1、熱力發電廠課程設計1.1設計目的1學習電廠熱力系統規劃、誅計的一般途徑和方案論證、優選的原則2學習全而性熱力系統計算和發電廠主要熱經濟指標計算的內容、方法3.提高計算機繪圖、制表、數據處理的能力1.2原始資料西安第地區新建熱電工程的熱負荷包括：1) 工業生產用汽負荷；2) 冬挙廠房采暖用汽負荷。西安地區采暖期101天，室外采暖計算遍度-5°C,采暖期室外平均溫度1.0°C,工業用汽 和采暖用汽熱負荷參數均為0.8MPa. 230°C。通過調查統計得到的近期工業熱負荷和采暖熱 負荷如下裘所示：熱負荷匯總表項目單位采暖期非采暖期最大平均最小最大平均最小用戶工業t/h1

2、751421081269275熱負荷采暖t/3計算原始資料(0鍋爐效率根據鍋爐類別可取下述數值:鍋爐類別鏈條爐煤粉爐沸絳爐旋風爐循環流化床鍋爐鍋爐效率0.72-0.850.85-0.900.65-0.700.850.85-0.90(2)汽輪機相對內效率、機械效率氏發電機效率的常見數債如下：汽輪機額定功率750-600012000 250005000汽輪機相對內效率0.7 0.80.75-0.850.85-0.87汽輪機機械效率0.95-0.980.97-0.99-0.99發電機效率0.93-0.960.96-0.970.98-0.985(3) 熱電廠內管道效率，取為0

3、.96o(4) 各種熱交換器效率，包括高、低壓加熱器、除氧器，一般取0.960.98。(5) 熱交換器罐溫差，取37°C。(6) 鍋爐排污率,一般不超過下列數值:以化學除鹽水或蒸憎水為補給水的供熱式電廠2%以化學軟化水為補給水的供熱式電廠5%(7) 廠內汽水損失，取鍋爐蒸發量的3%。(8) 主汽門至調節汽門間的壓降損失，取蒸汽初壓的3%7%。(9) 各種抽汽管道的壓降，一般取該級抽汽壓力的4%8%。(10) 生水水溫，一般取520匕。(11) 進入凝汽器的恭汽干度，取0.880.95。(12) 凝汽器出口凝結水溫度，可近似取凝汽器壓力下的飽和水溫度。2、原則性熱力系統2.1設計熱負荷

4、和年持續熱負荷曲線根據各個用戶的用汽參數和汽機供汽參數，逐一將用戶員荷折算到熱電廠供汽出口,見表2。用戶處工業用汽符合總量：采暖期晟大為175t/h,折算匯總到電廠出口處為166.65 t/h0a 2-i熱負荷匯總表項目單位采暖期非采暖期晟大平均最小最大平均最小用戶熱負荷工業t/h1751421081269275采暖t/h1777243000折算到電廠出口的熱工業t/h166.65135.22102.84119.9987.6171.42員荷采暖t/h168.5568.5640.95000折算到熱電廠出口的工業熱負荷，再乘以0.9的折算系數，得到熱電廠設計工業熱負荷, 再按供熱比炒和回水比恰(回

5、水率為容，補水比62.8k/kg)計算出供熱量，見表2-2。根 據設計熱負荷，繪制采暖員荷持續曲線和年熱員荷持續曲線圖，見圖厶1、圖22。<2-2熱電廠設計熱負荷項目單位采暖期非采暖期最大平均最小呆大平均晟小工業蒸汽熱負荷t/h149.98121.7092.56107.9978.8564.280.8MP；k 230tGJ/h426.59346.15263.27307.14224.26182.82采暖蒸汽熱負荷t/h168.5568.5640.950000.8MP；k 230tGJ/h479.40195.01116.47000合計t/h31&53190.26133.51107.99

6、78.8564.28GJ/h905.99541.16379.73307.14224.26182.82圖2-1 采暖熱負荷持續曲線圖圖2-2 年熱負荷持綻曲線圖2.2裝機方案的擬定根據熱電廠誅計熱負荷和建廠條件，熱電廠晟終規模是50MW以下，由于采暖熱負荷 占荃個熱負荷比重一般，所以不建熱水網。采暖用汽和工業用汽同管輸送，因此擬定以下裝 機方案:（見圖2-3）2XCC 12-4.9/0.98/0.17型雙抽汽供熱式次髙壓汽輪機發電機組；1XB12-4.9/0.98型背壓供熱式次高壓汽輪機發電機組；3X75 t/h次高壓循環流化床鍋爐。本方案設有 三臺鍋爐，三臺汽輪機，主恭汽系統采用母管制。背壓機

