25mw凝汽式汽轮机组热力设计.
- 格式:doc
- 大小:858.00 KB
- 文档页数:47
超临界压力600MW 中间再热凝汽式汽轮机在额定工况下的热经济指标计算。
已知:机组型号:N600-24.2/566/566汽轮机型式:超临界、单轴、三缸(高中压合缸)、四排汽、一次中间再热 凝汽式蒸汽初参数:MPa p 2.240=,5660=t ℃;MPa p 51546.00=∆,再热蒸汽参数:冷段压力MPa p in rh053.4=,冷段温度5.303=inrh t ℃;热段压 力MPa p out rh648.3=,热段温度0.566=outrh t ℃;MPa p rh 4053.0=∆, 排汽压力:kPa p c 4.5= (0.0054MPa )抽汽及轴封参数见表1。
给水泵出口压力MPa p pu 376.30=,凝结水泵出压 力为MPa 84.1。
机械效率、发电机效率分别取为99.0=m η,988.0=g η。
汽动给水泵用汽系数pu α为0.05177表1 N600-24.2/566/566型三缸四排汽汽轮机组回热抽汽及轴封参数解:1.整理原始资料(1)根据已知参数p 、t 在s h -图上画出汽轮机蒸汽膨胀过程线,得到新汽焓等。
0.33960=h kg kJ ,82.2970=in rhh kg kJ ,2425.3598=outrh h kg kJ ,9.62782.29702425.3598=-=rh q kg kJ 。
(2)根据水蒸汽表查的各加热器出口水焓wj h 及有关疏水焓'j h 或dwj h ,将机组回热系统计算点参数列于表2。
图1 超临界压力600MW三缸四排汽凝汽式机组蒸汽膨胀过程线2.计算回热抽汽系数与凝汽系数 采用相对量方法进行计算。
(1)1号加热器(H1) 由H1的热平衡式求1α()21111w w h dw h h h h -=-ηα ()()06322865.06.11094.305599.01.10859.120611211=--=--=d w hw w hh h h ηαH1的疏水系数0632287.011==ααd(2)2号加热器(H2)()()[]32211222w w h d w d w d d w h h h h h h-=-+-ηαα()()dw dw d w dl h w w h h h h h h 2221322----=αηα()()0897994.08.9013.29708.9016.11090632287.099.02.8881.1085=--⨯--=H2的疏水系数1530281.00897994.00632287.0212=+=+=αααd d再热蒸汽的系数8469719.01530281.01121=-=--=αααrh(3)3号加热器(H3)给水泵焓升puw h ∆的计算,设除氧器的水位高度为50m ,则给水泵的进口压力为MPa p in 5381.195.01032.10098.050=⨯+⨯=,取给水的平均比热容为kg m v aV 30011.0=、给水泵的效率83.0=pu η,则()puin out aV puwp p v hη-⨯=∆310()83.03911.1376.300011.0103-⨯⨯=18.38=()kg kJ由H3的热平衡式得()()[]()pu ww w h d w d w d d w h h h h h h h∆+-=-+-43322333ηαα()[]()dw dw d w d h pu w w w h h h h h h h 33322433---∆+-=αηα[]()0357077.03.7896.33733.7898.90115302801.099.08.7792.888=--⨯--=H3的疏水系数188736.00357077.015302801.0323=+=+=αααd d(4)除氧器(HD )第四段抽汽由除氧器加热蒸汽’4α和汽动给水泵用汽pu α两部分组成,即pu ααα+=’44由除氧器的物质平衡可知除氧器的进水系数4o α为’4341ααα--=d o由于除氧器的进出口水量不相等,4o α是未知数。
热力发电厂课程设计一、计算原始资料1、汽轮机形式及参数(1)、机组型式:超超临界、一次中间再热、四缸四排汽、单轴、凝汽式汽轮机。
(2)、额定功率:P e=1000MW(3)、主蒸汽参数:P0=26.25MPa;t0=605℃。
(4)、再热蒸汽参数(进汽阀前):热段:P rh=5.436MP a;t rh=603℃。
冷段:P rh’=5.85MP a;t rh’=360.5℃。
(5)、汽轮机排汽压力:P c=4.7KPa;排汽比焓:h c=2311.3kJ/kg。
