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1、毕业设计（论文）具有N300型机组的丰城发电厂热机部分初步设计Preliminary Design of Thermal Engine for Fengcheng Power Plant with N300-type Units ： 洪 贤 ： 本 科 ： 能源动力工程学院 ： 热能与动力工程 ： 热动0741 ： 季鹏伟 ： 副教授 ： 2011.06.24 学生姓名学历层次所在系部所学专业所在班级指导教师教师职称完成时间长 春 工 程 学 院摘 要本次设计是对江西丰城电厂亚临界300MW燃煤发电机组热机部分的初步设计，通过合理设计其热力系统以达到提高系统安全性、经济性和可靠性的目的。本文详
2、细说明了本次设计的过程，包括依据热力系统节能基本理论拟定机组的最佳原则性热力系统，利用传统的热平衡方法对机组原则性热力系统进行计算，综合运用学习过的专业知识计算与选择主要辅助设备与汽水管道，拟定机组各部分及全厂全面性热力系统等方面的设计，为亚临界机组的设计和发展提供了重要的理论依据。本设计题目来源于江西丰城电厂实际工程。关键词：原则性热力系统 辅助设备 汽水管道 全面性热力系统 热机Abstract This design is about the basic design of steam turbine of the 300MW coal-fired sub-critical units
3、. In order to raise security ,economy and reliability thermodynamic system is reasonably designed . This paper elaborates on the process of the design, including the principle thermodynamic system on the base of energy conservation fundamental theories of thermodynamic system , calculating the princ
4、iple thermodynamic system by traditional thermal equilibrium method , choosing and calculating the principal auxiliaries and stem-water pipes through professional knowledge , drafting the comprehensive thermal system of every units and the overall plant . The paper provides an important theoretical
5、basis for the design and development of sub-critical power plants . The design topic comes from actual project of Fengcheng power plant.Keywords: Principled Thermal System Auxiliary Equipment Steam and Water Pipeline Comprehensive Thermal System Steam turbine 目 录前 言1第一章 发电厂原则性热力系统的拟定21.1 给水回热系统的拟定21
6、.2 给水除氧系统的拟定41.3 补充水系统的拟定41.4 废热回收利用系统的拟定51.5 原则性热力系统综述第二章 发电厂原则性热力系统的计算62.1 整理原始数据的计算点汽水焓值62.2 全厂物质平衡及锅炉连续排污利用系统计算92.3 计算汽轮机各段抽汽系数和凝汽系数102.4 新汽量计算及功率校核162.5 热经济指标计算19第三章 发电厂主要辅助设备的选择203.1 除氧设备的选择203.2 给水泵的选择223.3 凝结水泵的选择233.4 疏水泵的选择243.5 锅炉连续排污扩容器的选择25第四章 发电厂主要汽水管道的选择计算274.1 主蒸汽管道的计算与选择274.2 再热蒸汽管道
7、的计算与选择304.3 给水管道的计算与选择334.4 凝结水管道的计算与选择364.5 各段抽汽管道的计算与选择39第五章 发电厂全面性热力系统的拟定435.1 主蒸汽和再热蒸汽系统的拟定435.2 汽轮机旁路系统的拟定445.3 给水除氧系统的拟定455.4 主凝结水系统的拟定465.5 回热抽汽系统的拟定475.6 回热加热器疏水、空气系统的拟定475.7 补充水系统的拟定495.8 凝汽器抽真空系统的拟定495.9 轴封系统的拟定505.10 全厂疏放水系统的拟定505.11 辅助蒸汽系统的拟定51第六章 结果分析52设计总结53参考文献54致 谢55II长 春 工 程 学 院 毕 业