7、組（B12機組）的排汽，一部分作 為1號高加的加熱用汽，另一部分作為供熱汽源。抽汽機組CC12有3級非調整抽汽和2圾 調簽抽汽，其中第1縱調荃抽汽和第1紙非調整抽汽共用一個抽汽口，第2縱調整抽汽和第 2圾非凋整抽汽共用一個抽汽口，第1級調整抽汽做為供熱抽汽，第2級調整抽汽做為補充 水加熱蒸汽。除氧翳加熱用汽量是第2紙非調整抽汽，除氧器定壓運行。該系統配置減溫減 壓器，保留或新建調峰鍋爐，機組供熱不足部分先由鍋爐的新蒸汽減溫減壓后提供，再由尖 峰鍋爐提供。減遍減壓器所用的減遍水來自給水泵出口。系統設連排擴容器，擴容蒸汽進入 除較器。功熱蒸汽的凝結水不回收，補充水（生水）由CC12機組的第2級調整

8、抽汽加熱后， 去化水車間，再去除筑器。%=1 議g5-如 l50t 3312. 9h.<18ciRro.Kf2<p.;4.9p 135t 32S2.S5h誡溫水51S. S)1179hixiw t uG:9 ,： 0.：BlAl.g 0.932693.llh2693. 9ri125. 65h513. S ih40Sh720h減溫水518. Sih167h476.54b433.67b注：1D流址，氓位t/h。圖中數據分子 為爭最大負荷工況計算結果。分 母為非采暖李最小負荷工況計算 結果。2h焙,單位kj/kg： t溫度.單位9 3p用力，單位MPa4采曖孚3臺汽機加減斥減溫器供汽 并

9、需外部小鍋爐凋峰，非采暖季最 小負荷工況B12汽機停運。62. 8h陸貂辭殯生水99!711. 76h彈化福冋再去除粒器| 4廠補充水27V. 6孤圖 2-3 B 12-4.9/0.98 + 2XCC 12-4.9/0.98/0.17 + 3X75 t/h 全廠原則性熱力系統圖2.3汽輪機熱力特性資料與原則性熱力系統擬定及其計算(-)機組熱力特性資料我國常見供熱機組的熱力特性參見中小型熱電聯產工程設計手冊。本方案CC12額 定進氣#92 t/h,最大進氣量104.4 t/h,第一縱調整抽汽量30-50 t/h,第二縱調整抽汽量 30 t/h。本方案的計算原則是，讓B12盡量多供熱負荷，CC12

10、汽機第二級調整抽汽作熱電廠 補水加熱用汽。（二）原則性熱力系統本方案原則性熱力系統見圖2-3。（三）原則性熱力系統計算1-參數級符號說明見表2-3表2-3參數及符號名稱符號單位名稱符號單位鍋爐蒸發量Dbt/hCC12機組機電效率1 mg.Cl鍋爐排污量Dbt/hB12汽機進汽量D,bt/h排汚擴容蒸汽量Dft/hB12汽機高加用汽量Dbt/h擴容器排污水量Dpst/hB12汽機外供汽量Dtbt/h全廠汽水損失量Dt/hCC12汽機進汽量Doct/h鍋爐給水量Dmt/hCC12汽機高加用汽量Dct/h全廠補充水量tnat/hC12汽機高加用汽量Dt/h鍋爐減溫減壓汽量D®t/hCC12

11、汽機外供汽量Dtct/h減遍減壓后汽量DT)t/hCC12除義器用汽量d2t/h減溫減壓噴水量t/hCC12生水預熱器用汽量D2st/h循環流化床鍋爐效率%CC12凝汽量Dt/h加熱器換熱效率ZCC12低壓加熱器用汽量Dt/h加熱蒸汽利用系數%CC12發電量PeckWB12機組機電效率"mg.BB12發電量Pe.BkWC12機組機電效率"蝕Q2.計算條件計算工況：采暖期呆大熱貞荷工況，此旳對應汽輪機最大進氣量和晟大調整供熱抽汽量;誅鍋爐排汚量：Obi = 0.02 Db;汽水損失量：Pi = 0.03 Pb； yh=億=0.98o各效率取值見表2-4 o2-4主要效率取值鍋

12、爐效率“N機電效率采暖期非采隈期B12機組CC12機組心0.90.860.7580.8293 鍋爐減溫減壓供熱系統熱力計算公式物質平衡方程D)廣D廣(“能量平衡方程3282.85D(+518.84ZX = 2907D”把(a)式帶入(b)式得 3282.85Dw+518.84D = 2907D”解得"1 16血(3-62)DrrD-D.=DOj(3-63)4方案一的計算(0鍋爐汽水流量計算公式1) 鍋爐恭發量 D=(Ac+g+DJQ-0.03)=i .03092&D+g+DQ(3-64)2) 鍋爐排汚量 D = 0 02 D = 0 02061+ Dob + A?(3-65)