2、回热加热系统参数(1)、最终给水温度:t fw=292.9℃。
(2)、给水泵出口压力:P pu=32.606MPa;给水泵效率:ηpu=0.83(3)、除氧器到给水泵高度差:H pu=26m。
(4)、小汽机排汽压力:P c,xj=5.7KPa;排汽焓:h c,xj=2424.8kJ/kg。
3、锅炉型式及参数(1)、锅炉型式:2980--26.25/605/603(2)、额定蒸发量:D b=2980 t/h(3)、额定过热蒸汽压力:P b=26.25MPa,额定再热蒸汽压力:P r=5.436MPa。
(4)、额定过热汽温:t b=605℃;额定再热汽温:tr=603℃;(5)、锅炉效率:ηb=93%(6)、给水泵到过热器出口高度差:h1=34m。
4、其他数据(1)汽轮机机械效率:ηm=0.985;发电机效率:ηg=0.99.(2)补充水温度:t ma=20℃(3)厂用电率:ε=0.07;厂用汽:5t/h(启动时最大用汽量为32t/h)(4)2号抽汽90t/h,4号抽汽60t/h(5)抽汽管压损:△P j=8%P j;锅炉连续排污量:D bl=0.01D b;全厂汽水损失:D L=0.01D b;(6)连续排污扩容器效率:ηf=0.98;连续排污扩容器压力选为:Pf=0.90MPa;减温水系数:ɑsp= 0.0275二、热系统计算(一)、汽水平衡计算1、全厂补水率由已知知:全厂工质渗漏系数: 图1、全厂汽水平衡图ɑL=D L/D b=0.01锅炉排污系数:ɑbl=D bl/D b=0.01减温水系数:ɑsp= 0.0275厂用汽系数:ɑpl=29.402/2939223.6=0.0100033有全厂物质平衡有:补水率ɑma=ɑpl+ɑbl+ɑL=0.03000332、给水系数ɑfw由图1, 1点的物质平衡有ɑb=ɑ0+ɑL=1+0.01=1.012点的物质平衡ɑfw=ɑb+ɑbl- ɑsp=1.01+0.01-0.0275=0.9925(二)汽轮机进汽参数计算1、主蒸汽参数由主汽门前压力P0=26.25MPa,温度t0=605℃,查水蒸气性质表得主蒸汽比焓值h0=3482.10 KJ/Kg由主汽门后压力P0’=(1-δP1)P0=(1-0.04)*26.25=25.2MPa由P0’=25.2MPa h0’=h0=3482.10 KJ/Kg查得t0’=596.73 ℃2、再热蒸汽参数由中联门前压力P rh=5.436MPa 温度t rh=603℃,得h rh=3663.8 KJ/Kg中联门后再热压力P rh’=(1-δP2)P rh=(1-0.02)*5.436=5.327MPah rh’=h rh=3663.8KJ/Kg查得t rh’=600.61 ℃3、凝汽器平均压力计算由P s1=4.7KPa,查水蒸汽性质表得t s1=31.78 ℃由p s2=19.2KPa,查水蒸汽性质表得t s2=59.18 ℃凝汽器平均温度t s=(t s1+t s2)/2=45.48 ℃查水蒸汽性质表,得凝汽器平均压力P s=0.00983374 MPa(四)、各加热器进、出水参数计算1、1#高加H1压损∆P5=(7.847-7.611)/7.847=3%加热器压力P j:由图读得P j=7.611MPa 由P j查水蒸汽性质表得加热器饱和温度t s,1=291.508 ℃2、2#高加H2压损∆P5=(5.85-5.874)/5.85=-0.4%加热器压力P j:由图读得P j=5.874MPa 由P5查水蒸汽性质表得加热器饱和温度t s,2=274.169 ℃3、3#高加H3压损∆P5=(2.228-2.161)/2.228=3%加热器压力P j:由图读得P j=2.161MPa 由P5查水蒸汽性质表得加热器饱和温度t s,3=216.323 ℃4、除氧器H4除氧器压力:P4=0.968MPa查水蒸汽性质表得除氧器饱和温度t s4=178.476℃H4疏水温度t d,4=t s4=178.476 ℃由图有出水比焓h w,4=753.4KJ/Kg,进水比焓h w,4'=642.7KJ/Kg,疏水比焓为h d,4=753.4KJ/Kg。
(A 卷)一、填空题(共15题,每题1分,本题共15分)1.为防止全厂停电事故,运行人员操作前要认真核对 ,检查设备的状况。
严格执行“两票三制”和危险点预控措施,操作中不跳项、不漏项,严防发生 事故。
2.为防止锅炉受热面泄漏,吹灰程序结束后,必须通过有效手段确认所有吹灰器已退出,并 。
3.机组启动前连续盘车时间应执行制造厂的有关规定,热态启动不少于 ,若盘车中断应重新计时。
4.燃煤 与着火温度存在着线性关系。
5.定子三相电流不平衡时,就一定会产生 电流。
6.汽轮机设计极限真空值及真空对热耗率的影响与低压缸 有关。
