1、 毕 业 设 计 论 文 能源与动力学院 School of Energy and Power 专业班级： 学生姓名： 学生 学号 ： 指导教师： 密级：内部 毕业设计 (论文 )中文题目 300MW 火电厂初步设计机务部分局部设计 专业班级： 学生姓名： 学 号： 指导教师： 毕业设计 (论文 )任务书 一、设计的原始资料及依据；热力发电厂教材中 300MW 机组原则性热力系统计算数据。 二、设计主要内容： （ 1）查资料 ，翻译相关外文资料。 （ 2）掌握发电厂主要设备的确定方法。 （ 3）进行原则性热力系统的拟定及计算。 （ 4）计算各部分汽水流量和各项热经济指标。 （ 5）掌握热力系统
2、辅助设备的选择及安装方式。 （ 6）拟定全面性热力系统及绘制全面性热力系统图，掌握火电机组的热力系统组成。 （ 7）撰写论文及翻译摘要整理论文，准备答辩。 三、对设计说明书、论文撰写内容、格式、字数的要求； （ 1）参考文献不少于 13 篇 （ 2）绘图要求规范 四、对外文翻译的题材、字数、出版期限等得要求 为训练学生的外语能力，本次设计要 求学生翻译一篇与热力系统或汽轮机有关的外文文献，不少于 1000 汉字。 五、课题完成后应提交的成果的种类、数量、质量等方面的要求： （ 1）毕业设计书写规范； （ 2）数量每人一份； （ 3）质量 规范整洁，表达清晰 六、时间进度安排 顺序 阶段日期 计
3、划完成内容 备注 1 第 1 周 查阅相关文献 2 第 2 周 发电厂主要设备的确定，原则性热力系统图的拟定 3 第 3 周 原则性热力系统计算 4 第 4 周 计算各部分汽水流量和各项热经济指标 5 第 5 周 热力系统辅助设备的选择 6 第 6 周 全面性热力系统拟定及绘图 7 第 7 周 撰写论文及翻译摘要整理论文，准备答辩 七、主要参考资料 1、 热力发电厂 2、 汽轮机原理 3、 火力发电厂设计技术规程 4、 汽轮机课程设计指导书 5、 锅炉课程设计指导书 6、 英汉科技字典 其他与机组热力系统分析与设计相关的材料、期刊、文章等 1 发电厂主要设备的确定 1.1 锅炉设备的确定 锅炉
4、设备的选型和技术要求应符合 SD268 1988燃煤电站锅炉技术条件的规定。锅炉设备的型式必须适应燃用煤种的煤质特性及现行规定中的煤质允许变化范围。对燃煤 及其灰分应进行物理、化学试验与分析，以取得煤质的常规特性数据和非常规特性数据。 1 对于中间再热机组，宜一机配一炉。 同一发电厂，必须选取同一型式和同一容量的锅炉，且 锅炉的最大连续蒸发量宜与汽轮机调节阀全开时的进汽量相匹配。 2 对装有非中间再热供热式机组且主蒸汽采用母管制系统的发电厂，当一台容量最大的蒸汽锅炉停用时，其余锅炉（包括可利用的其他可靠热源）应满足： 1）热力用户连续生产所需的生产用汽量； 2）冬季采暖、通风和生活用热量的 6
5、0 75，严寒地区取上限；此时，可降低部分发电出力。 3 对装有中间再热供热式机组的发电厂，其对外供热能力的选择，应连同同一热网其他热源能力一并考虑；当一台容量最大的蒸汽锅炉停用时，其余锅炉的对外供汽能力若不能满足本条第 3 款的要求，则不足部分依靠同一热网的其他热源解决。 大容量机组锅炉过热器出口至汽轮机进口的压降，宜为汽轮机额定进汽压力的 5；过热器出口额定蒸汽温度，对于亚临界及以下参数机组宜比汽轮机额定进汽温度高 3 ；对于超临界参数机组，宜比汽轮机额定进汽温度高 5 。冷段再热蒸汽管道、再热器、热段再热蒸汽管道额定工况下的压力降，宜分别 为汽轮机额定工况下高压缸排汽压力的1.5 2.0
6、、 5、 3.5 3.0；再热器出口额定蒸汽温度比汽轮机中压缸额定进汽温度宜高 2 。 根据原则性热力系统计算和一机一炉的配置原则， 此次设计的锅炉 选取 型式：HG 1025/17.4 亚临界一次中间再热强制循环汽包炉。锅炉基本参数如下： 最大连续蒸发量： Db=1025t/h； 过热蒸汽出口参数： Pgr=17.4MPa， tgr=540 再热蒸汽出口参数： Pzr=3.64MPa， tzr=540 汽包压力： Pb=20.4MPa 锅炉效率： b=91% 1.2 汽轮机设备的确定 汽轮机设备的选型和技术要求应符合 SD269固定式发电用凝汽汽轮机技术条件的规定。 1 汽轮机应按照电力系统