13、3) 鍋爐給水量D+Dm = 1 °51546(D)+%+DQ(3-66)4) 鍋爐擴容排汚系統計算物質平衡方程D嚴D+D，$能量平衡方程1179xO.98D 產 2693D+467.08D，、把(a)式帶入(b)式得 =O.OO63757(£)o + £>()a + £)()/)(3-67)D“ = D-Dr °° 14242&D+%+D®(3-68)5)補充水量計算，若不考慮回水Dma = 'Dtc + Dm + Dli)+ Dl + Dps=(Dt( + 6 + 0)+0.03x1.03092+

14、5+DQ +O.0142428(£)oc + £)0/?+£)o.)(3-69)=(Dre+Dtb + Dt) +1 707(Dc + Db + Doj)(2) Bl2-4.9/0.98熱力系統計算公式1) B12機高加用汽量計算高加用汽量可分為兩部分，一部分由B12汽輪機排氣提供，為 6,另一部分由CC12第一級抽汽提供，為假定B12抽汽加熱對應的給水量愛Dm和CC12級抽汽加熱剩 余的給水量，則高加能量平衡方程：0.98x(2907-711.76)/)(£? = 1.051546x(719.67-518.84)g解得高加用汽= 0.0981632&#

15、163;)0/(3-70)2) B12 機外供汽量 Z)re = r)(>/?-D1/? = O.9O1837Z)og(3-71)3) B12機發電功率p b = (3282.85 一2907) g x0.857 / 3.6 = 79.868g(3-72)(3) CC12-4.9/0.98/0.17熱力系統計算公式1) CC12高加用汽量計算高加能量平衡方程0.98x(2907-711.76)£),r = (719.67一51 &84)x1.051546(+ ),)解得高加用汽量£)lc = O.O98163(£)oc + £)(>

16、)(3-73)2) 生水預熱器用汽量計算生水預熱器的熱平衡：計算時哮慮20%的化學水處理水量損失。0.98x(2744.69 476.54)=1.2x(167.47 62.8)D* = 0-056507 ()rc + Dtb + Drj) + 0.002553 (Doc+Dob + Doj)( %74)3) 低壓加熱器用汽量計算公式低壓熱平衡：0.98(2693433.07)6=(407.68 12&65)x(6 + D)低加用汽量： D3=0.144149nc(3-75)4) 除氧器用汽量計算公式除筑器熱平衡0.98 X 2744.69/)2 +146.5ZK + 476.546s

17、+ 711.76( De + Dr) + 407.68 (6 + De) + 2693.11D =518.84(D.w+Dw)把式(3-69), (3-73), (3-70), (3-67), (3-74), (3-75)帶入上式，并整理得Z)2=0.167563 ( Doc + Dob + Doj) + 0.032406Doj'八、(3-76)一 0.064476 (Die + Dtb + Dj) - 0.173413D5) CC12汽量平衡Doc=Dic+E>rc+D2+D2s+D3+Dc把式(573),式(374),式(,75)帶入上式，并整理得Dc = 0753780&#

18、163;>g - 0752440 一 O.3O975ODo；-1.021937Dre+ 0.008209( D/w + D/y)(3-77)6) CC12發電量計算公式Pe. c = 0.829 x (3282.85 - 2907) (Die + De) +(3282.85 - 2744.69)( Di + Dix)+(3282.85 - 2693.94)D. + (3282.85 - 2308.47)Dc /3.6(3-78)整理上式得Pc. c = 85.825852D/C + 29.5力843Doc + 75.6412446 ； + 21.081845Do«-0.9875

19、69 (Dm + Du) + 225.867097D(3-79) 或De = 0.004427/V, C - 0.130952Dg - OO93337Dob - 0.379984D/C0.334893£)0丿 + 0.004372(Db + D。)(3-80) 代入式(3-77),并整理得Doc=0005004/V c + O.O92578Doh 一 0.028419Do；+ 0.725590D" - 0004337(Db + Dtj)(3-81)(4)方案一各部分實際用汽量計算上而推導出來汽機進汽量(Dj、凝汽量(De)與發電功率(Pu)和供汽量(DT)之間的關系，現將有

20、關數據代入，可計算出方案一在采暖期最大負荷下汽機、鍋爐等各部分實際用汽量。計算結果列在2-50表中各量的順序就是計算結栗。序號項目符號數值單位來源或計算公式1熱負荷Dh318. 53t/h根據熱電廠設計熱負荷2鍋爐額定蒸發量Db390t/h75t/hX3 選定3汽水損失DI11.7t/h選定汽水損失率3$4鍋爐減溫減圧用汽Doj17.8t/hDOj二Db-Dl-DOB-DOC5減溫減床外供汽量DTj20. 79t/h式(3-62)6減溫水量Dw2. 99t/h式(3-63)7鍋爐排污水量Dbl7.8t/h式(3-65)8鍋爐給水量Dfw397.8t/h式(366)9排污擴容蒸汽量Df2.41t

