原则性的热力系统
原则性热力系统计算说明书-热电联产计算
具有工业及采暖抽汽供热式汽轮机的热电厂原则性热力系统计算热电厂原则性热力系统附图所示，求在计算的供热工况和汽轮机耗汽量0D '下的发电量和全厂各项热经济指标。
已知：1、 汽轮机、锅炉主要特征 （1） 汽轮机机组型式 前苏联 ∏T —135/165-12.75/1.27型 新汽参数 0p =12.75 M a p (130ata), 0t =565℃ 终参数c p =3.4×310- M a p抽汽 七级抽汽,其中第3、6、7为调节抽汽，第3级为工业抽汽。
第6、7级为采暖抽汽功率 额定功率135MW ，最大功率165MW （2） 锅炉型式 自然循环汽包炉 参数b p =13.83 M a p , b t =570℃锅炉效率 b η=0.92 2、 供热抽汽及供热系统第3级工业抽汽调压范围为0.785~1.27 M a p (8~13ata)。
直接向热用户供汽,回水率50％,回至补充水除氧气MD 。
第6、7级采暖汽调压范围分别为0.0588~0.45 Ma p (0.6~2.5ata),0.0392~0.11M a p (0.4~1.2ata)。
经由基载热网加热器（BH1、BH2）和热水锅炉（WB ）通过水网热用户供暖。
在凝汽器内装有部分管束，用以预热采暖热网返回水。
网水设计送水温度dsn t =150℃。
3、回热抽汽及回热系统七级回热抽汽分别供三个高压加热器、一个前置式定压给水除氧器HD 和四个低压加热器用汽。
另外还专门设置了大气式补水除氧器MD ，以及保证MD 正常运行设立的补水预热器SW 。
在计算工况下各级抽汽压力、抽汽温度如表所示。
给水温度234℃，给水泵出口压力17.5 Ma p 。
给水在给水泵中理想泵功a puw =186kJ/kg ，给水泵效率pu η=0.8。
1、 计算工况工业热负荷供汽s D =302400kg/h ，3p =1.27 M a p ，回水温度ss t =90℃ ，相应回水焓ss w h ,近似为：90×4。
原则性热力系统与全面热力系统
原则性热力系统与全面热力系统热电厂的任务是将燃料的化学能转变为热能和电能，这种转变是由一系列设备来完成的。
将热力设备按照热力循环顺序，用管道连接起来的系统称为热力系统。
对热力系统的表示方法有下述两种。
一、原则性热力系统在热力设备中，工质按照热力循环顺序流动的系统称为原则性热力系统。
其作用是表明工质的能量转换及热量利用过程，反映热电厂能量转换过程的技术完善程度和热经济性的高低。
通过计算可以确定各设备的汽水量及热电厂的热经济指标。
原则性热力系统只表示出工质的流动过程中发生压力、温度变化所必须的工种热力设备，并且对同类型、同参数的设备只表示一个，备用设备不予绘出，设备附件一般均不表示。
原则性热力系统主要由下列各局部热力系统组成：锅炉、汽轮机及凝结器的连接系统，凝结水和给水回热加热系统，除氧器系统，补充水系统，废热回收系统及供热机组的对外供热系统等。
二、全面性热力系统热电厂的全面热力系统，是全厂所有热力设备和汽水管道及其附件相互连接的总系统。
全面性热力系统图是热电厂进行设计、施工、运行的指导性系统图之一。
全面性热力系统要按照设备的实有数量表示出全部主要设备和辅助设备，如锅炉、汽轮发电机组、各种热交换器、减温加压器、各种水泵及水箱等；也要按实际表示出热电厂的主要蒸汽系统、凝结水系统、回热加热系统、供热系统；还必须表示出各管道系统中的一切操作部件，如截止阀、调节阀、逆止阀、安全阀、水位调整器、疏水器、减温装置，高压加热器的自动盘路阀，流量计孔板等。
从而明确地反映了全厂设备的配置情况及在各种工况下的事故状态的运行方式。
附属于各设备的有机组成部分的管道系统，如汽轮机本体疏水系统，锅炉本体的汽水管道系统等，可不在全面性热力系统中表示。
对于一些次要的管道，如热电厂的疏水系统、凝结器及加热器的空气管路系统，在热力系统图中一般只标出其主要部分或部件。
若要详细地表示某部分的设备及系统，可绘制该部分设备的局部性热力系统，如主蒸汽系统、给水系统、供热系统、循环水系统等。
发电厂的原则性热力系统及画法
原则性热力系统的绘制
某凝汽式发电机组， 某凝汽式发电机组，采用两台两段式高压 加热器、两台低压加热器、 加热器、两台低压加热器、一台定压除氧器和 一台轴封加热器， 一台轴封加热器，汽轮机的第三段抽汽送至除 氧器。低压加热器的疏水采用逐级自流， 氧器。低压加热器的疏水采用逐级自流，最后 用疏水泵送入一号低加出口的主凝结水管道中。 用疏水泵送入一号低加出口的主凝结水管道中。 并采用一级排污水利用系统， 并采用一级排污水利用系统，化学补充水经浓 缩的排污水加热后送入除氧器， 缩的排污水加热后送入除氧器，排污水则排入 地沟。 地沟。
设备： 设备：
锅炉、汽轮机、凝汽器、回热加热器、除氧器、 锅炉、汽轮机、凝汽器、回热加热器、除氧器、 凝结水泵、给水泵及疏水泵等及连接管道。 凝结水泵、给水泵及疏水泵等及连接管道。
原则性热力系统的特点 同类型同参数的设备在图上只表示一个；备 同类型同参数的设备在图上只表示一个； 用设备和管路都不画出；附件一般均不表示, 用设备和管路都不画出；附件一般均不表示,额 定工况时所需的附件除外。 定工况时所需的附件除外。 反映了火电厂工质的流程和热力设备之间的 有机联系；表明了工质的能量转换及热量利用过 有机联系； 程。
