汽輪機畢業(yè)設(shè)計--300mw汽輪機原則性熱力系統(tǒng)設(shè)計計算

1、<p>　　畢 業(yè) 設(shè) 計</p><p>　?。ㄕf 明 書）</p><p>　　題目: 300MW汽輪機原則性熱力系統(tǒng)設(shè)計計算 </p><p>　　姓名: </p><p>　　編號: </p><p>　　專業(yè)： 電廠熱能動力裝置

2、 </p><p>　　指導(dǎo)老師： </p><p>　　2012年05月22日</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　畢 業(yè) 設(shè) 計1</p><p><b>　　內(nèi)容摘要4</b>&

3、lt;/p><p>　　1.本設(shè)計得內(nèi)容有以下幾方面：4</p><p><b>　　2.關(guān)鍵詞4</b></p><p><b>　　一．熱力系統(tǒng)5</b></p><p>　　二．實際機組回?zé)嵩瓌t性熱力系統(tǒng)5</p><p>　　三．汽輪機原則性熱力系統(tǒng)5</

4、p><p>　　1.計算目的及基本公式6</p><p><b>　　1.1計算目的6</b></p><p>　　1.2計算的基本方式7</p><p>　　2.計算方法和步驟8</p><p><b>　　3.設(shè)計內(nèi)容8</b></p><p&g

5、t;　　3.1整理原始資料10</p><p>　　3.2計算回?zé)岢闅庀禂?shù)與凝氣系數(shù)10</p><p><b>　　回?zé)嵫h(huán)11</b></p><p>　　3.2.1混合式加熱器及其系統(tǒng)的特點11</p><p>　　3.2.2表面式加熱器的特點：12</p><p>　　3.2.3

6、表面式加熱器的端差θ及熱經(jīng)濟性12</p><p>　　3.2.4抽氣管道壓降Δpj及熱經(jīng)濟性13</p><p>　　3.2.5蒸汽冷卻器及其熱經(jīng)濟性13</p><p>　　3.2.6表面式加熱器的疏水方式及熱經(jīng)濟性14</p><p>　　3.2.7設(shè)置疏水冷卻段的意義及熱經(jīng)濟性指標15</p><p>

7、;　　3.2.8除氧器19</p><p>　　3.2.9除氧器的運行及其熱經(jīng)濟性分析20</p><p>　　3.2.10除氧器的汽源連接方式及其熱經(jīng)濟性20</p><p>　　3.3新汽量D0 計算及功率校核24</p><p>　　3.4熱經(jīng)濟性的指標計算27</p><p>　　3.5各汽水流量絕對

8、值計算28</p><p><b>　　致 謝32</b></p><p><b>　　參考文獻33</b></p><p>　　300MW汽輪機原則性熱力系統(tǒng)設(shè)計計算</p><p><b>　　內(nèi)容摘要</b></p><p>　　1.本設(shè)計

9、得內(nèi)容有以下幾方面：</p><p>　　1）簡述熱力系統(tǒng)的相關(guān)概念；</p><p>　　2）回?zé)嵫h(huán)的的有關(guān)內(nèi)容（其中涉及到混合式加熱器、表面式加熱器的特點，并對其具有代表性的加熱器作以細致描述。表面式加熱器的端差、設(shè)置疏水冷卻段、蒸汽冷卻段、疏水方式及熱經(jīng)濟性、除氧器的運行及其熱經(jīng)濟性分析、除氧器的汽源連接方式及其熱經(jīng)濟性）</p><p>　　3）原則性熱力

10、系統(tǒng)的一般計算方法</p><p><b>　　2.關(guān)鍵詞</b></p><p>　　除氧器、高壓加熱器、低壓加熱器</p><p><b>　　一．熱力系統(tǒng)</b></p><p>　　熱力系統(tǒng)的一般定義為：將熱力設(shè)備按照熱力循環(huán)的順序用管道和附件連接起來的一個有機整體。通常回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)只局限在

11、汽輪機組的范圍內(nèi)。</p><p>　　二．實際機組回?zé)嵩瓌t性熱力系統(tǒng)</p><p>　　由于回?zé)嵯到y(tǒng)的三個基本參數(shù)：給水回?zé)峒墧?shù)、給水溫度、和回?zé)峒訜嵩诟骷壷械撵噬峙渑c汽輪機聯(lián)系密切，在汽輪機設(shè)計時就已經(jīng)同時考慮，并經(jīng)綜合技術(shù)經(jīng)濟比較后確定的。絕大多數(shù)回?zé)嵯到y(tǒng)隨汽輪機本體的定型而確定，一般系統(tǒng)都采用一臺混合式加熱器作為除氧器，將回?zé)峒訜崞鞣譃楦邏杭訜崞鹘M和低壓加熱器組。高壓加熱器疏水

12、逐級自流進入除氧器，低壓加熱器疏水也采用逐級自流方式進入凝汽器熱井 或在末級加熱器采用疏水泵方式打入加熱器出口水管道中。不論機組的大小，這是最基本的連接方式。 </p><p>　　隨著高參數(shù)大容量機組的出現(xiàn)，對熱經(jīng)濟性的要求也在提高，如前所述，對機組熱經(jīng)濟性影響較大的有蒸汽冷卻器和輸水冷卻器等，究竟是否采用他們要經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟比較，同時要注意它們換熱的特點，蒸汽冷卻器內(nèi)過熱蒸汽與水的傳熱系數(shù)僅為蒸汽凝結(jié)換熱時

13、的0.05~0.30；輸水冷卻器內(nèi)疏水與給水的傳熱系數(shù)僅為蒸汽凝結(jié)換熱時的0.20~0.70，所以回?zé)岢闅膺^熱度較小時不宜采用蒸汽冷卻器，小機組也不宜采用蒸汽冷卻器和疏水冷卻器。</p><p>　　三．汽輪機原則性熱力系統(tǒng)</p><p>　　以下就汽輪機原則性熱力系統(tǒng)計算做以簡要概述；</p><p>　　1.計算目的及基本公式</p><p

