热力发电厂 课程设计3

课程设计内容
1.已知汽轮机机组型式及参数：
机组型号： CZK300—16.67/0.4/538/538
汽轮机型式：300MW 亚临界参数、一次再热、双缸双排气、双轴单调整、直接空冷、抽汽凝汽式 额定功率 : e P =300MW
主蒸汽参数（主汽阀前）：0P =16.67MPa ，0t =538℃；查焓熵图得0h =3398.96kJ/kg 再热蒸汽参数：
冷段：rhi P =3.6869Mpa, rhi t =325.3℃, rhi h =3038.85 kJ/kg 热段(中联门前)：2rh P =3.318Mpa, 2rh t =538℃, 2rh h =3539.44 kJ/kg 中联门后再热气压: '
rh p =(1-δp2)2rh P =(1-0.0143)3.318=3.2706Mpa
由
'rh p =3.2706Mpa,'
rh h = 2rh h =3539.44kJ/kg,查水蒸气性质表,得中联门后 再热气温'
rh t =537.797℃.
低压缸排汽压力：c P =0.014Mpa, 排汽比焓c h =2437.4kJ/kg 计算热力系统的的有关参数: 主汽门、调门及进气管道压损 2% 中低压连通管管道压损 4.5% 再热器及管道压损 10% 中联门及管道压损 1.43%
各段加热器抽气管道 1、2、3段抽气压损3%，其余5% 回热抽气级数 3高+3低+1除氧 转速 3000r/min 给水泵驱动方式 电机驱动
旋转方向 顺时针方向（从汽轮机向发电机端看）
额定给水温度：fw t =272.2℃。

额定工况下的电机效率：98.95%，给水泵效率：83%。

表1-1 加 热 器 端 差
2.各加热器进、出水参数计算 1)首先计算高压加热器JG1
加热器1P ：
P1(1p)P'j1=5.7215(1-0.03)=5.5499Mpa δ=-⨯
式中
1P ——第一抽汽口压力；
1P ∆——抽汽管道相对压损；
又1P =5.5499MPa ，查水蒸气性质表得 加热器饱和温度1,s t =270.545℃
JG1出水温度1,w t ：
w ,1s ,1
t t t 270.545 1.7
272.245
δ=-=--=（）℃ 式中 t δ ——加热器上端差。

JG1疏水温度1d t ：
d 1w ,1
t 1t t 243.804 5.6249.404
δ=+=+
=℃ 式中 1t δ—— 加热器下端差，1t δ=5.6
1,w t ——进水温度，其值从高压加热器JG2的上端差t δ计算得到
已知加热器水侧压力W P =21.47MPa,由1t =272.245℃,查的JG1出水比焓
1,w h =1192.79k J /kg
由1,w t =243.804℃,W P =21.47MPa,
查得JG1进水比焓1,w h =1058.01k J /kg
由1d t =249.405℃, 1P =5.5499MPa, 查得
JG1
疏水比焓
1,d h =1082.77k J /kg.至此,高温加热器JG1的进、出口汽水参数已经全部算出。

2）计算高压加热器JG2 加热器2P ：
P2(1p)P'j2=3.6869(1-0.03)=3.5763Mpa δ=-⨯
式中 2P ——第二抽汽口压力；
2P ∆——抽汽管道相对压损；
又2P =3.5763MPa ，查水蒸气性质表得 加热器饱和温度2,s t =243.804℃
JG2出水温度2,w t ：
w,2s,2t t t 243.8040243.804δ=-=-=℃
式中 t δ——加热器上端差。

JG2疏水温度2,d t ：
d 2w ,2
t 2t t 205.217 5.6210.8187
δ=+=+
=，℃ 式中 2t δ—— 加热器下端差，2t δ=5.6℃
'
2,w t ——进水温度，其值从高压加热器JG3的上端差t δ计算得到
已知加热器水侧压力W P =21.47MPa,由2t =243.804℃,查的JG2出水比焓
2,w h =1058.0k J /kg
由'
2,w t =205.217℃,W P
=21.47MPa, 查得JG2进水比焓
'
2,w h =884.037k J /kg
由2,d t =210.8187, ℃ 2P =3.5763MPa, 查得JG2疏水比焓
2,d h =902.02k J /kg.至此,高温加热器JG2的进、出口汽水参数已经全部算出。

