-I- 摘 要 300MW 火電機(jī)組是我國(guó)電力的重要設(shè)備，為我國(guó)電力工業(yè)的發(fā)展 做 出過(guò)很 大的貢獻(xiàn) ， 隨著今年各大電網(wǎng)負(fù)荷增長(zhǎng)及峰谷的增大，使得電網(wǎng)中原 來(lái) 300MW 的機(jī)組已不能滿足需要，因此，各大電網(wǎng)開(kāi)始投入運(yùn)行 600MW 火電機(jī)組。但就現(xiàn)在來(lái)看 600MW 機(jī)組基本是 在 300MW 機(jī)組的基礎(chǔ)上改造而來(lái)的，他們之間有不可分割的關(guān)系。因而。對(duì) 300MW 機(jī)組動(dòng)力系統(tǒng)的研究，是非常必要的 。 本次設(shè)計(jì)是一次完全的火力電廠初步 設(shè)計(jì)： 首先，發(fā)電廠的原則性熱力系統(tǒng)的擬定 與 計(jì)算：凝汽式發(fā)電廠的熱力系統(tǒng)，鍋爐本體汽水系統(tǒng)，汽輪機(jī)本體熱力系統(tǒng)， 機(jī)爐 車間的連接全廠公用汽水系統(tǒng)四部分組成。 其次，汽輪機(jī)主要設(shè)備和輔助設(shè)備的選擇： 凝汽式發(fā)電廠應(yīng)選擇凝汽式機(jī)組，其單位容積應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)規(guī)劃容量，負(fù)荷增長(zhǎng)速度和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)等因素進(jìn)行選擇輔機(jī)一般都隨汽輪機(jī) 本體配套供應(yīng)，只有除氧器水箱、凝結(jié)水泵組、給水泵、鍋爐排污擴(kuò)容器 等，不隨汽輪機(jī)本體成套供應(yīng)。 第三，對(duì)鍋爐燃料系統(tǒng)及其設(shè)備的選擇： 鍋爐燃料選擇徐州煙煤，根據(jù)煤的成分分析選擇磨煤機(jī)，然后選擇制粉系統(tǒng)，最后是對(duì)燃料設(shè)備的選擇。 第四，確定回?zé)釤崃ο到y(tǒng)全面性熱力系統(tǒng)圖： 4 300MW 火力發(fā)電廠初步設(shè)計(jì) -II- 因采用 “三高 四低 一除氧”八級(jí)抽汽回?zé)釤?力系統(tǒng)，且2 號(hào)、 3 號(hào)高加間裝疏水冷卻器，以提高機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性。 第五，電氣部分設(shè)計(jì) 關(guān)鍵詞：汽輪機(jī) ,鍋爐 ,熱力系統(tǒng) ， 火力發(fā)電廠，電氣設(shè)計(jì) -III- 目 錄 摘 要 . I ABSTRACT . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 目 錄 . III 前 言 . 1 第一章 發(fā)電廠主要設(shè)備的確定 . 2 1.1 發(fā)電廠設(shè)備確定的理論依據(jù) . 2 1.2 汽輪機(jī)和鍋爐型式、參數(shù)及容量的確定 . 4 1.2.1 汽輪機(jī)設(shè)備的確定 . 4 1.2.2 鍋爐設(shè)備的確定 . 5 第二章 原則性熱力系統(tǒng)的擬定和計(jì)算 . 9 2.1 原則性熱力系統(tǒng)的擬定 . 9 2.1.1 給水回?zé)岷统跗飨到y(tǒng)的擬定 . 9 2.1.2 補(bǔ)充水系統(tǒng)的擬定 . 10 2.1.3 鍋爐連續(xù)排污利用系統(tǒng)的擬定 . 11 2.2 原則性熱力系統(tǒng)的計(jì)算 1 . 11 2.2.1 汽輪機(jī)型式和參數(shù) . 11 2.2.2 回?zé)嵯到y(tǒng)參數(shù) . 12 2.2.3 鍋爐型式與參數(shù) . 12 2.2.4 計(jì)算中選用的數(shù)據(jù) . 13 4 300MW 火力發(fā)電廠初步設(shè)計(jì) -IV- 第三章 汽機(jī)車間（熱力系統(tǒng)）輔助設(shè)備的選擇 . 38 3.1 給水泵的選擇 . 38 3.1.1 給水泵臺(tái)數(shù)和容量的確定 . 38 3.2 凝結(jié)水泵的選擇 . 39 3.2.1 凝結(jié)水泵的凝結(jié)量的確定 2 . 39 3.3 除氧器及給水箱的選擇 . 41 3.3.1 除氧器的選擇 2 . 41 3.3.2 給水箱的選擇 3 . 41 3.4 低壓加熱器疏水泵 3 . 42 3.5 連續(xù)排污擴(kuò)容器的選擇 2 . 42 3.6 定期排污擴(kuò)容器的選擇 . 43 3.7 疏水?dāng)U容器、疏水箱和疏水泵的選擇 . 44 3.7.1 疏水?dāng)U容器的選擇 . 44 3.7.2 疏水箱和疏水泵的選擇 . 44 3.8 工業(yè)水泵及生水泵的選擇 . 45 第四章 供水方式及循環(huán)水泵的選擇 . 46 4.1 供水方式的選擇 . 46 4.2 循環(huán)水泵的選擇 3 . 