表明了工质的能量转换及热量利用过1一锅炉2一汽轮机3一发电机4凝汽器5一凝结水泵6低压加热器7一疏水泵8一除氧器9一给水泵10一高压加热器11一连续排污扩容12一排污水冷却器13一地沟200mw机组的原则性热力系统300mw机组的原则性热力系统cc2590型供热式汽轮机原则性热力系统抽气器轴封加热器热网水泵回水泵减温减压器注意
N25－35－ N25－35－7型机组的原则性热力系统
1一锅炉 2一汽轮机 3一发电机 4-凝汽器 5一凝结水泵 6-低压加热器 7一疏水泵 8一除氧器 9一给水泵 10一高压加热器 10一高压加热器 11一连续排污扩容 11一连续排污扩容 器 12一排污水冷却器 12一排污水冷却器 13一地沟 13一地沟
原则性热力系统
305.06554
给水流量
1
1
1 0.836136447 0.83613645 0.836136447 0.746422508
0.7464225
轴封放热
7.708266796
0
0 11.1082323 21.4710884
0
0 9.178125
3.761758
疏水放热
11.78044404 4.37508237 17.54574274
统（盘山电厂）
引进的N600－25.4/541/566超临界压力机 组发电厂原则性热力系统（石洞口二厂）
美国超超临界压力325兆瓦两次中间再 热凝汽机组的发电厂原则性热力系统
美国 艾迪 斯通 电厂
供热机组热电厂 原则性热力系统
国产CC200－12.75／535／535型双抽汽 凝汽式机组热电厂原则性热力系统
0
0
0
发电厂全面性热力系统
发电厂的全面性热力系统是在原则性热力系统的基础上充分考虑 到发电厂生产所必须的连续性、安全性、可靠性和灵活性后所组 成的实际热力系统。
发电厂中所有的热力设备、管道及附件都应该在发电厂全面性热 力系统图上反映出来。这是与原则性热力系统在画法上的根本区 别。
发电厂全面性热力系统一般由下列局部系统组成 ：主蒸汽和再热蒸汽系统、旁路系统、回热加热( 回热抽汽及疏水)系统、给水系统、除氧系统、主 凝结水系统、补充水系统、锅炉排污系统、供热 系统、厂内循环水系统和锅炉启动系统等。
（六）选择热力辅助设备 根据最大工况时原则性热力系统所得各项汽水流量，按照“设规”的技术要求 ，结合有关辅助热力设备的产品规范，合理选择，并宜优先选用标准系列产 品，其型式也宜一致。
第九讲-原则性热力系统
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图7-9 美国超临界压力两次再热325MW凝汽式机组 发电厂原则性热力系统
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举例（ 举例（四）世界上最大单轴采暖抽汽式机组的发电厂原则性 热力系统
图7-10即为俄罗斯单采暖抽汽 T-250-240型供热机组的发电厂原则性 热力系统。配单炉膛直流锅炉，蒸发量为1000t/h，其蒸汽参数为 25.8MPa、545/545℃，给水温度260℃。其锅炉效率分别为 93.3%(燃煤)、93.8%(燃油)。该供热式机组蒸汽参数为23.54MPa、 540/540℃。最大功率达300MW。其特点： ①通流部分有足够的适应大抽汽量的要求； ②在控制上能满足电、热负荷在大范围内各自独立变化互不影响； ③可抽汽、背压纯凝汽方式运行； ④抽汽参数变化时仍保持最小节流损失。
图7-2 N600-16.7/537/537型机组的发电厂原则性热力系统
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举例（三） ：图7-3为国产CC200-12.75/535/535型双抽汽凝汽式机组，配HG670/140-YM9型自然循环汽包炉的热电厂原则性热力系统，有八级回热抽汽。 其主要特点是： ①第三、六级为调整抽汽，其调压范围分别为0.78~1.27 MPa、0.118~0.29MPa， 前者对工艺热负HIS直接供汽和峰载热网加热器PH的汽源，后者作为基载热 网加热器BH和大气压力式除氧器MD的汽源。 ②高压加热器H2和高压除氧器HD设有外置式蒸汽冷却器SC2、SC3与H1为出口 主给水串联两级并联方式，H2还没有外置式疏水冷却器DC2。 ③两级除氧，高压除氧器HD、大气压力除氧器MD均为定压运行，前者是给水除 氧器，后者是热电厂补充水除氧器。 ④因系热电厂采用了两级锅炉连续排污利用系统，其扩容蒸汽分别引至两级除氧 器HD、MD。
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第二 发电厂原则性热力系统举例
原则性热力系统
原则性热力系统与全面性热力系统发电厂热力系统图发电厂热力系统图按照应用的目的和编制方法不同，分成原则性热力系统和全面性热力系统。
以规定的符号来表示工质按某种热力循环顺序流经的各种热力设备之间联系的线路图，称为发电厂的原则性热力系统图。
表示工质的能量转换及其热量利用的过程，反映了发电厂能量转换过程的技术完善程度和发电厂热经济性的好坏。
以规定的符号表明全厂主辅热力设备，包括运行的和备用的，以及按照电能生产过程连接这些热力设备的汽水管道和附件整体系统图，称为发电厂的全面性热力系统图。
