300MW汽轮机课程设计.docx

1、1 / 31300MW 汽轮机课程设计（报告书）学 院：班 级：姓 名：学 号：二 O 一六年一月十五日2 / 31300MW 汽轮机热力计算一、热力参数选择1.类型:N300-16.67/537/537 机组形式为亚临界、一次中间再热、两缸两排气。额定功率:Pel=300MW;高压缸排气压力 prh=p2=3.8896MPa; 中压缸排汽压力 p3=p4=0.7979Mpa;凝汽器压力 Pc=0.004698Mpa; 汽轮机转速 n=3000r/min;2.其他参数:给水泵出口压力 Pfp=19.82MPa; 凝结水泵出口压力 Pcp=5.39MPa; 机械效率 ni=0.99; 发电机效率

2、 g=0.99; 加热器效率 h=0.98;3.相对内效率的估计 根据已有同类机组相关运行数据选择汽轮机的相对内效率：高压缸，riH=0.875 ;中压缸，riM=0.93;低压缸 riL=0.86;4.损失的估算主汽阀和调节汽阀节流压力损失：p0=0.8335MPa; 再热器压损 Prh=0.1Prh=0.3622MPa;中压缸联合气阀节流压力损失 Prh=0.02 Prh=0.07244MPa;中低压缸连通管压力损失 ps=0.02ps=0.0162MPa; 低压缸排气阻力损失 pc=0.04pc=0.1879KPa;3 / 31二、热力过程线的拟定1.在焓熵图,根据新蒸汽压力 p0=16

3、.67 和新蒸汽温度 t0= 537,可确定汽轮机进气状态点 0（主汽阀前） ，并查的该点的比焓值 h0=3396.13,比熵 s0=6.4128,比体积v0=0.019896。2.在焓熵图上,根据初压 p0= 16.67 和主汽阀和调节气阀节 533.62 流压力损失 p 0= 0.8335 以确定调节级级前压力 p0= p0-p 0=15.8365，然后根据 p0和 h0的交点可以确定调节级级前状态点 1,并查的该点的温度 t0=533.62,比熵 s0=6.4338，比体积v0=0.0209498。3.在焓熵图上,根据高压缸排气压力 prh=3.8896 和 s0=6.546437 可以

4、确定高压缸理想出口状态点为 2t，并查的该点比焓值 hHt= 3056.864,温度 tHt= 335.743,比体积vHt=0.066192,由此可以得到高压缸理想比焓降 Ht =h0-hHt=339.266 ,进而可以确定高H压缸实际比焓降 H i =H t riH=296.8578,再根据 hrh、H iM和 ps可以确定高压缸H实际出口状态 2，并查得该点比焓值 h =3099.2722,温度 t =351.3652,比体积 v = HHH0.0687,s =6.6058。 H4.在焓熵图上，根据高压缸排气压力 prh= 3.8896 和再热器压损 p rh= 0.3622 可以确定热

5、再热压力 prh=prh-p rh= 3.5274,然后根据 prh和再热蒸汽温度 tth=537 确定中压缸进气状态点为 3（中压缸联合气阀前） ，并查的该点的比焓值 hrh= 3535.213，比熵srh= 7.2612,比体积 vrh=0.1036。5.在焓熵图上，根据热再热压力 prh= 3.5274 和中压缸联合气阀节流压力损失 p rh= 0.07244 ，可以确定中压缸气阀后压力 prh=prh-p rh= 3.45496 ，然后根据prh与 hrh的交点可以确定中压缸气阀状态点 4，并查得该点的温度 th= 536.7268,比熵 srh= 7.2707，比体积 vrh=0.1

6、058。若将中、低压缸的过程线画为一条圆滑曲线，则在前面步之后进行如下步骤：4 / 31在焓熵图上，根据凝汽器压力 pc=0.004698 和低压缸排汽阻力损失 pc= 0.0001879 可以确定低压缸排汽压力 pc=pc+pc= 0.004886 在焓熵图上，根据凝汽器压力 pc= 0.004698 和 srh= 7.2612 可以确定低压缸理想出口状态为 5t，并查得该点比焓值hct= 2206.2649 ,温度 tct= 31.7711 ,比体积 vct=25.5529 ,干度 xct= 0.9854。由此可以得到汽轮机中、低压缸实际比焓降 HiML=HtML *riML= 1142.

