热力发电厂课程设计---660MW凝汽式机组全厂原则性热力系统计算

（设计计算）

一、 计算任务书

（一） 计算题目

国产660MW凝汽式机组全厂原则性热力系统计算（设计计算） （二） 计算任务

1. 根据给定热力系统数据，计算气态膨胀线上各计算点的参数，并在ｈ-s图上绘出蒸汽的气态膨胀线；

2. 计算额定功率下的气轮机进汽量Do，热力系统各汽水流量Dj、Gj； 3. 计算机组的和全厂的热经济性指标；

4. 绘出全厂原则性热力系统图，并将所计算的全部汽水参数详细标在图中（要求计算机绘图）。 （三） 计算类型 定功率计算

（四） 热力系统简介

某火力发电场二期工程准备上两套660MW燃煤汽轮发电机组，采用一炉一机的单元制配置。其中锅炉为德国BABCOCK公司生产的2208t/h自然循环汽包炉；气轮机为GE公司的亚临界压力、一次中间再热660MW凝汽式气轮机。

全厂的原则性热力系统如图5-1所示。该系统共有八级不调节抽汽。其中第一、二、三级抽汽分别供三台高压加热器，第五、六、七、八级抽汽分别供四台低压加热器，第四级抽汽作为0.9161Mpa压力除氧器的加热汽源。

第一、二、三级高压加热器均安装了内置式蒸汽冷却器，上端差分别为-1.7℃、0℃、-1.7℃。第一、二、三、五、六、七级回热加热器装设疏水冷却器，下端差均为5.5℃。

气轮机的主凝结水由凝结水泵送出，依次流过轴封加热器、4台低压加热器，进入除氧器。然后由气动给水泵升压，经三级高压加热器加热，最终给水温度达到274.8℃，进入锅炉。

三台高压加热器的疏水逐级自流至除氧器，第五、六、七级低压加热器的疏水逐级自流至第八级低压加热器；第八级低加的疏水用疏水泵送回本级的主凝结水出口。

凝汽器为双压式凝汽器，气轮机排气压力4.4/5.38kPa。给水泵气轮机（以下简称小汽机）的汽源为中压缸排汽（第四级抽汽），无

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回热加热其排汽亦进入凝汽器，设计排汽压力为6.34kPa。 锅炉的排污水经一级连续排污利用系统加以回收。扩容器工作压力1.55Mpa，扩容器的疏水引入排污水冷却器，加热补充水后排入地沟。 锅炉过热器的减温水（③）取自给水泵出口，设计喷水量为66240kg/h。

热力系统的汽水损失计有：全厂汽水损失（○14）33000kg/h\\厂用汽（○11）22000kg/h(不回收)、锅炉暖风器用气量为65800kg/h,暖风器汽源（○12）取自第4级抽汽，其疏水仍返回除氧器回收，疏水比焓697kJ/kg。锅炉排污损失按计算植确定。

高压缸门杆漏汽（①和②）分别引入再热热段管道和均压箱SSR，高压缸的轴封漏汽按压力不同，分别引进除氧器（④和⑥）、均压箱（⑤和⑦）。中压缸的轴封漏汽也按压力不同，分别引进除氧器（⑩）和均压箱（⑧和⑨）。。从均压箱引出三股蒸汽：一股去第七级低加（○16），一股去轴封加热器SG（○15），一股去凝汽器的热水井。各汽水流量的数值见表1-1

表1-1 各辅助汽水、门杆漏汽、轴封漏汽数据 汽、水点代号 ① ② 389 3397.2 ⑩ 2785 3474 ③ 66240 11 ○22000 3169.0 ④ 2908 3024.3 12 ○65800 3169.0 ⑤ 2099 3024.3 13 ○ 84.1 ⑥ 3236 3024.3 14 ○33000 3397.2 ⑦ 2572 3024.3 15 ○1270 ⑧ 1369 3169 16 ○5821 汽水流量（kg/h） 1824 汽水比焓（kJ/kg） 3397.2 汽、水点代号 ⑨ 汽水流量（kg/h） 1551 汽水比焓（kJ/kg） 3473 （五）原始资料

1.汽轮机型以及参数o o

（1）机组刑式：亚临界压力、一次中间再热、四缸四排汽、单轴、凝汽式气轮机；

（2）额定功率Pe=660MW；

（3）主蒸汽初参数（主汽阀前）p0=3.232MPa，t0=538℃； （4）再热蒸汽参数（进汽阀前）：

热段prh=3.232MPa；tth=538℃； 冷段prh´=3.567MPa；tth´=315℃；

（5）汽轮机排汽压力pc=4.4/5.38kPa,排汽比焓hc=2315kJ/kg。 2.机组各级回热抽汽参数见表1-2

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表1-2 回热加热系统原始汽水参数 抽汽管道压损△Pj % 项 目 抽汽压力Pj 抽汽焓hj 单位 3 H1 3 H2 3 H3 5 H4 3 H5 3 H6 3 H7 3 H8 MPa 5.945 3.668 1.776 0.964 0.416 0.226 0.109 0.0197 kJ/kg 3144.2 3027.1 3352.2 3169.0 2978.5 2851.0 2716.0 2455.8 -1.7 5.5 0 5.5 -1.7 —— —— 5.5 2.8 5.5 2.8 5.5 2.8 5.5 2.8 5.5 加热器上端差δt ℃ 加热器下端差δt1 ℃ 水侧压力pw MPa 21.47 21.47 21.47 0.916 2.758 2.758 2.758 2.758 （2）最终给水温度tfw=274.8℃；