7.实践表明,蒸汽流量在设计值的30%-100%范围内变化时,节流配汽凝汽式汽轮机的蒸汽流量与电功率之间的关系近似 函数。
8.喷嘴调节只有当调节级的 很大时才显示出它的优越性。
9.一般可近似认为,凝汽式汽轮机总的轴向推力与蒸汽 成正比变化,且最大功率时达最大值。
10.影响锅炉灰渣物理热损失的主要因素是燃料中灰份含量、炉渣占总灰份的份额和 。
11.距离保护是反映故障点到保护安装处的 距离,并根据此距离的大小确定动作时限的保护装置。
12.带电手动安装三相水平排列的动力熔断器时,应该先装 相。
13.如果触电者触及断落在地上的带电高压导线,在尚未确认线路无电且救护人员未采取安全措施(如穿绝缘靴等)前, 不能接近断线点 米范围内,以防跨步电压伤人。
14.发电机由空气冷却改为氢气冷却后,其他条件不变,则通风损耗明显减少,效率可以提高 %。
二、单选题(共29题,每题0.5分,本题共14分)1.机组在低负荷滑压运行时,相比定压运行工况,高压缸排汽温度会( )。
A 、不变 B 、降低 C 、增高 D 、无法确定2.燃尽风设置的主要目的是减少( )的生成而组织分级燃烧,在燃烧后期保证可燃物的燃尽。
A 、CO 2B 、COC 、NO xD 、SO 23.高( )含量的煤是形成积灰粘污的主要因素。
A 、钠 B 、钙 C 、热值 D 、硫4.对于300MW 等级及以上机组锅炉,当燃烧烟煤时,如其干燥无灰基挥发分在20~30%,低位发热量Qnet.ar 不低于20MJ/kg 时,其燃烧后飞灰可燃物含量正常应处于何种水平:( ) A 、3.0%左右; B 、 8.0%左右; C 、小于2.0%; D 、大于10%。
目录第1章绪论 (1)1.1 热力系统简介 (1)1.2 本设计热力系统简介 (3)第2章基本热力系统确定 (5)2.1 锅炉选型 (6)2.2 汽轮机型号确定 (7)2.3 原则性热力系统计算原始资料以及数据选取 (8)2.4 全面性热力系统计算 (8)第3章主蒸汽系统确定 (18)3.1 主蒸汽系统的选择 (18)3.2 主蒸汽系统设计时应注意的问题 (20)3.3 本设计主蒸汽系统选择 (20)第4章给水系统确定 (22)4.1 给水系统概述 (22)4.2 给水泵的选型 (22)4.3 本设计选型 (25)第5章凝结系统确定 (27)5.1 凝结系统概述 (27)5.2 凝结水系统组成 (27)5.3 凝汽器结构与系统 (30)5.4 抽汽设备确定 (30)5.5 凝结水泵确定 (30)第6章.回热加热系统确定 (32)6.1 回热加热器型式 (32)6.2 本设计回热加热系统确定 (37)第7章.旁路系统的确定 (39)7.1 旁路系统的型式及作用 (39)7.2 本设计采用的旁路系统 (42)第8章.辅助热力系统确定 (43)8.1 工质损失简介 (43)8.2 补充水引入系统 (43)8.3 本设计补充水系统确定 (44)8.4 轴封系统 (44)第9章.疏放水系统确定 (45)9.1 疏放水系统简介 (45)9.2 本设计疏放水系统的确定 (45)参考文献 (47)致谢 (48)第1章绪论1.1热力系统简介发电厂的原则性热力系统就是以规定的符号表明工质在完成某种热力循环时所必须流经的各种热力设备之间的系统图。
原则性热力系统具有以下特点:(1)只表示工质流过时状态参数发生变化的各种必须的热力设备,同类型同参数的设备再图上只表示1个;(2)仅表明设备之间的主要联系,备用设备、管路和附属机构都不画出;(3)除额定工况时所必须的附件(如定压运行除氧器进气管上的调节阀)外,一般附件均不表示。
焦化有限公司干熄焦余热发电项目电站安装工程汽轮机组调试方案编制:审核:批准:二〇一二年十月十日本汽机调试方案依据电力部《电力建设施工及验收技术规范》(汽轮机组篇)及汽轮机生产厂家杭州中能汽轮动力有限公司提供的《使用说明书》,为了配合现场需要,高速、优质、安全经济地运转,特编写“汽机试运方案”,供现场施工及试运人员参考。
一、汽轮发电机组试运要求1、汽轮发电机组安装完毕,主机启动前,对系统及辅机设备应进行单机及分部试运工作,未经调整试运行的设备,不得投入生产。
2、汽轮发电机组的设备调整、启动试运操作程序及要求应按制造厂规定及本机组的《汽轮机组运行规程》执行。
3、调整试运工作应达到下列要求:(1)检查各系统设备的安装质量应符合设计图纸、制造厂文件及《电建规程》之规定的要求,方可进入设备调试工作。
(2)检查各系统、设备的通风、照明、防火、卫生等,应满足运行安全和操作、检修方便。
(3)经检查调整后各设备的技术性能,应符合制造厂及设计的有关的规定。
(4)吹扫和冲洗各系统,使之达到充分的洁净,以保证机组安全经济的投入运行。
