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1、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：Pel=25MW；新蒸汽压力P0=3.5MPa，新蒸汽温度t0=435；凝汽器压力Pc=5.1kPa；汽轮机转速n=3000r/min。3. 其他参数给水泵出口压力Pfp=6.3MPa；凝结水泵出口压力Pcp=1.2MPa；机械效率m=0.99发电机效率g=0.965加热器效率h=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，ri=83%5. 损失的估算主汽阀和调节汽阀节流压力损失：P0=0.05
2、P0=0.175Mpa。排气阻力损失：Pc=0.04Pc=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P0=0.175Mpa可以确定调节级前压力p0= P0-P0=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
3、度t0=433.88，比熵s0= 6.9820kJ/kg（kg），比体积v0= 0.0945239m3/kg。（3）在h-s图上，根据凝汽器压力Pc=0.0051MPa和排气阻力损失Pc=0.000204MPa，可以确定排气压力pc=Pc+Pc=0.005304MPa。（4）在h-s图上，根据凝汽器压力Pc=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hct=2124.02kJ/kg，温度tct=33.23，比体积vct=22.6694183 m3/kg，干度xct=0.8194。由此可以的带汽轮机理想比焓降Htmac=h0-hct=
4、1179.59kJ/kg，进而可以确定汽轮机实际比焓降Himac=Htmacri=979.06kJ/kg精选文档，再根据h0、Himac和pc可以确定实际出口状态点2，并查得该点的比焓值hc2=2324.55kJ/kg，温度tc2=33.92，比体积vc2=24.0549667 m3/kg，干度xc2=0.9016。（5）若不考虑末级余速损失，直接到步骤（6），若考虑末级余速损失，则有第四章中hc2的计算方法得到hc2=0.018Htmac=kJ/kg，然后沿压力线pc下移kJ/kg得3点，并查得该点比焓值 hc3=kJ/kg，温度tc3=，比体积vc3= m3/kg，干度xc3=。用直线连接
5、1、3两点，在中间4点处沿压力线下移（1215）kJ/kg得4点，光滑连接1、4、3点则由点0、1、3、2连接的线即为该机组再设计工况的近似热力过程线。（6）用直线连接1、2两点，在中间3点沿压力线下移20-25kJ/kg得3点，光滑连接1、3、2点，则由0、1、3、2连接的线即为该机组在设计工况下的近似热力过程线。拟定的热力过程线如图7-1所示。三、汽轮机进气量估计设m=1.08，D0=3%D0，设计功率Pe=20000kW，则由式（4-3）得D0=3.6200001181.870.820.990.9651.08+0.03D0=86.58t/h四、抽气回热系统热平衡初步计算1. 给水温度的选
6、取根据初压P0=3.5MPa，可以求得P0对应下的饱和水温ts0=242.56，则由第四章中确定给水温度的经验公式得tfw= ts0 x 0.72=174.64。2. 回热抽气级数的选择选择5段回热抽气，采用“二高二低一除氧”的形式，高压加热器采用内置式疏水冷却器；高压加热器疏水收集方式为逐级自流到除氧器，低压气疏水方式为逐级自流，5号低压加热器采用疏水泵，其加热器（包括除氧器）的编号从高压到低压依次排序，为1、2、5号。3. 除氧器工作压力的选择除氧器定压运行，工作压力选为Pd=0.118Mpa。4.回热系统图的拟定一台汽轮机抽气回热系统的拟定主要取决于该机组的给水温度、抽气回热级数及除氧器
7、工作压力等。根据25MW汽轮机这几方面数值的确定，可画出如图7-2所示的回热系统。5. 各加热器汽水参数计算已知：高压加热器上端差1=5，2=5；下端差j=0（j=1,2）。低压加热器上端差j=3（j=4,5）。各段抽气压损Pj=8%Pj（j=1、2、4、5）由于除氧器定压运行，为了使其工作稳定，压损取17%。精选文档给水温度tfw=161凝汽器压力Pc对应下的饱和水温，即凝结水温度tc=33.23除氧器工作压力Pd对应下的饱和水温，即除氧器水箱出口水温td=104.3。本次计算暂不考虑水泵与凝结水泵的温升。根据等温升法取各级加热器进出口水温tfw、水比焓hwj；通过上端差求取各级加热器凝结段
