太原理工大学热力发电厂课程设计2班成稿ok.docx

一、课程设计的任务和作用
热力发电厂课程设计是在学习完全部的专业基础课、专业课，尤其是《热力发电厂》后进行的。其主要任务是对大型汽轮发电机组和火电厂原则性热力系统进行多种工况下热经济性指标的定量计算和定性分析，使学生学会分析问题和解决问题的方法，掌握一些设计参数选取的范围以及在实际计算中应注意的问题。计算过程中用定性分析指导定量计算，用定量计算检验定性分析。
二、课程设计的基本内容和要求
对机组和全厂的原则性热力系统进行热经济性指标的计算。计算中，要求用正平衡和反平衡两种方法进行计算，两种方法的计算结果必须完全一致，并对计算结果用热量法和火用方法进行分析、比较，从而更深入地理解和掌握火力发电厂热力系统的节能理论以及提高火力发电厂热经济性的基本途径。
三、本次课程设计的内容
1、对全厂原则性热力系统进行主循环的热经济性指标的计算（即：在计算中，除考虑主蒸汽管道的压损和温降外，其它各项漏汽和散热损失均不考虑）。计算中取主蒸汽管道压损△P0=5%P0，主蒸汽管道的温降△t0= tb-t0=5℃，锅炉效率ηb=0.92 ，机械和发电机效率的乘积ηmηg=0.9801。
2、分析计算切除高压加热器对机组热经济性的影响。（一班切除1#高加；二班切除1#和2#高加；三班切除全部高加）
3、分析计算切除低压加热器对机组热经济性的影响。（一班切除5#低加；二班切除6#低加；三班切除7#低加）
4、分析计算全厂汽水损失补入除氧器和凝汽器的热经济性。取全厂汽水损失Dl=1%D0；补水温度25℃。（一班假设全厂汽水损失集中于主蒸汽管道；二班假设全厂汽水损失集中于热再热管道；三班假设全厂汽水损失集中于冷再热管道）
5、分析计算锅炉连续排污利用的热经济性。取锅炉连续排污量Dbl=1%Db。（一班的扩容蒸汽引入3#高加；二班的扩容蒸汽引入除氧器；三班的扩容蒸汽引入5#低加）
6、分析计算再热器和过热器喷水减温对热经济性的影响。假设再热器和过热器出口蒸汽超温15℃。（一班取锅炉给水为减温水；二班取给水泵出口的水为减温水；三班取凝结水泵出口的水为减温水）
7、加热器散热对机组热经济性的影响。取加热器的效率为99%（一班只考虑3台高压加热器的散热损失；二班只考虑除氧器的散热损失；三班只考虑倒数3台低压加热器的散热损失）；
8、分析计算外置式蒸汽冷却器对机组热经济性的影响。取该级的抽汽管压降△Pj=7%Pj，蒸汽冷却器出口的蒸汽有50℃的过热度。（一班在2#高加串联一个外置式蒸汽冷却器；二班在3#高加串联一个外置式蒸汽冷却器；三班在4#除氧器串联一个外置式蒸汽冷却器。）
9、写后记。（设计中的收获和遗憾；对发电厂课程设计给出建议。）
一、主循环计算
各级抽汽份额：

凝汽份额：
再热份额：
1kg再热汽流的再热吸热量：
循环吸热量：
循环放热量：
给水泵泵功：
正平衡计算：
反平衡计算：
机组绝对内效率：
机组绝对电效率：
机组热耗率：kJ/kg

锅炉热负荷：kJ/kg
管道效率：
全厂热效率：
标准煤耗率：
二、切除高压加热器对机组热经济性的影响

凝汽份额：
再热份额：
1kg再热汽流的再热吸热量：
循环吸热量：
循环放热量：
给水泵泵功：
正平衡计算：
反平衡计算：
机组绝对内效率：
机组绝对电效率：
机组热耗率：kJ/kg
锅炉热负荷：kJ/kg
管道效率：
全厂热效率：
标准煤耗率：
切除高压加热器对机组热经济性的影响

不切除高加
切除1#高加
切除1#和2#高加
切除全部高加
全场热效率ηcp
0.4232540381
0.4202943283
0.416840432
0.412909184
切除高加使机组和全厂热经济性降低，其中切除1#、2#、3#全部高加效率最低。
热量法分析：切除高加使机组总抽汽量减少，当总做功量一定时，回热做功比降低，冷源损失增大，热经济性下降。切除的越多，回热做功比越低，冷源损失越大，经济性也越差。
火用方法：机组总抽汽量减少，导致锅炉给水温度降低，传热温差增大，不可逆熵增变大，热经济性下降。切除的越多，锅炉给水温度越低，经济性越差。
三、切除低压加热器对机组热经济性的影响
各级抽汽份额：
抽汽与主循环抽汽份额相同