8、 设 计(论 文)前 言2007年6月国务院公布了“节能降耗综合性方案”，提出了能源发展“十一五”规划、科学发展观、资源节约型、环境友好型经济、循环经济、绿色经济，把节约能源放在更加突出的战略地位，提倡减排降耗。近年来，我国火力发电工业正向着大容量、高参数、高效率、低污染、高可靠性、负荷适应性强、经济性、自动化方向发展。我国能源开发利用以煤炭为主，煤炭在我国能源生产与消费中占支配地位。然而我国煤炭消费总量不断增长，尤其在电力工业中，并且煤炭利用效率较低。随着能源消费量的持续上升，以煤炭为主的能源结构造成城市大气污染。坚持节能优先，提高能源效率，优化能源结构，以煤为多元化发展，加强环境保护，是我
9、国长期能源的发展战略，也是我国建立可持续能源系统最主要的政策措施。 电力工业作为国民经济的基础产业和主要能源行业，是资金密集的装置型产业，同时也是资源密集型产业。近年来，我国电力工业发展迅速，随着电力工业规模不断扩大，其自身的能源消耗和污染排放问题日益突出。因此，电力行业在“节能减排”中占据了突出位置。火力发电厂资源节约是关系到节能全局和可持续发展的重中之重，这就需要我国坚持能源开发与节约并举，节约优先，积极转变经济发展方式，调整产业结构，鼓励节能技术研发，普及节能产品，更多的应用于火力发电厂，不断提高能源效率。在电厂节能工程中，热力系统是有节能潜力可挖的重要方面。从节能的实践及理论发展来看，
10、重视汽轮机的技术完善行为最先，其次是锅炉，而探索热力系统的节能潜力相对滞后。本课题主要从热力系统的结构方面来探讨其最佳的连接方式，优化火电机组热力系统的结构。在此次热机部分的初步设计过程中，通过对热力系统进行全面的优化分析，从而可以系统的掌握影响热经济性的各项因素，进一步研究各种改进的途径和措施，预测可能的节能潜力，为逐步改造热力系统提供必要的资料和依据，为今后实践中出现的一些问题提供重要的理论支持。由于本人水平有限，设计中错误之处在所难免，恳请各位老师给予批评指正。57第一章 发电厂原则性热力系统的拟定 以规定的符号表明工质在完成热力循环时所必须流经的各主要热力设备之间的联系线路图，称为原则
11、性热力系统。火力发电厂的原则性热力系统说明了整个电厂工作时的热力循环特征，它直接决定了火力发电厂的热经济性和很大程度上决定了火力发电厂工作的可靠性。原则性热力系统表明了工质的能量转换过程的技术完善程度和热经济性，所以原则性热力系统的拟定的重要性不言而喻，其主要由以下基本系统组成：回热系统、给水除氧系统、补充水系统和余热利用系统等。1.1 给水回热系统的拟定1.1.1 回热加热器类型的拟定本次设计机组给水回热系统采用了“三高四低一除氧”的形式，设有一轴封冷却器。回热系统是由回热加热器，回热抽汽管道、水管道、疏水管道等组成的一个加热系统，而加热器是该系统的核心部分。加热器分为混合加热器和表面加热器
12、两种。混合加热器的优点是可以将水加热到该级加热器蒸汽压力下所对应的饱和水所对应的饱和水温度，充分利用了加热蒸汽的位能，热经济性较高；汽水两种介质直接接触，传热效果好；没有金属受热面，构造简单，价格便宜；可兼作除氧设备，避免高温金属受热面氧腐蚀。缺点是：系统复杂，导致回热系统运行安全性，可靠性低，系统投资大。一方面由于凝结水需要依靠水泵提高压力后才能进入比凝汽器压力高的混合加热器内，故需要为每台混合加热器设置一台排水泵。另一方面在系统中水泵输送的是饱和水，使得水泵工作条件恶化，特别是在汽轮机变工况运行时，会产生严重的汽蚀影响水泵及整个系统的工作可靠性。表面加热器与混合加热器相比有以下特点： 因为
13、有端差存在，未能利用最大加热蒸汽能位，热经济性较差；由于有金属传热面，金属耗量大，内部结构复杂，制造较困难，造价高；不能除去水中的氧和其他气体，未能有效保护高温金属部件的安全；系统简单，运行安全可靠，布置方便，系统投资和土建费用少。综合上述两种加热器进行比较，混合加热器或者表面加热器都不能单独在系统中使用，因此，在实际回热系统中，通常只采用一台混合加热器作为锅炉给水除氧器，其余都是表面加热器。1.1.2 疏水方式 采用了表面加热加热器连接方式往往与表面加热器构造和疏水方式有关。加热器的疏水是指加热蒸汽在加热器内凝结加热后形成的凝结水。为了减少工质损失，保证加热器内换热过程的连续进行时可靠地抽走
14、疏水，并维持加热器内一定水位，必须将疏水收集并汇集于系统的主水流中。其疏水方式有以下几种。疏水逐级自流系统，依靠加热器间汽侧压力差，疏水从压力高的加热器流入压力低的加热器。其特点是：系统简单，无转动设备，工作可靠，投资小，不需附加运行费，维护工作量小等，但热经济性最差。采用疏水泵的系统，为充分利用疏水的能级，用疏水泵将疏水导入本级加热器出口的给水中。特点是：热经济性高。但是系统复杂，投资大，且需要转动设备，既耗厂用电又易汽蚀，使可靠性降低，维护工作量大。采用疏水冷却器的系统，先在疏水冷却器中将其加热量部分传给进入本级的给水，减小了传热平均温差，出口端差也相应的略有减小。为了减少逐级自流排挤低压抽汽引起的附加冷源热损失或因疏水压力降低产生热能贬值带来的踊损，又要避免采用疏水泵方式带来的其他问题，可以采用疏水冷却器。采用蒸汽冷却器的系统，随着高参数、大容量机组的发展，尤其是再热机组的出现供给加热器的汽轮机抽汽过热度都很高，使得 再热后各级回热加热器内汽水换热温差增大，砽增加，即不可逆损失增大，从而削弱了回热的效果。为了充分利用再热蒸汽的热量，可以采用蒸汽冷却器。一方面来加热给水，使给水温度达到，甚至超过相应的抽汽压力下的饱和温度，提高了系统的热经济性。另一方面降低过热度较大的蒸汽的温度，再进入回热加热器。这样不但减少了回热加