3）计算高压加热器JG3 加热器3P ：
P3(1p)P'j3=1.7853(1-0.03)=1.7317Mpa δ=-⨯
式中 3P ——第三抽汽口压力；
3P ∆——抽汽管道相对压损；
又3P =1.7317MPa ，查水蒸气性质表得 加热器饱和温度3,s t =205.217℃
JG3出水温度3,w t ：
w,3s,3t t t 205.2170205.217δ=-=-=℃
式中 δt ——加热器上端差。

JG3疏水温度t d3 ：
d3w,3t3t t 175.664 5.6181.264δ=+=+=
式中 3t δ—— 加热器下端差，3t δ=5.6℃
'
3,w t ——进水温度，其值从处氧气器CY 的上端差δt 计算得到
已知加热器水侧压力w P =21.47MPa,由3t =205.217℃,查的 JG3出水比焓
3,w h =884.037kJ/kg
由'3,w t =175.664℃, w P
=21.47MPa, 查得JG3进水比焓'
3,w h =755.24. kJ/kg
由3,d t =181.264℃, 3P =1.7317MPa, 查得JG3疏水比焓
3d h =769.123kJ/kg.至此,高温加热器JG3的进、出口汽水参数已经全部算出。

4）计算高压加热器CY 加热器4P ：
P4(1p)P'j4=0.9542(1-0.05)=0.9065Mpa δ=-⨯
式中 4P ——第四抽汽口压力；
4P ∆——抽汽管道相对压损；
又4P =0.9065MPa ，查水蒸气性质表得 加热器饱和温度4,s t =175.664℃
CY 出水温度4,w t ：
w,4s,4t4t t 175.6640175.664δ=-=-=℃
式中 4t δ——加热器上端差。

CY 疏水温度4d t ：
4d t = '
4w t +4t δ=153.286+0=153.286℃
式中 4t δ—— 加热器下端差，4t δ=0
'
4w t ——进水温度，其值从底压加热器JD1的上端差t δ计算得到
已知加热器水侧压力w P =0.916MPa,由4t =175.664℃,查的CY 出水比焓4w h = 744.077kJ/kg
由'4w t =153.286℃,w P
=0.916MPa, 查得CY 进水比焓'
4w h = 646.696kJ/kg
由t d ，4=153.286℃, Ｐ4=0.9065MPa, 查得CY 疏水比焓4d h =
646.69kJ/kg.至此,高温加热器CY 的进、出口汽水参数已经全部算出。

5）计算低压加热器JD1 加热器5P ：
P5(1p)P'j5=0.5884(1-0.05)=0.5590Mpa δ=-⨯
式中 5P ——第五抽汽口压力；
5P ∆——抽汽管道相对压损；
又5P =0.5590MPa ，查水蒸气性质表得 加热器饱和温度5,s t = 156.086℃
JD1出水温度5,w t ：
w,5s,5t5t t 156.086 2.8153.286δ=-=-=℃
式中 5t δ——加热器上端差。

JD1疏水温度5d t ：
d5w,5t5t t 121.704 5.6 127.304δ=+=+=℃ 式中 5t δ—— 加热器下端差，5t δ=5.6℃
'
5w t ——进水温度，其值从高温加热器JD2的上端差t δ计算得到
已知加热器水侧压力W P =2.758MPa,由5t =153.286℃,查的JD1出水比焓5w h = 647.816kJ/kg
由5w t =121.704℃,W P =2.758MPa, 查得JD1进水比焓'
5w h =
512.812kJ/kg
由5d t =127.304℃, 5P =0.5590MPa, 查得JD1疏水比焓5d h =
535.52kJ/kg.至此,高温加热器JD1的进、出口汽水参数已经全部算出。