48 第五章 鍋爐車間輔助設(shè)備的選擇和計(jì)算 . 49 5.1 燃燒系統(tǒng)的計(jì)算 4 . 49 -V- 5.2 磨煤機(jī)形式的確定 . 52 5.3 制粉系統(tǒng)的確定 . 53 5.4 磨煤機(jī)的選擇 5 . 54 5.5 排粉機(jī)的選擇 6 . 56 5.5.1 排粉機(jī)出力的計(jì)算 . 56 5.5.2 考慮儲(chǔ)備系數(shù)與壓力修正系數(shù)選擇排粉機(jī) . 56 5.5.3 排粉機(jī)壓頭的計(jì)算 . 56 5.5.4 排粉機(jī)性能列表 . 57 5.6 給煤機(jī)的選擇 6 . 57 5.6.1 給煤機(jī)的形式及特點(diǎn) . 57 5.6.2 給煤機(jī)的選擇原則 . 57 5.6.3 給煤機(jī)出力計(jì)算 . 58 5.6.4 給煤機(jī)性能列表 . 58 5.7 粗粉分離器的選擇 . 58 5.8 細(xì)粉分離器的選擇 6 . 58 細(xì)粉分離器作用： . 58 5.8.1 細(xì)粉分離器的直徑計(jì)算 . 59 5.9 送風(fēng)機(jī)的選擇 6 . 59 5.9.1 送風(fēng)機(jī)的選擇原則 . 59 5.9.2 送風(fēng)機(jī)容量計(jì)算 . 59 5.9.3 送風(fēng)機(jī)壓頭計(jì)算 . 60 4 300MW 火力發(fā)電廠初步設(shè)計(jì) -VI- 5.10 引風(fēng)機(jī)的選擇 6 . 61 5.10.1 引風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù)的確定 . 61 5.10.2 引風(fēng)機(jī)入口實(shí)際煙氣量 . 61 5.10.3 引風(fēng)機(jī)的壓頭計(jì)算 . 62 5.10.4 引風(fēng)機(jī)的性能表 . 62 第六章 電氣部分設(shè)計(jì) . 63 6.1 主變壓器的選擇 . 63 6.1.1 主變壓器的選擇 . 63 6.1.2 常用變壓器的選擇 . 65 6.1.3 廠用備用變壓器的選擇 . 66 6.2 設(shè)計(jì)本廠電氣主接線 . 66 6.2.1 主接線的設(shè)計(jì)依據(jù) . 67 6.2.2 主接線設(shè)計(jì)的基本要求 . 67 6.2.3 大機(jī)組主接線可靠 性的特殊要求 . 69 6.2.4 主接線方案的擬訂 . 69 6.3 設(shè)計(jì)本廠廠用電系統(tǒng)電氣主接線的基本形式 . 73 6.3.1 廠用電接 線總的要求 . 73 6.3.2 廠用電接線應(yīng)滿足下列要求 . 73 6.3.3 中性點(diǎn)接地方式 . 74 設(shè)計(jì)總結(jié) . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 致 謝 . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 -VII- 參 考 資 料 . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 附圖（原則性熱力系統(tǒng)圖） . 75 附圖 全面性熱力系統(tǒng)圖 . 76 -1- 前 言 發(fā)電廠是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活生產(chǎn)的重要工業(yè)基礎(chǔ)，但由于當(dāng)前能源處于緊缺的情況和環(huán)境的污染日趨嚴(yán)重，給我國(guó)的火力發(fā)電廠的發(fā)展提出了許多新的問(wèn)題。同時(shí)作為我們即將要去電廠工作的人來(lái)說(shuō)也帶來(lái)了很大的壓力。因此，通過(guò)本次 該 設(shè)計(jì)使我們把整個(gè)大學(xué)的所有課程串聯(lián)起來(lái)，為以后在工作當(dāng)中能更好的投入起到了巨大的作用。 本次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是 300MW 火力發(fā)電廠初 步設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)中我們 學(xué)會(huì)了 發(fā)電廠主要設(shè)備的確定、原則性熱力系統(tǒng)的計(jì)算、汽機(jī)車間（熱力系統(tǒng)）輔助設(shè)備的選擇、供水方式及循環(huán)水泵的選擇、鍋爐車間輔助設(shè)備的選擇和計(jì)算、全面性熱力系 統(tǒng)的擬定等多個(gè)內(nèi)容。使我們?cè)谠O(shè)計(jì)中得到了許多專業(yè)方面上的知識(shí) 。 由于我們學(xué)習(xí)的知識(shí)有限，沒(méi)有真正的接觸過(guò)發(fā)電廠的現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)實(shí)際，設(shè)計(jì)中難免存在很多缺點(diǎn)和不妥之處，懇請(qǐng)?jiān)u審組老師給予批評(píng)指正。 