原则性热力系统作用：用来计算和确定各设备、管道的汽水流量，发电厂的热经济指标。
又称为计算热力系统。
组成：锅炉、汽轮、主蒸汽及再热蒸汽管道和凝汽设备的连接系统、给水回热加热器、除氧器和给水箱系统、补充水系统、锅炉连续排污及热量利用系统、对外供热系统及各种水泵等。
类型和容量相同时，原则性热力系统也可能不尽相同。
不同的连接方式所获得的经济效果也不同编制发电厂原则性热力系统的主要步骤（一）确定发电厂的型式及规划容量根据电网结构及其发展规划，燃料资源及供应状况，供水条件、交通运输、地质地形、地震及占地拆迁，水文气象，废渣处理、施工条件及环境保护要求和资金来源等，通过综合分析比较确定电厂规划容量、分期建设容量及建成期限。
涉外工程要考虑供货方或订货方所在国的有关情况。
（二）选择汽轮机凝汽式发电厂选用凝汽式机组，其单位容量应根据系统规划容量、负荷增长速度和电网结构等因素进行选择。
各汽轮机制造厂生产的汽轮机型式、单机容量及其蒸汽参数，是通过综合的技术经济比较或优化确定的。
（三）绘发电厂原则性热力系统图汽轮机型式和单机容量确定后，即可根据汽轮机制造厂提供的该机组本体汽水系统，和选定的锅炉型式来绘制原则性热力系统图。
（四）发电厂原则性热力系统计算进行几个典型工况的原则性热力计算，及其全厂热经济指标计算，详见本章第三、四节。
（五）选择锅炉选择锅炉应符合现行的SD268‐1988《燃煤电站锅炉技术条件》的规定，必须适应燃用煤种的煤质特性及现行规定中的煤质允许变化范围。
第五章发电厂原则性热力系统
热力系统的概念及分类 发电厂原则性热力系统的拟定 辅助热力系统 发电厂原则性热力系统举例 发电厂原则性热力系统计算
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第五章发电厂原则性热力系统
5.0 热力系统的概念及分类
一、热力系统的概念
定义—将热力设备按照热力循环的顺序用管道和附件连接起 来的一个有机整体。
它是施工和运行的主要依据。
对于不同范围的热力系统，都有其相应的原则性和全面性热
力系统图，如回热的原则性和全面性热力系统图，主蒸汽的
原则性和全面性热力系统图、发电厂的原则性和全面原则性
热力系统图等等。
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第五章发电厂原则性热力系统
5.1 发电厂原则性热力系统的拟定
一、发电厂原则性热力系统组成
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第五章发电厂原则性热力系统
汽轮机组在调节汽门全开时（valve wide open, VWO)最大计 算出力：
汽轮机调节汽门全开时通过计算最大进汽量和额定的主蒸汽、再热参数 工况下，并在正常的排汽压力（4.9kPa）和补水率为0%条件下计算所能 达到的出力。
WH公司500MW机组增加5%的流量裕度一般可增加4.5%的 出力，其VWO工况出力为5251.045=548.6MW。 汽轮机组在调节汽门全开且超压5%（5% over pressure , 5%OP )连续运行出力——（VWO+5%OP）工况：
对于不同功能的各种热力系统，其原则性热力系统用来反映该 系统的主要特征-采用的主辅设备和系统型式等。 系统图表示方法注意：
在机组和全厂的原则性热力系统图上: ①不应有反映其他工况（非讨论工况）的设备及管线，以及
发电厂的原则性热力系统PPT课件
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（1）发电厂原则性热力系统
——以规定的符号表明工质按某种热力循环 顺序流经的各种热力设备之间联系的线路图
目的：表明能量转换与利用的基本过程，反映发电厂 能量转换过程的技术完善程度和热经济性
特点：简捷、清晰，无相同或备用设备
应用：决定系统组成、发电厂的热经济性
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（2）发电厂全面性热力系统
——发电厂组成的实际热力系统，表明全厂所有 热力设备及其汽水管道的连接方式。 容
器
锅炉
高压加 热器
除氧 器
前置泵
汽动给 水泵
低压加热
-
器
汽轮机
发电机
凝结 水泵
凝结水
7 升压泵
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发电厂全面性热力系统举例 N600-25.4/538/538型机组全面性热力系统
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发电厂的热力系统
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一、两个概念
热力系统——将热力设备按照热力循环的顺序用管道 和附件连接起来的一个有机整体
热力系统图——根据发电厂热力循环的特征，将热力部 分的主、辅设备及其管道附件按功能有 序连接成一个整体的线路图
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二、热力系统的两种基本型式
