解、联解最后求得： 将、数值代入式（a）得数值（3）H8的计算由于未知，在拟定H8的热平衡方程式时也应避开它们，以减少方程个数和计算工作量。可采用如图5所示扩大的热平衡范围，来拟出包括H8、SG2和热井在内的热平衡方程式。此时该的热平衡方程式出现了一个未知数，为此应先求出的表达式。由热井的热平衡方程式得

11、 （d）参照求、的过程，先写出流入热量=流出热量，然后代入式（d）消去，经整理后（考虑效率）写成吸热量/ =放热量。也可以从除氧器热平衡中总结出规律，直接写出已知出水量吸热为基础、以进水焓为基准热平衡方程式来，由此图51. 凝汽系数的计算与物质平衡校核用热井的物质平衡式(d)计算 利用汽轮机的物质平衡式计算，以校核计算的准确性 两者计算结果相同，表明以上计算误差很小。（三）新汽量计算及功率校核1. 新汽量计算根据抽汽做功不足而多耗新汽的公式来计算新汽量由式 各的计算数据如表4所示。 将表中的数据代入抽汽做功不足汽耗增加系数式得 则汽轮机的新汽耗量为 表4 、和 的计算数据=0.0471=313

12、9.26=147.8591=0.8037=0.0379=27.7585=0.0582=3042.63=177.0811=0.7391=0.0430=34.3003=0.04=3385.24=135.4096=0.6338=0.0254=23.5741=0.0114=3277.22=37.3603=0.5616=0.0064=6.7186=0.021=3105.98=65.2256=0.4471=0.0094=12.3764=0.0239=2983.14=71.2970=0.3650=0.0087=14.0855=0.0363=2889.56=104.8910=0.3024=0.0110=21.

13、3935=0.0476=2693.20=128.1963=0.1712=0.0081=28.05310.6945=2437.14=1692.5937_=409.3047=0.0033=3381.64=11.1594=0.9657=0.0032=1.9440=0.004=3444.06=13.7762=0.6731=0.0027=2.3674=0.008=3286.34=26.2907=0.5677=0.0045=4.7148=0.0033=3172.13=10.4680=0.4913=0.0016=1.9449=0.0014=3098.57=4.3380=0.4421=0.0006=0.825

14、1_=2625.946_=0.1625=589.35162. 功率校核1kg新汽比内功（其中计算数据见表4）根据计算数据所得汽轮发电机组的功率为计算误差为误差很小，在工程允许范围之内，说明上述计算正确。（四）热经济指标计算1kg新汽的比热耗 汽轮机绝对内效率汽轮发电机组电效率汽轮发电机组热耗率汽轮发电机组汽耗率（五）各处汽水流量（绝对值）计算由公式求出各处，计算结果见表4。600MW汽轮机变功率下的经济性分析（一）600MW汽轮机回热系统热平衡计算（二）确定汽轮机变功率（90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、50%额定功率）下各抽汽点压力运用沸留格尔公式计算变功率下各抽汽点压力。对于凝汽式汽轮机，可把整机作为一个机组吗，用沸留格尔公式，各机组前的压力与流量（功率）成正比的关系直接进行计算，其余各级采用热力过程曲线平移。温度修正只修正第1、2级，其他的不修正。 （三）按照额定功率下热平衡计算步骤进行变功率下的热平衡计算。600MW汽轮机热力过程曲线（额定功率和90%额定功率的过程曲线）1. 反动式汽轮机2. 冲动式汽轮机6. 加热器热力设计根据任务书要求进行热力计算，要求计算传热管道总传热面积、传热管道根数、长度、材料选用等。