热力发电厂课程设计.pdf

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1、 一、课程设计的任务和作用 热力发电厂课程设计是在学习完全部的专业基础课、专业课，尤其是热力发电厂后进行的。其主要任务是对大型汽轮发电机组和火电厂原则性热力系统进行多种工况下热经济性指标的定量计算和定性分析，使学生学会分析问题和解决问题的方法，掌握一些设计参数选取的范围以及在实际计算中应注意的问题。计算过程中用定性分析指导定量计算，用定量计算检验定性分析。二、课程设计的基本内容和要求 对机组和全厂的原则性热力系统进行热经济性指标的计算。计算中，要求用正平衡和反平衡两种方法进行计算，两种方法的计算结果必须完全一致，并对计算结果用热量法和火用方法进行分析、比较，从而更深入地理解和掌握火力发电厂热力

2、系统的节能理论以及提高火力发电厂热经济性的基本途径。三、本次课程设计的内容 1、对全厂原则性热力系统进行主循环的热经济性指标的计算（即：在计算中，除考虑主蒸汽管道的压损和温降外，其它各项漏汽和散热损失均不考虑）。计算中取主蒸汽管道压损P0=5%P0，主蒸汽管道的温降t0=tb-t0=5，锅炉效率b=0.92，机械和发电机效率的乘积mg=0.9801。2、分析计算切除高压加热器对机组热经济性的影响。（一班切除 1#高加；二班切除 1#和 2#高加；三班切除全部高加）3、分析计算切除低压加热器对机组热经济性的影响。（一班切除 5#低加；二班切除 6#低加；三班切除7#低加）4、分析计算全厂汽水损失

3、补入除氧器和凝汽器的热经济性。取全厂汽水损失Dl=1%D0；补水温度 25。（一班假设全厂汽水损失集中于主蒸汽管道；二班假设全厂汽水损失集中于热再热管道；三班假设全厂汽水损失集中于冷再热管道）5、分析计算锅炉连续排污利用的热经济性。取锅炉连续排污量 Dbl=1%Db。（一班的扩容蒸汽引入3#高加；二班的扩容蒸汽引入除氧器；三班的扩容蒸汽引入5#低加）6、分析计算再热器和过热器喷水减温对热经济性的影响。假设再热器和过热器出口蒸汽超温15。（一班取锅炉给水为减温水；二班取给水泵出口的水为减温水；三班取凝结水泵出口的水为减温水）7、加热器散热对机组热经济性的影响。取加热器的效率为 99%（一班只考虑

4、 3 台高压加热器的散热损失；二班只考虑除氧器的散热损失；三班只考虑倒数 3 台低压加热器的散热损失）；8、分析计算外置式蒸汽冷却器对机组热经济性的影响。取该级的抽汽管压降Pj=7%Pj，蒸汽冷却器出口的蒸汽有 50的过热度。（一班在 2#高加串联一个外置式蒸汽冷却器；二班在 3#高加串联一个外置式蒸汽冷却器；三班在 4#除氧器串联一个外置式蒸汽冷却器。）9、写后记。（设计中的收获和遗憾；对发电厂课程设计给出建议。）一、主循环计算 各级抽汽份额：1211s10.0710223130wwhhhh 23112222()()0.0621114706wwssshhhhhh 341223333()()(

5、)0.0451563179wwssshhhhhh 4512335445()()()0.0583407886wwswwhhhhhh 44110.7633691099cjj 456555()0.0234595434cwwshhhh 467556666()()0.0252019832cwwssshhhhhh 4785667777()()()0.0286466315cwwssshhhhhh 48567788()()()0.0460554002cwcscchhhhhh 凝汽份额：8c110.6400055517jj 再热份额：2110.8668662165rhjj 1kg 再热汽流的再热吸热量：504.