热力系统
发电厂原则性热力系统
发电厂全面性热力系统
应用：决定影响到投资、施工、运行可靠性和经济性
组成：主蒸汽和再热蒸汽系统、旁路系统、给水系统、 回热加热（回热抽汽及疏水）系统、除氧系统、 主凝结水系统、补充水系统、锅炉排污系统、 供热系统、厂内- 循环水系统、锅炉启动系统等5
发电厂原则性热力系统举例： N300-16.67/538/538型机组原则性热力系统
第七章原则性热力系统
3．计算步骤 （1）整理原始资料，编制汽水参数表；
（2）按“先外后内”，再“从高到低”顺序计算； （3）各性能参数的计算
四、热耗率的修正和非额定工况的计算
1．热耗率的修正（新汽参数变化：压力+0.49 –0.49；温度+5 度，负10度。热经济性下降，热耗率变化）
查阅制造厂提供的修正曲线（新汽压力，温度，中间再热温度， 冷却水温度，回热器汽水参数，求得变化后的机组热耗率后再求其 他热指标）
并网？基本负荷？中间负荷？调峰负荷，结合资源和环境考虑
2．选择汽轮机 ：型式（背压，凝汽），单机、全厂容量（30， 60），参数（随负荷定），
3．绘发电厂原则性热力系统图：汽机锅炉型式，一二次蒸汽参 数和回热参数及疏水方式，确定：排污扩容系统，除氧器及给 水泵等系统，辅助设备（轴封冷却器及暖风器连接方式）
三、计算方法与步骤
1．计算方法的分类
①按基于热力学定律情况分： 基于热力学第一定法和基于热力学第二定律法 ②按计算工具分，手工计算法和电子计算机计算 ③按给定参数分为定功率法、定流量法。 ④按热平衡情况分为正热平衡计算法、反热平衡计算法（热效 率的正反向计算）。
2．全厂热力计算与机组热力计算的异同 共同点： ①求解多元一次线性方程组； ②其计算原理和基本方程式是相同的 ； ③均可用汽水流量的绝对量或相对量计算； ④两者计算的步骤也是类似
发电厂的设计程序为：初步可行性研究，可行性研究，初步设计，施工图设计，拟 定发电厂原则性热力系统是火电厂可行性研究及初步设计中热机部分的主要内容
初步可行性研究（型式、容量及其规划容量 ）
可行性研究，初步设计，施工图设计。
拟定发电厂原则性热力系统的主要内容及其步骤如下
（1）确定发电厂的型式及规划容量 ，凝汽式或热电厂；
原则性热力系统计算例题
二、回热系统参数 该机组有八级不调整抽汽参数如表1所示
表1 N300-16.67/537/537型机组回热抽汽参数表
项目
单位
回热抽汽参数
— 二 三四 五 六 七 八
加热器编号
H1 H2 H3 H4 H5 H6 H7 H8
抽汽压力p MPa 5.93 3.66 1.75 0.823 0.326 0.135 0.074 0.026
低压缸汽封
Asg4 1373
0.001430 2716 至SG
总计
总21562 0.02315
（2）其它有关数据
面组的机电效率
回热加热器效率 连续排污扩容器压力选0.99MPa
化学补充水温tma=20℃
给水泵组合水焓升Δhwpa=25.8kJ/kg，凝结水泵的 焓升Δhwpa=1.7J/kg。各管段压损和各加热器
饱和水焓hs
.7
8
5
4
6
2
8
8
抽汽放热 q=h-hs
kJ/kg 2070 2149 2574 2418 2467 2371 2406 2347 229 2215. .4 .6 .6 .4 .9 .2 .3 .2 7.2 1
水 加热器出口 kJ/kg 1193 1047 862. 715. 555. 436. 365. 259. 149.
6
6
6
6
6
6
6
6
p
加热器压力 MPa 5.6 3.44 1.57 0.77 0.28 0.12 0.06 0.02
P’
4
7
9
45
P’压力下的 ℃ 饱和水温ts
247. 206. 178. 169. 109. 92.6 67.2 41.3 99.1 34.7
原则性热力系统的计算
一、原则性热力系统拟定及数据整理1、设计题目本次工程选择的主机是上海汽轮机厂生产的引进优化型亚临界300MW机组，该300MW汽轮机为上海汽轮机厂引进美国西屋公司的技术制造的亚临界、中间再热、双缸双排汽、高中压合缸、单轴、反动、凝汽式汽轮机。
型号：N300MW-16.7/538/538-1型；额定功率：300MW转速：3000r/min；给水回热：八段不调整抽汽（3个高压加热器+1个除氧器+4个低压加热器），其中高压缸2段，中压缸2段，低压缸4段；额定背压：0.0049 MPa；额定冷却水温度：20℃；2、额定工况（TRL）下的热力参数1）额定功率：300MW，外供热量见任务书2）新蒸汽：（高压主汽阀前）主汽压力p0=16.7MPa；主汽温t0=538℃；再热蒸汽：（中压联合汽阀前）p zr=3.41MPa；再热汽温t zr=538℃3）排汽压力p n=11.8 kPa；排汽焓h n=2427.6kJ/kg4）系统补水率3%5）各级抽汽参数：见下表亚临界压力 300MW 凝汽式机组蒸汽膨胀过程二、全厂热力系统工质平衡汽轮机总耗汽量锅炉蒸发量D' = D0D b = D’ +D l = D 0 +0.03D bD b =1.0309D 0锅炉给水量D fw=D b+D bl=1.0309D0+0.03D b=1.061827D01)扩容排污排污量D bl =3%D b排污扩容器和排污水冷却器的热效率ηf，ηf为98%。