（3）给水泵出口压力ppu=21.47MPa，给水泵效率ηpu=0.83 （4）除氧器至给水泵高差Hpu=22.4m；

（5）小汽机排汽压力pc,xj=6.27kPa；小汽机排汽焓hc,xj=2315.6kJ/kg 3.锅炉型式及参数

（1）锅炉型式：德国BABCOCK-2208t/h一次中间再热、亚临界压力、自然循环汽包炉；

（2）额定蒸发量Db=2208t/h

（3）额定过热蒸汽压力Pb=17.42Mpa； 额定再热蒸汽压力pr=3.85MPa；

（4）额定过热汽温tb=541℃；额定再热汽温tr=541℃； （5）汽包压力pdu=18.28MPa； （6）锅炉热效率ηb=92.5%。 4.其他数据

（1）汽轮机进汽节流损失δpl=4%， 中压缸进汽节流损失δp2=2%； （2）轴封加热器压力psg=102KPa, 疏水比焓hd,sg=415kJ/kg；

（3）机组各门杆漏汽、轴封漏汽等小汽流量及参数见表5-2； （4）锅炉暖风器耗汽、过热器减温水等全厂汽水流量及参数见表5-2； （5）汽轮机机械效率ηm=0.985；发电机效率ηg=0.99； （6）补充水温度tma=20℃； （7）厂用点率ε=0.07。 5.简化条件

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（1）忽略加热器和抽汽管道的散热损失。 （2）忽略凝结水泵的介质焓升。 二 、热力系统计算 (一) 汽水平衡计算 1.全厂补水率αma

全厂汽水平衡如图1-3所示，各汽水流量见表1-4。将进、出系统的各流量用相对量α表示。由于计算前的气轮机进汽量Do为未知，故预选Do=2033724kg/h进行计算，最后校核。 αL αpl 全厂工质渗漏系数 1 αb α0=1 αL=DL/DO=33000/2033724=0.0162263

αsp 锅炉排污系数 αα αhl=Dbl/DO=22000/2033724=0.0108175 2 其余各量经计算为 αfw α α α 厂用汽系数 αpl=0.01081

减温水系数 αsp=0.02974 图1-3全厂汽水平衡图 暖风机疏水系数 αnf=65800/2033724=0.032354439 由全厂物质平衡

补水率 αma=αpl+αhl+αL

=0.01081+0.0108175+0.0162263=0.0358538

2.给水系数αfw

由图1-3所示，1点物质平衡

αb=αo+αL=1+0.162263=1.0162263 2点物质平衡

αfw=αb+αbl-αsp=

1.01622+0.005408-0.02974=0.9919

3.各小汽流量系数αsg,k

按预选的气轮机进汽量DO和表1-1原始数据，计算得到门杆漏汽、轴封漏汽等各小汽的流量系数，填于表1-1中。 （二）气轮机进汽参数计算 1. 主蒸汽参数

由主汽门前压力po =16.68Mpa,温度 to=538℃,查水蒸气性质表， 得主蒸汽比焓值h0=3397.1kJ/kg.

主汽门后压力p´0=(1-δp1)p0=(1-0.04)16.68=16.0128Mpa 由p´0=16.0128Mpa, h´0= h0=3397.1kJ/kg,查水蒸气性质表，得主

b1 spma 4

汽门后气温t´0=535.254℃。

表2-5 全厂汽水进出系统有关数据 名称 汽（水）量kg/h 离开系统的介质比焓 返回系统的介质比焓 全厂工质渗漏 33000 3397.2 83.7 锅炉排污 11000 1760.3 83.7 厂用汽 22000 3108.2 83.7 暖风器 65800 3108.2 687 过热器减温水 60483 724.7 724.7 2. 再热蒸汽参数

由中联门前压力prh=3.232Mpa,温度trh=538℃,查水蒸气性质表，得再热蒸汽比焓值 hrh=3538.9029kJ/kg.

中联门后再热气压p´rh=(1-δp2)prh=(1-0.02)3.232=3.16736Mpa 由p´rh=3.1673Mpa, h´rh= hrh=3538.9029kJ/kg,查水蒸气性质表,得中联门后再热气温t´rh=537.716℃. (二) 辅助计算 1. 轴封加热器计算

以加权平均法计算轴封加热器的平均进汽比焓hsg.计算详表见表2-6.