14、><b>　　1.1計算目的</b></p><p>　　汽輪機組原則性熱力系統(tǒng)計算是發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)計算的基礎(chǔ)和核心，其計算的目的是：確定汽輪機組在某一工況下的熱經(jīng)濟指標和各部分汽水流量，根據(jù)以上計算結(jié)果選擇有關(guān)的輔助設(shè)備和汽水管道，確定某些工況下汽輪機的功率或 新汽耗量，新機組本體熱力系統(tǒng)定型設(shè)計。</p><p>　　在選擇輔助設(shè)備和汽水管道時，除了要

15、用到設(shè)計工況下的計算數(shù)據(jù)外，應(yīng)有最大工況下的熱力系統(tǒng)計算的數(shù)據(jù)來核對，以確保在各種工況下滿足運行安全和設(shè)計規(guī)程要求的范圍。</p><p>　　對發(fā)電廠熱力設(shè)備不同設(shè)置或系統(tǒng)的連接方式進行熱經(jīng)濟性分析或技術(shù)比較時，都要用到熱經(jīng)濟指標，尤其是設(shè)計工況下的指標最具有代表性，該工況下的熱力系統(tǒng)計算也最普遍，對汽輪機或發(fā)電廠的設(shè)計、運行有非常重要的作用。另外對新設(shè)計的汽輪機回?zé)嵯到y(tǒng)，電力設(shè)計院或運行電廠進行了部分修改的回

16、熱系統(tǒng)，運行機組大修前后都應(yīng)進行計算，以確定其熱經(jīng)濟指標，作為對機組的完善程度、回?zé)嵯到y(tǒng)修改的可能性、機組大修的效果進行評價的依據(jù)。</p><p>　　對于隨熱負荷變化較大的熱電廠，應(yīng)選擇全年中幾個具有代表性的工況（如冬季和夏季平均工況）來計算，以確定熱電廠全年運行的熱經(jīng)濟指標。為選擇與供熱機組匹配的鍋爐容量和臺數(shù)，還需計算最大熱、電負荷和其他某些工況（如夏季最小熱負荷時）所對應(yīng)的汽輪機新汽耗量。</p&

17、gt;<p>　　原則性熱力系統(tǒng)計算有“定功率計算”和“定流量計算”兩種。對負荷已給定情況下的計算，稱為“定功率計算”，其結(jié)果為給定功率下汽輪機新汽耗量、各抽氣量及熱經(jīng)濟指標。電力設(shè)計院、電廠運行部門用得較多。當給定汽輪機進氣量情況下，進行熱力系統(tǒng)計算，稱為“定流量計算”，其結(jié)果是求得給定流量下的汽輪發(fā)電機組的功率及其熱經(jīng)濟性指標，一般為汽輪機制造廠采用。 無論是定功率計算還是定流量計算，都應(yīng)滿足能量消耗或能量供應(yīng)相等的

18、原則。如果計算正確，兩種計算得出的熱經(jīng)濟指標應(yīng)相同。</p><p>　　1.2計算的基本方式</p><p>　　要對原則性熱力系統(tǒng)進行計算，必須已知計算工況下的機組的類型、容量、初終參數(shù)、回?zé)釁?shù)、再熱參數(shù)及供熱抽汽參數(shù)、回?zé)嵯到y(tǒng)的連接方式，機組相對內(nèi)效率ηi，機械效率ηm和發(fā)電機效率ηg 等</p><p>　　具體計算時用的最多的三個基本公式是熱平衡式，物質(zhì)

19、平衡式和汽輪機功率方程式。</p><p><b>　　加熱器熱平衡式</b></p><p>　　吸熱量=放熱量×ηh 或流入熱量=流出熱量</p><p><b>　　汽輪機物質(zhì)平衡式</b></p><p>　　DC=DO-∑Dj或αc=1-Σαj</p><

20、p><b>　　汽輪機功率方程式</b></p><p>　　3600Pe=Wiηmηg =Doωiηmηg</p><p>　　其中 Wi=Doho+Drhqrh-ΣDjhj-Dchc</p><p>　　ωi=ho+αrhqrh-Σαjhj-αchc</p><p>　　通過功率方程式可求出汽輪發(fā)電機組的功率

21、Pe（定流量計算）或汽輪機新汽耗量Do（定功率計算。）在此基礎(chǔ)上進一步計算出機組的熱經(jīng)濟指標。</p><p><b>　　2.計算方法和步驟</b></p><p>　　機組原則性熱力系統(tǒng)計算方法有多種，有傳統(tǒng)的常規(guī)計算法、等效熱降法、循環(huán)函數(shù)法以及矩陣法等。這里只介紹常規(guī)計算法。</p><p>　　若回?zé)嵯到y(tǒng)是由z級回?zé)岢闅馑M成，對于每

22、一級回?zé)嵯噙B的加熱分別列出熱平衡時，在加上一個求凝氣流量的物質(zhì)平衡式或功率方程式組成z+1個線性方程既可以用絕對流量（Dj、Do或Dc）來計算，也可以用相對量（αj、αc）來計算，然后以及有關(guān)公式求得相應(yīng)熱經(jīng)濟指標。 實際進行計算時用串聯(lián)法（對凝氣式機組采用“由高到低”的計算次序，從抽氣壓力較高的加熱器開始計算，依次逐個算至抽氣壓力最低的加熱器）</p><p><b>　　整理原始資料</b&

23、gt;</p><p><b>　　回?zé)岢闅饬坑嬎?lt;/b></p><p><b>　　物質(zhì)平衡式計算</b></p><p><b>　　計算結(jié)果校驗</b></p><p><b>　　熱經(jīng)濟指標計算</b></p><p>&

24、lt;b>　　3.設(shè)計內(nèi)容</b></p><p>　　計算超臨界壓力300MW三缸四排氣凝氣式汽輪機組在設(shè)計工況下的熱經(jīng)濟指標。</p><p>　　已知：汽輪機類型，N600-24.2∕566∕566;</p><p>　　蒸汽初參數(shù)：po=24.2MPa，to=566℃，</p><p>　　Δpo=0.515MPa，