7、负荷的要求，承担基本负荷或变动负荷。对电网中承担变动负荷的机组，其设备和系统性能应满足调峰要求，并应保证机组的寿命期。 2 对兼有热力负荷的地区，经技术经济比较证明合理时，应采用供热式机组。供热式机组的型式、容量及台数，应根据近期热负荷和规划热负荷的大小和特性，按照以热定电的原则，通过比选确定，宜优先选用高参数 、大容量的抽汽式供热机组。在有稳定可靠的热负荷时，宜采用背压式机组或带抽汽的背压式机组，并宜与抽汽式供热机组配合使用。 3 汽轮机设备及其系统应有可靠的防止汽轮机进水的措施。 4 对首台开发或改型的大容量机组，其回热系统应经优化计算确定。 5 汽轮机的背压和凝汽器的面积，应按工程水文气
8、象条件和冷却水供水系统方案，经优化计算后确定。汽轮机的额定背压应与循环水系统的设计水温相适应。设计水温宜采用年平均水温并予以化整。 6 应要求汽轮机在能力工况条件下发出额定出力，但机组性能考核和 系统优化宜以额定工况条件为基础。 7 汽轮机的调节阀门全开时的进汽量，宜不小于汽轮机最大连续出力时进汽量的105%。 本次设计为 300MW 亚临界参数的凝汽式机组。汽轮机的主要热力参数如下： 汽轮机型号： N300 16.3/537/537 主蒸汽压力： P0=16.3MPa， 主汽温度： t0=537 再热蒸汽参数： 高压缸排汽 (再热器冷 段 )Prh=3.66MPa， trh=321.1 中压
9、缸进汽 (再热器热 段 )Prh=3.29MPa， trh=537 排汽参数： Pc=0.0054MPa， xc =0.9315 给水温度： tfw=272.4 3 原则性热力系统的拟定和计算 本次设计的原则性热力系统，其回热加热的级数为八级，给水温度为 272.4，各加热器形式均为表面式加热器。 3.1 给水回热和除氧系统的拟定 给水回热加热系统是原则性热力系统的主要部分，对电厂的安全、经济和电厂的投资都有一定的影响。拟定的原则是系统简单、运行可靠，在此基础上实现较高的经济性。 机组有八段不调整抽汽，回热系统为三台高压加热器、一台除氧器、四台低压加热器。主凝结水和给水在各加 热器中的加热温度
10、按“等温升”分配。其中，高压缸抽汽送至 1#高压加热器，高压缸排汽送至 2#高压加热器，中压缸抽汽送至 3#高压加热器，中压缸排汽送至除氧器，低压缸不同段抽汽分别送至低压加热器。 1#、 2#、 3#高压加热器由于抽汽过热度很大，为了充分利用加热蒸汽的过热度及降低疏水的出口温度，故高压加热器把传热面设置为三部分：内置式过热蒸汽冷却段、凝结段和疏水冷却段。这样提高三台“高加”水温的同时还减少“高加”温差，使不可逆损失减少，提高机组的热经济性。 1# 、 2# 、 3#高压加热器采用疏水逐级自流方式进入除氧器，这样提高了热经济性。 5#、 6#、 7#、 8#低压加热器的回热抽汽来自低压缸，此时蒸
11、汽压力和温度低，故低压加热器由凝结段和疏水冷却段组成，疏水方式采用逐级自流，最后流至凝汽器热井中。 除氧器 (4 段抽汽 )采用滑压运行，这不仅提高了机组设计工况下运行的经济性，还显著提高了机组低负荷时的热经济性，简化热力系统，降低投资，使汽机的抽汽点分配更合理，提高了机组的热效率。为了解决在变工况下除氧器的除氧效果和给水泵不汽蚀，主给水泵装有低压电动前置泵。 3.2 补充水系统的拟定 鉴于化学除盐水的品质难以达到很高的标准， 所以采用化学处理补充水的方法。目前，高参数机组的凝汽器中均装有真空除氧器，以真空除氧作为补充水除氧方式，所以本机组补充水送入凝汽器中。 3.3 锅炉连续排污利用系统的拟
12、定 连续排污就是不断地从汽包中含盐浓度较高的部位排出一部分锅水，使锅水含盐浓度不致过高。通过连续排污管，引至连续排污扩容器，扩容降压蒸发出部分工质，引入热力系统除氧器，以回收工质利用热量；扩容蒸发后剩余的排污水温高于 100 ，可再引入排污冷却器用以加热从化学车间来的软化水，排污水温降至 50 左右后，方可排入地沟。 为了简化系统，因此采用高压 级排污扩容 水系统。 3.4 原则性热力系统图 依据上述拟定的加热器台数和各段回热抽汽，以及补充水系统和连续排污利用系统，绘制原则性热力系统图如下图 3-1 所示： 图 3-1 N300-16.3/537/537 型机组凝汽式电厂 原则性热力系统图 3