取汽包压力p=1.12p 0，p 0 =18.704MPa,p=18.704MPa下饱和水的焓值h bl，查水蒸气表得：h bl =1763.232kJ/kg。
p 扩=p ,4 (1+3%)=0.80731MPa。
p 扩下饱和水和饱和蒸汽的焓h f ' 、h f "。
查水蒸气表得h f' =722.84 kJ/Kg，h f " =2769.23 kJ/Kg由扩容排污器物质平衡得：D bl = D f + D 'bl （2-1）由扩容排污器热平衡得：D bl h blηf = D f h f '' + D bl' h f' （2-2）由公式（2-1）和（2-2）得D f =0.01519D 0，D bl =0.015737D 0D fw =D b +D bl =1.0309D 0 +0.03D b =1.061827D 0故化补水量D ma =（D l + D ' ）+100000=0.046664D 0 +100000扩容排污冷却器取化补水温度为15℃，则化补水焓值h w,ma =4.1818×15=62.727kJ/kg环境参数为90kPa，t hj =15℃，排入地沟的水温度为40℃。
发电厂原则性热力系统计算
发电厂原则性热力系统计算举例
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热力发电厂课程设计
设计题目：600/660MW凝汽式机组全 厂原则性热力系统计算
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• 原则性热力系统的定义：
又称为计算热力系统，以规定的符号来表示工质按某种热 力循环顺序流经的各种热力设备之间联系的线路图。 特点： 表明能量转换与利用的基本过程，它反映了发电厂动 力循环中工质的基本流程、能量转换与利用过程的完善程度 。简捷、清晰是它的特点，在相同参数下凡是热力过程重复 、作用相同的设备、管道均不画出。
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一 设计内容组成 说明书部分(80%)+图纸部分(20%) 原始资料
汽轮机型式及参数； 回热加热系统参数； 锅炉型式及参数； 其他数据； 简化条件。
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热力系统计算步骤
（一）汽水平衡计算 1. 全厂补水率（根据全厂汽水平衡） 2. 给水系数 3. 各小汽流流量系数
（七）低压加热器各级抽汽系数计算 1. 计算各级低压加热器的抽汽系数 2. 计算各级低压加热机的疏水系数
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（八）凝汽系数计算 1. 小汽机抽汽系数 2. 由凝汽器的质量平衡计算凝汽系数 3. 由汽轮机汽侧平衡校核凝汽系数（要求相对误差不超过±0.2%） （九）汽轮机内功计算 1. 凝汽流做功 2. 抽汽流做功 3. 附加功量 4. 汽轮机内功
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3）计算步骤也不完全一样
为便于计算，凡对回热系统有影响的外部系统，如辅助热力 系统中的锅炉连续排污利用系统、对外供热系统等，应先进 行计算。按照“先外后内，由高到低”低顺序进行。 以凝汽式发电厂为例： ① 整理原始资料 ② 按“先外后内，先高后低”顺序计算
第六章原则性的热力系统
二、发电厂形式和容量的确定
1、发电厂设计程序：初步可行性研究，可行性研究，初 、发电厂设计程序：初步可行性研究，可行性研究， 步设计，施工图设计。 步设计，施工图设计。 2、建电厂形式： 、建电厂形式： （1）只有电负荷：凝汽式电厂； ）只有电负荷：凝汽式电厂； （2）需供热：热电联产； ）需供热：热电联产； （3）燃烧低热值燃料：坑口电厂； ）燃烧低热值燃料：坑口电厂； （4）天然气充足：燃气－蒸汽联合循环。 ）天然气充足：燃气－蒸汽联合循环。 3、容量确定：尽量建大容量高参数电厂。 、容量确定：尽量建大容量高参数电厂。
发电厂全面性热力系统包括： 发电厂全面性热力系统包括：
（1）主蒸汽和再热蒸汽系统； ）主蒸汽和再热蒸汽系统； （2）旁路系统； ）旁路系统； （3）回热加热（回热抽汽及疏水）系统； ）回热加热（回热抽汽及疏水）系统； （4）给水系统； ）给水系统； （5）除氧系统； ）除氧系统； （6）主凝结水系统； ）主凝结水系统； （7）补充水系统； ）补充水系统； （8）锅炉排污系统； ）锅炉排污系统； （9）供热系统； ）供热系统； （10）厂内循环水系统； ）厂内循环水系统； （11）锅炉启动系统。 ）锅炉启动系统。
A：保证用户连续生产所需的生产用汽量； ：保证用户连续生产所需的生产用汽量； B：冬季采暖、通风和生活用热量的60％－ ％，寒 ：冬季采暖、通风和生活用热量的 ％－ ％，寒 ％－70％， 冷地区取上限。此时可降低部分发电出力。 冷地区取上限。此时可降低部分发电出力。
第三节、 第三节、发电厂原则性热力系统举例