7、8956 ,再根据 hrh、HiML、和 pc可以确定低压缸实际出口状态点 5，并查得该点比焓值 hc5= 2392.3177 ,温度 tc5= 31.7705 ,比体积 vc5= 27.4935 ,干度 xc5= 0.9314。考虑低压缸末级余速损失，则计算 hc2=0.02*HtML=26.5798 ,然后沿压力线下移 pc下移26.5798 得 6 点，并查得该点比焓值 hc6= 2395.922，温度 tc6= 31.7715，比体积 vc6= 27.8851 ,干度 xc6= 0.9328 ，则用直线连接 4、5 点，在中间 7点中间处沿压力线下移 7KJ/Kg 得 7 点，光滑连接

8、 4、7、5 点，则由 0.1.2.3.4.7.5 连接的线即为该机组在设计工况下的近似热力过程线。 （见附录 1） 1、汽轮机进汽量计算设 ， ，设计功率为 300MW，则5.m00%3D htD/32.910.15.9.754.1960 2、抽汽会热系统热平衡初步计算1. 给水温度的选取根据初压 ，可以求得 对应下的饱和水温 ，则给水温度67.1p00p0st32.t0sfw2. 回热抽汽级数的选择选择 8 段回热抽汽，采用“三高、四低、一除氧”的形式，高压加热器采用内置式蒸汽冷却器和内置式疏水冷却器，抵押加热器采用内置式疏水冷却器；高压加热器疏水手机方式为逐级自流到除氧器，低压加热器疏水

9、收集方式为逐级自流到凝汽器(也可根基设计需要在最后几级选择一个或两个疏水泵)。其加热器(包括除氧器)的编号从抵押到高压一次排列，为 1、2.8 号。给水泵驱动方式为汽动。拟定的原则性热力系统图如图所示。 （见附录 2）5 / 313. 除氧器工作压力的选择除氧器滑压运行，在设计工况下工作压力选为 7614.0dP4. 各加热器汽水参数计算已知：高压加热器上端差 ）， （； 下 端 差， 321j6.506.1j32 低压加热器上端差 ）， （） ； 下 端 差， （ 87875j8jj各段抽气压损 ），（ .%pjj给水温度 3.27tfw凝汽器压力 对应下的饱和水温，即凝结水温度c 7.31

10、tc除氧器工作压力 对应下的饱和水温,即除氧器水箱出口水温dp 4.68td由等温升法可得 58 号低压加热器水侧温升为 ，其中凝结水125/-tcd）（泵及轴封加热器温升取 1。8 号低压加热器入口水温 ；8 号低压加热器出口水温 ；832.7Ccwt w89.4Ct由凝结水泵出口压力 和 可得 8 号低压加热器入口水比焓 ；p 10chkJg由凝结水泵出口压力 和 可得 8 号低压加热器出口水比焓 ；ct 825.w8 号低压加热器凝结段的饱和水温度 ； ；861.4bwtC67b8 号低压加热器汽侧工作压力 ；8 段抽汽压力 ；80.245pMPa80.pMPa8 号低压加热器疏水温度

11、；8 号低压加热器疏水比焓3scwt。169.5shkJg（2）7 号低压加热器。7 号低压加热器入口水温 ；7 号低压加热器出口水比焓859.4Cwt；85.6whkJg7 号低压加热器出口水温 ；76.wt由凝结水泵出口压力 和 可得 7 号低压加热器出口水比焓 ；cp 7368.9whkJg7 号低压加热器凝结段的饱和水温度 ； ；789.2bwtC04b7 号低压加热器汽侧工作压力 ；7 段抽汽压力 ；70.3MPa7.pMPa7 号低压加热器疏水温度 ；7 号低压加热器疏水比焓64swt。280.3shkJg6 / 31（3）6 号低压加热器。6 号低压加热器入口水温 ；6 号低压加