(5)提供完整的设备、系统安装记录及技术文件,验收记录作为试运行和生产的原始资料和依据。
4、汽轮发电机组整套启动前,由安装单位与参加启动试运生产人员配合完成下列工作项目:1)汽水管道的吹扫和冲洗;2)冷却水系统通水试验和冲洗;3)真空系统灌水严密性试验;4)油系统试运、调整和油循环,直至达到油质化验合格。
5、调节保安系统静态定值的整定和试验;6、盘车装置的试验;7、抽汽逆止阀与传动装置的调整试验;8、配合热工、电气进行下列保护及联锁装置、远方操作装置的试验;1)各电动阀门行程试验;2)循环水泵出口电动门联动试验;3)循环水泵相互联动试验;4)凝结水泵相互联动试验;5)射水泵相互联动试验;6)低压缸喷水试验;7)调节、保安系统试验;8)冷却、调速、润滑等附属系统安装完毕,验收合格,分部试运情况良好;9)与电气部分有关试验工作。
计算原始资料:1.汽轮机型式及参数(1)机组型式:亚临界、一次中间再热、四缸四排汽、单轴、凝汽式汽轮机;(2)额定功率:p e=600MW(3)主蒸汽参数(主汽阀前):p0=,t0=537℃;(4)再热蒸汽参数(进汽阀前):热段:p rh=,t rh=537℃冷段:pˊrh=,tˊrh=315℃(5)汽轮机排汽压力p c= MPa,排汽比焓:h c=Kg。
2.回热加热系统参数:(1)机组各级回热抽汽参数见表1-1;表1-1 回热加热系统原始汽水参数项目单位H1H2H3H4 H5 H6 H7 H8 Mpa抽汽压力pˊj抽汽比焓hKJ/Kg 3133 3016 3317 3108 2913 2750 2650 2491 j抽汽管道压% 3 3 3 3 3 3 3 3 损δpjMpa 20水侧压力pw加热器上端差δ℃0 0 0t℃316 429 323 137 抽汽温度twj加热器下端℃差δt1(2)最终给水温度:t fw=℃;(3)给水泵出口压力:p pu=,给水泵效率:ηpu=;(4)除氧器至给水泵高差:H pu== KJ/Kg(5)小汽机排汽压力:p e,xj= MPa;小汽机排汽焓:h c,xj3.锅炉型式及参数(1)锅炉型式:英国三井/541/541;(2)额定蒸发量:D b=2027t/h;(3)额定过热蒸汽压力p b=;额定再热蒸汽压力p r=;(4)额定过热气温t b=541℃额定再热气温t r=541℃;(5)汽包压力p du=;(6)锅炉热效率:ηb=%。
4.其他数据(1)汽轮机进汽节流损失δp1=4%,中压缸进汽节流损失δp2=2%=415KJ/Kg(2)轴封加热器压力p sg=98K Pa,疏水比焓:h d,sg(3)机组各门杆漏汽、轴封漏汽等小汽流量及参数见表1-2(4)锅炉暖风器耗汽、过热器减温水等全厂性汽水流量及参数见表1-3(5)汽轮机机械效率ηm=,ηg=(6)补充水温度t ma=20℃(7)厂用电率:ε=;(六)简化条件(1)忽略加热器和抽汽管道的散热损失;(2)忽略凝结水泵的介质比焓升。
毕业设计说明书25MW 凝汽式汽轮机组热力设计学号:学 院: 专 业:指导教师:2016年6月1227024207 中北大学(朔州校区) 热能与动力工程 张志香30MW凝汽式汽轮机组热力设计摘要本课题针对30MW凝汽式汽轮机组进行热力设计,在额定功率下确定汽轮机型式及参数,使其运行时具有较高的经济性,并考虑汽轮机的结构、系统、布置等方面的因素,以达到“节能降耗,保护环境”的目的。
本文首先对汽轮机进行了选型,对汽轮机总进汽量进行了计算、通流部分的选型、压力级比焓降分配及级数的确定、汽轮机级的热力计算、漏气量的计算与整机校核等。
根据通流部分选型,确定排汽口数与末级叶片、配汽方式和调节级的选型,并进行各级比焓降分配与级数的确定;对各级进行热力计算,求出各级通流部分的几何尺寸,相对内效率,实际热力过程曲线。
根据热力计算结果,修正各回热抽汽点压力达到符合实际热力过程曲线的要求,并修正回热系统的热力平衡计算,分析并确定汽轮机热力设计的基本参数。
关键词:汽轮机,凝汽式,热力系统,热力计算Thermodynamic design of 30MW condensing steam turbineAbstractThis topic for 30MW steam turbine unit for thermal design, seek appropriate turbine at rated power, to make it run with higher economic and to considered to steam turbine structure, system and arrangement and parts. So it can achieve "energy saving, environmental