6）计算低压加热器JD2 加热器6P ：
P6(1p)P'j6=0.2407(1-0.05)=0.2287Mpa δ=-⨯
式中 6P ——第六抽汽口压力； 6P ∆——抽汽管道相对压损； 又6P =0.2287MPa ，查水蒸气性质表得 加热器饱和温度6,s t = 124.504℃ JD2出水温度6w t ：
w,6s,6t t t 124.504 2.8121.704δ=-=-=℃
式中 t δ——加热器上端差。

JD2疏水温度6d t ：
d6w,6t6 t t 90.2007 5.695.8007δ=+=+=℃ 式中 6t δ—— 加热器下端差，6t δ=5.6℃
'
6w t ——进水温度，其值从低压加热器JD3的上端差t δ计算得到
已知加热器水侧压力w P =2.758MPa,由6t =121.704℃,查的JD2出水比焓6w h = 512.812kJ/kg
由'6w t =90.2007℃,w P
=2.758MPa, 查得JD2进水比焓'
6w h = 379.891kJ/k
由6d t =95.8007℃, 6P =0.2287MPa, 查得JD2疏水比焓6d h = 401.5kJ/kg.至此,高温加热器JD2的进、出口汽水参数已经全部算出。

7）计算低压加热器JD3 加热器7P ：
P7(1p)P'j7=0.0827(1-0.05)=0.07857Mpa δ=-⨯
式中 7P ——第七抽汽口压力；
7P ∆——抽汽管道相对压损；
又7P =0.07857MPa ，查水蒸气性质表得 加热器饱和温度7,s t = 93.0007℃
JD3出水温度7,w t ：
w,1s,7t t t 93.0007 2.890.2007δ=-=-=℃
式中 t δ ——加热器上端差。

JD3疏水温度t d7 ：
d7t7t tw754.0 5.659.6δ=+=+=℃ 式中 7t δ—— 加热器下端差，7t δ=5.6℃
'
7w t ——进水温度，其值从轴封加热器SG 出水温度得到
已知加热器水侧压力w P =2.758MPa,由7t =90.2007℃,查的 JD3出水比焓7w h =
379.891kJ/kg
由'7w t =54.0℃,w P
=2.758MPa, 查得JD3进水比焓'
7w h = 228.399kJ/kg
由7d t =59.6℃, 7P =0.07857MPa, 查得H7疏水比焓7d h = 249.531kJ/kg. 至此,高温加热器JD3的进、出口汽水参数已经全部算出。

表1-2 机组各级回热抽汽参数
3.计算回热抽汽系数与凝汽系数 （1）1号高压加热器（JG1）, 1h η= 由JG1的热平衡式求1α
疏冷
JG1
h'w,j1
h w,j1
h d,j1
h 1
'111,1,1()dj w j w j h h h h α-=-
’,1,1
111
h h 1192.791058.01
0.065633136.41082.77
w j w j dj h h α--=
=
=--
JG1疏水系数110.06563d αα== (2)2号高压加热器（JG2） 由JG2的热平衡式求2α
'222112,2,2[()()]dj d dj dj w j w j h h h h h h αα-+-=-
’,2,21dj1dj222dj2
h (h h )
1058.0884.0370.06563(1082.77902.02)
0.07586
h h 3038.85902.02
w j w j d h αα-----⨯-=
=
=--JG2疏水系数2120.065630.075860.14149d d ααα=+=+= 再热蒸汽系数rh α
12110.065630.075860.85856rh ααα=--=--=
(3)3号高压加热器（JG3）
由JG3的热平衡式求3α
如图2-15所示，泵入口静压'pu p :
'''640.90651109.8120.906618pu pu p p g H ρ-=+∙∙=+⨯⨯⨯=
式中 '
4p —除氧器压力，Mpa ；
'ρ—除氧器至给水泵水的平均密度，㎏/m 3
给水泵内介质平均压力p pj 本级计算时，高压加热器H3的进水比焓h w,3´为未知，故先计算给水泵的介质比焓升Δh pu 。

