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1、本科毕业设计（论文）660 MW 凝汽式发电机组热力系统的设计学 院：材料与能源学院专 业：热能与动力工程（热电工程方向）年级班别：2007级（1）班姓 名： 林学 号： 38指导教师：柯秀芳副教授2011 年 5 月摘要高参数大容量凝汽式机组是目前新建火电机组的主力机型，本文针对660MW亚临界 凝汽式发电机组热力系统进行设计，对拟定的凝汽式发电机组原则性热力系统进行设计 计算和热经济性计算，绘制原则性热力系统图、全面性热力系统图。本机组选用德国 BABCOCK 公司生产的 2208t/h 自然循环汽包炉；汽轮机为 GE 公司 的亚临界压力、一次中间再热660MW凝汽式汽轮机。共设8级不调节
2、抽汽，其中3级高 压加热器，4级低压加热器，及一级除氧器。主蒸汽初参数：16.68Mpa, 538 C，再热 蒸汽参数：3.232Mpa, 538 C，排汽压力4.4kpa。热经济性指标：全厂效率40.50%，发电标准煤耗0.29504 kg/kWh。 计算误差：汽轮机进汽量计算误差 0.901%，汽轮机内功计算误差 0.55%。关键词 ：电厂，热力系统，锅炉，汽轮机AbstractHigh-power and high parameters of condensing unit is the main of the new thermal power units.A thermal syst
3、em of a subcritical 660MW condensing unit is designed in this paper.The baseless thermal systems and thermal economy is designed and calculated. And baseless Thermal system diagram and Comprehensive Thermal system diagram is drew.A 2208t/h of natural circulation drum boiler produced by German BABCOC
4、K is selected for this unit.The turbine is subcritical pressure, one reheat 660MW Condensing Steam Turbine produced by GE. There are a total of eight level steam extraction. Including three high-pressure heater, four low pressure heaters and a deaerator. The main steam parameters is as follow: 16.68
5、 Mpa, 538 C , reheat steam parameters:3.232 Mpa, 538 C . Exhaust steam pressure 4.4 kpa.Thermal Economy index is as follow: The efficiency of the whole plant 40.50%; Generation standard coal consumption 0.29504 kg/kWh.Calculation errors is as follow: Throttleflow error 0.901%,Counter-balance checkin
6、g error 0.55%.Key words：Power Plant，Thermal System，Boiler，Steam Turbine目录1 绪 论 错误！未定义书签2 热力系统与机组资料 错误！未定义书签2.1. 热力系统简介 错误！未定义书签2.2. 原始资料 错误！未定义书签3 热力系统计算 错误！未定义书签3.1. 汽水平衡计算 错误！未定义书签3.2. 汽轮机进汽参数计算 错误！未定义书签3.3. 辅助计算 错误！未定义书签3.4. 各加热器进、出水参数计算 错误！未定义书签3.5. 高压加热器组抽汽系数计算 错误！未定义书签3.6. 除氧器抽汽系数计算 错误！未定义书签3.
7、7. 低压加热器组抽汽系数计算 错误！未定义书签3.8. 凝汽系数计算 错误！未定义书签3.9. 汽轮机内功计算 错误！未定义书签3.10. 汽轮机内效率、热经济指标、汽水流量计算 错误！未定义书签3.11. 全厂性热经济指标计算 错误！未定义书签4 反平衡校核 错误！未定义书签5 辅助系统设计、选型 错误！未定义书签5.1. 主蒸汽系统 错误！未定义书签5.2. 给水系统 错误！未定义书签5.3. 凝结水系统 错误！未定义书签5.5. 旁路系统 错误！未定义书签5.6. 补充水系统 错误！未定义书签5.7. 阀门 错误！未定义书签6 结 论 错误！未定义书签参考 文 献 错误！未定义书签致
8、谢 错误！未定义书签1 绪 论火力发电厂简称火电厂，是利用煤炭、石油、天然气作为燃料生产电能的工厂。 其能量转换过程是：燃料的化学能f热能f机械能f电能。最早的火力发电是 1875 年在巴黎北火车站的火电厂实现的。随着发电机、汽轮机 制造技术的完善，输变电技术的改进，特别是电力系统的出现以及社会电气化对电能的 需求，20世纪30年代以后，火力发电进入大发展的时期。火力发电机组的容量由 200 兆瓦级提高到300600兆瓦级（50年代中期），到1973年，最大的火电机组达1300 兆瓦。大机组、大电厂使火力发电的热效率大为提高，每千瓦的建设投资和发电成本也 不断降低。到80年代后期，世界最大火电