6、5000000000rhrhrhqhh 循环吸热量：001=2624.4340062027wrhrhqhhq 循环放热量：()=1390.3096600944ccccqhh 给水泵泵功：4425.7000000000pwwhhh 正平衡计算：80011234.1243461084jjccrhrhpujwhhhqh 反平衡计算：001234.1243461084cwqq 机组绝对内效率：00.4702440005oiqw 机组绝对电效率：036000.4608861449eeimgQP 机组热耗率：36007811.0397545307eeqkJ/kg 000017.5035543.03403.

7、77bbbPPPMPattth 锅炉热负荷：12631.0040062027bbrhrhwqhqhkJ/kg 管道效率：0.9975028544bopqq 全厂热效率：0.4229564255cpbpimg 标准煤耗率：0.1230.2908100991bpigmcpb 二、切除高压加热器对机组热经济性的影响 10 23222()0.0670941807wwshhhh 34223333()()0.0487136648wwssshhhhhh 452335445()()()0.0639645973wwswwhhhhhh 44210.8202275573cjj 456555()0.025206893

8、7cwwshhhh 467556666()()0.0270791166cwwssshhhhhh 4785667777()()()0.0307803345cwwssshhhhhh 48567788()()()0.0494857702cwcscchhhhhh 凝汽份额：8c110.6876754423jj 再热份额：2110.9329058193rhjj 1kg 再热汽流的再热吸热量：504.5000000000rhrhrhqhh 循环吸热量：002=2803.8509858346wrhrhqhhq 循环放热量：()=1493.8648702573ccccqhh 给水泵泵功：4425.7pwwhh

9、h 正平衡计算：80011309.9861155773jjccrhrhpujwhhhqh 反平衡计算：001309.9861155773cwqq 机组绝对内效率：00.4672096064oiqw 机组绝对电效率：036000.4579121353eeimgQP 机组热耗率：36007861.7702453936eeqkJ/kg 锅炉热负荷：12810.4209858346bbrhrhwqhqhkJ/kg 管道效率：0.9976622719bopqq 全厂热效率：0.4202943283cpbpimg 标准煤耗率：0.1230.2926520576bpigmcpb 分析：切除高压加热器对机组热

10、经济性的影响 不切除高加 切除 1#高加 切除 1#和 2#高加 切除全部高加 全场热效率cp 0.4232540381 0.4202943283 0.416840432 0.412909184 切除高加使机组和全厂热经济性降低，其中切除 1#、2#、3#全部高加效率最低。热量法分析：切除高加使机组总抽汽量减少，当总做功量一定时，回热做功比降低，冷源损失增大，热经济性下降。切除的越多，回热做功比越低，冷源损失越大，经济性也越差。火用方法：机组总抽汽量减少，导致锅炉给水温度降低，传热温差增大，不可逆熵增变大，热经济性下降。切除的越多，锅炉给水温度越低，经济性越差。三、切除低压加热器对机组热经济性

11、的影响 各级抽汽份额：113、抽汽与主循环抽汽份额相同 4612336446()()()0.0793470464wwswwhhhhhh 44210.7423628521cjj 50 467666()0.0252904819cwwshhhh 478667777()()0.0287454010cwwssshhhhhh 4867788()()()0.0464130261cwcscchhhhhh 凝汽份额：8c110.6419139431jj 再热份额：2110.8668662165rhjj 1kg 再热汽流的再热吸热量：504.5000000000rhrhrhqhh 循环吸热量：001=2624.4

12、340062027wrhrhqhhq 循环放热量：()=1394.4553351040ccccqhh 给水泵泵功：4425.7pwwhhh 正平衡计算：80011229.9786710987jjccrhrhpujwhhhqh 反平衡计算：001229.9786710987cwqq 机组绝对内效率：00.4686643551oiqw 机组绝对电效率：036000.4593379345eeimgQP 机组热耗率：36007837.3670665976eeqkJ/kg 锅炉热负荷：12631.0040062027bbrhrhwqhqhkJ/kg 管道效率：0.9975028544bopqq 全厂热效

