热电厂热力系统计算分析

热力发电厂课程设计

1.1设计目的

1.学习电厂热力系统规划、设计的一般途径和方案论证、优选的原则

2.学习全面性热力系统计算和发电厂主要热经济指标计算的内容、方法

3.提高计算机绘图、制表、数据处理的能力

1.2原始资料

西安某地区新建热电工程的热负荷包括：

1）工业生产用汽负荷；

2）冬季厂房采暖用汽负荷。

西安地区采暖期101天，室外采暖计算温度–5℃，采暖期室外平均温度1.0℃，工业用汽和采暖用汽热负荷参数均为0.8MPa、230℃。通过调查统计得到的近期工业热负荷和采暖热负荷如下表所示：

热负荷汇总表

1.3计算原始资料

（1）锅炉效率根据锅炉类别可取下述数值：

锅炉类别链条炉煤粉炉沸腾炉旋风炉循环流化床锅炉

锅炉效率0.72～0.85 0.85～0.90 0.65～0.70 0.85 0.85～0.90

（2）汽轮机相对内效率、机械效率及发电机效率的常见数值如下：

汽轮机额定功率750～6000 12000～25000 5000

汽轮机相对内效率0.7～0.8 0.75～0.85 0.85～0.87

汽轮机机械效率0.95～0.98 0.97～0.99 ～0.99

发电机效率0.93～0.96 0.96～0.97 0.98～0.985 （3）热电厂内管道效率，取为0.96。

（4）各种热交换器效率，包括高、低压加热器、除氧器，一般取0.96～0.98。

（5）热交换器端温差，取3～7℃。

（6）锅炉排污率，一般不超过下列数值：

以化学除盐水或蒸馏水为补给水的供热式电厂2%

以化学软化水为补给水的供热式电厂5%

（7）厂内汽水损失，取锅炉蒸发量的3%。

（8）主汽门至调节汽门间的压降损失，取蒸汽初压的3%～7%。

（9）各种抽汽管道的压降，一般取该级抽汽压力的4%～8%。

（10）生水水温，一般取5～20℃。

（11）进入凝汽器的蒸汽干度，取0.88～0.95。

（12）凝汽器出口凝结水温度，可近似取凝汽器压力下的饱和水温度。

2、原则性热力系统

2.1设计热负荷和年持续热负荷曲线

根据各个用户的用汽参数和汽机供汽参数，逐一将用户负荷折算到热电厂供汽出口，见表2-1。用户处工业用汽符合总量：采暖期最大为175 t/h,折算汇总到电厂出口处为166.65 t/h。

表2-1 热负荷汇总表

折算到热电厂出口的工业热负荷，再乘以0.9的折算系数，得到热电厂设计工业热负荷，再按供热比焓和回水比焓（回水率为零，补水比焓62.8 kJ/kg）计算出供热量，见表2-2。根据设计热负荷，绘制采暖负荷持续曲线和年热负荷持续曲线图，见图2-1、图2-2。

表2-2 热电厂设计热负荷

图2-1 采暖热负荷持续曲线图

图2-2 年热负荷持续曲线图

2.2装机方案的拟定

根据热电厂设计热负荷和建厂条件，热电厂最终规模是50MW以下，由于采暖热负荷占整个热负荷比重一般，所以不建热水网。采暖用汽和工业用汽同管输送，因此拟定以下装机方案：（见图2-3）

2×CC12-4.9/0.98/0.17型双抽汽供热式次高压汽轮机发电机组；1×B12-4.9/

0.98型背压供热式次高压汽轮机发电机组；3×75 t/h次高压循环流化床锅炉。本方案设有

三台锅炉，三台汽轮机，主蒸汽系统采用母管制。背压机组（B12机组）的排汽，一部分作为1号高加的加热用汽，另一部分作为供热汽源。抽汽机组CC12有3级非调整抽汽和2级调整抽汽，其中第1级调整抽汽和第1级非调整抽汽共用一个抽汽口，第2级调整抽汽和第2级非调整抽汽共用一个抽汽口，第1级调整抽汽做为供热抽汽，第2级调整抽汽做为补充水加热蒸汽。除氧器加热用汽量是第2级非调整抽汽，除氧器定压运行。该系统配置减温减压器，保留或新建调峰锅炉，机组供热不足部分先由锅炉的新蒸汽减温减压后提供，再由尖峰锅炉提供。减温减压器所用的减温水来自给水泵出口。系统设连排扩容器，扩容蒸汽进入除氧器。功热蒸汽的凝结水不回收，补充水（生水）由CC12机组的第2级调整抽汽加热后，去化水车间，再去除氧器。

5.4p 450t 3312.9h

D b =390

189.69

D oj =17.80.0

D b l =7.83.79

图2-3 B12-4.9/0.98 + 2×CC12-4.9/0.98/0.17 + 3×75 t/h 全厂原则性热力系统图 2.3汽轮机热力特性资料与原则性热力系统拟定及其计算

（一）机组热力特性资料

我国常见供热机组的热力特性参见《中小型热电联产工程设计手册》。本方案CC12额

定进气量92 t/h，最大进气量104.4 t/h，第一级调整抽汽量30 ~ 50 t/h，第二级调整抽汽量30 t/h。本方案的计算原则是，让B12尽量多供热负荷，CC12汽机第二级调整抽汽作热电厂补水加热用汽。

（二）原则性热力系统

本方案原则性热力系统见图2-3。

（三）原则性热力系统计算

1. 参数级符号说明见表2-3

表2-3 参数及符号

2. 计算条件

计算工况：采暖期最大热负荷工况，此时对应汽轮机最大进气量和最大调整供热抽汽量；设锅炉排污量：D bl = 0.02 D b ；汽水损失量：D 1 = 0.03 D b ；ηh = η

'h

=0.98。各效率取值见表

2-4。

表2-4 主要效率取值

3. 锅炉减温减压供热系统热力计算公式 物质平衡方程 D

D Tj

w

j

=+D 0 （a ）

能量平衡方程

03282.85D 518.842907j

w

Tj

D D

+= （b ） 把（a ）式带入（b ）式得

03282.85D 518.842907j

w

Tj

D D

+=

解得 01.168Tj

j D

D =

（3-62）

001.168Tj

Tj

j

j D D D

D =-= （3-63）

4. 方案一的计算

（1）锅炉汽水流量计算公式 1）锅炉蒸发量)

(030928.1)03.01/()(000000D D D D D D

D j B j B C

b ++=-++=（3-64） 2）锅炉排污量)(020619.002.00001

D D D D D j B b b ++== （3-65） 3）锅炉给水量

)(051546.10001D D D D D D

j B b b fw

++=+= （3-66）

4) 锅炉扩容排污系统计算 物质平衡方程 D

D ps

f

b +=D 1

（a ）

能量平衡方程

1

11790.98D

2693467.08b f ps D D =+⨯ （b ）

把（a ）式带入（b ）式得0000.0063757()D

f

B j D D D =++ (3-67)

10000.0142428()D ps

b f B j D D D D D =-=++ （3-68)