25、Δto=1.8℃；</p><p>　　再熱蒸汽參數(shù)：冷段壓力prhin=4.053MPa。</p><p>　　冷段溫度trhin=303.5℃</p><p>　　冷段壓力prhout=3.648MPa，</p><p>　　熱段溫度trh =566℃，Δprh=0,069MPa，Δtrh=1.7℃；</p><p&g

26、t;　　排氣壓力：p2=5.4kPa（0.0054MPa）</p><p>　　給水泵出口壓力ppu=30.38MPa，凝結(jié)水泵出口壓力為1.84MPa。機械效率、發(fā)電機效率分別為ηm=0.99，ηg=0.988。汽動給水泵用汽系數(shù)αpu=0.052 </p><p>　　抽氣及軸封參數(shù)見表1和表2</p><p>　　表1 回?zé)岢闅鈪?shù)</p&

27、gt;<p>　　表2 回?zé)嵯到y(tǒng)利用的軸封蒸汽參數(shù)</p><p>　　機組回?zé)嵯到y(tǒng)如圖一：</p><p><b>　　3.1整理原始資料</b></p><p>　?。?）根據(jù)已知參數(shù)p、t在圖二h-s圖上畫出汽輪機蒸汽膨脹過程線，得到新汽焓h0,、各級抽氣焓hj及排汽焓hc,以及再熱蒸汽比焓升qrh ；也可根

28、據(jù)p、t查水蒸汽表得出上述焓值。</p><p>　　h0=3396.0kJ∕kg ，</p><p>　　hinrh=2970.3 kJ∕kg ，</p><p>　　houtrh=3598.2kJ∕kg，</p><p>　　qrh=3598.2—2970.3=627.9 kJ∕kg</p><p>　?。?）

29、根據(jù)水蒸氣表查得各加熱器出口水焓hwj及有關(guān)疏水焓hj′或hwjd,將機組回?zé)嵯到y(tǒng)計算點參數(shù)列于表3中</p><p>　　3.2計算回?zé)岢闅庀禂?shù)與凝氣系數(shù)</p><p>　　采用相對量方法進行計算。</p><p>　　（1）1號高壓加熱器（H1）</p><p><b>　　回?zé)嵫h(huán)</b></p>

30、<p>　　是由回?zé)峒訜崞?、回?zé)岢闅夤艿?、水管道、輸水管道等組成的一個加熱系統(tǒng)，回?zé)峒訜崞魇窃撓到y(tǒng)的核心?；?zé)幔褪抢闷啓C抽汽以加熱給水的方法。在朗肯循環(huán)基礎(chǔ)上，采用給水回?zé)岬难h(huán)，叫做給水回?zé)嵫h(huán)，簡稱回?zé)嵫h(huán)。</p><p>　　加熱器按照內(nèi)部汽、水接觸方式的不同可分為混合式加熱器與表面式加熱器兩類：</p><p>　　3.2.1混合式加熱器及其系統(tǒng)的特點</p

31、><p>　　可以將水加熱到該級加熱器壓力下所對應(yīng)的飽和水溫度，充分利用了加熱蒸汽的能位，熱經(jīng)濟性比表面式加熱器高。</p><p>　　由于汽、水直接接觸，沒有金屬傳熱面，因而加熱器結(jié)構(gòu)簡單，金屬消耗量少，造價低，便于匯集各種不同參數(shù)的汽、水流量，如疏水、補充水、擴容蒸汽等。</p><p>　　可以兼做除氧設(shè)備使用，避免高溫金屬受熱面氧腐蝕。</p>

32、<p>　　全部由混合式加熱器組成的回?zé)嵯到y(tǒng)，其系統(tǒng)復(fù)雜，導(dǎo)致回?zé)嵯到y(tǒng)運行安全性、可靠性降低，系統(tǒng)投資大。一方面由于凝結(jié)水需要依靠水泵提高后才能進入比凝汽器壓力高的混合式加熱器內(nèi)，在該加熱器內(nèi)凝結(jié)水被加熱到該加熱器壓力下的飽和水溫度，壓力也與該加熱器內(nèi)蒸汽壓力一致，欲使其在更高壓力的混合式加熱器內(nèi)被加熱，還得借助于水泵來重復(fù)該過程。另一方面為防止輸送飽和水的水泵發(fā)生汽蝕，水泵應(yīng)該有正的吸入水頭，需設(shè)置一水箱安裝在適當高度，水箱

33、還要具有一定的容量來確保負荷波動時時運行的可靠性。如再考慮各級水泵的的備用，則該回?zé)嵯到y(tǒng)的復(fù)雜性也就不難理解了，設(shè)備多、 造價高、主廠房布置復(fù)雜、土建投資大、安全可靠性低使該系統(tǒng)的應(yīng)用受到限制。</p><p>　　3.2.2表面式加熱器的特點：</p><p>　　因為有端差存在，未能最大程度地利用加熱蒸汽的能位，熱經(jīng)濟性比混合式差。</p><p>　　由于有金

34、屬傳熱面，金屬耗量大，內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造較困難，造價高。</p><p>　　不能除去水中的氧氣和其他氣體，未能有效地保護高溫金屬部件的安全。</p><p>　　全部由表面式加熱器組成的回?zé)嵯到y(tǒng)簡單，運行安全可靠，布置方便，系統(tǒng)投資和土建費用少。</p><p>　　由于水被加熱后要進入鍋爐，水泵出口的壓力比鍋爐高，各加熱器內(nèi)水管應(yīng)能承受比鍋爐壓力還高的水壓，導(dǎo)致

35、加熱器的材料價格上升。綜合經(jīng)濟技術(shù)比較，絕大多數(shù)電廠都不會采用全部表面式加熱器的回?zé)嵯到y(tǒng)，而是在中間適當?shù)奈恢貌捎靡换旌鲜郊訜崞?，兼做除氧和收集各種汽、水流的作用，同時也將表面式加熱器系統(tǒng)分為高壓加熱器和低壓加熱器，水側(cè)部分承受除氧器下給水泵壓力的表面式加熱器稱為高壓加熱器；承受凝汽器下凝結(jié)水泵壓力的表面式加熱器稱為低壓加熱器。</p><p>　　3.2.3表面式加熱器的端差θ及熱經(jīng)濟性 </p>