4 300MW 火力發(fā)電廠初步設(shè)計(jì) -2- 第一章 發(fā)電廠主要設(shè)備的確定 1.1 發(fā)電廠設(shè)備確定的理論依據(jù) 發(fā)電廠的型式和容量的確定發(fā)電廠的設(shè)計(jì)必須按照國(guó)家規(guī)定的 可行性研究 基本建設(shè)程序進(jìn)行發(fā)電廠的設(shè)計(jì)工作分為四個(gè)階段，即初步可行性研究、初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)前兩個(gè)階段屬于設(shè)計(jì)的前期工作，在初步可行性研究報(bào)告審批后，建 -3- 設(shè)單位的主管部門還應(yīng)編報(bào)項(xiàng)目建議書，項(xiàng)目建議書批準(zhǔn)后才可進(jìn)行可行性研究。經(jīng)批準(zhǔn)的可行性研究報(bào)告是確定建設(shè)項(xiàng)目和編制設(shè)計(jì)文件的依據(jù)建廠地區(qū)電 力系統(tǒng)規(guī)劃容量、地區(qū)國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)率、發(fā)展規(guī)劃、燃料來(lái)源和負(fù)荷增長(zhǎng)速度以及電網(wǎng)結(jié)構(gòu)等因素來(lái)確定發(fā)電廠的型式和容量即根據(jù)建廠地區(qū)對(duì)電、熱能的需要，地區(qū)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)（電廠容量，承擔(dān)基本、中間或調(diào)峰負(fù)荷，新建或是擴(kuò)建項(xiàng)目），廠區(qū)情況（燃料來(lái)源及供應(yīng)、水源、交通運(yùn)輸、燃料及大件設(shè)備的運(yùn)輸、環(huán)境保護(hù)要求、灰渣處理、出線走廊、地質(zhì)、地形、地震、水文、氣象、占地拆遷和施工條件地 等）以及有關(guān)設(shè)備的生產(chǎn) 廠規(guī)范進(jìn)行選擇。應(yīng)通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較和經(jīng)濟(jì)效益分析確定若地區(qū)只有電負(fù)荷，可建凝汽式電廠，選擇大型凝汽式機(jī)組；若地區(qū)還兼有熱負(fù)荷，應(yīng)根據(jù)熱負(fù)荷的性質(zhì)和大小以及供熱距離，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較證明合理時(shí)，優(yōu)先考慮建熱電廠，選擇供熱機(jī)組。確定發(fā)電廠型式和容量時(shí)，燃燒低熱質(zhì)煤（低質(zhì)原煤、洗中煤、褐煤）的凝汽式發(fā)電廠宜在燃料產(chǎn)地附近建坑口發(fā)電廠，將輸煤變?yōu)檩旊姴⑴e，為提高發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)性，應(yīng)盡量增大發(fā)電廠容量和機(jī)組容量，打破地區(qū)界限，統(tǒng)一規(guī)劃，集資和合 資 辦電，如內(nèi)蒙南部建設(shè)能源基地發(fā)電廠向京津唐送電，在豫西北地區(qū)選擇有煤、有水、廠址好的地方建設(shè)巨型電廠向、豫、鄂、贛送電運(yùn)煤距離較遠(yuǎn)（超過(guò) 1000km）的發(fā)電廠，宜采用熱值高于 21.0MJ/kg4 300MW 火力發(fā)電廠初步設(shè)計(jì) -4- 的動(dòng)力煤 ，以盡可能減輕運(yùn)輸壓力和提高經(jīng)濟(jì)效益。對(duì)上海等32 個(gè)省會(huì)級(jí)大城市，國(guó)家規(guī)劃的環(huán)保要求標(biāo)準(zhǔn)較高，其發(fā)電廠所產(chǎn)生的煙氣中的顆粒物可以通過(guò)擴(kuò)大高效率電氣除塵器的使用來(lái)加以防治，在煙氣中的氧 化硫在目前尚不能大規(guī)模采用煙氣脫硫裝置的情況下，只能依靠高煙囪 排放和采用低硫煤來(lái)解決污染問(wèn)題，因此大城市附近的發(fā)電廠宜采用硫分低于的優(yōu)質(zhì)煤 1.2 汽輪機(jī)和鍋爐型式、參數(shù)及容量的確定 1.2.1 汽輪機(jī)設(shè)備的確定 發(fā)電廠容量確定后，汽輪機(jī)單機(jī)容量和臺(tái)數(shù)可以確定。大型電網(wǎng)中主力發(fā)電廠應(yīng)優(yōu)先選用大容量機(jī)組，最大機(jī)組宜取電力系統(tǒng)總?cè)萘康?8-10，國(guó)外取 4-6。我國(guó)超過(guò) 25000MW 容量的電網(wǎng)有四個(gè)，都可以裝 600MW 及以上大機(jī)組，但由于大型發(fā)電廠的廠址不容易選到，燃料運(yùn)輸量大，供水量多，灰渣排放多等因素廠址的選擇帶來(lái)很大困難。 