13、率：0.4215356287cpbpimg 标准煤耗率：0.1230.2917902821bpigmcpb 分析：切除低压加热器对机组热经济性影响 不切除低加 切除 5#低加 切除 6#低加 切除 7#低加 全场热效率cp 0.4232540381 0.4215356287 0.422417968 0.422094814 切除低压加热器会使排汽量增加，冷源损失增加，热经济性下降。切除 5#低加时凝汽份额为 0.6419139431，切除 6#低加时凝汽份额为 0.6411277586，切除 7#低加时凝汽份额为 0.6415615080。冷源损失为切除 6#低加小于切除 7#低加小于切除 5#

14、低加。所以全厂热效率为切除 6#低加大于切除 7#低加大于切除 5#低加。四、全厂汽水损失对热经济性的影响（01%lDD）1、假设全厂汽水损失集中于新蒸汽管道 bfwDD 00.01lDD 00000.011.01blDDDDDD 0=0.01llDD0=1.01fwfwDD（1）、补水补入凝汽器 1211s1()0.0717325361fwwwhhhh 23112222()()0.0627325853fwwwssshhhhhh 341223333()()()0.0456078811fwwwssshhhhhh 4512335445()()()0.0589241965fwwwswwhhhhhh

15、4410.7710028010cfwjj 456555()0.0236941388cwwshhhh 467556666()()0.0254540031cwwssshhhhhh 4785667777()()()0.0289330978cwwssshhhhhh 48567788()()()=0.0465159542cwcscchhhhhh 凝汽份额：8c11=0.6364056072jj 再热份额：211=0.8655348786rhjj 循环吸热量：001254.1868=+2612.7080462648fwwrhrhlqhhq 循环放热量：(254.1868)=1382.0084566953(

16、)ccccclqhhh 正平衡计算：8001=1230.6995895695jjccrhrhfwpujwhhhqh 反平衡计算：00=1230.6995895695cwqq 机组绝对内效率：00.471043671oiqw 机组绝对电效率：036000.461669902eeimgQP 锅炉热负荷：1=2652.269046265bfwbrhrhfwwqhqhkJ/kg 管道效率：0.985084092bopqq 全厂热效率：0.418400982cpbpimg 标准煤耗率：0.1230.293976365bpigmcpb （2）、补水补入除氧器 1211s1()=0.0717325361fw

17、wwhhhh 23112222()()=0.0627325853fwwwssshhhhhh 341223333()()()=0.0456078811fwwwssshhhhhh 45123355445()()()(25 4.1868)=0.0606908364fwwwswlwwhhhhhhh 441=0.7592361611cfwjlj 456555()=0.0233325313cwwshhhh 467556666()()=0.0250655374cwwssshhhhhh 4785667777()()()=0.0284915360cwwssshhhhhh 48567788()()()=0.045

18、8060521cwcscchhhhhh 凝汽份额：8c11=0.6365405042jj 再热份额：211=0.8655348786rhjj 循环吸热量：001254.1868=+2612.7080462648fwwrhrhlqhhq 循环放热量：1382.7823988818()=ccccqhh 正平衡计算：8001=1229.9256473829jjccrhrhfwpujwhhhqh 反平衡计算：00=1229.9256473829cwqq 机组绝对内效率：00.4707474489oiqw 机组绝对电效率：036000.4613795746eeimgQP 锅炉热负荷：12652.2690

19、462648bfwbrhrhfwwqhqhkJ/kg 管道效率：0.9850840924bopqq 全厂热效率：0.4181378652cpbpimg 标准煤耗率：0.1230.2941613526bpigmcpb 分析：全厂汽水损失与补入除氧器和凝汽器的热经济性 全厂汽水损失集中于主蒸汽管道 全厂汽水损失集中于热再热管道 全厂汽水损失集中于冷再热管道 全场热效率cp（补入凝汽器）0.418400982 0.4180973751 0.4199031139 全场热效率cp（补入除氧器）0.4161378652 0.412900467 0.4196371731 25补水补入凝汽器的热经济性比补入除