36、<p>　　加熱蒸汽與水在加熱器內(nèi)通過金屬管壁進行傳熱，通常水在管內(nèi)流動，加熱蒸汽在管外沖刷放熱后凝結(jié)下來成為加熱器的疏水（為區(qū)別主凝結(jié)水而稱之為疏水），表面式加熱器的端差，有時也稱上端差，若不特別注明，通常都是指加熱器汽側(cè)出口疏水溫度（飽和溫度）與水側(cè)出口溫度之差，通常用θ﹦tdj—twj代表加熱器的端差。端差越小，熱經(jīng)濟性就越好。如加熱器出口水溫twj不變，端差θ越小意味著疏水溫度tdj不需要原來的那樣高，回?zé)岢闅?/p>

37、壓力可以降低一些，回?zé)岢闅庾龉Ρ萖r增加，熱經(jīng)濟性變好。但是減小端差θ是以付出金屬耗量和投資為代價的。</p><p>　　3.2.4抽氣管道壓降Δpj及熱經(jīng)濟性</p><p>　　抽氣管道壓降Δpj是指汽輪機抽氣管道壓力pj和j級回?zé)峒訜崞鲀?nèi)汽側(cè)壓力pj，之差，即Δpj=pj—pj，若端差不變，抽氣壓降加大，則pj，、tdj隨之減小，引起加熱器出口水溫 twj降低，導(dǎo)致增加壓力較高的抽

38、氣量，減少本級抽氣量，使整機回?zé)岢闅庾龉Ρ萖r減小，熱經(jīng)濟性下降 </p><p>　　3.2.5蒸汽冷卻器及其熱經(jīng)濟性</p><p>　　隨著火電機組向高參數(shù)大容量發(fā)展，特別是再熱的采用，較大地提高了中、低壓部分回?zé)岢闅獾倪^熱度，尤其再熱后第一、二級抽氣口的蒸汽過熱度。即讓過熱度較大的回?zé)岢闅庀冉?jīng)過一個冷卻器或冷卻段降低蒸汽溫度后，再進入回?zé)峒訜崞鳎@樣不但減少了回?zé)峒訜崞鞯膬?nèi)汽水

39、換熱的不可逆損失，而且還可不同程度的提高加熱器水溫，減小加熱器端差θ，改善回?zé)嵯到y(tǒng)熱經(jīng)濟性。</p><p>　　蒸汽冷卻器有內(nèi)置和外置兩種方式，內(nèi)置式蒸汽冷卻器是在加熱器內(nèi)隔離出一部分加熱面積，使加熱蒸汽先流經(jīng)該段加熱面將過熱度降低后再流至加熱器的冷凝段，通常離開蒸汽冷卻段的蒸汽溫度仍保持有15~20℃的過熱度，不致使過熱蒸汽在該段冷凝為疏水；外置式蒸汽冷卻器是一個獨立的換熱器，具有較大的換熱面積，布置方式靈活

40、，既可以減小本級加熱器的端差，又可以提高最終給水溫度，降低機組熱耗，從而使熱經(jīng)濟性獲得較大提高。 外置式蒸汽冷卻器的水側(cè)連接依據(jù)回?zé)峒墧?shù)，蒸汽冷卻器的個數(shù)與主水流的連接關(guān)系主要有串聯(lián)與并聯(lián)兩種方式，（串聯(lián)連接是指全部給水進入冷卻器，并聯(lián)連接時，只有一部分給水進入冷卻器。）</p><p>　　在實際回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)中，往往又是內(nèi)置式蒸汽冷卻段與外置式蒸汽冷卻器混合應(yīng)用，總之，蒸汽冷卻器是提高大容量、高參數(shù)機組熱經(jīng)濟性

41、的有效措施。</p><p>　　由H1的熱平衡式求α1</p><p>　　α1（h1-hw1d）ηh=hw1-hw2</p><p>　　α1=﹙120.6-1085﹚ ／0.99／﹙3055.4-1109.6﹚=0.063229</p><p>　　H1的疏水系數(shù)αd1＝α1＝0.063229</p><p>　

42、　3.2.6表面式加熱器的疏水方式及熱經(jīng)濟性</p><p>　　加熱蒸汽進入表面式加熱器放熱后，冷凝為凝結(jié)水—疏水，為保證加熱器內(nèi)換熱過程的連續(xù)進行，必須將疏水收集并匯集于系統(tǒng)的主水流（主給水或主凝結(jié)水）中。疏水收集方式有疏水逐級自流和疏水泵方式兩種。疏水逐級自流方式是指利用相鄰表面式加熱器汽側(cè)壓差，將壓力較高的疏水自流到壓力較低的加熱器中，逐級自流直至與主水流混合；疏水泵方式是疏水必須借助疏水泵才能將疏水與水

43、側(cè)的主水流混合，匯入地點通常是該加熱器的出口水流中。</p><p>　　雖然疏水逐級自流方式的熱經(jīng)濟性最差，從熱量法角度分析時，著眼于疏水不同收集方式對回?zé)岢闅獾淖龉Ρ萖r的影響程度，疏水逐級自流由于j級疏水熱量進入j+1級加熱器，使壓力較高的j-1級加熱器進口水溫比疏水泵方式低，水在其中的焓升Δhwj-1及相應(yīng)的回?zé)岢闅饬緿j-1增加。而在較低壓力的j+1級加熱器因疏水熱量的進入，排擠了部分低壓回?zé)岢闅?，Dj