600MW 大型機(jī)組的發(fā)電廠宜在煤礦區(qū)建設(shè)坑口電廠，容量大的電力系統(tǒng)，應(yīng)選用高效率的 300MW、 600MW機(jī)組連接跨度大的電網(wǎng)間主力電廠，可選擇引進(jìn)俄羅斯 800MW 的機(jī)組。供熱機(jī)組型式應(yīng)通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定，宜優(yōu)先選用高參數(shù)大容量抽汽供熱機(jī)組，有穩(wěn)定可靠的熱用戶時(shí)，可采用背壓式機(jī)組，其單機(jī)容量應(yīng)在內(nèi)全年基 本熱負(fù)荷確定。隨機(jī)組容量增大 -5- 便于發(fā)電廠生產(chǎn)管理和人員培 訓(xùn)，發(fā)電廠一個(gè)廠房?jī)?nèi)機(jī)組容量等級(jí)不宜超過(guò)兩種，機(jī)組臺(tái)數(shù)不宜超過(guò) 6 臺(tái)，如采用 300MW 和 600MW機(jī)組，按 6 臺(tái)機(jī)組的發(fā)電廠容量可達(dá) 1800MW 和 3600MW。為便于人員培訓(xùn)、生產(chǎn)管理和備品配件的儲(chǔ)備，發(fā)電廠內(nèi)同容量的機(jī)組設(shè)備宜采用同一制造廠的同一型式或改進(jìn)型式，同時(shí)要求其配套輔機(jī)設(shè)備（如給水泵、除氧器等）的型式也一致。根據(jù)我國(guó)汽輪機(jī)現(xiàn)行規(guī)范，單機(jī)容量 25MW 供熱機(jī)組、 50MW 以上凝汽式機(jī)組宜采用高參數(shù)， 125-200MW 凝汽式機(jī)組或供熱抽汽機(jī)組宜采用高參數(shù) ， 300MW、 600MW 凝汽式機(jī)組宜采用亞臨界參數(shù)或超臨界參數(shù)。 汽輪機(jī)型號(hào)： N300-16.67/537/537 300MW 單軸兩 缸兩 排汽 亞臨界純凝汽式 主蒸汽壓力 :PO=16.67MPa t0=537 再熱蒸汽參數(shù) : 高壓缸排汽 :Prh=3.66MPa trh=321.1 中壓缸進(jìn)汽 :Plrh=3.29MPa tlrh=537 排汽參數(shù)： pc=0.0054 MPa， xc =0.9275 給水溫度： tfw=274.4 1.2.2 鍋爐設(shè)備的確定 鍋爐設(shè)備的容量，是根據(jù)原則性熱力系統(tǒng)計(jì)算的鍋爐最大蒸發(fā)量，加上必須的富裕量，同時(shí)考慮鍋爐的最大連續(xù)蒸發(fā)量應(yīng)與汽輪機(jī)進(jìn)汽量相匹配。對(duì)大型引進(jìn)機(jī)組汽輪機(jī)最大進(jìn)汽量是指汽4 300MW 火力發(fā)電廠初步設(shè)計(jì) -6- 輪機(jī)進(jìn)汽壓力超過(guò) 5，調(diào)節(jié)汽門全開(kāi)工況時(shí)的進(jìn)汽量（如不允許超壓 5，則為調(diào)節(jié)汽門全開(kāi)工況時(shí)的進(jìn)汽量）。該額定真空、無(wú)廠用抽汽、補(bǔ)水率為零時(shí)發(fā)出額定功率所需的汽耗量。老型機(jī)組裕度取 8-10，如引進(jìn)型 300MW 汽輪機(jī)機(jī)組，鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量為汽輪機(jī)額定工況進(jìn)汽量的 112.9 ， 引進(jìn) 型 600MW 機(jī)組為112.0。高參數(shù)凝汽式發(fā)電廠一爐配一機(jī)運(yùn)行，不設(shè)置備用鍋爐，因此鍋爐的臺(tái)數(shù)和汽輪機(jī)臺(tái)數(shù)相等。裝有供熱機(jī)組的熱電廠，當(dāng)一臺(tái)容量最大的蒸發(fā)鍋爐停用時(shí)，其余鍋爐的蒸發(fā)量應(yīng)滿足：熱力用戶連續(xù)生產(chǎn)所需的生產(chǎn)用汽量；冬季采暖、通風(fēng)和生活用熱量的 60-70（嚴(yán)寒地區(qū)取上限）。此時(shí)可降低部分發(fā)電出力。熱電廠應(yīng)以上述原則來(lái)選擇備用鍋爐。 鍋爐參數(shù)的確定：大容量機(jī)組鍋爐過(guò)熱器出口額定蒸汽壓力一般為汽輪機(jī)進(jìn)汽壓力的 105過(guò)熱器出口溫度一般比汽輪機(jī)額定進(jìn)汽溫度高 3。冷段再熱蒸汽管道、再熱器、熱段 再熱蒸汽管道額定工況下的壓力降宜分別為汽輪機(jī)額定工況高壓缸排汽壓力 p 的 1.5-2.0、 5、 3.0-3.5。再熱器出口額定蒸汽溫度一般比汽輪機(jī)中壓缸額定進(jìn)汽溫度高 3，主要是減少主蒸汽和再熱蒸汽的壓降和散熱損失，提高主蒸汽管道效率。以上參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)用于 300MW 及以上容量的機(jī)組，目前中小型機(jī)組系列鍋爐參數(shù)高于以上數(shù)值仍可使用。 