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1、河北工程大学毕业设计(论文)摘 要火电厂热系统工况发生变动时，将会引起整个热系统和全厂的热经济性指标发生变动。本设计主要内容为某300MW凝汽式机组全厂原则性热力系统变工况计算，根据给定的热力系统及其数据，在热力系统常规计算方法的基础下，计算额定功率下，切除2高压加热器H2时的系统中各点汽水参数、流量和热经济指标，以及分析其经济性。根据设计工况与变工况两组数据的计算结果作为运行和调控的依据。 关键词：原则性 热力系统 变工况 常规法AbstractThermal power plant thermal system conditions (parameters) change will cau
2、se the entire thermal system and heat the whole plant changes in economic indicators. The main elements of the design for a 300MW unit condensing steam plant thermal system in principle calculation of variable condition, according to a given thermal system and its data to calculate the rated power,
3、when the removal of the high-pressure heater system H2 stem-water all parameters, flow and thermal economic indicators. By ordinary methods and equivalent enthalpy drop method to compare the calculation of the two conditions of thermal economy, in order to provide the basis for the operation and reg
4、ulation.Key words：Principle Thermal System Variable Conditions Conventional Method39目录第一章 绪 论1第二章 热力系统原则性计算原理21.1常规计算法21.2等效焓降法3第三章 机组全厂原则性热力系统计算53.1 热力系统与计算原始资料53.2 辅助计算63.3高压加热器组抽汽系数计算73.4汽轮机凝汽系数的计算及检验：9第四章 机组全厂原则性热力系统变工况计算114.1原始工况计算124.2 第一次迭代的预备计算154.3 第一次迭代计算204.4 第二次迭代计算264.5第三次迭代计算354.6 全厂热经
5、济指标计算36第五章 结 论38谢 辞39参考文献40第一章 绪 论火电厂热系统的变工况是指系统的工作条件（参数）发生变动，偏离设计工况或都偏离某一基准工况。这种偏离大致辞有二种情况：一是对热系统的结构进行了某种局部改动；二是热系统本身的结构未加改动，但是系统运行条件发生了变化。前者的例子如去除某一级加热器运行等，不论哪一种形式的工况变动，结果都将引起整个热系统的参数的变化，从而导致机组的和全厂的热经济指标发生变动。在电厂的设计和运行中，全厂热力计算主要解决两类问题：一是经计算给出若干工况下全厂的热经济性指标，如全厂发、供电煤耗率，全厂热效率，全厂节煤量等；二是为电厂的设计、运行、机组检修等提
6、供基础数据，如汽轮机组以及各汽、水管道的汽水流量。设计工况的指标是所有工况中最具有代表性的，因此设计工况下的全厂热力计算是最为普遍、也是最为基本的计算。在设计和最大工况下进行计算所得到的各部分汽水流量，是选择机组辅助热力设备和汽水管道的重要依据。在进行其他一些工况计算（即变工况计算）时设计工况的计算结果往往就为它们提供初始的计算依据。 热系统变工况计算的目的，是确定汽轮机在新的工况下各抽汽口和排汽端的蒸汽参数，以及回热给水系统各参数及流量，其实质是确定汽轮机的新的汽态膨胀过程线和系统参数。 热力系统的变工况计算是以级组（两个抽汽口之间的各级）为单位进行的。计算时只需要了解各抽汽口的参数变化而不
7、必知道汽轮机各级详细工况。 较为精确的变工况计算是将系统本身的变工况和设备的变工况结合起来进行的。凝汽器的变工况计算已有较为精确的计公式，但回热加热器、除氧器的变工况则十分复杂，其变工况计算的模型至今尚不清楚。在计算精度要求不高，只需要大致了解工况变动的基本结果时，可以采用近似计算方法，即对于设备变工况后的参数变化，利用一些最简单的函数关系加以确定。这将大大简化计算所需要的原始资料和计算过程。本文的计算主要介绍此种方法。第二章 热力系统原则性计算原理 火电厂热力系统计算的核心是对回热加热器的热平衡式进行求解，求得各抽汽系数，然后根据汽轮发电机组的功率，求解汽轮机进汽量以及机组热经济指标（定功率