凝汽份额：
再热份额：
1kg再热汽流的再热吸热量：
循环吸热量：
循环放热量：
给水泵泵功：
正平衡计算：
反平衡计算：
机组绝对内效率：
机组绝对电效率：
机组热耗率：kJ/kg
锅炉热负荷：kJ/kg
管道效率：
全厂热效率：
标准煤耗率：
切除低压加热器对机组热经济性影响

不切除低加
切除5#低加
切除6#低加
切除7#低加
全场热效率ηcp
0.4232540381
0.4215356287
0.422417968
0.422094814
切除低压加热器会使排汽量增加，冷源损失增加，热经济性下降。切除5#低加时凝汽份额为0.6419139431，切除6#低加时凝汽份额为0.6411277586，切除7#低加时凝汽份额为0.6415615080。冷源损失为切除6#低加小于切除7#低加小于切除5#低加。所以全厂热效率为切除6#低加大于切除7#低加大于切除5#低加。
四、全厂汽水损失对热经济性的影响（）
1、假设全厂汽水损失集中于热再热管道

（1）、补水补入凝汽器
各级的回热抽汽份额与主循环相同
凝汽份额：
再热份额：
1kg再热汽流的再热吸热量：
循环吸热量：
循环放热量：
正平衡计算：
反平衡计算：
机组绝对内效率：
机组绝对电效率：
锅炉热负荷：kJ/kg
管道效率：
全厂热效率：
标准煤耗率：
（2）、补水补入除氧器

凝汽份额：
再热份额：
循环吸热量：
循环放热量：
正平衡计算：
反平衡计算：
机组绝对内效率：
机组绝对电效率：
锅炉热负荷：kJ/kg
管道效率：
全厂热效率：
标准煤耗率：
全厂汽水损失与补入除氧器和凝汽器的热经济性

全厂汽水损失集中于主蒸汽管道
全厂汽水损失集中于热再热管道
全厂汽水损失集中于冷再热管道
全场热效率ηcp
（补入凝汽器）
0.418400982
0.4180973751

全场热效率ηcp
（补入除氧器）
0.4161378652
0.412900467

25℃补水补入凝汽器的热经济性比补入除氧器要高。因为25℃补水补入凝汽器的传热温差相对较小，由温差造成的不可逆熵增及其火用损失较小，而且补入除氧器还会使高压加热器抽汽量增多，排挤低压抽汽使回热做功比减小，所以补入凝汽器的热经济性相对较好。
汽水损失集中于冷再热管道的机组热经济性最大，其次是汽水损失集中于主蒸汽管道，汽水损失集中于热再热管道的机组热经济性最差。由于热再热管道的蒸汽焓大于主蒸汽管道的蒸汽焓大于冷再热管道的蒸汽焓。所以损失相同量蒸汽量时，汽水损失集中于热再热管道比汽水损失集中于冷再热管道损失更多的热量。因此汽水损失集中于冷再热管道的机组热经济性比汽水损失集中于热再热管道的大，汽水损失集中于主蒸汽管道的热经济性居中。
对全厂而言汽水损失集中于主蒸汽管道热经济性最差，汽水损失集中于高压缸出口管道最大，其次是汽水损失集中于再热器出口。因为汽水损失集中于主蒸汽管道损失的热量虽然不是最大，但是工质在锅炉内吸热量却是最大的，因此全厂热经济性最差。
五、锅炉连续排污利用的计算Dbl=0.01Db

1、扩容蒸汽引入除氧器

kJ/kg
取汽包到汽轮机主汽阀前的压损为20%，汽包压力为：

汽包压力下对应的饱和水焓：kJ/kg

凝汽份额：
循环吸热量：
循环放热量：
正平衡计算：
反平衡计算：
机组绝对内效率：
机组绝对电效率：
机组热耗率：kJ/kWh
锅炉热负荷：kJ/kg
管道效率：
全厂热效率：
标准煤耗率：kg/kWh
2、排污不被利用
排污不被利用的计算：各级抽汽量=主循环各级抽汽量

机机组绝对内效率：
组绝对电效率：
机组热耗率：kJ/kWh
锅炉热负荷：kJ/kg
管道效率：
全厂热效率：
标准煤耗率：kg/kWh
连续排污利用的热经济性影响

扩容蒸汽引入3#高加
扩容蒸汽引入除氧器
扩容蒸汽引入5#高加
全场热效率ηcp
0.423821866
0.422501025
0.42226617
有废热利用比无废热利用使机组热经济性下降，但全厂热经济性提高了。因为有废热排入加热器，使机组总抽汽量减少了，回热做功比降低了，冷源损失增大，火用损失增加，机组热经济性下降。对全厂而言有废热利用回收了部分工质和热量，因此全厂热经济性增大。
扩容蒸汽引入3#高加热经济性最好，引入除氧器次之，引入5#低加最差。因为扩容蒸汽温度较高，引入3#高加传热温差较小，由温差造成的不可逆熵增及其火用损失较小，热经济性最好。引入除氧器、引入5#低加热经济性依次降低。
六、再热器和过热器喷水减温对热经济性的影响