鍋爐型 式的選擇：鍋爐型式包括水循環(huán)方式、燃燒方式、排 -7- 渣方式等。水循環(huán)方式主要決定于蒸汽初參數(shù)：亞臨界參數(shù)以下均采用自然循環(huán)汽包爐，因其給水泵耗功小，循環(huán)安全可靠，全廠熱經(jīng)濟(jì)性高；亞 臨界參數(shù)可采用自然循環(huán)和強(qiáng)制循環(huán)，強(qiáng)制循環(huán)能適應(yīng)調(diào)峰情況下承擔(dān)低負(fù)荷時(shí)水循環(huán)的安全；超臨界參數(shù)只能采用強(qiáng)制循環(huán)直流爐。鍋爐燃燒方式的選擇決定于燃料特性和鍋爐容量，有三種燃燒方式：四角噴燃爐、“”火焰爐和前后墻對(duì)稱燃燒 RBC 型爐。四角噴嘴燃爐具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、投資省、制造及運(yùn)行國(guó)內(nèi)已有成熟經(jīng)驗(yàn)等優(yōu)點(diǎn)，多用于燃用煤煙的鍋爐，也可用于燃貧煤或無(wú)煙煤的鍋爐；“”火焰爐的優(yōu)點(diǎn)是可燃用多種變化煤種，最低穩(wěn)定燃燒負(fù)荷可達(dá) 40-50，有利于調(diào)峰運(yùn)行，但目前國(guó)內(nèi)制造技術(shù)處于引進(jìn)階段，造價(jià)比較高，運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)缺乏； RBC 型爐 其性能介于上述兩種爐型之間，國(guó)內(nèi) 300MW 機(jī)組上已有運(yùn)行。排渣方式有固態(tài)排渣和液態(tài)排渣兩種，主要決定于燃料特性。 主要設(shè)備的選擇還應(yīng)考慮設(shè)備價(jià)格、交貨日期、可用率、對(duì)方售后服務(wù)信譽(yù)等多方面的因素。 鍋爐型式： HG 1025/17.4 型自然循環(huán)汽包爐 鍋爐基本參數(shù) 最大連續(xù)蒸發(fā)量： Db=1025t/h 過(guò)熱蒸汽出口參數(shù)： pb=17.4MPa， tb=540 再熱蒸汽出口參數(shù)： rhp 3.29MPa， trh=537 4 300MW 火力發(fā)電廠初步設(shè)計(jì) -8- 汽包壓力： pst=20.4 MPa 鍋爐效率： b92% -9- 第二章 原則性熱力系統(tǒng)的擬定和計(jì)算 2.1 原則性熱力系統(tǒng)的擬定 原則性熱力系統(tǒng)是根據(jù)機(jī)爐制造廠提供的本體汽水系統(tǒng)來(lái)擬定的，回?zé)峒訜峒?jí)數(shù)八級(jí)，最終給水溫度 245各加熱器形式除一臺(tái)高壓除氧器為混合式，其余均為表面式加熱器，在這種情況下，擬定原則性熱力系統(tǒng)。 發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)是以規(guī)定的符號(hào)表明工質(zhì)在完成某種熱力 循環(huán)時(shí)所必須流經(jīng)的各 種熱力設(shè)備之間的聯(lián)系線路圖，原則性熱力系統(tǒng)只表示工質(zhì)流過(guò)時(shí)的狀態(tài)，參數(shù)起了變化的各種 熱力設(shè)備， 它 僅表明設(shè)備之間的主要聯(lián)系，原則性熱力 系統(tǒng) 實(shí)際表明了工質(zhì)的能量轉(zhuǎn)換及熱能利用的過(guò)程，它反映了發(fā)電廠 能量轉(zhuǎn)換過(guò)程技術(shù)完善程度和熱經(jīng)濟(jì)性。 2.1.1 給水回?zé)岷统跗飨到y(tǒng)的擬定 給水回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)是組成原則性熱力系統(tǒng)的主要部分，對(duì)電廠的安全、經(jīng)濟(jì)和電廠的投資都有一定的影響。系統(tǒng)的選擇主要是擬定加熱器的疏水方式。擬定的原則是系統(tǒng)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)較高的經(jīng)濟(jì)性。 擬定如下 : 1 機(jī)組有八 級(jí) 不調(diào)整抽汽，回?zé)嵯到y(tǒng)為“三高、四低、一除氧”除一臺(tái)除氧器為混合式加熱器外，其余均為表面式加熱器。4 300MW 火力發(fā)電廠初步設(shè)計(jì) -10- 主凝結(jié) 水 和給水在各加熱器中的加熱溫度按溫升分配的。 2 1#、 2#、 3#高壓加熱器和 4#低壓加熱器，由于抽汽過(guò)熱度很大，設(shè)有內(nèi)置蒸汽冷卻器。一方面提高三臺(tái)高加水溫；另一方面減少 1#高加溫差，使不可逆損失減少，以提高機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性。 1#2#3#高加疏水采用逐級(jí)自流進(jìn)入除氧器，這樣降低了熱經(jīng)濟(jì)性。但如果采用疏水泵將其打入所對(duì)應(yīng)的高壓出口水箱中，會(huì)使系統(tǒng)復(fù)雜。