protection" purpose.Determination of machine, firstly, the steam turbine for the selection of the turbine total inlet were calculated through flow part of the selection pressure enthalpy drop distribution and series, steam turbine thermodynamic calculation, the leakage amount of calculation and check. According to the through flow part of selection to determine the exhaust port number and the last stage blades of steam distribution mode and regulation level selection, and for different levels of specific enthalpy drop distribution and the series of levels with a thermodynamic calculation for at all levels through flow part of the geometry and relative internal efficiency, the actual thermodynamic process curve. According to the thermodynamic calculation results, correction of regenerative extraction steam pressure to conform to the actual thermodynamic process curve, and repair Thermodynamic equilibrium calculation, analysis and determination of the basic parameters of the thermal design of the turbine.keywords:steam turbine, condensing type, thermodynamic system, thermodynamic calculation目录1 绪论 (1)2 汽轮机基本参数确定 (2)2.1原始数据 (2)2.2 汽轮机的基本参数确定 (2)3 汽轮机总进汽量的初步估算 (5)3.1 回热抽汽压力确定 (5)3.2 热经济性初步计算 (6)4 通流部分的选型 (15)4.1 排汽口数与末级叶片 (15)4.2 配汽方式和调节级的选型 (15)4.3 压力级设计特点 (18)5 压力级比焓降分配及级数的确定 (20)5.1 蒸汽通道的合理形状 (20)5.2 各级平均直径的确定 (20)5.3 级数的确定与比焓降的分配 (22)6 汽轮机级的热力计算 (25)6.1 叶型及其选择 (25)6.2 级的热力计算 (27)6.3级的详细计算 (34)7 汽轮机漏汽量的计算与整机校核 (37)7.1 阀杆漏汽量的计算 (37)7.2 轴封漏汽量的计算 (37)7.3 汽封直径的确定 (38)7.4 整机校核 (39)8 结论 (40)致谢 (41)参考文献 (42)1 绪论蒸汽轮机从1883年第一台实用性机组问世至今,已有100多年的历史[1]。
目录前言 11 范围 12 编制依据 13 总则 14 分部试运 25 汽轮机整套启动 116 汽轮机停机 217 机组异常(故障)及处理 228 调试技术(记录)文件 25前言本方案按照电力部汽轮机启动验收规程之有关规定及制造厂提供的有关技术资料,结合实际编写。
启动试运是全面检验主机及其配套系统的设备制造、设计、施工、调试和生产准备的重要环节,为此编制此方案,有不妥之处及需要完善的请工程部及相关部门讨论,一经审定既贯彻于启动试运行全过程,作为试运行的指导文件严格遵守执行,以期圆满完成整机试运行任务,使机组能安全,经济,可靠、文明地投入运行形成生产力,发挥其应有的经济效益。
本方案提出了汽轮机及其辅助设备分部试运的要点、系统调试的工作内容和步骤、汽轮机整套启动调试的步骤要领及事故处理的原则,以指导本厂25MW汽轮机启动调试工作。
机组的启动试运及其各阶段的交接验收,应在试运指挥部的领导下进行。
整套启动试运阶段的工作,必须由启动验收委员会进行审议、决策。