44、+1減少。這種疏水逐級自流的方式造成高壓抽氣量增加，低壓抽汽量減少，從而使Wir、Xr、ηi減小，熱經(jīng)濟性降低。而疏水泵方式避免了對j+1級低壓抽氣的排擠，同時提高了進入j-1級加熱器的水溫，使j-1級抽汽略有減少，故熱經(jīng)濟性高。</p><p>　　但是它具有系統(tǒng)簡單、無轉(zhuǎn)動設(shè)備、工作可靠、投資小、不需附加運行費、維護工作量小等優(yōu)點，大多數(shù)機組的回?zé)嵯到y(tǒng)均因該優(yōu)勢而樂于采用它，尤其是高壓加熱器幾乎全部采用它

45、，低壓加熱器的絕大部分也采用這種方式，疏水冷卻段的采用又不同程度地彌補了疏水逐級自流對熱經(jīng)濟性的影響。雖然疏水泵方式熱經(jīng)濟性較高，但使可靠性降低，維護工作量大，在實際中并未獲得廣泛應(yīng)用。</p><p>　　3.2.7設(shè)置疏水冷卻段的意義及熱經(jīng)濟性指標</p><p>　　為了減少疏水逐級自流排擠低壓抽汽所引起的附加冷源損失或因疏水壓力降產(chǎn)生熱能貶值帶來的Δer（j+1）,而又要避免采用疏

46、水泵方式帶來其他問題時，可采用疏水冷卻段（器），疏水冷卻裝置分為內(nèi)置式和外置式兩種，內(nèi)置式疏水冷卻段 即 在加熱器內(nèi)隔離出一部分加熱面積，使汽側(cè)疏水先流經(jīng)該段加熱面，降低疏水溫度和焓值后再自流到較低壓力的加熱器中；外置式疏水冷卻器實際上是一個獨立的水—水換熱器，借用主水流官道上孔板造成的壓差，使部分主水流流入疏水冷卻器吸收疏水的熱量，疏水的溫度焓值降低后流入下一級加熱器中，加裝疏水冷卻段（器）后，疏水溫度與本級加熱器進口水溫之差成為下端

47、差（入口端差），ν=tdj，-twj+1，下端差一般推薦v=5~10℃。</p><p>　　設(shè)置疏水冷卻段除了能提高熱經(jīng)濟性外，而且對系統(tǒng)的安全運行也有好處。原來的疏水為飽和水，當自流到壓力較低的加熱器時，經(jīng)過節(jié)流降低后，疏水會產(chǎn)生蒸汽而形成兩相流動，對管道下一級加熱器產(chǎn)生沖擊、振動等不良后果，加裝疏水冷卻后，這種可能性就降低了。對高壓加熱器而言，加裝疏水冷卻段后，疏水最后流入除氧器時，也將降低除氧器自生沸騰的

48、可能性。（自生沸騰現(xiàn)象即不需要回?zé)岢闅饧訜幔瑑H憑其他進入除氧器的蒸汽和疏水就可以滿足將水加熱到除氧器工作壓力下的飽和溫度。）</p><p>　　(2)2號加高壓熱器（H2）</p><p>　　[α2﹙h2－h(huán)w2d﹚＋αd1﹙hw1d－h(huán)w2d﹚＋αsg1﹙hsg1－h(huán)w2d﹚] ηh</p><p><b>　　=hw2－h(huán)w3</b>&

49、lt;/p><p>　　α2= [﹙1085.1－888.2﹚／0.99－0.063299×﹙1109.6－901.8﹚－0.0029×﹙3323.8－901.8﹚] ／﹙2970.3－901.8﹚=0.086404</p><p><b>　　H2的疏水系數(shù)</b></p><p>　　表3 回?zé)嵯到y(tǒng)計算點參數(shù)&

50、lt;/p><p>　　* 考慮給水泵的焓升后，H3入口水比焓為741.7+38.8=780.5（kJ/kg），由該處壓力為30.38MPa查得此處給水溫度為180.3（℃），故H3的疏水溫度為180.3+5.6=185.9（℃）</p><p>　　αd2＝αd1＋α2＋αsg1</p><p>　　＝0.063229＋0.086404＋0.0029</p>

51、;<p><b>　?。?.152533</b></p><p><b>　　H2的疏水系數(shù)</b></p><p>　　αd2＝αd1＋α2＋αsg1</p><p>　　＝0.063229＋0.086404＋0.0029＝0.152533</p><p><b>　　再熱

52、蒸汽系數(shù)αrh</b></p><p>　　αrh=1－α1－α2－αsg1－αsg2</p><p>　?。?－0.149633－0.0029－0.0001＝0.847367</p><p>　　(3)3號高壓加熱器（H3）</p><p>　　先計算給水泵的焓升Δh。設(shè)除氧器的水位高度為20m，則給水泵的進口壓力為p＝20&#

53、215;0.0098＋0.894＝1.09（MPa），取給水的平均比體積為νav=0.0011m3/kg, 給水泵效率為ηpu=0.83，則</p><p>　　Δhwpu =103νav ﹙pout－pin﹚／ηpu </p><p>　　=103×0.0011×﹙30.38－1.09﹚／0.83＝38.8（kJ／kg）</p><p>　　由

54、H3的熱平衡式得：</p><p>　　[α3（h3－h(huán)w3d）+αd2（hw2d－h(huán)w3d）] ηh＝hw3－﹙hw4＋Δhwpu﹚</p><p>　　α3=﹛ [888.2－﹙741.7＋38.8﹚] ／0.99－0.152533×﹙901.8－789.3﹚﹜／﹙3373.6－789.3﹚</p><p><b>　　=0.035456&l

55、t;/b></p><p><b>　　H3的疏水系數(shù)</b></p><p>　　αd3=αd2＋α3=0.152533＋0.035456=0.187989</p><p><b>　　(4) 除氧器HD</b></p><p><b>　　3.2.8除氧器</b>&l

56、t;/p><p>　　給水品質(zhì)對熱力設(shè)備的安全性、可靠性及經(jīng)濟性造成影響外，水中所有的不凝結(jié)氣體還會使傳熱惡化，熱阻增加，降低機組熱經(jīng)濟性。給水除氧有化學(xué)除氧和物理除氧兩種方法?；痣姀S中應(yīng)用最普遍的是熱力除氧法，同時除氧器作為回?zé)嵯到y(tǒng)中的一個混合式加熱器，而突現(xiàn)了回?zé)嵯到y(tǒng)在熱經(jīng)濟性上的優(yōu)勢。</p><p>　　熱力除氧原理：時建立在亨利定律和道爾頓定律基礎(chǔ)上的。亨利定律反映了氣體在水中溶解和