表5-4 轴封加热器物质热平衡计算 项 目 汽水系数αi 总焓αihi 平均比焓 ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩ 15 ○Σ 汽水量Gi,kg/h 2908 2099 3236 2572 1369 1551 2785 1270 17790 0.001429 0.0010320 0.0015911 1.776 0.000673 0.0007626 0.0013694 0.0006244 0.0087455 汽水点比焓hi 3024.3 3024.3 3024.3 3024.3 3169.0 3474 3474 3217.7 23.6729/0.0087455=2702.29 4.3217 3.1211 4.8119 3.8227 2.1327 2.6443 4.7573 2.0091 23.6325 2. 均压箱计算

以加权平均法计算均压箱内的平均蒸汽比焓hjy.计算详见表2-7 表5-5 均压箱平均蒸汽比焓计算 项 目 汽水系数αi 总焓αihi 平均比焓

⑨ ⑧ ⑦ ⑤ ② Σ 汽水量Gi,kg/h 1551 2785 2572 2099 389 9396 0.0007626 0.000673 0.001264 0.001032 0.0001913 0.0039263 汽水点比焓hi 3474 3169 3024.3 3024.3 3397.2 12.3759/0.0039263=3152.1 5

2.64927 2.13305 3.8227 3.12107 0.64988 12.3759 3.凝汽器平均压力计算

由psl=4.40kpa,查水蒸气性质表,得tsl=30.54℃; 由ps2=5.38kpa,查水蒸气性质表,得ts2=34.19℃; 凝汽器平均温度ts=0.5（tsl +ts2）=0.5（30.54+34.19）=32.365℃; 查水蒸气性质表,得凝汽器平均压力ps=4.854kpa;

将所得数据与表5-1的数据 一起,以各抽气口的数据为节点,在h-s图上绘制出气轮机的气态膨胀过程线,见图2-14 P0´=116.0128 prh=3.232 p¸h¸t p0=16.68 t0´=535.29 prh´=3.167 trh=538 t0=538 2´ hrh=3538.9 0 h0=3397.2 t3=446.1 0 t1=385.6 3 h3=3352.2 P1=5.945 1 h1=3144.2 p3=1.776 2 t2=320 4 t4=354.6 H2=3.27.1 p4=0.964 5 t5=354.6 h5=53169

prh=3.232 p2=3.668 p5=0.416 t6=191.1 6 h6=2851 P6=0.226 t7=120.2 单位：p-MPa 7 h7=2716 t-℃ p7=0.109 t8=59.7 h-kJ/kg 8 h8= 2455.8 p8=0.0197 C hc=2315.6 pc=0.0049 x=0.899 s[kJ(kg¸k]) 图2-14气轮机的气态膨胀过程线

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（四）各加热器进、出水参数计算 首先计算高压加热器H1。

加热器压器Ｐ1：

Ｐ1=（1-Δp1）P1=（1-0.03）×5.945=5.766MPa

式中 Ｐ1——第一抽汽口压力；

△ P1——抽汽管道相对压损；

又P1=5.766MPa，查水蒸气性质表得 加热器饱和温度ts,1=272.9 H1出水温度tw,1：

tw,1= ts,1-δt =272.9-（-1.7）=274.6

式中 δt ——加热器上端差。

H1疏水温度td1 ：

Td1= tw,1+δt1=243.4+5.5=248.9 式中 δt1—— 加热器下端差，δt1=5.5 tw,1——进水温度，其值从高压加热器H2的上端差δt计算得到

已知加热器水侧压力Pw=20.47MPa,由t1=274.6,查的H1出水比焓hw,1=1204.5kJ/kg

由tw,1=243.4,pw=20.47MPa,

查得H1进水比焓hw,1=1056.0kJ/kg

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由td1=248.9, Ｐ1=5.766MPa, 查得H1疏水比焓hd,1=1080.4kJ/kg.至此,高温加热器H1的进、出口汽水参数已经全部算出。 计算高压加热器H2 加热器压器Ｐ2：