汽轮机启动调试导则1 范围本方案仅适用本厂25MW汽轮机的主机、辅助设备、热力系统的调试及机组整套启动调试的技术要求。
2 编制依据下列文件中的条款通过标准的引用而成为本方案的条款。
电厂用运行中汽轮机油质量标准 GB/T75《火电施工质量检验及评定标准》(汽轮机篇)。
《电力建设施工及验收技术规范》(汽轮机组篇)DL5011-92《电力建设安全工作规程》(火力发电厂部分)DL5009.1-2002汽轮机调节控制系统试验导则 DL/T711《火力发电厂基本建设工程启动及竣工验收规程(1996年版)》轮机厂C25-5.0/0.49使用说明书、调节系统说明书、DEH操作控制说明书、辅机部套说明书。
3.总则3.1 目的汽轮机启动调试是保证汽轮机高质量投运的重要环节,为规范汽轮机的启动调试工作,按分部试运、整套启动试运两部分制定本方案。
1.检验汽轮机DEH系统的启动操作功能;2.检验汽轮机启动曲线的合理性, 检验汽轮机带负荷能力, 确认调节保安系统的调节和保护功能动作准确、可靠;3.检验汽轮发电机组轴系的振动水平;4.完成汽机、电气的有关试验,检验汽机/锅炉的协调性;5.检验所有辅机及系统的动态投用状况,6.通过整套启动试运,找出在给定工况下最合理操作工序,暴露在设计、安装、调试(静态)中无法出现的缺陷和故障,及时进行调整和处理,顺利完成机组72h试运行。
第一节25MW汽轮机热力计算一、设计基本参数选择1. 汽轮机类型机组型号:N25-3.5/435。
机组形式:单压、单缸单轴凝器式汽轮机。
2. 基本参数额定功率:P el=25MW;新蒸汽压力P0=3.5MPa,新蒸汽温度t0=435℃;凝汽器压力P c=5.1kPa;汽轮机转速n=3000r/min。
3. 其他参数给水泵出口压力P fp=6.3MPa;凝结水泵出口压力P cp=1.2MPa;机械效率ηm=0.99发电机效率ηg=0.965加热器效率ηh=0.984. 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,ηri=83%5. 损失的估算主汽阀和调节汽阀节流压力损失:ΔP0=0.05P0=0.175Mpa。
排气阻力损失:ΔP c=0.04P c=0.000204MPa=0.204kPa。
二、汽轮机热力过程线的拟定(1)在h-s图上,根据新蒸汽压力P0=3.5MPa和新蒸汽温度t0=435℃,可确定汽轮机进气状态点0(主汽阀前),并查得该点的比焓值h0=3303.61kJ/kg,比熵s0=6.9593kJ/kg(kg·℃),比体积v0= 0.0897758m3/kg。
(2)在h-s图上,根据初压P0=3.5MPa及主汽阀和调节汽阀节流压力损失ΔP0=0.175Mpa 可以确定调节级前压力p0’= P0-ΔP0=3.325MPa,然后根据p0’与h0的交点可以确定调节级级前状态点1,并查得该点的温度t’0=433.88℃,比熵s’0= 6.9820kJ/kg(kg·℃),比体积v’0= 0.0945239m3/kg。
(3)在h-s图上,根据凝汽器压力P c=0.0051MPa和排气阻力损失ΔP c=0.000204MPa,可以确定排气压力p c’=P c+ΔP c=0.005304MPa。
(4)在h-s图上,根据凝汽器压力P c=0.0051MPa和s0=6.9593kJ/kg(kg·℃)可以确定气缸理想出口状态点2t,并查得该点比焓值h ct=2124.02kJ/kg,温度t ct=33.23℃,比体积v ct=22.6694183 m3/kg,干度x ct=0.8194。
毕业设计说明书25MW 凝汽式汽轮机组热力设计学号:学 院: 专 业:指导教师:2016年6月1227024207 中北大学(朔州校区) 热能与动力工程 张志香30MW凝汽式汽轮机组热力设计摘要本课题针对30MW凝汽式汽轮机组进行热力设计,在额定功率下确定汽轮机型式及参数,使其运行时具有较高的经济性,并考虑汽轮机的结构、系统、布置等方面的因素,以达到“节能降耗,保护环境”的目的。
本文首先对汽轮机进行了选型,对汽轮机总进汽量进行了计算、通流部分的选型、压力级比焓降分配及级数的确定、汽轮机级的热力计算、漏气量的计算与整机校核等。
根据通流部分选型,确定排汽口数与末级叶片、配汽方式和调节级的选型,并进行各级比焓降分配与级数的确定;对各级进行热力计算,求出各级通流部分的几何尺寸,相对内效率,实际热力过程曲线。
根据热力计算结果,修正各回热抽汽点压力达到符合实际热力过程曲线的要求,并修正回热系统的热力平衡计算,分析并确定汽轮机热力设计的基本参数。