57、離析的規(guī)律，它指出在一定的溫度下，氣體溶于水中和氣體自水中逸出是動態(tài)過程，當處于動態(tài)平衡時，單位體積中溶解的氣體量b與水面上該氣體的分壓力pb成正比；道爾頓定律則指出了混合氣體全壓力與各組成汽體分壓力之間的關(guān)系，混合氣體的全壓力等于個組成氣體分壓力之和。</p><p>　　對除氧氣中的給水進行定壓加熱時，隨著溫度上升，水蒸發(fā)過程不斷加深，水面上水蒸氣的分壓力逐漸增大，溶于水中的其他氣體的分壓力也逐漸減少。當水被

58、加熱到除氧器工作壓力下的飽和溫度時，水蒸氣的分壓力ps接近或等于水面上氣體的全壓p時，則水面上其他氣體的分壓力∑pj趨向于零，水中也就不含其它氣體。因此說來，除氧器不僅除去了氧氣，也除去了其他氣體。</p><p>　　3.2.9除氧器的運行及其熱經(jīng)濟性分析</p><p>　　除氧器有定壓和滑壓兩種運行方式。定壓運行除氧器是保持除氧器工作壓力為一定值，為此需在進氣管上安裝一壓力調(diào)節(jié)閥，將

59、壓力較高的回?zé)岢闅饨档椭炼ㄖ担斐沙闅夤?jié)流損失；而且為確保所有工況下除氧器都能在定壓下工作，在低負荷時，還必須切換到更高壓力的回?zé)岢闅馍?，?jié)流損失則會更大。 滑壓運行除氧器是指在滑壓范圍內(nèi)運行時其壓力隨主機負荷與抽氣壓力的變動而變化，啟動時除氧器保持最低恒定壓力，抽氣管上只有一止回閥防止蒸汽倒流如汽輪機，沒有壓力調(diào)節(jié)閥及其引起的額外的節(jié)流損失，與定壓運行除氧器相比，其熱經(jīng)濟性要高一些，尤其在低負荷時更為突出。</p>&

60、lt;p>　　3.2.10除氧器的汽源連接方式及其熱經(jīng)濟性</p><p>　　除氧器的運行方式不同，其汽源連接的方式也不同，主要有三種，以下做以簡要分析：1.單獨連接定壓除氧器方式，這種連接方式，由于壓力調(diào)節(jié)閥的存在，一方面節(jié)流損失增加，降低了該級抽氣的能位，使除氧器出口水溫未能達到抽氣壓力相對應(yīng)的飽和溫度，致使本級抽氣量減少，壓力較高一級抽氣量增加，回?zé)岢闅庾龉Ρ萖r減低，冷源損失增加，使機組ηi降低。

61、另一方面，在低負荷（70％~80％穩(wěn)定負荷）時原級抽氣關(guān)閉，回?zé)峒墧?shù)減少，回?zé)釗Q熱過程不可逆損失增大，使Xr減小更多，機組的ηi降低更甚。所以這種汽源連接方式的熱經(jīng)濟性時最低的。2.前置連接定壓除氧器方式，它是以增加一臺高壓加熱器的投資、系統(tǒng)復(fù)雜為代價的。該連接方式的熱經(jīng)濟性比單獨連接方式高。3.滑壓除氧器方式，這種連接方式在本級回?zé)岢闅夤艿郎喜辉O(shè)壓力調(diào)節(jié)閥，因此在滑壓 范圍(20％~100％)內(nèi),其加熱蒸汽壓力隨機組負荷變化，避免了加

62、熱蒸汽的節(jié)流損失。與單獨連接方式相比，其關(guān)閉本級抽汽 的負荷由70%降到20%。與前置式連接方式相比，其出口水溫?zé)o端差，所以該連接方式的熱經(jīng)濟性是最高的，適合于再熱機組和調(diào)峰機組。</p><p>　　第四段抽汽α4由除氧器加熱蒸汽α4ˊ和汽動給水泵用汽αpu兩部分組成，即</p><p><b>　　α＝α4ˊ＋αpu</b></p><p

63、>　　由除氧器的物質(zhì)平衡可知除氧器的進水系數(shù)αc4為</p><p>　　αc4=1－αd3－α4ˊ</p><p>　　由于除氧器的進出口水量不等，αc4是未知數(shù)。為避免在最終的熱平衡式中出現(xiàn)兩個未知數(shù)，可先不考慮加熱器的效率ηh，寫出除氧器的熱平衡式：Σ吸熱量=Σ放熱量，即</p><p>　　h=α4＇h4＋αd3hw3d＋αc4hw5</p

64、><p>　　將αc4的關(guān)系帶入，整理成以進水焓hw5為基準，并考慮ηh的平衡式：吸收量／ηh＝Σ放熱量，可得</p><p>　　﹙hw4－h(huán)w5﹚／ηh＝α4＇﹙h4－h(huán)w5﹚＋αd3﹙hw3d－h(huán)w5﹚</p><p>　　α4＇＝[﹙741.7－581.6﹚／0.99－0.187989×﹙789.3－589.6﹚] ／﹙3182.6－581.6﹚<

65、;/p><p><b>　?。?.047163</b></p><p>　　αc4 =1－αd3－α4＇=1－0.187989－0.047163=0.764848</p><p>　　α4＝α4＇＋αpu=0.047163＋0.052＝0.099163</p><p>　　(5)5號低壓加熱器（H5）</p>

66、<p>　　直接由H5的熱平衡式可得α5</p><p>　　α5﹙h5－h(huán)w5d﹚ηh＝αc4﹙hw5－w6﹚</p><p>　　α5=0.76848×﹙581.6－403.6﹚／0.99／﹙2972.9－427.0﹚=0.054016</p><p><b>　　H5的疏水系數(shù)</b></p><p