8、计算）或者根据汽轮机的进汽量确定汽轮机发电机组的功率（定流量计算）。 回热机组原则性热力系统计算方法，有传统的常规计算方法以及等效焓降法、循环函数法等。常规计算通常有两种方法：串联法和并联法。对于热力系统热平衡方程组，用手工计算求解时，为了使计算的每一个方程只出现一个未知数，计算的次序是“由高到低”，即先从抽汽压力最高的加热器算起，依次逐个算至抽汽压力最低的加热器，因此称作串联法；用计算机计算时，可以对所有的能量平衡方程联立求解，一次即可获得全部未知数，故称作并联法；并联计算则需要求解多元线性方程组。等效焓降法的最大特点是在系统的局部结构或者参数变动时，可以进行局部定量，而不需要像常规法那样重
9、新进行整个系统的全部计算，因而给热系统的节能分析和节能改造带来很大的方便。但等效焓降运河的基本前提是各加热器的汽水参数维持设计值，如果这一条不能保证或难以忽略，则等效焓降法的计算结果会引起一定的误差。另外，如果除汽轮机的效率以外，还需要求出回热系统各汽水流量、汽水参数时，则仍需要按常规法计算方法求取。等效焓降法作为热平衡计算方法时，其物理概念不及传统方法明显，计算过程亦并不简化，但作为一种热系统分析方法，它们都可避开与变动无关的计算，而直接得到经济性指标的计算结果，因而有独特的优越性。1.1常规计算法常规计算未能的实质，实际上是对由z个加热器热平衡方程式和一个凝汽器物质平衡式所组成的（z+1）
10、个线性方程进行求解，可解出z+1个未知数（z个抽汽系统aj和一个凝汽系数a和一个凝汽系数a）。然后直接求出所需要的新汽耗量或机组功率、热经济性指标等。1）串联计算串联计算是指按照加热器压力“由高到低”的次序，依次对各个加热器进行热平衡、流量平衡计算，独立地求得各抽汽量或抽汽系数等未知量的方法。在计算过程中，有时需要进行局部的试算，在计算完毕后再加以检查修正，但总体上是顺序的、直接的计算。串联计算可以避开解方程组的麻烦，既可用于手算，亦可用于计算机计算。当进行变工况计算时，、利用串联解法可借助计算机迭代计算容易将汽态参数的变化一并计算出来，这是其他计算方法所难以做到的。2）并联计算（电算方法）电
11、算热力系统时，将z+1个方程排成矩阵来计算，可同时解出全部抽汽系数。为计算方便，将回热加热器的蒸汽放热量、给水焓升和疏水放热量分别用q、来表示，写成矩阵方程AX=T-B。并联算法只要用数字填写一个矩阵，其余工作都可以由计算机完成。矩阵系数和热力系统的结构相对应，对于不同的热力系统结构，只需要改变矩阵系数就可以了。因此，该算法具有一定的通用性。另外，由于是计算机程序，因此电算未能也为实时测试、控制和优化提供了有力的工具。1.2等效焓降法具有n级回热抽汽的汽轮机中，1kg新汽所做的实际内功称为新汽的等效焓降H，它等效于kg新汽在相同的初、终参数、无回热的汽轮机中所做的实际功。各级抽汽的等效焓降是指
12、回热系统中减少（或增加）1kg抽汽时汽轮机增加（或减少）的实际功。它与1kg抽汽在某级加热器中的放热量之比称为抽汽效率，表示从能级j加入单位热量，在汽轮机上能够获得的内功。第j级加热器每排挤1kg的抽汽，并非全部到达凝汽器做功，其中的一小部分将继续分流至第j级以下的各级加热器，这一点是理解等效焓降法实质的关键所在。等效焓降法的所有计算公式，加热器的序号均是按照压力从低到高升序排列的，这一点与传统法和循环函数法是不同的。1）非再热机组对于无中间再热的回热加热系统，用下式计算第j级加热器的等效焓降： kj/kg （1-1） 式中第j级加热器的抽汽比焓，kj/kg; 汽轮机排汽比焓，kJ/kg; r
13、第j级加热器后更低压力抽汽口角码； 第r级加热器的抽汽放热量，kJ/kg 取疏水放热或加热器焓升，视加热器的型式而定。若j级为汇集式加热器，则均以代之。若j级为疏水放流式加热器，则从容不迫j级以下直到汇集式加热器，均以代替，而在汇集式加热器以下，无论是汇集式加热器还是疏水放流式加热器，则一律以代替。2）中间再热机组对于具有一次中间再热的回热加热系统，等效焓降的计算须计及排挤抽汽在再热器内的吸热量。故等效焓降的计算公式，依被计算加热器在再热器前、后的位置而不同。对于再热器后的各级加热器，由于再热后的排挤抽汽不影响流过再热器的蒸汽份额，故这些加热器的等效焓降仍按式（1-1）计算。对于再热前冷段以前
14、（含冷段）的各级抽汽，等效焓降计算通式为: kJ/kg (1-2)式中=1kg蒸汽在再热器内的吸热量，kJ/kg.本文的主要计算方法为串联法。第三章 机组全厂原则性热力系统计算3.1 热力系统与计算原始资料发电厂机组型号为：N300-16.7/537/537，为国产机组，配 DG-1025/18.3型强制循环汽包锅炉及国产QSFN-300-2水-氢-氢冷发电机。机组汽轮机为单轴双缸双排汽、一次中间再热、8级不调整抽汽。回热系统为“三高、四低、一除氧”，除氧器采用滑压运行，七级回热加热器均设置了疏水冷却器，以充分利用本机疏水热量来加热本级主凝结水。三级高压加热器分别都设置内置式蒸汽冷却器。为保证
15、安全性三台高压加热器的疏水均采用逐级自流至除氧器，四台低压加热器的疏水逐级自流至凝汽器。补充水从凝汽器补入，除氧器采用第4段抽汽。给水泵设有两台汽动式调整泵，一台电动式备用泵；汽动式给水泵由凝汽式小汽轮机带动，其汽源来自4段抽汽，排汽进入主凝汽器。为保证锅炉的汽水品质，对凝结水需全部过程经过处理，故设有凝结水除盐装置，及相应的升压泵。 3.1.1汽轮机型式及参数1）机组型式：N300-16.7/537/537,亚临界、一次中间再热、双缸双排汽、单轴凝汽式汽轮机；2）额定功率：=300MW3)主蒸汽参数（主汽阀前）：=16.7MPa，=5374)高压缸排汽：=3.66MPa，=3215)再热蒸汽参数：=3.29MPa，=5376)汽轮
