超临界600MW原则性热力系统计算步骤
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《热力发电厂》课程设计指导书（2）
设计题目：超临界600MW 凝汽式机组全厂原则性热力系统设计计算一、课程设计的目的和任务
本课程设计是《热力发电厂》课程的具体应用和实践，是热能工程专业的各项基础课和专业课知识的综合应用，其重点在于将理论知识应用于一个具体的电厂生产系统介绍实际电厂热力系统的方案拟定、管道与设备选型及系统连接方式的选择，详细阐述实际热力系统的能量平衡计算方法和热经济性指标的计算与分析。
完成课程设计任务的学生应熟练掌握系统能量平衡的计算，可以应用热经济性分析的基本理论和方法对各种热力系统的热经济性进行计算、分析，熟练掌握发电厂原则性热力系统的常规计算方法，了解发电厂原则性热力系统的组成。
二、计算任务
1 ．根据给定的热力系统数据，在 h - s 图上绘出蒸汽的汽态膨胀线（要求出图占一页）；
2 ．计算额定功率下的汽轮机进汽量 D0，热力系统各汽水流量 D j；
3 ．计算机组和全厂的热经济性指标（机组汽耗量、机组热耗量、机组汽耗率、机组热耗率、绝对电效率、全厂标准煤耗量、全厂标准煤耗率、全厂热耗率、全厂热效率）；
4 ．按《火力发电厂热力系统设计制图规定》绘出全厂原则性热力系统图，并将所计算的全部汽水流量标在图中（手绘图 A2 ）。
汽水流量标注： D ×××，以 t/h 为单位
三、计算类型：定功率计算
采用常规的手工计算法。
为便于计算,凡对回热系统有影响的外部系统,如辅助热力系统中的锅炉连续排污利用系统、对外供热系统等,应先进行计算。
因此全厂热力系统计算应按照“先外后内,由高到低”的顺序进行。
计算的基本公式是热平衡式、物质平衡式和汽轮机功率方程式,具体步骤如下:
1、整理原始资料
根据给定的原始资料,整理、完善及选择有关的数据,以满足计算的需要。
(1)将原始资料整理成计算所需的各处汽、水比焓值,如新蒸汽、抽汽、凝气比焓。
加热器出口水、疏水、带疏水冷却器的疏水及凝汽器出口水比焓，再热热量等。
整理汽水参数大致原则如下:
1）若已知参数只有汽轮机的新汽、再热蒸汽、回热抽汽的压力、温度、排气压力时,需根据所给定的汽轮机相对内效率,通过水和水蒸气热力性质图表或画出汽轮机蒸汽膨胀过程的h—s图,并整理成回热系统汽水参数表;
2）加热器汽侧压力等于抽汽压力减去抽汽管道压损；
3）不带疏水冷却器的加热器疏水温度和疏水比焓分别为汽侧压力下对应的饱和水温度和饱和水比焓；
4）高压加热器水侧压力取为给水泵出口压力,低压加热器水侧压力取为凝结水泵出口压力；
5）加热器出口水温由汽侧压力下的饱和温度和加热器出口端差决定；
6）加热器出口水比焓由加热器出口水温和水侧压力查水蒸气h —s 表得出； 7）疏水冷却器出口水温由加热器进口水温和加热器入口(下)端差决定；
8）疏水冷却器出口水比焓由加热器汽侧压力和疏水冷却器出口水温查h —s 表得出; (2)合理选择及假定某些为给出的数据,他们有:
1)新蒸汽压损； 2)回热抽汽压损；
3)加热器出口端差及入口端差,可参考下表1选取。
表1 加热器端差取用表
上端差
下端差
2、回热抽汽量的计算
按照“先外后内,由高到低”的顺序计算。
先计算锅炉连续排污系统,求得f D 、
ma D 、c ma w h 、之后,再进行“内部”回热系统计算,按“由高到低”的顺序进行回热抽汽
量j D 的计算。
3、物质平衡计算