9、厂是日本的鹿儿岛火电厂，容量为4400兆瓦。 但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300700兆瓦。进入21 世纪后，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目前新建火电机组的主力机型 ,全世界数十年电站发 展史的实践表明，火电设备逐渐大容量化是不可抗拒的发展趋势。人类已进入 21 世纪，“能源、环境、发展”是新世纪人类所面临的三大主题。这 三者之中，能源的合理开发与利用将直接影响到环境的保护和人类社会的可持续发展。 作为能源开发与利用的电力工业正处在大发展的阶段，火力发电是电力工业的重要领 域，环境保护和社会
10、发展要求火力发电技术不断发展、提高。在已经开始的 21 世纪， 火力发电技术发展趋势是我们十分关注的问题。就能量转换的形式而言，火力发电机组的作用是将燃料（煤、石油、天然气）的化 学能经燃烧释放出热能，再进一步将热能转变为电能。其发电方式有汽轮机发电、燃气 轮机发电及内燃机发电三种。其中汽轮机发电所占比例最大，燃气轮机发电近年来有所 发展，内燃机发电比例最小。汽轮机发电的理论基础是蒸汽的朗肯循环，按朗肯循环理 论，蒸汽的初参数（即蒸汽的压力与温度）愈高，循环效率就愈高。目前蒸汽压力已超 过临界压力（大于22.2MPa）,即所谓的超临界机组。进一步提高超临界机组的效率，主 要从以下两方面入手。1
11、. For personal use only in study and research; not for commercial use2.2. 提高初参数，采用超超临界初参数的提高主要受金属材料在高温下性能是否稳定的限制，目前，超临界机 不得用于商业用途组初温可达538C576C。随着冶金技术的发展，耐高温性能材料的不断出现，初 温可提高到600C700C。如日本东芝公司1980年着手开发两台0型两段再热的 700MW超超临界汽轮机，并相继于1989年和1990年投产，运行稳定，达到提高发 电端热效率5%的预期目标，即发电端效率为41%，同时实现了在140分钟内启动的 设计要求，且可在带1
12、0%额定负荷运行。在此基础上，该公司正推进1型(30.99MPa、 593/593/593C)、2 型(34.52Mpa,650/593/593C )机组的实用化研究。据推算， 超超临界机组的供电煤耗可降低到 279g/kWh3. 采用高性能汽轮机For personal use only in study and research; not for commercial use汽轮机制造技术已很成熟，但仍有进一步提高其效率的空间，主要有以下三种途径： 首先是进一步增加末级叶片的环形排汽面积，从而达到减小排汽损失的目的。末级叶片的环形排汽面积取决于叶片高度，后者受制于材料的耐离心力强度。日本
13、700MW 机组已成功采用钛制 1.016m 的长叶片，它比目前通常采用的 12Cr 钢制的 0.842m的叶片增加了离心力强度，排汽面积增加了 40%，由于降低了排汽损失，效 率提高 1.6%。其次是采用减少二次流损失的叶栅。叶栅汽道中的二次流会干扰工作的主汽流 产生较大的能量损失，要进一步研制新型叶栅，以减少二次流损失。最后是减少汽轮机内部漏汽损失。汽轮机隔板与轴间、动叶顶部与汽缸、动叶 与隔板间均有一定间隙。这些部位均装有汽封，以减少漏汽损失。要研制新型汽封 件以减少漏汽损失。发展大机组的优点可综述如下：1. 降低每千瓦装机容量的基建投资随着机组容量的增大，投资费用降低。在一定的范围内，
14、机组的容量越大越经 济。一般将这个范围称为容量极限。以20万千瓦燃煤机组的建设费比率为100% 。 30万千瓦燃煤机组为93%，到60 万千瓦时进一步下降为84%。容量每增加一倍，基建投资约降低5%。2. 提高电站的供电热效率机组容量越大，电站的供电热效率也越高。在15万千瓦以前，热效率的上升率 较高。达到 15 万千瓦以后，热效率上升趋于和缓。原因在于容量在 15 万千瓦前， 蒸汽参数随容量增加而提高的缘故。容量超过 15 万千瓦后，蒸汽参数变化不大。欲 取得更高的供电热效率，只有采用超临界领域的蒸汽参数。16.9Mpa, 566/538C,50 万千瓦机组的供电热效率为 38.6%24.6
15、Mpa538/538C, 90万千瓦机组的供电热效率则高达40.7%，与前者相比约提高2.1%。3. 降低热耗以15万千瓦机组的单位热耗比率为100%,当机组容量增加到60万千瓦时,降 低1.3%；由30万千瓦增加到60万千瓦时降低1.0%。由60万千瓦提高到120万千 瓦时降低0. 5%左右。4. 减少电站人员的需要量15万千瓦机组,需0.45人/兆瓦；到30万千瓦时下降到0.27人/兆瓦；到120 万千瓦时会进一步下降到0.12人/兆瓦。这表明,机组容量越大,工资支出越少5. 降低发电成本在燃料价格相同的情况下,机组容量越大,发电成本越低。 机组容量增大,蒸汽参数提高,每千瓦装机容量的建设费用降低,热效率变大, 热耗降低,工作人员减少,发电成本降低。这充分显示了大机组的优势。2 热力系统与机组资料2.1. 热力系统简介本机组采用一炉一机的单元制配置。其中锅炉为德国 BABCOCK 公司生产的 2208t/h 自然循环汽包炉；气轮机为GE公司的亚临界压力、一次中间再热660MW凝汽式气轮机。全厂的原则性热力系统附图所示。该系统共有八级不调节抽汽。其中第一、二、三 级抽汽分别供三台高压加热器，第五、六、七、八级抽汽分别供四台低压加热器，第四 级抽汽作为 0.9161Mpa 压力除氧器的加热汽源。第一、二、三级高压加热器均安装了内置式蒸汽冷