同時(shí)，疏水溫度高對(duì)水泵的運(yùn)行也不利，會(huì)使安全性降低。在 1#2#高加之間設(shè)外置式疏水冷卻器，減少了對(duì) 2段抽汽的排擠，使 2 段抽汽增加 。 5 段抽汽（ 4#低加）經(jīng)再熱后的蒸汽過(guò)熱度很大，所以加裝內(nèi)置式蒸汽冷卻器。 4#低加疏水逐級(jí)自流至 3#低加（ 6段抽汽），與 3#低加疏水流至 2#低加（ 7 段抽汽）。 簡(jiǎn)化系統(tǒng)提高經(jīng)濟(jì)性，而采用 2#、 3#高加間疏水冷卻器，減少冷源損失，避免高加疏水排擠低壓抽汽。 1#低加疏水逐級(jí)自流式至 凝結(jié)水中，因?yàn)槟┘?jí)抽汽量較大，減少了冷源損失。 3 除氧器（ 4#段抽汽）采用滑壓運(yùn)行，這不僅提高了機(jī)組設(shè)計(jì)工況下運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，還顯著提高機(jī)組低負(fù)荷時(shí)的熱經(jīng)濟(jì)性，簡(jiǎn)化熱力系統(tǒng)，降低投資，使汽機(jī)的抽汽點(diǎn)分配更合理，提高了機(jī)組的熱效率，為了解決在變工況下除氧器效果和給水泵不汽蝕，主給水泵裝有低壓電動(dòng)前置泵。 2.1.2 補(bǔ)充水系統(tǒng)的擬定 鑒于目前化學(xué)除鹽的品質(zhì)以達(dá)到很高的標(biāo)準(zhǔn)，所以采用化學(xué) -11- 處理補(bǔ)充 水 的方法。目前，高參數(shù)機(jī)組的凝汽器中均裝有真空除氧器以真空除氧作為補(bǔ)充水除氧方式，所以補(bǔ)充水均送入凝汽器中。 2.1.3 鍋爐連續(xù)排污利用系統(tǒng)的擬定 經(jīng)過(guò)化學(xué)除鹽處理的補(bǔ)充水品質(zhì)相當(dāng)高，從而使鍋爐的連續(xù)排污量大為減少，又為了化簡(jiǎn)系統(tǒng)，故采用高壓 I 級(jí)排污擴(kuò)容水系統(tǒng)。主要是為了回 收工質(zhì)的熱量，擴(kuò)容器壓力為 0.884MPa（ 9ata），從汽包 排 出的排污水經(jīng)節(jié)流降壓后，在擴(kuò)容器的壓力下，一部分汽化為蒸汽，因其含量較少，送入除氧器中回收工質(zhì)和熱量，含鹽量較高的濃縮排污水在冬季送入熱網(wǎng)，夏季排到定擴(kuò)，降低 50以下后排入地溝。 2.2 原則性熱力系統(tǒng)的計(jì)算 1 2.2.1 汽輪機(jī)型式和參數(shù) 結(jié)合本次設(shè)計(jì)要求， 參考 國(guó)內(nèi)發(fā)電廠情況及發(fā)展方向， 確定 ： 機(jī)組型式 :國(guó)產(chǎn) N300 16.67/537/537 型一次中間再熱、沖動(dòng)凝汽式汽輪機(jī)。 機(jī)組參數(shù) 主蒸汽壓力： p0=16.67MPa， 5370 t 再熱蒸汽參數(shù)： 4 300MW 火力發(fā)電廠初步設(shè)計(jì) -12- 高壓缸排汽 (再熱器冷端 ) 66.3rhpMPa， trh=321.1 中壓缸進(jìn)汽 (再熱器熱端 ) rhp3.29MPa， 537rht 排汽參數(shù)： pc=0.0054 MPa， xc =0.9275 給水溫度： tfw=274.4 2.2.2 回?zé)嵯到y(tǒng)參數(shù) 該機(jī)組有八級(jí)不調(diào)整抽汽，額定工況時(shí)其抽汽參數(shù)如表2-1： 表 2-1 八段抽汽參數(shù)表 項(xiàng)目 單位 回 熱 抽 汽 參 數(shù) 一 二 三 四 五 六 七 八 加熱器 編號(hào) H1 H2 H3 H4 (HD) H5 H6 H7 H8 抽汽 壓力 MPa 6.03 3.76 1.85 0.823 0.331 0.14 0.079 0.031 抽汽 溫度 386.8 323.3 437 336.8 233 146 94.3 68.9 給水泵出口壓力為 21.58Mpa，給水溫 度為 245。 2.2.3 鍋爐型式與參數(shù) 參考鐵嶺發(fā)電廠的鍋爐型號(hào)，選取： 鍋爐型式： HG 1025/17.4 型自然循環(huán)汽包爐 鍋爐基本參數(shù) 最大連續(xù)蒸發(fā)量： Db=1025t/h 過(guò)熱蒸汽出口參數(shù)： pb=17.4MPa， tb=540 -13- 再熱蒸汽出口參數(shù)： rhp3.29MPa， trh=537 汽包壓力： pst=20.4 MPa 鍋爐效率： b92% 2.2.4 計(jì)算中選用的數(shù)據(jù) （ 1）小汽水流量 哈汽 廠家提供的軸封汽量及其參數(shù)如表 鍋爐連續(xù)排污量 blD=0.1bD全廠汽水損失 1D =0.01bD給水泵小汽輪機(jī)汽耗量 tdD=34.988t/h，功率 tdP=6380K，進(jìn)汽壓力為 0.782MPa，溫度為 336，排氣壓力為 7085 310 MPa。 