'0.5()0.5(21.470.906618)11.18834pj pu pu p p p Mpa =⨯+=⨯+= 给水泵内介质平均比焓h pj ： 取h pj =h'pu =744.077kJ/kg
根据p pj =11.31Mpa 和h pj =744.077kJ/kg 查得： 给水泵内介质平均比容υpu =0.00111 m 3/㎏
给水泵介质焓升pu w h ∆
310()
pu av out in w pu
v p p h η-∆=
3100.00111(21.470.906618)27.500/0.83
kJ kg
⨯-== 给水泵出口比焓pu h ： 'pu h 744.07727.500771.577pu pu h h =+=+=
'333223,3,3[()()]()pu
dj d dj dj w j w j w h h h h h h h αα-+-=-+∆ 2-15给水泵焓升示意图
',3,3223333
()()
884.037(755.2427.500)0.14149(902.02769.123)
0.032023345.6769.123
pu
w j w j w dj dj dj dj h h h h h h h αα-+∆---+-⨯-=
=
=--
JG3疏水系数3230.141490.032020.17351d d ααα=+=+= (4)除氧器CY
4
'44433,4,4()()j dj d dj d w j w j h h h h h h αα-+-=-
4',4,433444()
744.077646.6960.17351(769.123646.69)
0.03014
()
3172.64646.69
j w j w j d dj d dj h h h h h h αα-----⨯-=
=
=--由除氧器的物质平衡可知除氧器的进水系数4c α
434110.173510.030140.79635c d ααα=--=--=
（5）5号低压加热器(JD1) 由JD1的热平衡式可得5α
'5554,5,5()()dj c w j w j h h h h αα-=-
'4,5,5555()
0.79635(647.816512.812)
0.04272()
3052.17535.52
c w j w j dj h h h h αα-⨯-=
=
=--
JD1疏水系数550.04272d αα== （6）6号低压加热器(JD2) 同理，有
'6665564,6,6[()()]()dj d dj dj c w j w j h h h h h h ααα-+-=-
'4,6,6556666
()()
0.79635(512.812379.891)0.04272(535.52401.5)
0.04056
2870.29401.5
c w j w j
d dj dj dj h h h h h h ααα---⨯--⨯-=
=
=--JD2疏水系数6560.042720.040560.08328d d ααα=+=+= （7）7号低压加热器(JD3)
'7776674,7,7[(()]()dj d dj dj c w j w j h h h h h h ααα-+-=-
'4,7,7667777
()()
0.79635(379.89228.399)0.08328(401.5249.531)
0.04444
2679.6249.531
c w j w j
d dj dj dj h h h h h h ααα---⨯--⨯-=
=
=--JD3疏水系数7670.083280.044440.12772d d ααα=+=+= (8)凝汽系数c α的计算与物质平衡校核 由热井的物质平衡计算c α
470.796350.127720.66863c c d ααα=-=-=
由汽轮机通流分物质平衡计算
c α，以校核计算的准确性
1c j αα=-∑
10.065630.075860.032020.030140.042720.040560.044440.66863
=-------=
两者计算结果相同，表明以上计算正确
1. 计算0D
根据抽汽做功不足多耗新汽的式来计算0D
0007
1D 1c c j j
j D D Y βα===
-∑
（1）计算c0D 凝汽的比内功功
03398.96(3539.443038.85)2437.41462.15(/)ic rh c h q h kJ kg ω=+-=+--=
3
c033600D 103600300000
10754.0165(/)
1462.150.990.9895
e
ic m g
P t h ωηη--=⨯⨯=
⨯=⨯⨯
（2）计算0D
各级抽气做功不足系数j Y 如下
113136.4500.592437.4
0.82041462.15rh c
ic
h q h Y ω+-+-=
=
=
223038.85500.592437.4
0.75371462.15
rh c
ic
h q h Y ω+-+-=
=
=