20、氧器要高。因为 25补水补入凝汽器的传热温差相对较小，由温差造成的不可逆熵增及其火用损失较小，而且补入除氧器还会使高压加热器抽汽量增多，排挤低压抽汽使回热做功比减小，所以补入凝汽器的热经济性相对较好。汽水损失集中于冷再热管道的机组热经济性最大，其次是汽水损失集中于主蒸汽管道，汽水损失集中于热再热管道的机组热经济性最差。由于热再热管道的蒸汽焓大于主蒸汽管道的蒸汽焓大于冷再热管道的蒸汽焓。所以损失相同量蒸汽量时，汽水损失集中于热再热管道比汽水损失集中于冷再热管道损失更多的热量。因此汽水损失集中于冷再热管道的机组热经济性比汽水损失集中于热再热管道的大，汽水损失集中于主蒸汽管道的热经济性居中。对全厂而

21、言汽水损失集中于主蒸汽管道热经济性最差，汽水损失集中于高压缸出口管道最大，其次是汽水损失集中于再热器出口。因为汽水损失集中于主蒸汽管道损失的热量虽然不是最大，但是工质在锅炉内吸热量却是最大的，因此全厂热经济性最差。五、锅炉连续排污利用的计算 Dbl=0.01Db fwbblDDD 0.01blbDD 0bDD 0000.011.01fwDDDD 1.01fw0.01bl 扩容蒸汽引入 3#高压加热器 2 1860 01 0 05f.PMPa.#3 高压加热器的汽侧压力23 1 526321-沿程压降损失率 941.71fh 2799.79fh kJ/kg 取汽包到汽轮机主汽阀前的压损为 20%

22、，汽包压力为：020.83750.80bPPMPa 汽包压力下对应的饱和水焓：1877.79bh kJ/kg 0.005037889bffblffhhhh 0.004962111blblf 1211s1()0.071732536fwwwhhhh 23112222()()0.062732585fwwwssshhhhhh 3412233333()()()()0.041737313fwwwssffsshhhhhhhh 4512335445()(+)()0.058819130fwwwfswwhhhhhh 4410.769940547cfwjfj 456555()0.023661494cwwshhhh

23、467556666()()0.025418934cwwssshhhhhh 4785667777()()()0.028893235cwwssshhhhhh 48567788()()()0.046451867cwcscchhhhhh 凝汽份额：8c110.640552906jj 循环吸热量：00125 4.1868+=+2626.285760516fwwrhrhblffqhhqh 循环放热量：(254.1868)=1391.260071874()blcccccqhhh 正平衡计算：80011235.025688642jjccrhrhfwpujwhhhqh 反平衡计算：001235.02568864

24、2cwqq 机组绝对内效率：00.470255639oiqw 机组绝对电效率：036000.460897552eeimgQP 机组热耗率：36007810.846435774eeqkJ/kWh 锅炉热负荷：12627.549149481bbrhrhblbfwwqhqhhkJ/kg 管道效率：0.999519176bopqq 全厂热效率：0.423821866cpbpimg 标准煤耗率：0.1230.290216267bpigmcpb kg/kWh 分析：连续排污利用的热经济性影响 扩容蒸汽引入 3#高加 扩容蒸汽引入除氧器 扩容蒸汽引入 5#高加 全场热效率cp 0.423821866 0.4

25、22501025 0.42226617 有废热利用比无废热利用使机组热经济性下降，但全厂热经济性提高了。因为有废热排入加热器，使机组总抽汽量减少了，回热做功比降低了，冷源损失增大，火用损失增加，机组热经济性下降。对全厂而言有废热利用回收了部分工质和热量，因此全厂热经济性增大。扩容蒸汽引入 3#高加热经济性最好，引入除氧器次之，引入 5#低加最差。因为扩容蒸汽温度较高，引入 3#高加传热温差较小，由温差造成的不可逆熵增及其火用损失较小，热经济性最好。引入除氧器、引入 5#低加热经济性依次降低。六、再热器和过热器喷水减温对热经济性的影响 1、减温水取自锅炉给水 再热器中喷水份额pw 的确定：154