Ｐ2=（1-Δp2）P2=（1-0.03）×3.668=3.557MPa

式中 Ｐ2——第二抽汽口压力；

△ P2——抽汽管道相对压损；

又P2=3.557MPa，查水蒸气性质表得 加热器饱和温度ts,2=243.4 H2出水温度tw,2：

tw,2= ts,2 -δt =243.4-0=243.4

式中 δt ——加热器上端差。

H2疏水温度Td，2 ：

Td，2= tw,2+δt2=208.3+5.5=213.5 式中 δt2—— 加热器下端差，δt2=5.5

tw,2——进水温度，其值从高压加热器H3的上端差δt计算得到

已知加热器水侧压力Pw=20.47MPa,由t2=243.4,查的H2出水比焓hw,2=1056.0kJ/kg

由tw,2=208.3,pw=20.47MPa, 查得H2进水比焓

hw,2=897.2kJ/kg

由td，2=213.5, Ｐ2=3.557MPa, 查得H2疏水比焓

hd,2=914.2kJ/kg.至此,高温加热器H2的进、出口汽水参数已经全部算出。

计算高压加热器H3 加热器压器Ｐ3：

Ｐ3=（1-Δp3）P3=（1-0.03）×1.776=1.722MPa

式中 Ｐ3——第三抽汽口压力；

△ P3——抽汽管道相对压损；

又P3=1.722MPa，查水蒸气性质表得 加热器饱和温度ts,3=204.9

H3出水温度tw,3： tw,3= ts,3-δt=204.9- (-1.7)=206.6

式中 δt——加热器上端差。

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H3疏水温度td3 ：

Td3= tw,3+δt3=179.2+0=179.2 式中 δt3—— 加热器下端差，δt3=0 tw,3——进水温度，其值从处氧气器H4的上端差δt计算得到

已知加热器水侧压力Pw=20.47MPa,由t3=206.6,查的H3出水比焓hw,3=889.7kJ/kg

由tw,3=179.2,pw=20.47MPa, 查得H3进水比焓

hw,3=769.9kJ/kg

由td，3=179.2, Ｐ3=1.722MPa, 查得H3疏水比焓

hd3=759.9kJ/kg.至此,高温加热器H3的进、出口汽水参数已经全部算出。

计算高压加热器H4 加热器压器Ｐ4：

Ｐ4=（1-Δp4）P4=（1-0.05）×0.964=0.9158MPa

式中 Ｐ4——第四抽汽口压力；

△ P4——抽汽管道相对压损；

又P4=0.9158MPa，查水蒸气性质表得 加热器饱和温度ts,4=176.0 H4出水温度tw,4：

tw,4= ts,4-δt4 =176.0-0=176.0

式中 δt4——加热器上端差。

H4疏水温度td4 ：

Td4= tw,4+δt4=141+5.5=146.5 式中 δt4—— 加热器下端差，δt4=5.5

tw,4——进水温度，其值从底压加热器H5的上端差δt计算得到

已知加热器水侧压力Pw=0.9161MPa,由t4=176.0,查的H4出水比焓hw,4= 745.4kJ/kg

由tw,4=141,pw=0.9161MPa, 查得H4进水比焓hw,4=

593.7kJ/kg

由td，4=146.5, Ｐ4=0.9158MPa, 查得H4疏水比焓hd,4=

617.3kJ/kg.至此,高温加热器H4的进、出口汽水参数已经全部算出。

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计算低压加热器H5 加热器压器Ｐ5：

Ｐ5=（1-Δp5）P5=（1-0.03）×0.416=0.403MPa

式中 Ｐ5——第五抽汽口压力；

△ P5——抽汽管道相对压损；

又P5=0.403MPa，查水蒸气性质表得 加热器饱和温度ts,5= 143.8 H5出水温度tw,5：

tw,5= ts,5 -δt5 = 143.8-2.8=141

式中 δt5——加热器上端差。

H5疏水温度td5 ：

Td5= tw,5+δt5=120.3+5.5=125.8 式中 δt5—— 加热器下端差，δt5=5.5

tw,5——进水温度，其值从高温加热器H6的上端差δt计算得到

已知加热器水侧压力Pw=2.758MPa,由t5=2125.8,查的H5出水比焓hw,5= 530.1kJ/kg

由tw,5=120.3,pw=2.758MPa, 查得H5进水比焓hw,5=

506.7kJ/kg

由td，5=125.8, Ｐ5=0.403MPa, 查得H5疏水比焓hd,5=

528.5kJ/kg.至此,高温加热器H5的进、出口汽水参数已经全部算出。

计算低压加热器H6 加热器压器Ｐ6：

Ｐ6=（1-Δp6）P6=（1-0.03）×0.226=0.219MPa

式中 Ｐ6——第六抽汽口压力；

△ P6——抽汽管道相对压损；

又P6=0.219MPa，查水蒸气性质表得 加热器饱和温度ts,6= 123.1 H6出水温度tw,6：

tw,6= ts,6-δt= 123.1-2.8=120.3

式中 δt——加热器上端差。

H6疏水温度td6 ：

Td6= tw,6+δt6=89.3+5.5=94.8

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式中 δt6—— 加热器下端差，δt6=5.5 tw,6——进水温度，其值从低压加热器H7的上端差δt计算得到

已知加热器水侧压力Pw=2.758MPa,由t6=120.3,查的H6出水比焓hw,6= 506.7kJ/kg

由tw,6=89.3,pw=2.758MPa, 查得H6进水比焓hw,6= 376.0kJ/kg

由td，6=94.8, Ｐ6=0.219MPa, 查得H6疏水比焓hd,6= 397.2kJ/kg.至此,高温加热器H6的进、出口汽水参数已经全部算出。

计算低压加热器H7 加热器压器Ｐ7：

Ｐ7=（1-Δp7）P7=（1-0.03）×0.109=0.076MPa

式中 Ｐ7——第七抽汽口压力；

△ P7——抽汽管道相对压损；

又Ｐ7=0.076MPa，查水蒸气性质表得 加热器饱和温度ts,7= 92.1 H7出水温度tw,7：

tw,1= ts,7-δt= 92.1-2.8=89.3

式中 δt ——加热器上端差。

H7疏水温度td7 ：

Td7= tw,1+δt7=56.1+5.5=61.6 式中 δt—— 加热器下端差，δt7=5.5 tw,7——进水温度，其值从低压加热器H8的上端差δt计算得到

已知加热器水侧压力Pw=2.758MPa,由t7=89.3,查的H7出水比焓hw,7= 376.07kJ/kg

由tw,7=56.1,pw=2.758MPa, 查得H7进水比焓hw,7=

237.09kJ/kg

由td，7=61.6, Ｐ7=0.076MPa, 查得H7疏水比焓hd,7=

257.8kJ/kg. 至此,高温加热器H7的进、出口汽水参数已经全部算出。

计算低压加热器H8 加热器压器Ｐ8：

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Ｐ8=（1-Δp8）P8=（1-0.03）×0.0197=0.019MPa