表 2-2 門桿漏汽、軸封漏汽參數(shù) 軸封漏汽 編號(hào) 數(shù)量 (kg) 份額 (%)sg 焓值 (kJ/kg) 去處 主汽門門桿 1sg 4119 0.004429 3394.45 至 H2 中壓聯(lián)合汽門門桿 2sg 3770 0.004053 3535.66 至 H3 高壓缸前后汽封 3sg 12300 0.013233 3028.44 至 H4(HD) 低壓缸汽封 4sg 1373 0.001430 2716 至 SG 總計(jì) 21562 0.02315 （ 2）其中機(jī)械效率 995.0m， 發(fā)電機(jī)的發(fā)電效率 99.0g機(jī)組的機(jī)電效率 9 8 5.099.09 9 5.0 gmmg 回?zé)峒訜崞餍?99.0h，排污擴(kuò)容器效率 98.0f連續(xù)排污擴(kuò)容器壓力選 0.90MPa。 化學(xué)補(bǔ)充水溫mat=20 給水泵組給水焓升 pawh=25.8kJ/kg，凝結(jié)水泵的焓升cpwh =1.7kJ/kg。各段管壓損和各加熱器出口端差見(jiàn)表 2-3 和表2-4. 表 2-3 管道壓損表 4 300MW 火力發(fā)電廠初步設(shè)計(jì) -14- 表 2-4 各加熱器出口端差 加熱器 編號(hào) H1 H2 H3 H4(HD) H5 H6 H7 H8 端差 ( ) -1.67 0 0 0 2.78 2.78 2.78 2.78 （ 3） 熱力過(guò)程線的擬定過(guò)程 ： A、由已知的蒸汽參數(shù) P0、 t0及背壓 PC在焓 熵圖上可查出機(jī)組的理想焓降 Ht。 B、工質(zhì)在經(jīng)過(guò) 進(jìn)汽機(jī)構(gòu)時(shí)產(chǎn)生進(jìn)汽節(jié)流損失。節(jié)流引起的損失與 節(jié)流前后氣流的壓降 P 對(duì)應(yīng)。當(dāng)調(diào)節(jié)閥全開(kāi)（主汽閥也當(dāng)然全開(kāi)）時(shí)， P0取新汽壓力的 3 5，即 P=(0.03-0.05)P0。為了使所設(shè)計(jì)機(jī)組的效率不低于設(shè)計(jì)效率， 通常取 P的最大值，即取 P=0 05 P0據(jù)選定的 P，并按照節(jié)流前后焓值不變的道理，可在焓熵圖上找到汽輪機(jī)第一級(jí)前的狀態(tài)點(diǎn) 0 。 C、根據(jù)所給數(shù)據(jù)高壓缸的排器壓力及 通過(guò)再熱以后中壓缸的進(jìn)汽壓力可以確定 2、 2 。 并在焓熵圖上連 2 和 0 。 D、 PC排汽壓力和濕度的值可以確定排汽壓力點(diǎn) C，在焓熵圖上連接 2 和 C。 管段 名稱 主汽門和調(diào) 節(jié)汽門 再熱器 中壓聯(lián)合汽門 抽汽管 小汽輪機(jī)進(jìn)汽管 中低壓管 壓損 P(%) 5 11 3.5 5 6 3 -15- E、 通過(guò)各個(gè)加熱器的加熱點(diǎn)的 壓力 ,并考慮抽汽管道的阻力損失 ,參考熱力發(fā)電廠教材 ,管道的阻力損失取 8%的抽汽點(diǎn)壓力。 F、在焓熵圖上通過(guò)各抽汽點(diǎn)的壓力，確定汽輪機(jī)的抽汽點(diǎn)。可以得出各點(diǎn)的焓值 ，并可以通過(guò)熱力過(guò)程線繪制汽水參數(shù)表。 4 300MW 火力發(fā)電廠初步設(shè)計(jì) -16- 圖 2-1 N300-16.67/537/537 型汽輪機(jī)的 熱力過(guò)程線 如圖 列出在額定工況時(shí)，汽輪機(jī)組各部分汽水流量和各項(xiàng)熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。 )( kgkJh 2565h 3090h 2683h )( .kkgkJS0.9655 0.998 3078h 233t 404t 314t 537t 350t 3017h 3397h 535t 537t 4. 7P 3.62P 0.0054P 0.023P 0. 049P 0.165P 0.33P 0.67P 1.32p 15.58P 16.4P 0 0 .2 1 3 26 7 C 5 4 3.26P 3532h 3268h 2878h 3884h 2758h 201t 137t 96t -17- 1 整理原始數(shù)據(jù)得計(jì)算點(diǎn)汽水焓 根據(jù) 額定計(jì)算工況時(shí)機(jī)組的汽水參數(shù)，整理出的汽水焓值見(jiàn)表。 表 2-5 N300-16.67/537/537型機(jī)組各點(diǎn)計(jì)算汽水參數(shù)表 4 300MW 火力發(fā)電廠初步設(shè)計(jì) -18- 參考熱力發(fā)電廠教材 和計(jì)算 得出新蒸汽、再熱蒸汽及排污擴(kuò)容器計(jì)算點(diǎn)參數(shù) 。 表 2-6 新蒸汽、再熱蒸汽及排污擴(kuò)容器計(jì)算點(diǎn)參數(shù)表 項(xiàng)目 單位 各 計(jì) 算 點(diǎn) H1 H2 H3 H4 H5 H6 H7 H8 HG C 回?zé)岢槠?