333345.62437.4
0.62111462.15c
ic
h h Y ω--=
=
=
443172.642437.4
0.50281462.15c
ic
h h Y ω--=
=
=
553052.172437.4
0.42051462.15
c
ic
h h Y ω--=
=
=
662870.292437.4
0.29611462.15c
ic
h h Y ω--=
=
=
772679.62437.4
0.16561462.15
c
ic
h h Y ω--=
=
=
于是，抽汽做功不足汽耗增加系数β为
7
111
1.224610.183393
1j j
j Y βα==
=
=--∑
则汽轮机新汽耗量00754.0165 1.2246923.3686(/)c D D t h β==⨯=
j j h α、j j Y α和j D 的计算数据
项目（其中0D =923.3638t/h ）
抽汽系数 抽汽焓
抽汽不足系数
抽汽量 疏水系数 疏水量
j α
j h
j j h α
j Y
j j Y α
0(/)j j D t h D α=
dj α
dj D
0.06563 3136.4 205.8419 0.8204 0.053843 60.60068 0.06563 60.60068 0.07586 3038.85 230.5272 0.7537 0.057176 70.04674 0.14149 130.6474 0.03202 3345.6 107.1261 0.6211 0.019888 29.56626 0.17351 160.2137 0.03014 3172.64 95.62337 0.5028 0.015154 27.83033 0.79635 735.3246 0.04272 3052.17 130.3887 0.4205 0.017964 39.44631 0.04272 39.44631 0.04056 2870.29 116.419 0.2961 0.01201 37.45183 0.08328 76.89814 0.04444
2679.6
119.0814
0.1656
0.007359
41.0345
0.12772
117.9326
5.汽轮机功率校核 1kg 新汽比内功i ω为
7
01
()
3398.960.85856500.59(1005.0080.668632437.4)1194.0198(/)
i rh rh j j c c j h q h h kJ kg ωααα==+-+=+⨯-+⨯=∑ 据此，可得汽轮机发电机的功率'e P 为
0'
923.36861194.01980.990.9895
36003600
300.1005()
i m g
e D P MW ωηη⨯⨯⨯=
=
= 计算误差∆
'300300.1005
100%100%0.0335300
e e
e
P P P --∆=
⨯=
⨯=
误差小，在允许的范围内，表示上述计算正确 均压箱平均蒸汽比焓计算
6热经济指标计算
1kg 新蒸汽的热耗量0q
003398.960.85856500.591192.792635.96(/)rh rh fw
q h q h kJ kg α=+-=+⨯-= 汽轮机绝对内效率i η
01194.0198100%45.2974%2635.9566
i i w q η=
=⨯= 汽轮发电机组绝对电效率e η
0.4529740.990.989544.3736%
e i m g
ηηηη==⨯⨯= 汽轮发电机组热耗率q
3600
3600
8111.8352[/()]0.443796
e
q kJ kW h η=
=
=∙
汽轮发电机组汽耗率0d
008111.8352 3.0774[/()]2635.96
q d kg kW h q =
==∙ (4)全厂热经济指标
全厂热效率0.9110.990.44373640.0201%cp b p e ηηηη==⨯⨯= 全厂热耗率3600
3600
8995.4798[/()]0.400201
cp cp
q kJ kW h η=
=
=∙
全厂发电标准煤耗率0.123
0.123
0.30730.400201
s cp
b kg η==
∙标准煤/(kW h)
全厂供电热效率
(1)
0.400201(10.05)0.38019
n cp cp ap ηηζ=-=⨯-= 全厂供电热耗率36003600
9468.9497[/()](1)0.38019
cp cp ap q kJ kW h ηζ=
==∙-
全厂供电标准煤耗率0.1230.123
0.3235(1)0.38019
n
cp cp ap b kg ηζ=
==-标准煤/（kW/h ）
参考文献：
[1] 叶涛.热力发电厂.中国电力出版社.2009
[2] 黄新元.热力发电厂课程设计.中国电力出版社.2004 [3] 康松.汽轮机原理.中国电力出版社.2009年9月
[4] 严家禄,余晓福,王永青.水和水蒸汽热力性质图表.高等教育出版社.2003年2月。