关键词:汽轮机,凝汽式,热力系统,热力计算Thermodynamic design of 30MW condensing steam turbineAbstractThis topic for 30MW steam turbine unit for thermal design, seek appropriate turbine at rated power, to make it run with higher economic and to considered to steam turbine structure, system and arrangement and parts. So it can achieve "energy saving, environmental protection" purpose.Determination of machine, firstly, the steam turbine for the selection of the turbine total inlet were calculated through flow part of the selection pressure enthalpy drop distribution and series, steam turbine thermodynamic calculation, the leakage amount of calculation and check. According to the through flow part of selection to determine the exhaust port number and the last stage blades of steam distribution mode and regulation level selection, and for different levels of specific enthalpy drop distribution and the series of levels with a thermodynamic calculation for at all levels through flow part of the geometry and relative internal efficiency, the actual thermodynamic process curve. According to the thermodynamic calculation results, correction of regenerative extraction steam pressure to conform to the actual thermodynamic process curve, and repair Thermodynamic equilibrium calculation, analysis and determination of the basic parameters of the thermal design of the turbine.keywords:steam turbine, condensing type, thermodynamic system, thermodynamic calculation目录1 绪论 (1)2 汽轮机基本参数确定 (2)2.1原始数据 (2)2.2 汽轮机的基本参数确定 (2)3 汽轮机总进汽量的初步估算 (5)3.1 回热抽汽压力确定 (5)3.2 热经济性初步计算 (6)4 通流部分的选型 (15)4.1 排汽口数与末级叶片 (15)4.2 配汽方式和调节级的选型 (15)4.3 压力级设计特点 (18)5 压力级比焓降分配及级数的确定 (20)5.1 蒸汽通道的合理形状 (20)5.2 各级平均直径的确定 (20)5.3 级数的确定与比焓降的分配 (22)6 汽轮机级的热力计算 (25)6.1 叶型及其选择 (25)6.2 级的热力计算 (27)6.3级的详细计算 (34)7 汽轮机漏汽量的计算与整机校核 (37)7.1 阀杆漏汽量的计算 (37)7.2 轴封漏汽量的计算 (37)7.3 汽封直径的确定 (38)7.4 整机校核 (39)8 结论 (40)致谢 (41)参考文献 (42)1 绪论蒸汽轮机从1883年第一台实用性机组问世至今,已有100多年的历史[1]。
汽轮机的发展经由单级冲动式汽轮机到多级冲动式汽轮机再到多级反动式汽轮机,汽轮机随着时代和科技的进步而进步。