13、.5 汽水综合参数表 设计 计算选用的数据 有如下： 制造厂提供的轴封 漏气 量及其参数 ，如表 3-3 所示。 锅炉连续排污量： Dbl=0.01Db ， 全厂汽水损失： Dl=0.01Db 机组的机电效率： 9 8 3.09 8 7 7.09 9 5.0 gmmg 选 择回热加热器效率： h 0.99，扩容器效率： 98.0f 连续排污扩容器压力： 0.90MPa，化学补充水温： 20 给水泵组给水焓升 8.25 pawh kJ/kg，凝结水泵的焓升 7.1 cpwh kJ/kg 参考热力发电厂选定各加热器出口端差如表 3-1 所示： 表 3-1 各加热器出口端差 加热器编号 H1 H2
14、H3 H4(HD) H5 H6 H7 H8 端差 ( ) 1 1 1 0 3 3 3 3 管道压损如表 3-2 所示： 表 3-2 管道压损表 轴封 漏 汽量及其参数表 3-3 所示 表 3-3 轴封 漏 汽量及其参数 轴封漏汽 编号 数量 (Kg) 份额 (%)sg 焓值 (kJ/kg) 去处 主汽门门杆 1sg 4119 0.004429 3394.45 至 H2 中压联合汽门门杆 2sg3770 0.004053 3535.66 至 H3 高压缸前后汽封 3sg12300 0.013233 3028.44 至 H4(HD) 低压缸汽封 4sg 1373 0.001430 2716 至 S
15、G 总计 21562 0.02315 依据等温升，得到饱和水温度，加上端差，得到对应下的抽汽压力，抽汽温度。 由上各条件得出计算点汽水焓值如表 3-4 所示。 表 3-4 N300-16.3/537/537 型机组各点计算汽水参数表 管段 名称 主汽门和调节汽门 再热器 中压联合汽门 抽汽管 小汽轮机进汽管 中低压管 压损 P(%) 4 10 2.5 6 5 2 3.6 汽轮机热力过程线的绘制 由设计的第一部分确定的主蒸汽参数，以及经过主汽门和调节汽门对蒸汽的压损和项目 单位 H1 H2 H3 H4(HD) H5 H6 H7 H8 SG C 回热抽汽 抽汽压力 p Mpa 5.93 3.66
16、1.75 0.823 0.326 0.135 0.074 0.026 0.0054 抽汽温度 t 384.8 323.1 435 336.8 230.2 143 91.3 65.9 抽汽焓值 h kJ/kg 3142 3029.6 3329.4 3133.9 2926.3 2758.8 2662.5 2520 2716 2358.6 抽汽压损 p % 6 6 6 8 6 6 6 6 加热器压力 p Mpa 5.6 3.44 1.57 0.757 0.28 0.127 0.069 0.0245 p压力下的饱和水温度 270.9 241.5 200.4 168.1 130.9 105.2 89.6
17、 64.5 99.1 34.3 p压力下的饱和水焓 st kJ/kg 1190.2 1045 854.4 717.5 550.1 441.1 375.1 270.1 418.8 143.5 抽汽放热q=h- st kJ/kg 1952.1 1984.6 2475 2422.4 2376.2 2317.7 2287.4 2249.9 2297.2 2215.1 水侧 传热端差 t 1 1 1 0 3 3 3 3 0 加热器出口水温 tj 271.9 242.5 201.4 169.1 131.9 106.2 90.6 65.5 34.3 加热器出口水焓 jt kJ/kg 1181.5 1040.7 861.2 711.5 538.3 429.4 363.9 258.6 149.8 加热器进口水温 tj+1 242.5 201.4 169.1 131.9 106.2 90.6 65.5 34.3 加热器进口水焓 1jt kJ/kg 1040.7 861.2 711.5 538.3 429.4 363.9 258.6 149.8 给水焓升1 jj tt kJ/kg 140.8 179.5 138.5 173.2 108.9 65.5 106.3 108.8 4.6