12、热器出口水比焓78.4Cwt；70.8whkJg6 号低压加热器出口水温 ；613.2wt由凝结水泵出口压力 和 可得 6 号低压加热器出口水比焓 ；cp 6481.5whkJg6 号低压加热器凝结段的饱和水温度 ； ；615.92bwtC92b6 号低压加热器汽侧工作压力 ；6 段抽汽压力 ；60.183MPa60.pMPa6 号低压加热器疏水温度 ；6 号低压加热器疏水比焓9swt。391.2shkJg（4）5 号低压加热器。5 号低压加热器入口水温 ；5 号低压加热器出口水比焓613.2Cwt；682.whkJg5 号低压加热器出口水温 ；59.7wt由凝结水泵出口压力 和 可得 5 号

13、低压加热器出口水比焓 ；cp 593.7whkJg5 号低压加热器凝结段的饱和水温度 ； ；5142.6bwtC04b5 号低压加热器汽侧工作压力 ；5 段抽汽压力 ；50.416MPa5.68pMPa5 号低压加热器疏水温度 ；5 号低压加热器疏水比焓87swt。03.4shkJg（5）1 号高压加热器根据给水温度，可以得到 1 号高压加热器出口水温 ；1fw27.3tC由给水泵出口压力 和 可得 1 号高压加热器出口水比焓 ；fpwt 196hkJg1 号高压加热器凝结段和饱和水温度 ； ；10.bwt8.b1 号高压加热器汽侧工作压力 ；1 段抽汽压力 ；15.63MPa152pMPa（

14、6）2 号高压加热器一般将高压缸的排汽的一部分作为 2 段抽汽，所以 2 段抽汽压力；2rh3.2pMPa2 号高压加热器汽侧工作压力 ；13.60.94=7pPa2 号高压加热器凝结段的饱和水温度 ； ；21btC259.64bhkJg7 / 312 号高压加热器出口水温 ；w2s239tC由给水泵出口压力 和 可得 2 号高压加热器出口水比焓 ；fp 2104.7whkJg1 号高压加热器疏水温度 ；1 号高压加热器疏水比焓114.6swt；s069.3hkJg（7）3 号高压加热器为了降低再热器后抽汽的参数，灵活应用等温升法，使 2 号高压加热器温升是 3 号高压加热器的 1.5 倍，即

15、 ，若给水泵温升取 ，则w13w34-.5(t)t3.4C；可得 ；w43.17.8dtC9C由给水泵出口压力 和 可得 3 号高压加热器出口水比焓 ；fpwt 385.2whkJg由给水泵出口压力 和 可得 3 号高压加热器入口水比焓 ；f4 4763 号高压加热器凝结段的饱和水温度 ； ；319.bwtC30.b3 号高压加热器汽侧工作压力 ；3 段抽汽压力 。31.598pMPa 1pMPa3 号高压加热器疏水温度 ；3 号高压加热器疏水比焓47swt。s752.0hkJg2 号高压加热器疏水温度 ；2 号高压加热器疏水比焓23205.14swtC。s86.（8）除氧器除氧器工作压力 ；

16、水温 ；40.7614dpMPa 168.dt四段抽汽压力 ,出口水比焓 。.872hkJg拟定的各回热加热器汽水参数下表所示。300MW 凝汽式汽轮机加热器汽水参数表项目 单位H1 H2 H3 H4(HD)H5 H6 H7 H8 SG C抽汽压力MPa 5.923.6221.64 0.81 0.43680.19550.077660.026 0.00539抽汽温度 C383 317 433 335 262 196 117 X=0.975 34.2抽气比焓值KJ/Kg3135.73019.333325.823130.62989.42862.942664.532560.38 2386.8回热抽汽抽

17、气压损% 6 6 6 6 6 6 6 6 8 / 31项目 单位H1 H2 H3 H4 H5 H6 H7 H8 SG C加热器气测压力 jpMPa 5.563353.40471.53980.76140.41060.18380.0730.0245 0.095下的饱和水温 bjtC270.7241 199.54168.4 144.56117.9291.2864.64 98.134.2下的饱和水比焓 bjhKj/kg1188.661042.3850.32712.2 606.73493.42381.34270.7 411.42143.3回热抽汽抽气放热 ）（ sjj-qKj/kg2066.42143.