式中 Ｐ8——第八抽汽口压力；

△ P8——抽汽管道相对压损；

又P8=0.019MPa，查水蒸气性质表得 加热器饱和温度ts,8= 58.9 H8出水温度tw,8：

tw,8= ts,8-δt = 58.9-2.8=56.1

式中 δt ——加热器上端差。

H8疏水温度td8 ：

Td8= tw,8+δt8=32.78+5.5=38.28 式中 δt8—— 加热器下端差，δt8=5.5 tw,8——进水温度，其值从低压加热器SG的上端差δt计算得到

已知加热器水侧压力Pw=2.758MPa,由t8=56.1,查的H8出水比焓hw,8= 237.09kJ/kg

由tw,8=32.78,pw=2.758MPa, 查得H8进水比焓hw,8= 139.7kJ/kg

由td，8=38.28, Ｐ8=0.019MPa, 查得H8疏水比焓hd,8= 160.27kJ/kg.至此,高温加热器H8的进、出口汽水参数已经全部算出。

现将计算结果列于表2-8。

表2-8 回热加热系统汽水参数计算 项 目 汽 测 水 测 抽汽压力Pj 抽汽比焓hj 抽汽管道压损δpj 加热器侧压力Pj ’

单位 H1 5.945 H2 3.668 H3 1.776 H4 0.964 H5 0.416 H6 0.226 H7 0.109 H8 0.019 SG MPa % MPa MPa ℃ ℃ ℃ ℃ ℃ kJ/kg 3144.2 3027.1 3352.2 3169.0 1978.5 2851.0 2716.0 2455.8 2976.5 3 5.766 272.9 21.47 -1.7 274.6 3 3.557 243.4 21.47 0 243.4 3 1.722 204.9 21.47 -1.7 2.6.6 889.7 179.2 769.9 5.5 179.2 759.9 3 0.915 176.0 0.916 0 176.0 745.4 141.0 593.7 146.5 617.3 3 0.403 143.8 2.758 2.8 141 594.9 120.3 506.7 5.5 125.8 528.5 3 0.219 123.1 2.758 2.8 120.3 506.7 89.3 376.0 5.5 94.8 397.2 3 0.076 92.1 2.758 2.8 89.3 376.07 56.1 237.09 5.5 61.6 257.8 3 0.019 59.8 2.758 2.8 56.1 237.09 32.78 139.7 5.5 38.28 160.27 0.102 2.758 5.5 415 气侧压力下饱和温度ts ℃ 水侧压力Pw 加热器上端查δt 出水温度tw，j 出水比焓hw，j 进水温度tw，j 进水比焓hw，j 加热器下端查δt1 疏水温度tdj 疏水比焓hdj ’’kJ/kg 1204.5 1056.0 243.4 208.3 897.2 5.5 213.5 914.2 kJ/kg 1056.2 5.5 248.9 kJ/kg 1080.4 12

(五)高压加热器组抽汽系数计算 1. 由高压加热器H1热平衡计算α1 高压加热器H1的抽汽系数α1：

α1={αfw（hw1-hw2）/ηh}/h1-hd,1=0.07089 高压加热器H1的疏水系数α

d,1:

α

d,1=

α1=0.07089

2.由高压加热器H2热平衡计算α2 、αrh 高压加热器H2的抽汽系数α2：

α2={αfw（hw,2-hw,3）/ηh}-αd,1（hd,1-hd,2）/h2-hd,2=0.07216 高压加热器H2的疏水系数αd,2:

αd,2=αd,1+α1=0.07089+0.07216=0.143 再热器流量系数αrh:

αrh=1-α1-α2-αsg,1-αsg,2-αsg,42-αsg,5-αsg,8-αsg,7

=1-0.07089-0.07216-0.0008968-0.0007913-0.001429 - 0.001032-0.0015911-0.001264 =0.8505

3.由高压加热器H3热平衡计算α3

本级计算时，高压加热器H3的进水比焓hw,3´为未知，故先计算给水泵的介质比焓升Δhpu。

如图2-15所示，泵入口静压p´pu:

p´pu=p´4+ρ´·g·Hpu=0.964+889×10×9.8×22.4 =1.15952MPa

式中 p'4—除氧器压力，Mpa；

ρ'—除氧器至给水泵水的平均密度，㎏/m3

给水泵内介质平均压力ppj

-6

ppj=0.5×（ppu＋p'pu）=0.5×（21.47+1.1592）=11.31MPa

13

给水泵内介质平均比焓hpj： 取hpj =h'pu=617.3

根据ppj =11.31和hpj =617.3查得： p4 p4 给水泵内介质平均比容υpu =0.00108 m3/㎏

给水泵介质焓升τpu 除氧器 τ

pu

= hpu - h´pu=

3vpuppup10pupu p´ Hpu 0.0010821.471.1592103 ==26.41kJ/kg ρ0.83pu hpu 给水泵 h´pu 给水泵出口比焓hpu： ppu p´pu