（3）汽轮机组在调节汽门全开时（VWO）最大计 ）汽轮机组在调节汽门全开时（ ） 算出力： 算出力：指汽轮机组调节汽门全开时通过计算最 大进汽量和额定的主蒸汽、再热蒸汽工况下， 大进汽量和额定的主蒸汽、再热蒸汽工况下，并 在正常排汽压力（ 补水率为0％ 在正常排汽压力（4.9kPa）下，补水率为 ％条 ） 件下计算所能达到的出力。 件下计算所能达到的出力。 其他: 其他 美国设计的大容量火电机组汽轮发电机组在 调节汽门全开和所有给水加热器全部投运之下， 调节汽门全开和所有给水加热器全部投运之下， 超压5%连续运行的能力， 超压 连续运行的能力，以适应调峰的需要 。 连续运行的能力
汽轮机原则性热力系统资料
汽轮机原则性热力系统根据热力循环的特征，以安全和经济为原则，将汽轮机与锅炉本体由管道、阀门及其辅助设备连接起来，组成发电厂的热力系统。
汽轮机热力系统是指主蒸汽、再热蒸汽系统，旁路系统，轴封系统，辅助蒸汽系统和回热抽汽系统等。
下面着重介绍主蒸汽系统及旁路系统。
第一节主蒸汽及再热蒸汽系统锅炉与汽轮机之间的蒸汽管道与通往各用汽点的支管及其附件称为主、再热蒸汽系统。
本机组的主蒸汽及再热蒸汽采用单元制连接方式，即一机一炉相配合的连接系统，如图3-1所示。
该连接方式结构简单、阀门少、管道短而阻力小，便于自动化的集中控制。
一、主蒸汽系统主、再热蒸汽管道均为单元双—单—双管制系统，主蒸汽管道上不装设隔断阀，主蒸汽可作为汽动给水泵及轴封在机组启动或低负荷时备用汽源。
主蒸汽从锅炉过热器的两个出口由两根蒸汽管道引出后汇合成一根主蒸汽管道送至汽轮机，再分成两根蒸汽管道进入2只高压自动主汽阀、4只调节阀，然后借助4根导汽管进入高压缸，在高压缸内做功后的蒸汽经过2只高压排汽逆止阀，再经过蒸汽管道（冷段管）回到锅炉的再热器重新加热。
经过再热后的蒸汽温度由335℃升高到538℃，压力由3.483MPa 降至3.135MPa，由于主、再热蒸汽流量变化不多蒸汽比容增加将近一倍。
再热后蒸汽由两根蒸汽管道引出后汇合成一根再蒸汽管道送至汽轮机，再分成两根蒸汽管道经过2只再热联合汽阀（中压自动主汽阀及中压调节阀的组合）进入中压缸。
它设有两级旁路，I级旁路从高压自动主汽阀前引出，蒸汽经减压减温后排至再热器冷段管，采用给水作为减温水。
II级旁路从中压缸自动主汽阀前引出，蒸汽经减压减温后送至凝汽器，用凝结水泵出口的凝结水作为减温水。
带动给水泵的小汽轮机是利用中压缸排汽作为工作汽源（第4段抽汽，下称低压蒸汽）。
由于低压蒸汽的参数随主机的负荷降低而降低，当负荷下降至额定负荷的40％时，该汽源已不能满足要求，所以需采用新蒸汽（下称高压蒸汽）作为低负荷的补充汽源或独立汽源。
125MW机组的原则性热力系统
一、课程设计目的通过设计加深巩固热力发电厂所学理论知识，了解热力发电厂计算的一般步骤，掌握热力系统的能量平衡式、质量平衡式和热经济性指标的计算，并考虑不同辅助成分引入回热系统对机组热经济性影响，一期达到通过课程设计进一步了解发电厂系统和设备的目的。
具体要求是按给定的设计条件及有关参数，求出给出的热力系统额定工况时各部分的汽水流量和各项热经济性指标。
二、设计目的及已知条件1、125MW 机组的原则性热力系统计算2、原则性热力系统图3、汽机形式和参数机组形式：国产N125—135/550/550型超高压中间再热凝汽式汽轮机额定参数：125000千瓦，处参数：0135P =绝对大气压，00550t C =再热参数：热段压力23.4绝对大气压，温度：0550C 排气参数：00.05P =绝对大气压 0.942=n X 4、回热系统参数该机组有7组不调节抽气，额定工况时，其抽气参数如表1，给水泵的压力为170绝对大气压，凝结水泵的出口压力为12绝对大气压。
表1 N125—135/550/550型机组回热抽气参数5、门杆漏气和轴封系统漏气表2 门杆漏气量和轴封系统漏气量6、锅炉型式和参数锅炉形式：国产SG400/140型汽包式自然循环锅炉 额定蒸发量：400吨/时 过热蒸汽参数：141gr P =绝对大气压,0555C =gr t ,156b P =绝对大气压 给水温度：0240C =gs t 锅炉效率： 0.911gl η= 7、其他已知及数据 汽机进汽节流损失 00.05P 中间联合汽门节流损失 0.05s P 均压缸压力 1.5绝对大气压 轴封加热器压力 0.97绝对大气压 锅炉排污量：0.01PW gl D D = 全厂汽水损失：0.015l gl D D =化学补充水压力为6绝对大气压 温度为20℃ 该热发电机组的电机效率 m g 0.980.985ηη⨯=⨯ 排污水冷却器效率 b 0.98η= 排污水冷却器端差 8℃ 除氧器水箱水位标示 20m 三、计算过程1、汽态曲线（N125-135/550/550型机组的蒸汽膨胀过程曲线）2、根据已知数据计算或查出有关的汽水参数如表33、锅炉排污利用系统计算表4 有关热汽量及排污利用系统的比焓值计算锅炉连续排污利用系统 4、各级抽汽量计算 ①给水泵中的比焓升p h ∆，除氧器水箱标示20m ，则给水泵进口压力为363109.820/100.793fp p gh p ρ'=+=⨯⨯+＝0.989MPa除氧器压力下的饱和温度0179.43pf t C =，查表760.717/fp h KJ Kg '=，2.104/fp fp S S KJ Kg '''==，给水泵出口压力17.221fp P MPa ''=，779.04/fp h KJ kg ''=，故779.04760.73()/22.89/0.8p fp fp gph h h h KJ Kg η-'''∆=-==高压加热器和除氧器计算系统 ＃1加热器平均为1112()()z n f w w w h h h h αηα-=-1211() 1.05727(1045.76949.02)0.048018()(3159.72986.21)0.98fw w w z n h h h h ααη--===--⨯＃2加热器平均为[]22211223()()()z z z n f ww w h h h h h h ααηα-+-=-，[]2(3078.75739.88)0.048018(986.21739.88)0.98 1.05727(949.02704.82)α-+-=- 20.107584α=120.1075840.0480180.155602αα+=+= 110.1556020.844398h α-=-= ＃3除氧器 物质平衡为87123123()()l l m m c f fw αααααααααα-+++++++=433(7851)2547100.1556020.002561 1.05727c αα--++⨯++++=330.889207c αα=-热平衡为()87210233343l l m m rn c w f f fw h h h h h h n h αααααααηα'''⎡⎤-+++++=⎣⎦ 30.063426α=，30.8892070.0634260.825781C α=-=＃4加热器热平衡[]444345()()n c w w h h h h αηα'-=- 4(3117.96617.63)0.980.825781(614.16512.71)α-⨯=- 40.034190α= ＃5加热器热平衡[]55545356()4()()n cww h h h h h h ααηα'''-+-=-[]56(2978.69525.61)0.034190(617.63525.610.980.825781(512.71)wz h α-+-=- 560.1748330.00034350.051416wz h α=-=混合点m 的物质平衡为345676()c c c c ααααααα=+++++5．汽机各级段通流量计算（1）调节级第1-6级通流量：()161α-= （2）第7-8级通流量：()()()()167816910110.0080.048018L L ααααα----==+-=+-0.959982=（3）再热蒸汽通流量：()82780.9599820.00780.1075840.844598rh L αααα-=--=--=（4）中压缸第9-14级通流量：()()()341011914rh m m L L αααααα-=--+-()()0.8445980.00030.00030.02740.009=--+-0.862398=（5）中压缸第15-16级通流量：()()31115169140.8623980.0634260.0090.807972L αααα--=-+=-+=（6）中压缸第17-18级通流量：()()4171815160.8079720.034190.773782ααα--=-=-=（7）低压缸第19-21级通流量:()()512192117180.7737820.0514160.00090.721466αααα--=--=--=（8）低压缸第22-23级通流量：()()6222319210.7214260.0328980.688568ααα--=-=-=（9）低压缸第24级通流量：()24722230.6885680.0199390.668629ααα-=-=-=（10）排入凝汽器流量:'2415160.6686290.0010.0010.666629n αααα=--=--=甲凝汽器物质平衡验算:(1921)70.7160790.0261720.0199390.00410.665868n ma sg ααααα-=---=---=误差：'0.6666290.665868100%100%0.11%0.665868n n n n ααδαα--=⨯=⨯= 允许。
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二、发电厂形式和容量的确定
1、发电厂设计程序：初步可行性研究，可行性研究，初 步设计，施工图设计。
2、建电厂形式： （1）只有电负荷：凝汽式电厂； （2）需供热：热电联产； （3）燃烧低热值燃料：坑口电厂； （4）天然气充足：燃气－蒸汽联合循环。 3、容量确定：尽量建大容量高参数电厂。
三、主要设备选择原则
（3）汽轮机组在调节汽门全开时（VWO）最大计 算出力：指汽轮机组调节汽门全开时通过计算最 大进汽量和额定的主蒸汽、再热蒸汽工况下，并 在正常排汽压力（4.9kPa）下，补水率为0％条 件下计算所能达到的出力。
其他: 美国设计的大容量火电机组汽轮发电机组在 调节汽门全开和所有给水加热器全部投运之下， 超压5%连续运行的能力，以适应调峰的需要 。
设备组成：包括发电厂中所有的热力设备，管道 及附件，包括主、辅设备，主管道及旁路管道， 正常运行与事故备用的，机组启停机，保护及 低负荷切换运行的管路管件都需要在电厂全面 性热力系统图上反映（所有设备均画出）。