1、给水泵出口水为减温水（再热器）
①再热器中喷水份额apw的确定：

抽汽与主循环抽汽份额相同

凝汽份额：
再热份额：
循环吸热量：
循环放热量：
正平衡计算：
反平衡计算：
机组绝对内效率：
机组绝对电效率：
锅炉热负荷：
管道效率：
全厂热效率：
标准煤耗率：kg/kWh

2、给水泵出口水为减温水（过热器）

各级抽汽份额

凝汽份额：
再热份额：
循环吸热量：
循环放热量：
正平衡计算：
反平衡计算：
机组绝对内效率：
机组绝对电效率：
锅炉热负荷：
管道效率：
全厂热效率：
标准煤耗率：kg/kWh
再热器和过热器喷水减温对热经济性的影响

取锅炉给水为减温水

取给水泵出口的水为减温水

取凝结水泵出口的水为减温水

全场热效率ηcp
（再热器）
0.422103263
0.4220914260
0.4204945977
全场热效率ηcp
（过热器）
0.4229564255
0.4220895076
0.4214043754
锅炉给水作为减温水热经济性最好，给水泵出口水作为减温水次之，凝结水泵出口水作为减温水热经济性最差。
热量法分析：喷水取自锅炉给水，各级加热器的进口水量大，抽汽量大，凝结水带走的热量损失小，回热做功比大，热经济性好。而喷水取自凝结水泵，各级加热器进口水量小，抽汽量相对少，回热做功比小，热经济性最差。
火用方法分析：锅炉给水温度相对最高，再热器喷水减温时传热温差最小，不可逆熵增最小，热经济性最好。给水泵出口水作为减温水、凝结水泵出口水作为减温水温度依次降低，传热温差依次增大，热经济性依次降低。
七、计算加热器散热损失对机组热经济性的影响（只考虑除氧器热损失）

凝汽份额：
再热份额：
1kg再热汽流的再热吸热量：
循环吸热量：
循环放热量：给水泵泵功：
正平衡计算：
反平衡计算：
机组绝对内效率：
机组绝对电效率：
机组热耗率：kJ/kg
锅炉热负荷：kJ/kg
管道效率：
全厂热效率：
标准煤耗率：
加热器散热对机组热经济性的影响

只考虑3台高压加热器的散热损失

只考虑除氧器的散热损失

只考虑倒数3台低压加热器的散热损失

全场热效率ηcp
0.422691134
0.423104975
0.4231310660
散热损失是热量散失于环境，没有被系统有效利用，所以热经济性变差。
热量法：高加的抽汽携带热量比除氧器和低压加热器抽汽多，所以高加散热损失最大，热效率最低，低加散热损失最小，热效率最高。
火用方法：高加抽汽温度最高，与环境换热温差最大，由温差造成的不可逆熵增及其火用损最大，热效率最低，而低加抽汽温度最低，温差最小，火用损最小，热效率最高。
八、计算外置式蒸汽冷却器对机组热经济性的影响
确定蒸汽冷却器的出口蒸汽焓值

其余加热器抽汽份额与主蒸汽抽汽份额相同

循环吸热量：
循环放热量：
正平衡计算：
反平衡计算：
机组绝对内效率：
机组绝对电效率：
锅炉热负荷：
管道效率：
全厂热效率：
标准煤耗率：kg/kWh
外置式蒸汽冷却器对机组热经济性的影响

在2#高加串联一个外置式蒸汽冷却器
在3#高加串联一个外置式蒸汽冷却器
在4#除氧器串联一个外置式蒸汽冷却器
全场热效率ηcp
0.423106308
0.424207611
0.4243369961
采用外置式蒸汽冷却器后，全厂热效率提高。
热量法分析：采用外置式蒸汽冷却器后，可以直接提高给水温度，且这时的给水温度的增加不是靠最高一级抽汽压力的增加而是利用抽汽的过热度的质量，所以不会增大该级做功不足系数，降低机组热耗量。
火用方法：采用外置式蒸汽冷却器外置式蒸汽冷却器，可以提高锅炉给水温度，降低锅炉换热温差，火用损减小，热效率提高。
后记
心得体会：
回顾这次热力发电厂课程设计，至今我仍感慨颇多，当得到课设的题目，经过老师简单的讲解，自己的不懈的努力，在将近两星期的日子，我完满的完成了课设任务。在设计的过程中遇到问题，同时也发现了自己的不足，对学过的知识理解不够深刻，掌握不够牢固，短短的两周时间无数次的麻烦了我们小组的组员，在这里很感谢我们小组的成员。通过这次课设，经过各加热器抽汽量、热力计算、校核等的计算，对蒸汽膨胀过程，热力做功过程，汽水的流程有了更深刻的学习，对热力发电厂的热力过程、热力设备、汽水循环、机组效率有了深刻了解，对定量计算有更好认识，使所学的知识得到充分利用。对热力发电厂有了完整的认知。对未来