21、/h式(3-67)10擴容器排污水量Dps5. 39t/h式(3-68)11全廠補充水量Pma274.69t/h式(3-69)12B12進汽量POB151.7t/h額定功率下，由式（3-72）13CC12進汽量DOC104. 4t/h根據CC12汽機特性特性，最人進汽雖14B12額定發電量Pe,B6000kW根據B6特性設定15本計算工況B12發電量Pe,B6000KWB6維持額定發電量16B12高加用汽量DIB7.2t/h公式(3-70)1712外供汽量DTB70.8t/h公式(3-71)18CC12進汽量Pe,C12000kWCC12特性19CC12高加用汽量D1C14. 89t/h公式(

22、3-73)20CC12外供汽量DTC50t/h最人熱負荷工況，CC12調整抽汽量達最人值21升水預熱器用汽量D2s15. 52t/h公式(3-74)22CC12汽機凝汽量De20. 79t/h公式(3-77)23CC12低加用汽量D33. 52t/h式(3-75)24除氧器用汽雖D243. 13t/h式(3-76)25尖峰鍋爐供汽量Djf60. 93t/hDjf二DT-DTB-DTC-DTj26本工況CC12發電量Pe,C12328kW公式(3-78)表2-5方案-汽水流量計算結果匯總（5）計算說明0 B12背壓機，經濟性好，在采暖晟大熱負荷時，應首先維持B12在頤定工況下運行， 因而可根據B

23、12機的額定功率由式（,79）計算出B12所需進汽量；本題中采用“定流量”計 算，即晟大熱負荷時，汽輪機進汽量取為汽輪機最大設計進汽量，且假定采暖期CC12機組提 供晟大調整抽汽量，即Dtc= 50 i/h,以此計算各處汽水流量和發電量。是否合適要通過檢驗 CC12汽機的最小凝汽量來確定。凝汽量檢驗24.39/208.8 = 0.1168; 73.01/184 = 0.3968 （最小負荷），大于CC12最小凝汽量的要求。如杲不滿足要重祈誥定進汽量，再計算。2)計算中還要進行汽量和電量校核，以檢驗氏孫愛否準確。E>)c=Dic+E>rc+E)2+Dis4-D34-Q=22.24 +

24、 100+ 43.13 + 15.52 + 3.52 + 24.39 = 208.8 t/h溟差(12328-12000)/12000 = 2.7%符合工程需要可見，汽量平衡，計算準確。3) 本方案的運行方式：在采暖期3臺汽機加鍋爐新汽減溫城壓后供給熱負荷，3臺鍋爐 運行。采暖期最大符號工況，尖峰鍋爐供汽60.93 i/h;非采暖期最大氏平均負荷工況，2臺 汽機2臺鍋爐運行，員荷不滿；非采暖期晟小負荷工況，B12汽機停運，CC12汽機氏2臺 鍋爐運行。本方案其他供熱工況計算類同。典型工況熱平衡結果巳標注在全廠原則性熱力系 統圖上，見圖2-3。需系統調峰的供熱負荷喪示在年熱貢荷持續線圖上，見圖2

25、-2。2.4全廠熱經濟指標計算計算時要用到相應的計算公式見(3.35)至(3-61),這里只給出所用公式的編號。本方案 B12-4.9/0.98 + 2XCC12-4.9/0.98/0.17 + 3X 130 t/h調峰鍋爐供熱量 Qtf = Djf (hT-hma)=60.93X103 X(2907-62.8)xIO-6 = 173.3lGJ/h熱電廠*大供熱量 Qg = 905.99 173.31= 732.68GJ/h熱電廠全年供熱量(根據全年熱負荷持續由線圖3-5)Q(, = 732.68 xl20 + 0.5x (732.68 + 379.73) x (2424 -120) +0.5 x (307.14+182.82) x (8760 - 2424)=2921639熱電廠全年發電量：設機組利用小時數為H. = 5500/?年發電量(式3-36)P： = 36000x5500 = 198000000JIW./7采暖期平均發電標準煤耗率(式3-38),348.10 x 10、(1 + 0.03) x (3282.85 - 719.67) -190.26 xlO3x (2907 - 62.8)bd =29300x36000x0.9x0.98=0A06kg/(kW-h)非采暖期平均發電標注煤耗率(式3-38),196.4 x 103 (1 + 0.03) x (