hpu= h'pu＋Δ

图

hpu=617.3+26.4=643.7kJ/㎏ 2-15给水泵焓升示意

高压加热器H3的抽汽系数α3：

高压加热器H3的疏水系数αd,3: αd,3=αd,2+α3 =0.143+0.0856=0.2286

(六)除氧器抽汽系数计算

除氧器出水流量αc,4

αc,4 =αfw+αsp =0.989+0.03257=1.02157 抽汽系数α4：

α4=[α-α

sg,5

c,4

（hw,4-hw,5）/ηh-α

sg,6

d,3

（hd,3-hw,5）-α

sg,7

sg,4

（hsg,4-hw,5）

（hsg,5-hw,5）-α（hsg,6-hw,5）-α（hsg,7-hw,5）

-αnf（hnf-hw,5）]/（h4-hw,5）

=[1.02157×（745.9-595.3）/1.0-0.2286×（759.9-595.3） -0.001429×（3024.3-595.3）-0.0015911×（3024.3-595.3） -0.0013694×（3474-595.3）-0.032354×（3169-595.3） -0.03235×（697-595.3）]/（3169-595.3）=0.00714

14

除氧器的物质平衡和热平衡见图2-16。由于除氧器为汇集式加热器，进水流量αc，5为未知。

但利用简捷算法可避开求取αc，5。

α4

（七）低压加热器组抽汽系数计算 αsg¸4 ααc，5 αg¸5 1.由低压加热器H5热平衡计算α5 αnf αd3 低压加热器H5的出水系数αc，5： 2 1 由图2-16， αpu α αc，5=-αd,3-α4-αsg,L1-αnf

=1.02157-0.2286-0.00714-0.001429 图2-16除氧器的物质平衡和热平衡 -0.0015911-0.0013694-0.032354-0.03235 1-除氧器；2-ge给水泵；α =0.7167 α轴封漏汽系数；α-暖风器凝结系数

c,4sg¸4

g¸5-nf

α

c,4

-除氧器出水系数

低压加热器H5的抽汽系数α α5=

c,5hw,5hw,6/hh5hd55

0.7167594.9507.2/1.0=0.02553

2978.5528.5d,5

低压加热器H5的疏水系数α α

d,5

=α5=0.02553

6

2.由低压加热器H6热平衡计算α低压加热器H6的抽汽系数 α6=

c,5hw,6hw,7/hd,5hd,5hd,6h6hd,6

=

0.716507.2414.3/1.00.2553528.5397.2=0.02577

2851.0397.2低压加热器H6疏水系数 α

d,6

=α

d,5

＋α6=0.02553+0.02577=0.0513

7

3.由低压加热器H7热平衡计算α低压加热器H7的抽汽系数α

7

15

α7=

c,5hw,7hw,8/hd,5hd,6hd,7h7hd,7

0.716414.3237.9/1.00.0513397.24257.8 ==0.04599 2851.0257.8低压加热器H7的疏水系数αα

d,7

d,7

:

=α

d,6+

α7=0.0513-0.04599=0.09729

8

4.由低压加热器H8热平衡计算α

由于低加H8的进水焓hsg、疏水焓hd,8为未知，故先计算轴封加热器SG。由SG的热平衡，得轴封加热器出水焓hw,sg：

hh hw,sg=h´c+sgsgd,sgc,5h

=137.30.00874553217.74151.00.7167=171.49kJ/kg 表2-6.

由pw,sg=2.758Mpa, hw,sg=139.7℃,查得轴封加热器出水温度tw,sg=32.78℃.

低压加热器H8疏水温度td,8：

td,8=tw,sg+δt1=32.78+5.5=38.28℃

由p's=0.0197Mpa, td,8=38.28℃查得低压加热器H8疏水焓hd,8=160.27kJ/kg.

低压加热器H8的抽汽系数α8：

α8=

c,5hw,8hw,sg/hd,7hd,7hd,8h8hd,8

0.7167237.9139.7/1.00.09729257.8160.27==0.2653

2455.8160.27低压加热器H8的疏水系数αd,8： αd,8=αd,7+α8

=0.09729+0.02653=0.1238 (八)凝汽系数αc计算 1.小汽机抽汽系数αxj：

16

αxj=hc,4pu4hc,xj1.0215726.40.03613

3169.02422.62.由凝汽器的质量平衡计算αc αc=αc，5-αd,8-Σαsg-αxj-αma

=0.7167-0.1238-0.008445-0.03613-0.0039263-0.03244=0.51658 3.由气轮机汽侧平衡校验αc H4抽汽口抽汽系数和α'4：

α'4=α4+αxj+αnf+αpl

=0.00714+0.03613+0.03235+0.01081 =0.08643

各加热器抽汽系数和Σαj：

Σαj=α1+α2+α3+α'4+α5+α6+α7+α8

=0.07089+0.07216+0.0856+0.08643+0.02553+0.02577+0.04599+0.02653=0.0659 轴封漏汽系数和Σαsg，k：

Σαsg，k=Σαsg，④+Σαsg，⑤+Σαsg，⑥+Σαsg，⑦+Σαsg，⑧+Σαsg，⑨+Σαsg，⑩+Σαsg，⒂=0.001429+0.001032+0.0015911+0.001264