19世纪以来,在不断提高安全可靠性、耐用性和保证运行方便的基础上,汽轮机是通过增大单机功率和提高装置的热经济性来发展的,汽轮机的出现推动了电力工业的发展;20世纪初,电站汽轮机单机功率已达10MW;随着电力应用的日益广泛,美国纽约等大城市的电站尖峰负荷在20年代已接近1000MW,如果单机功率只有10MW,则需要装机近百台,因此20年代时单机功率就已增大到60MW,30年代初又出现了165MW和208MW的汽轮机;但是之后的经济衰退、第二次世界大战的爆发,使得汽轮机单机功率的增大处于停顿状态;50年代,随着战后经济的快速发展,电力需求突飞猛进,单机功率又开始不断增大,陆续出现了325~600MW的大型汽轮机;60年代制成了1000MW汽轮机;70年代,制成了1300MW汽轮机。
但是机组过大又带来可靠性、可用率的降低,因而到90年代初,火力发电单机容量稳定在300~700MW。
21世纪,为提高发电效率,我国对电厂机组实行“上大压小”政策。
高参数大容量凝汽式机组成为火力发展不可抗拒的发展趋势。
现在许多国家常用的单机功率为300~600MW。
近几年来,国家大力提倡节能减排[2]。
这就需要在额定功率下寻求合适汽轮机,使运行时具有较高的经济性,在不同工况下工作时均有比较高的可靠性,满足经济性和可靠性要求的同时需要考虑到汽轮机的结构、系统、布置、成本、安装和维修以及零件等方面的因素,在确保汽轮机热力设计在适用性、可靠性和经济性的前提下,能达到“节能降耗,保护环境”的目的。
而且汽轮机在计算机方面应用的广度与深度一直在更进一步的发展。
已经大大减小了手工计算的负担,但我们目前仍与其他国家存在着一定的差距,遇与挑战,这就需要我们大胆创新,不断提高汽轮机在国际上的竞争力,加大研究高参数、高效率、高可靠性和自动化的汽轮机产品的力度,不断推动我国汽轮机的发展与进步。
2 汽轮机基本参数确定2.1原始数据机型:25 MW 凝汽式;蒸汽初参数:p 0=3.43MPa ,t 0=435℃;凝汽器出口压力:p c =1.9kPa ;给水温度:t fw =160℃;经济功率:P c =12000kW ;汽轮机转速:3000r/min ;汽轮机内效率:0.8。
2.2 汽轮机的基本参数确定(1)汽轮机功率汽轮机额定功率也称铭牌功率,由国产发电用汽轮机功率系列(见表2.1)可知,本课题25MW 汽轮机属于中压汽轮机。
表2.1 国产发电用汽轮机功率系列汽轮机设计时所依据的功率称为设计功率e P ,又称为经济功率,其大小由机组本身额定功率大小级运行时所承担负荷的变化而定。
表2.2给出了国产汽轮机选用的设计功率与额定功率之比。
表2.2国产汽轮机不同额定功率的设计功率为了确保汽轮机在初参数下降或背压升高时仍能发出额定功率,在设计调节阀与喷嘴进汽能力及结构强度时,需要考虑适当的余量。
因此,在正常的参数级提高初参数或降低背压时,汽轮机发出的功率可能大于额定值,此功率为最大功率。
(2)进汽参数①新蒸汽参数汽轮机的新蒸汽参数是指主气门的蒸汽压力与温度,通常又称为初压、初温。
我国对电站汽轮机采用按功率划分新蒸汽参数等级的产品系列,见表2.3。
表2.3国产汽轮机新蒸汽参数②排汽压力凝汽式汽轮机的排汽压力要综合考虑汽轮机运行地点的气候条件,供水方式,末级叶片等因素。
我国凝汽式汽轮机常用的排汽压力见表2.4。
表2.4 我国凝汽式汽轮机常用的排汽压力③汽轮机的转速汽轮机转速由电网频率决定,我国电网频率为50H Z,故我国生产的汽轮机转速采用3000r/min。
④调节抽汽式汽轮机的抽汽压力[2]调节抽汽式汽轮机除了能满足供电外,还能满足供热需要。
调节抽汽式汽轮机的抽汽往往由热用户的需要决定。
其抽汽压力一般综合用户要求和产品系列规范决定,表2.5 为国产调节抽汽式汽轮机常用抽汽压力。
表2.5 国产调节抽汽式汽轮机常用抽汽压力[3]⑤给水温度与回热级数通常给水温度选为初蒸汽压力下饱和温度的65%~75%较为经济,由文档[3]可知回热级数选4段,采用“两高、一低、一除氧”的形式。
表2.6为不同回热级数和给水温度。
表2.6 不同回热级数和给水温度[4]3 汽轮机总进汽量的初步估算一般凝汽式汽轮机的总蒸汽量可由下式估算:D m H P D ri g m t el ∆+∆=ηηη6.30 (t/h ) (式3.1)式中:m 为考虑回热抽汽引起进汽量增加的系数,它与回热级数、给水温度、汽轮机容量及参数有关,对中压机组m=1.08~1.15,高压机组m=1.18~1.15,背压式汽轮机m=1;∆D 为考虑阀杆漏汽和前轴封漏汽,并保证在初参数下降或背压升高时仍能发出设计功率的蒸汽裕量,通常取∆D/D 0 =3%~5%;P el 为汽轮机发电机组出线端的电功率,kW ;∆H t 为汽轮机的理想比焓降,kJ/kg ;ηri 为汽轮机的相对内效率; ηm 为汽轮机的机械效率;ηg 为发电机的效率;D 0为汽轮机的进汽量,kg/h 。