由物质平衡式可计算凝气流量c D 或新蒸汽量0D ,然后用汽轮机功率方程计算出相应的量来校核,满足工程上允许的1%～2%以下的误差范围即可。
4、热经济性指标的计算
主要包括汽轮机汽耗'
0D 、热耗0Q 、锅炉热负荷b Q 及管道效率p η的计算,以及全厂
cp η、cp q 、s cp b 等的计算。
四、热力系统简介
汽轮机为哈尔滨汽轮机有限责任公司制造的超临界、一次中间再热、单轴、三缸、四排汽、反动凝汽式汽轮机，型号是CLN600-24.2/566/566-I 。
两个低压缸均为双分流结构，蒸汽从通流部分的中部流入，经过正反向7级反动级后，流向每端的排汽口，然后蒸汽向下流入安装在每一个低压缸下部的凝汽器。
汽缸下部留有抽汽口，抽汽用于给水加热，本机设有
8段非调整抽汽向由三台高压加热器、除氧器、四台低压加热器组成的回热系统及小汽机等供汽。
前置泵和给水泵均由驱动汽轮机（小汽轮机）带动，其汽源取自主机第4段抽汽，排汽进入主凝汽器。
给水泵出口压力：P pu =29.2MPa ，给水泵效率：0.85。
小汽轮机进汽压力：0DT
P =0.69MPa ， 进汽比焓：0DT
h =4h =3121.64 kJ/kg
小汽轮机排汽压力：DT c
P =0.007MPa ， 排汽比焓：DT
c
h = 2452.15 kJ/kg
其它小汽水流量参数：
高压轴封漏汽量：1sg D =0.010D ， 送至除氧器，比焓：1sg h =3215.5 kJ/kg 中压轴封漏汽量：2sg D =0.0030D ，送至7号加热器，比焓：2sg h =3329.6 kJ/kg 低压轴封漏汽量：3sg D =0.00140D ，送至轴封加热器，比焓：3sg h =2716.2 kJ/kg 2） 锅炉型式及参数: 表2 锅炉型式及参数
表3主要设计参数：铭牌工况（TRL ）最大连续功率工况（T —MCR ）
调节门全开工况（VWO ）热耗率验收工况（THA ）
3） 各级抽汽参数：
表4 汽轮机额定负荷（THA 工况）时各级抽汽参数
其它数据的选取
各抽汽管压损为：3%，补充水经软化处理引入主凝汽器，其水温为40℃。
主机的机械效率m η=0.994，发电机效率g η=0.99，小汽轮机的机械效率DT
m η=0.99。
厂用电率0.07ε=，
忽略加热器和抽气管路上的散热损失，忽略凝结水泵的工质焓升，凝结水泵出口压力1.7MP。
六、课程设计的方式及时间分配
1、方式
第二十周在设计教室完成《热力发电厂》课程设计任务。
2、课程设计的进程及答疑时间
周一：对该系统的设计布置方式进行初步的分析；8：00-10：00
周二：在T－s图上做出蒸汽的汽态膨胀线，并表示出各点参数；16：00-18：00
周三：计算新汽流量及各处汽水流量；计算机组和全厂的热经济指标；8：00-10：00
周四：绘制原则性热力系统图，并将所计算的各汽水参数标在图上，16：00-18：00
周五：呈交设计成果,答辩。
七、课程设计的要求
⑴计算部分要求列出所有计算公式，凡出现公式均必须代入相应数据；
⑵字迹清楚，绘图线条分明；（1.应标注循环参数和各回热参数;2.须严格遵循工程绘图的要求）.
八、考核方式
考核形式为课程设计答辩，课程设计成绩由答辩情况、课程设计成品以及平时表现为依据综合得出，分为优、良、中、及格和不及格五个等级。
参考文献
[1] 郑体宽.热力发电厂.中国电力出版社.2010
[2] 黄新元.热力发电厂课程设计.中国电力出版社.2004
[3] 水和水蒸气性质图表.中国电力出版社.2000。