26、()rhrhpwwrhpwrhhhh 15(15)=3572.65rhrhrhhf pt，151()()rhrhrhpwrhwhhhh 001+)fwpwfwpwDDD（1211s10.071960972wwfwhhhh 23112222()()0.062932360wwssfwshhhhhh 341223333()()()0.045753121wwssfwshhhhhh 4512335445()()()0.059111843wwswfwwhhhhhh 4411.010.773458095cjj 456555()0.023769594cwwshhhh 467556666()()0.025535

27、062cwwssshhhhhh 4785667777()()()0.029025237cwwssshhhhhh 48567788()()()0.046664086cwcscchhhhhh 12121212=1(+)=1(1+)(+)=1(+(+)rhfwpwpw 1512+1511212(1)()=0.013216391()+(+)()rhrhpwrhwrhrhhhhhhh 注：式中、是主循环的抽汽份额 凝汽份额：8c1(1)=0.648464115pwjj 再热份额：211=0.865106668rhjj 循环吸热量：001+()=2654.300856219wrhrhpwrhw4qhhqh

28、-h 循环放热量：1408.684536294()=ccccqhh 正平衡计算：8001=1245.616319926jjccrhrhpwrhfwpujwhhhqhh 反平衡计算：00=1245.616319926cwqq 机组绝对内效率：00.469282266oiqw 机组绝对电效率：036000.459943549eeimgQP 锅炉热负荷：11+=2660.870856219bbrhrhpwrhwpwwqhqhhh 管道效率：0.997530884bopqq 全厂热效率：0.422103263cpbpimg 标准煤耗率：0.1230.291397890bpigmcpb kg/kWh 过

29、热器中喷水的热经济性与主循环相同 分析：再热器和过热器喷水减温对热经济性的影响 取锅炉给水为减温水 取给水泵出口的水为减温水 取凝结水泵出口的水为减温水 全场热效率cp（再热器）0.422103263 0.4220914260 0.4204945977 全场热效率cp（过热器）0.4229564255 0.4220895076 0.4214043754 锅炉给水作为减温水热经济性最好，给水泵出口水作为减温水次之，凝结水泵出口水作为减温水热经济性最差。热量法分析：喷水取自锅炉给水，各级加热器的进口水量大，抽汽量大，凝结水 带走的热量损失小，回热做功比大，热经济性好。而喷水取自凝结水泵，各级加热器

30、进口水量小，抽汽量相对少，回热做功比小，热经济性最差。火用方法分析：锅炉给水温度相对最高，再热器喷水减温时传热温差最小，不可逆熵增最小，热经济性最好。给水泵出口水作为减温水、凝结水泵出口水作为减温水温度依次降低，传热温差依次增大，热经济性依次降低。七、计算加热器散热损失对机组热经济性的影响（只考虑高加散热损失）1211s1()/0.071739710wwhhhhh 23112222()/()0.062738859wwhssshhhhhh 341223333()/()()0.045612442wwhssshhhhhh 其余加热器抽汽份额与主蒸汽抽汽份额相同 循环吸热量与主蒸汽相同 循环放热量：1

31、 12233411233()()1391.590571271ccccwwsqhhhhhhhh 正平衡计算：80011232.164990550jjccrhrhpujwhhhqh 反平衡计算：001232.164990550cwqq 管道效率：0.998204282bopqq 全厂热效率：0.422691134cpbpimg 标准煤耗率：0.1230.290992619bpigmcpb kg/kWh 分析：加热器散热对机组热经济性的影响 只考虑 3 台高压加热器的散热损失 只考虑除氧器的散热损失 只考虑倒数 3 台低压加热器的散热损失 全场热效率cp 0.422691134 0.42310497