发电厂全面性热力系统包括：
（1）主蒸汽和再热蒸汽系统； （2）旁路系统； （3）回热加热（回热抽汽及疏水）系统； （4）给水系统； （5）除氧系统； （6）主凝结水系统； （7）补充水系统； （8）锅炉排污系统； （9）供热系统； （10）厂内循环水系统； （11）锅炉启动系统。
原则性热力系统图：相同参数下凡是热力过 程重复，作用相同的设备及管道均不画出。
特点：简捷、清晰，无相同或备用设备 应用：决定系统组成、发电厂的热经济性
N300-16.7/538/538型机组的发电厂原则性热力系统
5、发电厂全面性热力系统：是在原则性热力系统 的基础上充分考虑到发电厂所必须的连续性、 安全性、可靠性、灵活性后所组成的实际热力 系统。
（二）、锅炉机组
1、锅炉参数
□ 锅炉过热器出口额定蒸汽压力为105％汽轮机额定进汽压力； □过热器出口额定蒸汽温度高于汽轮机额定进汽温度3℃； □冷段再热蒸汽管道、再热器、热段再热蒸汽管道的压力降分别
为汽轮机额定工况下高压缸排汽压力的1.5 % ～ 2.0%、5%、 3.5～3%； □再热器出口额定蒸汽温度比汽轮机中压缸额定进汽温度高3℃。
2、锅炉型式 （1）大型火力发电厂几乎都采用煤粉炉，其效率高，可
达90～93％； （2）水循环方式： 亚临界参数(16.18MPa以下)及其以下：自然循环 亚临界参数(16.18～23.54MPa) ：强制循环或自然循环 超临界参数（23.54～32MPa）:强制循环直流炉。 超超临界参数（32MPa以上的）:强制循环直流炉。
几个重要概念： （1）汽轮机铭牌出力：指汽轮机在额定进汽和再热参数
工况下，排汽压力为11.8kPa，补水率为3％，汽轮机 组的保证出力。 （2）汽轮机组保证最大连续出力（TMCR）：是指汽轮 机在通过铭牌出力所保证的进汽量、额定主蒸汽和再 热蒸汽工况下，在正常的排汽压力（4.9kPa）下，补 水率为0％时，机组能保证达到的出力。
WH公司 500MW机组增加5%的流量裕度一般可增加4.5%的出力，所以 其VWO工况出力为525×1.045=548.6（MW）。
大容量火电机组（除核电站外）都要求机组应具有在调节汽门全开 和所有给水加热器全部投运之下，可超过5%(5% over pressure, 5%OP)连续运行的能力，以适应调峰的需要，此运行方式下，又可 增加5%的流通能力，出力也比VWO工况下再增加4.5%，因此WH公司 500MW机组在（vwo+5%OP）的工况下的出力为548.6×1.045=573.3 （MW）
A：保证用户连续生产所需的生产用汽量； B：冬季采暖、通风和生活用热量的60％－70％，寒 冷地区取上限。此时可降低部分发电出力。
第三节、发电厂原则性热力系统举例
一、亚临界参数机组发电厂原则性热力系统 蒸汽进入汽轮机初参数：压力小于16.18MPa
汽轮机按主蒸汽参数分类
低压汽轮机：小于1.47 MPa； 中压汽轮机：1.96 ~ 3.92 MPa； 高压汽轮机：5.88 ~ 9.81 MPa； 超高压汽轮机：为11.77 ~ 13.93 MPa； 临界压力汽轮机：15.69 ~ 17.65 MPa； 超临界压力汽轮机：大于22.15 MPa； 超超临界压力汽轮机：大于32 MPa。
4、发电厂原则性热力系统图目的 ：表明能量的转换 与利用的基本过程，它反映了发电厂动力循环中工 质的基本流程、能量转换与利用过程的完善程度 （又称：计算热力系统，对设计电厂时，原则性热 力系统图的拟定非常重要）。
发电厂组成部分：锅炉，汽轮机，发电机，主蒸汽及 管道，再热蒸汽管道连接系统，给水回热加热系统， 锅炉连续排污利用系统，补充水系统，热电厂对外 供热系统。
原则性的热力系统
第一节、热力系统及主设备选择原则
一、热力系统 1、定义：将热力设备按照热力循环的顺序用管道
和附件连接起来的一个有机整体。 2、组成：回热加热系统（汽轮机回热系统）＋辅
助热力系统（锅炉排污系统）＋对外供热系统。 3、分类：发电厂热力系统图分为：（1）原则性
热力系统图（2）全面性热力系统图。
美国西屋公司（WH）生产的500MW机组，在额定蒸汽参数为 16.7MPa/538℃/538℃,排气压力为11.8Pa，补水率为3%时，其铭牌 出力为500MW。
美国西屋公司（WH）生产的500MW机组保证流量为1589t/h，排气压 力为4.9kPa，补水率为0%时的最大保证出力为525MW。
3、锅炉容量与台数 （1）凝汽式发电厂一般一机配一炉（不设备用锅炉）；
（2）锅炉最大连续蒸）热电联产发电厂选择锅炉容量和台数：需要保证 汽轮机进汽量不得低于锅炉最小稳定燃烧的负荷， 以保证锅炉的安全稳定运行。
（4）考虑：当热电厂一台最大锅炉停运时，其余锅炉 应满足以下要求：
（一）汽轮机组
1、汽轮机容量
最大机组容量不宜超过系统总容量的10%； 大容量电力系统，选用高效率的300MW、600MW机组；
2、汽轮机参数
采用高效率大容量中间再热式汽轮机组； 大型凝汽式火电厂汽轮机组采用亚临界和超临界：300MW、600MW、
800MW、1000MW。
3、汽轮机台数
汽轮发电机组台数4～6台，机组容量等级不超过两种； 同容量机、炉采用同一制造厂的同一型式 。