8、的饱和水温度tbj，饱和水比焓hbj，加热器汽侧工作压力Pj，抽气压力Pj；通过下端差计算各级加热器的疏水温度tsj、疏水比焓（过冷水）hsj，最后再根据抽气压力与热力过程线的交点在h-s图上查取各段抽气温度tj（或干度xj）、抽气比焓值hj。由等温升法可得高压加热器水侧升温为t1=（tfw-td）/2=28.35由等温升法可得低压加热器水侧升温为t2=（td-tc）/2=23.69则tw1= tfw=161，tw2=132.65；tw3=td=104.30；tw4=80.61；tw5=56.92。（1）1号高压加热器。根据给水温度，可以得到1号高压加热器出口水温tw1= tfw=161；由给
9、水泵出口压力Pfp和tw1可得1号高压加热器出口水比焓hw1=683.23kJ/kg；1号高压加热器凝结段的饱和水温度tb1=tw1+1=166；hb1=704.87kJ/kg；1号高压加热器汽侧工作压力p1=0.718364MPa；1段抽气压力P1=0.78083MPa；1号高压加热器疏水温度ts1=tw1-t1+1=166；1号高压加热器疏水比焓hs1=704.87kJ/kg。表7-1 25MW凝汽式汽轮机加热器汽水参数表项目单位H1H2H3(HI)H4H5C回热抽汽抽汽压力MPa0.78080.36750.1420.05950.02160.0051抽汽温度（干度）268213.51410
10、.9940.96抽汽比焓值KJ/Kg2989.722890.642755.272638.712517.72抽汽压损%881788加热器汽侧压力MPa0.718360.33810.1180.054780.01987下的饱和水温166137.65104.383.6159.92精选文档下的饱和水比焓KJ/Kg704.875830.4434.27351.01251.81抽汽放热KJ/Kg2284.852307.62416.852287.762265.91疏水疏水上端差55033下端差j疏水温度（疏水冷却器出口水温）疏水比焓（疏水冷却器出口水比焓）疏水放热KJ/Kg水侧加热器出口水温161132.651
11、04.380.6156.9233.23加热器水侧压力MPa6.36.30.1181.21.2加热器出口水比焓KJ/Kg683.23561.75441.84338.42239.27139.24给水比焓升KJ/Kg121.48119.91103.4299.15100.03 （2）2号高压加热器。2号高压加热器出口水温tw2= tw1-28.35=132.65；由给水泵出口压力Pfp和tw2可得2号高压加热器出口水比焓hw2=561.75kJ/kg；2号高压加热器凝结段的饱和水温度tb2=tw2+2=137.65；hb2=583.04kJ/kg；2号高压加热器汽侧工作压力p2=0.33810293M
12、Pa；2段抽气压力P2=0.367503MPa；2号高压加热器疏水温度ts2=tw2-t2+2=137.65；2号高压加热器疏水比焓hs2=583.04kJ/kg。精选文档（3）除氧器。除氧器工作压力P3=pd=0.118MPa；3段抽气压力P3=0.142MPa；水温td=104.3；出口水比焓hd=434.27kJ/kg；由给水泵出口压力Pfp和tw3得到给水泵出口水比焓值hw3=441.84kJ/kg。（4）4号低压加热器4号低压加热器出口水温tw4=80.61；4号低压加热器出口水比焓hw4=338.42kJ/kg；4号低压加热器疏水温度ts4=tw4+4=83.61；hs4=351.
13、01kJ/kg；4号低压加热器汽侧工作压力p4=0.05478487MPa；4段抽气压力P4=0.059548771MPa；（5）5号低压加热器5号低压加热器出口水温tw5=56.92；5号低压加热器出口水比焓hw5=239.27kJ/kg；5号低压加热器疏水温度ts5=tw5+5=59.92；hs5=251.81kJ/kg；5号低压加热器汽侧工作压力p5=0.01987207MPa；5段抽气压力P5=0.0216MPa。各加热器汽侧和水侧的基本参数如表7-1所示。6. 回热系统热平衡初步算法（1）1号高压加热器。1号高压加热器热平衡图如图7-3所示，根据表面式加热器热平衡原理可列出方程1=f
14、whw1-hw2hh1-hs1=683.23-561.750.982989.72-704.87=0.054252657（2）2号高压加热器。2号高压加热器热平衡图如图7-4所示，根据表面式加热器热平衡原理可列出方程 2=fwhw2-hw3h-1hs1-hs2h2-hs2=1561.75-441.840.98-0.054252657704.87-583.042890.64-583.04=0.050159274（3）除氧器。除氧器热平衡图如图7-5所示，根据表面式加热器热平衡原理可列出方程3=fwhwd-hw4h-1-2hs2-hw4h3-hw4 =1434.27-338.420.98-0.054252657-0.050159274583.04-338.422