32、5 0.4231310660 散热损失是热量散失于环境，没有被系统有效利用，所以热经济性变差。热量法：高加的抽汽携带热量比除氧器和低压加热器抽汽多，所以高加散热损失最大，热效率最低，低加散热损失最小，热效率最高。火用方法：高加抽汽温度最高，与环境换热温差最大，由温差造成的不可逆熵增及其火用损最大，热效率最低，而低加抽汽温度最低，温差最小，火用损最小，热效率最高。八、计算外置式蒸汽冷却器对机组热经济性的影响（与 2#号加热器串联）确定蒸汽冷却器的出口蒸汽焓值 222()hf pt，220.933.778 0.93 3.51354ppMPa 22242.78 50 292.78tp下的饱和温度+5

33、0+=2.h 295839 23112222()()0.064398518wwssshhhhhh 其余加热器抽汽份额与主蒸汽抽汽份额相同 2221()fwwhhhh 2221()=1214.879014fwwhhhh 循环吸热量：00=2618.501176836fwrhrhqhhq 循环放热量：()=1386.723392881ccccqhh 正平衡计算：80011231.777783955jjccrhrhpujwhhhqh 反平衡计算：001231.777783955cwqq 机组绝对内效率：00.470413302oiqw 机组绝对电效率：036000.461052077eeimgQP

34、锅炉热负荷：2625.071176836bbfwrhrhqhhq 管道效率：0.997497211bopqq 全厂热效率：0.423106308cpbpimg 标准煤耗率：0.1230.290707082bpigmcpb kg/kWh 分析：外置式蒸汽冷却器对机组热经济性的影响 在 2#高加串联一个外置式蒸汽冷却器 在 3#高加串联一个外置式蒸汽冷却器 在 4#除氧器串联一个外置式蒸汽冷却器 全场热效率cp 0.423106308 0.424207611 0.4243369961 采用外置式蒸汽冷却器后，全厂热效率提高。热量法分析：采用外置式蒸汽冷却器后，可以直接提高给水温度，且这时的给水温度

35、的增加不是靠最高一级抽汽压力的增加而是利用抽汽的过热度的质量，所以不会增大该级做功不足系数，降低机组热耗量。火用方法：采用外置式蒸汽冷却器外置式蒸汽冷却器，可以提高锅炉给水温度，降低锅炉换热温差，火用损减小，热效率提高。总结 收获与遗憾：热力发电厂是我们的主要专业课之一。课堂上老师辛苦的给我们讲解了很多理论知识，而随后的这次课程设计让我体会到了理论转化为实践的乐趣，体会到了用自己掌握的知识解决实际问题的乐趣。在一点一滴的努力中对这门专业课的兴趣也在逐渐增加。这次课程设计历时两个星期，经过这两个星期的实践和体验下来，我们学到的不仅仅是如何解决一个实际问题，还有一些课本上学不到的：团结和合作。我们

36、的老师为了让我们更好的体会这种精神，应用了一种特殊的小组组合方式。即从三个班中各取出一位同学组成一个三人小组。虽然我们已经大四了，但是由于平时大家都埋头学习，不同班级同学就有些陌生了。现在课设做完了，回过头来想想，老师这样安排课程设计有着它更深层的意义。它不仅仅让我们综合那些理论知识来运用到设计和创新，还让我们知道了一个团队凝聚在一起时所能发挥出的巨大潜能!两个星期前我三个人还在为到底选哪种方法而发生分歧，后来经过协调，这个问题解决了。但是随之而来的问题却远比我们想象的要困难的多，需要更多的耐心和精力。在两个星期后的今天我已明白课程设计对我来说的意义，它不仅仅是让我们把所学的理论知识与实践相结合起来，提高自己的实际动手能力和独立思考的能力，更重要的是同学间的团结和协作。我们的动手能力也都得到了提高。虽然我们这次花去的时间比别人多，但我相信我们得到的也会更多!建议：希望可以有一个固定教室。