18、072573.82418.42483.972469.732382.72389.47上端差 jC-1.60 0 0 2.8 2.8 2.8 2.8 _ 下端差 j5.65.6 5.6 0 5.6 5.6 5.6 5.6 _ 疏水温度（疏sjt水冷却器出口水温）C246.6205.14177.4 _ 120.7294.0867.4440.8 _ _疏水比焓 sjhKj/kg1069.3876.26752.02712.2 505.43393.21281.83170.91 _ _疏水疏水放热 jKj/kg_ 193.04124.24_ _ 112.22111.38110.92 _ _加热器出口水温 w

19、jtC272.3241 199.54171.8/168.4141.76115.1288.4861.84 35.234.2水侧加热器水侧压MPa 19.8219.8219.82 0.752 1.73 1.73 1.73 1.73 1.73_9 / 31力 wp加热器出口水比焓 wjhKj/kg1193.261044.71858.28737.66/712.2595.57482.65370.86259.78 149.03143.3给水比焓升 jKj/kg148.55186.43120.62116.63112.92111.79111.08110.75 5.73143.3*表示给水泵后比焓值5. 回热系

20、统热平衡初步计算（1）1 号高压加热器。1 号高压加热器平衡如图所示，根据表面式加热器热平衡原理可列出方程fw12b1sh-=0.73418（ ）（2）2 号高压加热器。2 号高压加热器平衡如图所示，根据表面式加热器热平衡原理可列出方程 fw23h1s212-=0.8341（ ） （ ）（3）3 号高压加热器。3 号高压加热器热平衡图如图 7-21 所示，根据表面式加热器热平衡器原理可列出方程 3412333/ =0.416832fwhssh（4）除氧器。除氧器热平衡图如图 7-22 所示。根据混合加热式热平衡原理可列出方程 51235445/ =0.346781fwshswwh41234.7

21、9c（5）5 号低压加热器。5 号低压加热器热平衡图如图 7-23 所示，根据表面式加热器热平衡原理可列出方程 4565/=0.35697cwhsh10 / 31（6）6 号低压加热器：6 号低压加热器热平衡图如图 7-24 所示，根据表面式加热器热平衡原理可列出方程 4575666/=0.391274cwhss（7）7 号低压加热器。7 号低压加热器热平衡图如图 7-25 所示，根据表面式加热器热平衡原理可列出方程 c47856777(h)/()h)=0.3468whss（8）8 号低压加热器。8 号低压加热器热平衡图如图 7-26 所示，根据表面式加热器热平衡原理可列出方程 c485678

22、88(h)/()(h)=0.31792wchss45678.465c3、阀杆漏气量、轴封漏气量和给水泵汽轮机用汽估算（1）阀杆漏气包括主汽阀及调节汽阀阀杆漏气 和中压缸联合气阀漏气 ，1vG2vG可根据相应状态的公式计算出漏气量，前者约为总汽量的 1%，后者约为总进气量的0.4%。（2）轴封漏气包括高压缸后轴封漏汽 和中压缸后轴封漏汽 ，可根据相应1sg 2sg状态对应的公式计算出漏汽量，前者约为总进汽量的 1.3%，后者约为总进汽量的 0.1%。（3）给水泵汽轮机用汽量 (PH)=0.38256afwpfwpdDTTDDTrimuarimpuhH4、调节级的选择和计算(一) 基本参数(1) 调节级的形式为单列调节级(2) 调节级的比焓降为 85 kgJ/(3) 调节级的速比 0.43982ax