67、>　　αd5=α5=0.054016</p><p>　?。?）6號低壓加熱器（H6）</p><p><b>　　同理，有</b></p><p>　　[α6﹙h6－h(huán)w6d﹚＋αd5﹙hw5d－h(huán)w6d﹚] ηh＝αc4﹙hw6－h(huán)w7﹚</p><p>　　α6＝[0.764848×﹙403.6－3

68、15.1﹚／0.99－0.054016×﹙427.0－338.4﹚] ／﹙2719.2－338.4﹚</p><p><b>　?。?.026708</b></p><p><b>　　H6的疏水系數(shù)</b></p><p>　　αd6＝αd5＋α6</p><p>　?。?.054016

69、＋0.026708＝0.080724</p><p>　?。?）7號低壓加熱器（H7）</p><p>　　[α7﹙h7－h(huán)w7d﹚＋αd6﹙hw6d－h(huán)w7d﹚] ηh ＝αc4﹙hw7－h(huán)w8﹚</p><p>　　α7＝[0.764848×﹙315.1－231.2﹚／0.99－0.080724×﹙338.4－254.4﹚] ／﹙2593.0

70、－254.4﹚</p><p><b>　?。?.024817</b></p><p><b>　　H7的疏水系數(shù)</b></p><p>　　αd7＝αd6＋α7</p><p>　?。?.080724＋0.024817＝0.105541</p><p>　　(8)8號低壓

71、加熱器（H8）與軸封加熱器（SG）</p><p>　　為了計算方便，將H8與SG作為一個整體來考慮，采用圖三所示的熱平衡范圍來列出物質(zhì)平衡和熱平衡式。由熱井的物質(zhì)平衡式，可得：αc＋αpu＝αc4－αd7－αsg2－αsg3－α8</p><p>　　根據(jù)∑吸熱量＝∑放熱量寫出熱平衡式</p><p>　　αc4hw8＝α8h8＋αsg2hsg2＋αsg3h

72、sg3＋αd7hw7d＋﹙αc＋αpu﹚hc＇</p><p>　　將αc＋αpu消去，并整理成以αc4吸熱為基礎(chǔ)以進水焓hc＇為基準的熱平衡式，得：</p><p>　　[α8(h8－h(huán)c＇) ＋αd7﹙hw7d－h(huán)c＇﹚＋αsg2﹙hsg2－h(huán)c＇﹚＋αsg3﹙hsg3－h(huán)c＇﹚] ηh＝α﹙hw8－h(huán)c＇﹚</p><p>　　α8＝[0.764848

73、5;﹙231.2－143.5﹚／0.99－0.105541×﹙254.4－143.5﹚－0.0001×﹙3396.0－143.5﹚－0.0007×﹙2716.2－143.5﹚] ／﹙2501.1－143.5﹚</p><p><b>　?。?.022872</b></p><p>　?。?）凝氣系數(shù)αc的計算與物質(zhì)平衡校驗</p&g

74、t;<p>　　由熱井的物質(zhì)平衡計算αc</p><p>　　αc ＝αc4－αd7－αsg2－αsg3－α8－αpu </p><p>　?。?.764848－0.105541－0.0001－0.0007－0.022872－0.052</p><p><b>　　＝0.583635</b></p><p&g

75、t;　　由汽輪機通流部分物質(zhì)平衡來計算αc ，以校驗計算的準確性</p><p>　　αc＝1－﹙∑αj＋αsg1＋αsg2＋αsg3﹚ j為從1到8</p><p>　?。?－﹙0.063229＋0.086404＋0.035456＋0.099163＋0.054016＋0.026708＋0.024817＋0.022872＋0.0029＋0.0001＋0.0007﹚</p>

76、<p><b>　?。?.583635</b></p><p>　　兩者計算相同，表明以上計算正確。</p><p>　　3.3新汽量D0 計算及功率校核</p><p>　　根據(jù)抽汽做工不足多耗新汽的式</p><p>　　D0＝Dc0β＝Dc0／﹙1－∑αjYj－∑αsgjYsgj﹚</p>

77、<p><b>　?。?）計算Dc0</b></p><p>　　凝氣的比內(nèi)功wic 為</p><p>　　wic＝h0＋qrh－h(huán)c</p><p>　?。?396.0＋627.9－2362.1</p><p>　?。?661.8﹙kJ／kg﹚</p><p>　　Dc0＝360

78、0Pe／﹙wicηmηg﹚×10-3</p><p>　?。?600×600000／﹙1661.8×0.99×0.988﹚×10-3</p><p>　?。?328.8711（t／h）</p><p><b>　　（2）計算D0</b></p><p>　　各級做功不足系

79、數(shù)Yj 如下：</p><p>　　Y1＝﹙h1＋qrh－h(huán)c﹚／wic ＝﹙3055.4＋627.9－2362.1﹚／4661.8＝0.795042</p><p>　　Y2＝﹙h2＋qrh－h(huán)c﹚／wic＝﹙2970.3＋627.9－2362.1﹚／1661.8＝0.743832</p><p>　　Y3＝﹙h3－h(huán)c﹚／wic＝﹙3373.6－2362.1﹚／

80、1661.8＝0.608677</p><p>　　Y4＝﹙h4－h(huán)c﹚／wic＝﹙3182.6－2362.1﹚／1661.8＝0.493742</p><p>　　Y5＝﹙h5－h(huán)c﹚／wic＝﹙2972.9－2362.1﹚／1661.8＝0.367553</p><p>　　Y6＝﹙h6－h(huán)c﹚／wic＝﹙2719.2－2362.1﹚／1661.8＝0.2148

81、87</p><p>　　Y7＝﹙h7－h(huán)c﹚／wic＝﹙2593.0－2362.1﹚／1661.8＝0.138946</p><p>　　Y8＝﹙h8－h(huán)c﹚／wic＝﹙2501.1－2362.1﹚／1661.8＝0.083644</p><p>　　Ysg1＝﹙hsg1＋qrh－h(huán)c﹚／wic＝﹙3323.0＋627.9－2362.1﹚／1661.8＝0.956

82、553</p><p>　　Ysg2＝﹙hsg2＋qrh－h(huán)c﹚／wic＝﹙3396.0＋627.9－2362.1﹚／1661.8</p><p><b>　　＝1</b></p><p>　　Ysg3＝﹙hsg3－h(huán)c﹚／wic＝﹙2716.2－2362.1﹚／1661.8</p><p><b>　　＝0.