+0.000673+0.0007626+0.0013694+0.0006244

=0.0087455 凝汽系数αc：

αc=1-Σαj-Σαsg=1-0.0659-0.0087455=0.51658

该值由凝汽器质量平衡计算得到的αc相等，凝汽系数计算正确。 （九）气轮机内功计算 1.凝汽流做工ωc

ωc=(αc–αsg,S+αsg,T)( h0–hc+qrh) –αJqrh-αsg,A(h0 –h2) =0.51658+(3397.2-2315.6+511.8)-(3397.2-3027.2)× 0. 01622=815.68kJ/kg

式中qrh—再热器吸热，qrh= hrh–h2=3538.9-3027.1=511.8 kJ/kg 2.抽汽流做功Σωa,j

1㎏H1抽汽做功ωa,1：

ωa,1= h0 –h1=3397.2-3144.2=253 kJ/kg 1㎏H2抽汽做功ωa,2：

ωa,2= h0 –h2=3397.2-3027.1=370.1 kJ/kg 1㎏H3抽汽做功ωa,3：

17

ωa,3= h0 –h3+ qrh=3397.2-3352.2+511.8

=566.8 kJ/kg

1㎏H4抽汽做功ωa,4：

ωa,4= h0 –h4+ qrh =3397.2-3169+511.8

=556.8 kJ/kg

1㎏H5抽汽做功ωa，5：

ωa,5= h0 –h5+ qrh =3397.2-2978.5+511.8

=930.5 kJ/kg

1㎏H6抽汽做功ωa,6：

ωa,6= h0 –h6+ qrh =3397.2-2851+511.8

=1058 kJ/kg

1㎏H7抽汽做功ωa,7：

ωa,7= h0 –h7+ qrh =3397.2-2716+511.8

=1193 kJ/kg

1㎏H8抽汽做功ωa,8：

ωa,8= h0 –h8+ qrh =3397.2-2455.8+511.8

=1453.2 kJ/kg

表2-9 做功量和抽汽量计算结果 1㎏抽汽做功（kJ/kg） 各级抽汽量（kJ/h） 144170 146753 174086 14520 51920 52409 93530 53454 H1 253 H2 370.1 H3 556.8 H4 740 H5 930.5 H6 1058 H7 1193 H8 1453.2 抽汽流总内功Σωa,j：

Σωa,j=α1ωa,1+α2ωa,2+α3ωa,3+α'4ωa,4+α5ωa,5+α6ωa,6+α7ω

a,7+α8ωa,8

=0.07089×253+0.07216

×370.1+0.0856×556.8+0.08643 ×740+0.02553×930.5+02577

×1.58+0.04599×1193+0.02653×1453.2 =273.4 kJ/kg

3.附加功量Σωsg,k

附加功量Σωsg,k是指各小汽流量作功之和：

Σωsg,k=α12(h0 –h12+ qrh)+( α8 + α9+, α10 ) (h0 –h8)

18

=0.03235(3397.2-3169+511.8)+(0.000673+0.0007626+ 0. 0013694)(3397.2-3169)=24.58 kJ/kg 4.气轮机内功ωi

ωi=ωc+Σωa,j+Σωsg,k=815.68+273.4+24.58

=1113.66 kJ/kg

（十）气轮机的内效率、热经济指标、汽水流量计算 气轮机比热耗q0：

q0= h0 –hfw+αrhqrh=3397.2-1204.4+0.8505×511.8 =1757.5 kJ/kg 气轮机绝对内效率ηi：

ηi=ωi /q0=1113.66/1757.5=0.63365

气轮机绝对电效率ηe：

ηe=ηmηgηi=0.985×0.99×0.63365=0.61791

气轮机热耗率q：

q=3600/ηe=3600/0.61791=5826.1 kJ/(kwh)

气轮机汽耗率d：

d=q/ q0=5826.1/1757.5=3.3149 kJ/(kwh)

气轮机进汽量D0：

D0=1000 d Pe=1000×3.3149×660=2033724㎏/h

式中Pe—气轮机额定功率，Pe=660MW

校验：气轮机进汽量D0=2033724㎏/h，与初选值相等。 给水流量Gfw：

Gfw=αc,4 D0=1.02157×2033724=2077591㎏/h

凝结水泵流量Gcp：

Gcp=αc,5 D0=0.7167×2033724=1457569㎏/h

凝汽量Dc：

Dc=αc D0=0.51658×2033724=1050581㎏/h

第一级抽汽量D1：

D1=α1 D0=0.07089×2033724=144170㎏/h

第二级抽汽量D2：

D2=α2 D0=0.07216×2033724=146753㎏/h

第三级抽汽量D3：

D3=α3 D0=0.0856×2033724=174086㎏/h

第四级抽汽量D4：

19

D4=α4D0=0.00714×2033724=14520㎏/h

第五级抽汽量D5：

D5=α5 D0=0.02553×2033724=51920㎏/h

第六级抽汽量D6：

D6=α6D0=0.02577×2033724=52409㎏/h

第七级抽汽量D7：

D7=α7 D0=0.04599×2033724=93530㎏/h

第八级抽汽量D8：

D8=α8D0=0.02653×2033724=53954㎏/h

（十一）全厂性热经济指标计算 1.锅炉参数计算 过热蒸汽参数：

由pb=17.42MPa,tb=541℃,查表得过热蒸汽出口比焓hb=3397.3 kJ/kg 再热蒸汽参数：

锅炉设计再热蒸汽出口压力pr=3.85 MPa，该压力以高于气轮机排汽压力p´rh=3.57 MPa，故按照气轮机侧参数，确定锅炉再热器出口压力pr=3.41 MPa.由pr=3.294 MPa和tr=541℃,查表得再热蒸汽出口比焓hr=3544 kJ/kg.