抽汽壓力 p Mpa 4.7 3.62 1.32 0.67 0.33 0.165 0.049 0.023 0.0054 抽汽溫度 t 350 317 404 314 233 201 137 96 抽汽焓值 h kJ/kg 3078 3017 3268 3090 2884 2878 2758 2683 2884 2565 抽汽壓損 p % 8 8 8 8 8 8 8 加熱氣壓 p Mpa 3.68 3.33 1.20 0.588 0.298 0.151 0.062 0.022 P壓力下的飽和水溫ts 245.5 239.4 188 158.01 133.33 111.57 86.78 60.1 99.1 34.3 p壓力下的飽和水焓hs kJ/kg 1063.5 1034.7 798.64 667.24 560.59 468 363.38 251.43 418.8 143.5 排氣放熱q=h-hs kJ/kg 2014.5 1982.3 2469.36 2420.76 2323.41 2410 2394.62 2431.57 2465.2 2421.5 水側(cè) 加熱器出口水焓 hwj kJ/kg 1059.1 923.9 793.78 667.15 560.44 455.11 350.754 247.012 146.3 加熱器進(jìn)口水焓 hwj+1 kJ/kg 923.9 793.78 667.19 560.44 455.11 350.754 247.012 143.539 給水焓升 =hwj hwj+1 kJ/kg 135.2 130.12 126.59 106.75 105.33 104.556 103.742 103.473 4.6 -19- 汽水參數(shù) 單位 鍋爐過(guò)熱器 （出口） 氣輪機(jī)高壓 （如口 ） 再熱器 鍋爐汽包 排污水 連續(xù)排污 擴(kuò)容器 入口 出口 壓力 p MPa 17.4 16.4 3.62 3.26 20.4 0.9 溫度 t 540 537 317 537 367.2 175.4 蒸汽焓 h kJ/kg 3427 3397 3017 3532 2776.4 水焓 hw kJ/kg 1858.9 742.64 再熱蒸汽焓升qrh kJ/kg 515 2、全廠物質(zhì)平衡 汽輪機(jī)總耗汽量 000 0257315.1 DDDD sg （ 2-1） 則 0257315.10 鍋爐蒸發(fā)量bDbb DDDDD 01.00 2 5 7 3 1 5.1 01 （ 2-2） 則 00 0 2 8 5.101.010 1 8 2 3.1 DDDb （ 2-3） 即 0285.1b鍋爐排污量blD00 1 0 2 8 5.001.0 DDD bbl （ 2-4） 即 010285.0bl擴(kuò)容器蒸汽份額為 f ，取擴(kuò)容器效率 98.0f005645.0010285.064.7424.277664.7429.1858 blblfblfblf hhhh(2-5) 擴(kuò)容后排污水份額bl0 0 4 6 3 9 9.00 0 5 6 4 5.00 1 0 2 8 5.0 fblbl (2-6) 化學(xué)補(bǔ)充水量 001014925.000 46 39 9.001.0DDDDDD btblma （ 2-7） 即 014925.0ma4 300MW 火力發(fā)電廠初步設(shè)計(jì) -20- 鍋爐給水量fwD000038785.1010285.00285.1DDDDDD blbfw （ 2-8） 即 038785.1fw排污冷卻器計(jì)算；補(bǔ)充水溫mat=20，取排污冷卻端差為 8，則 2 1 9 2.1171 8 6 4.428 hlblmama hhhh 有排污冷卻器熱平衡式： 1)()( blblblmamama hhhh （ 2-9） kgkjhhblmamablblbl/87.26299.00046399.0014929.0014925.02192.11798.064.7420046399.02192.11711于是 kgkjhh blma/38.22949.3387.262186 4.48 3.計(jì)算汽輪機(jī)各段抽汽量jD和凝汽流 量cD（ 1） 由高壓加熱器 H1 熱平衡計(jì)算求 1 ； 如圖 2-2 圖 2-2 0704.099.05.2014 2.1350 3 8 78 5.1)(1211 hwwfw q hh （ 2） 由高壓加熱器 H2 熱平衡計(jì)算求 2 ； 如圖 2-3 圖 2-3 -21- 0627.099.03.198299.07.10345.10630704.00043.0)7.10343397(99.012.1300 3 8 7 8 5.1)()(221121122hhsshssgsgfwqhhhhH2 的疏水2s1 3 7.00 0 4 3.00 6 2 7.00 7 0 4.01212 sgs 再熱 蒸汽量 rh 0 8 6 6 9.0 6 2 7.00 7 0 4.01121 rh（ 3）由高壓加熱器 H3的熱平衡計(jì)算求3； 如圖 2-4 已知給水在給水泵中的焓升為 圖 2-4 04.099.036.246999.064.7987.103499.0)64.798