83、213082</b></p><p>　　αjhj ﹑αjYj 和Dj 的計算數(shù)據(jù)見表4</p><p>　　于是，抽汽做功不足汽耗增加系數(shù)β為</p><p>　　β=1∕(1-ΣαjYj-ΣαsgjYsgj)</p><p>　　=1/(1-0.219059)</p><p><b>　　=1

84、.280506</b></p><p>　　則汽輪機新汽耗量D0為</p><p>　　D0= Dc0β=1328.8711×1.280506=1701.627417（t/h）</p><p>　　表4 、αjhj 、 αjYj 和DJ的計算數(shù)據(jù)</p><p><b>　　(3)功率校核<

85、/b></p><p>　　1kg新蒸汽比內(nèi)功w（其中ΣαjYj計算數(shù)據(jù)見表4）為</p><p>　　wi =h0＋αrhqrh－﹙Σαjhj＋αchc＋Σαsgjhsgj﹚</p><p>　　=3396.0＋0.847367×627.9－2630.294608</p><p>　　=1297.767131（kJ/kg）&

86、lt;/p><p>　　據(jù)此，可得汽輪發(fā)電機的功率Pe＇為</p><p>　　Pe＇＝D0 wiηmηg／3600</p><p>　　＝1701.627417×1297.767131×0.99×0.988／3600</p><p>　?。?99.999493（MW）</p><p><

87、;b>　　計算誤差</b></p><p>　　Δ＝|Pe－Pe＇|／Pe×100％</p><p>　?。絴600－599.999493|／600×100％</p><p>　?。?.0000845％</p><p>　　誤差非常小，在工況允許范圍內(nèi)，表示以上計算正確。</p><

88、p>　　3.4熱經(jīng)濟性的指標計算</p><p>　　1kg新蒸汽的比熱耗q0 </p><p>　　q0 ＝h0＋αrhqrh－h(huán)fw</p><p>　?。?396.0＋0.847367×627.9－1206.9</p><p>　?。?721.161739(kJ/kg)</p><p>　　汽輪機

89、絕對內(nèi)效率ηi</p><p><b>　　ηi＝wi／q0</b></p><p>　?。?297.767131／2721.161739</p><p><b>　　＝47.6917％</b></p><p>　　汽輪發(fā)電機組絕對電效率ηe</p><p><b>

90、;　　ηe＝ηiηmηg</b></p><p>　?。?.476917×0.99×0.988</p><p><b>　?。?6.6482％</b></p><p>　　汽輪發(fā)電機組熱耗率q</p><p><b>　　q＝3600／ηe</b></p>

91、<p>　?。?600／0.466482</p><p>　?。?717.339576[kJ/﹙kW·h﹚]</p><p>　　汽輪發(fā)電機組汽耗率d</p><p><b>　　d＝q／q0</b></p><p>　?。?717.339576／2721.161739</p>&l

92、t;p><b>　?。?.836046</b></p><p>　　3.5各汽水流量絕對值計算</p><p>　　由Dj＝D0αj ,求出各處Dj ，見表4</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　經(jīng)過近三個月的辛苦努力，終于完成了我的?？飘厴I(yè)設(shè)計。在設(shè)計過程中得到

93、了我的導(dǎo)師、同學(xué)及其他老師的大力支持和幫助，值此論文完成之際，謹向他們表示我最真摯的謝意與衷心的祝福。</p><p>　　本次設(shè)計是在xx老師的精心指導(dǎo)下完成的。從設(shè)計的選題、理論分析、思路形成、現(xiàn)場指導(dǎo)直到設(shè)計的完成都付出了很多的心血和汗水。在xx老師的辛勤指導(dǎo)下，不但學(xué)到了諸多專業(yè)知識，而且xx老師淵博的學(xué)識、嚴謹求實的治學(xué)態(tài)度、活躍的學(xué)術(shù)思想以及對我們孜孜不倦的教誨，將使我終身受益。xx老師對學(xué)習(xí)熱心、細

94、致，工作認真負責(zé)，非常感謝xx老師對我的指導(dǎo)。xx老師的深刻教育和啟迪，將是我終身受益的寶貴財富，我將銘記在心。值此畢業(yè)設(shè)計完成之際，再次向xx老師致以崇高的敬意和衷心的感謝。</p><p>　　感謝學(xué)校、學(xué)院給我們提供了一個學(xué)習(xí)的機會，一個做畢業(yè)設(shè)計的機會，為我們創(chuàng)造了一個好的環(huán)境。在做畢業(yè)設(shè)計以前，我感覺大學(xué)三年所學(xué)到的知識都是一個一個點，而通過做畢業(yè)設(shè)計，使我所學(xué)到的知識全都貫通起來。在這學(xué)業(yè)終成之日，內(nèi)

95、心的喜悅是無法用言語來表達的。</p><p>　　感謝同組設(shè)計的同學(xué)和所有關(guān)心、幫助我的人！</p><p>　　最后，特別感謝在百忙之中審閱本設(shè)計的各位評審老師。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　鄭體寬. 熱力發(fā)電廠. 2版. 北京：中國電力出版社，2008</p>&

96、lt;p>　　王加璇. 熱力發(fā)電廠系統(tǒng)設(shè)計與運行. 北京：中國電力出版社，1997</p><p>　　程明一，閻洪環(huán)，石奇光. 熱力發(fā)電廠. 北京：中國電力出版社，1998</p><p>　　高鶚. 劉建民. 熱力發(fā)電廠. 上海：交通大學(xué)出版社，1995</p><p>　　吳季蘭. 300MW火力發(fā)電機組叢書. 北京：中國電力出版社，2006</p