再热器换热量q´rh=hr–h2=3544-3027.1=516.9 kJ/kg 2.锅炉有效热量q1

q1=(αfW–αbl)( hb–hfw)+ αbl( hbl–hfw)+ αsp( hb–hsp)+ αrh qrh´ =(0.989-0.005408)×(3397.3-1204.41)+0.005408×(1760.3 -1204.41)+0.03257×(3397.3-890.4)+0.8505×516.9 =2681.1 kJ/kg 3.管道效率ηp

ηp= q0 /q1=1757.5/2681.1=0.6555

4.全厂效率ηcp

ηcp=ηbηpηe=0.925×0.6555×0.61791=0.37465 5.全厂发电标准煤耗bs

系数r= q1 /(q1–ηb qnf)=2681.1/(2681.1-0.925×79.81) =1.02831

式中qnf—暖风器吸热量，按下失计算：

qnf=αnf(hnf– h´nf)=0.03235(3164-697)=79.8 kJ/kg 相应于1㎏标煤的输入热量QSb：

20

QSb=29300r=29300×1.02831=30129.6 kJ/kg

发电标准煤耗bs：

bs=3600/(ηcp QSb)=3600/(0.37465×30129.6)=0.31892 kJ/kwh 6.全厂热耗率qcp

qcp= bs·29300=0.31892×29300=9344.356 kJ/kwh

7.全厂供电标准煤耗bsn

bsn= bs/( 1-ε)=0.31892/(1-0.07) =0.3341935 kJ/kwh

式中ε—厂用电率。 三、反平衡校核

为检查计算结果的正确性，以下做全厂反平衡校核计算。校核目标为气轮机的内功ωi。反平衡计算中的各量均相应于1㎏气轮机进汽。

1. 锅炉输入热量qr

qr=q1/ηb=2681.1/0.925

=2898.378378kJ/kg

2. 锅炉损失Δqb

Δqb=(1-ηb)qr=(1-0.925)×2898.378378

=217.3783784 kJ/kg

3. 排污损失Δqbl

Δqbl=αbl(hbl- hma)=0.005408×（1760.3-83.7）

=9.067 kJ/kg

式中hma—化学补充水的比焓，hma=83.7

4. 全厂工质渗透损失ΔqL

ΔqL=αL(hL- hma)=0.0162263（3397.2-83.7）

=53.74 kJ/kg

5. 厂用汽损失Δqpl

Δqpl=αpl(hpl- hma)=0.01081（3164-83.7）

=33.29 kJ/kg

6. 凝汽流冷源损失Δqc

Δqc=αc(hc- h＇c)=0.51658（2315.6-137.3）

=1125.3 kJ/kg

7. 小汽机冷源损失Δqxj

Δqxj=αc,xj(hc,xj- h＇c)=0.03613（2422.6-137.3）

=72.28 kJ/kg

21

8. 化学补充水冷源损失Δqma

Δqma=αma(hma- h＇c)=0.03244（83.7-137.3）

=-1.7388 kJ/kg

9. 低加H8疏水冷源损失Δqd'8

Δqd'8=αd,8(hd,8- h＇c)=0.1238（160.27-137.3）

=2.8437 kJ/kg

10. 轴封加热器疏水冷源损失Δqd,sg

Δqd,sg=αd,8g(hd,8g- h＇c)=0.0087455（415-137.3）

=2.4286 kJ/kg

11. W气流冷源损失Δqsg,W

Δq=α(h-h＇c)

=0.0039263（3152.1-137.3） =11.837 kJ/kg

12. 暖风器损失Δqnf

Δqnf=αnf(hnf- h＇nf)=0.032354439（3164-697）

=80.4 kJ/kg

13. 管道散热损失Δqp

Δqp=αb(hb- h0)+αrh(h＂rh- hrh)

=1.0162263（3399.3-3397.2）+0.8235（3543-3538.9029）=8.56 kJ/kg

14. 轴封器散热损失

ΣΔqsg=(αsg,L1+αsg,L1+αsg,L1)( h0- h sg,L1)+ αsg,S( hjyx- h sg,S) +αsg,W( hjyx- h sg,W)

=（0.001429+0.0010320）（3397.2-3024.3）+0.0006244

（3152.1-3217.7）+0.0028622（3152.1-1716） =2.073 kJ/kg

损失之和ΣΔqi

ΣΔqi=Δqb不+Δqbl+ΔqL+Δqc+Δqxj+Δqma+Δqd,8+Δqd,sg+Δqsg,W+Δqnf+ΔqP+ΣΔq

=217.4+9.067+53.74+33.29+1125.3+72.28-1.7388+2.8437 +2.4286+11.837+79.96+8.56+2.073 =1611.82 kJ/kg 汽轮机内功ω＇i

ω＇i=qr-ΣΔqi=2898.5-1611.82=1286.68kJ/kg

22

正、反平衡相对误差δωi

δωi=（1286.68-1386.66）/1286.66=0.0016% `

计算无误。

23