25mw双抽调节式汽轮机热力设计_毕业设计论文(编辑修改稿)

25mw双抽调节式汽轮机热力设计_毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

— 抽汽温度 tj ℃ — — 抽汽焓 hj kJ/kg — 2267 饱和水温度 tsj ℃ 饱和水焓 h kJ/kg 被加热水 加热器上端差 δ t ℃ 0 0 3 3 — 0 加热器出口水温 ℃ — 加热器水侧压力 p MPa — 加热器出口水焓 kJ/kg — 疏水 疏水端差 ℃ — — — 疏水出口水温 t39。 d ℃ 323 323 — 74 — — 疏水焓 hdwj kJ/kg — — — 新汽量 D0计算及功率校核 (1)汽轮机内功计算： 凝汽的比内功 icw 为 icw = c0 hh = = 3gmiceco 10w p3600D   3109 7 2 3 4 2 5 0 0 03 6 0 0   = （ t/h） (2)计算 0D 根据 iccjj w hhY  （ ） 7 各级抽汽做功不足系数 jY 如下： 2267321011  ic cw hhY = ic c2 whhY 2  = icc33 w hhY   ic cw hhY 44 0 . 3 1 5 0 9 855  ic cw hhY 1 ic csgsg w hhY jjjjj DYh 和 , 的计算 数据见表 表 jjjjj DYh 和 , 的计算数据 项目 α j hj α jhj Yj α jYj Dj=α jDo（ t/h） 1 3210 2 3083 3 3084 4 2785 5 2631 c 3210 — sg 3083 1 — — ∑αjhj ∑αjYj 于是，抽汽做功不足汽耗增加系数  为 )1/(1  jjY = 8 则汽轮机纯凝工况下新耗气量 0D 为 5 5 1 3  cDD （ t/h） 加上 150t/h 的补水，则额定抽汽工况下新汽量为 Do= (3)汽轮机功率校核 : 1kg 新蒸汽比内功 iw 为 )( 81 10   s s g js g jccjji hhhhw  == 据此可 得汽轮发电机的功率 eP 为 eP = 3600/0 gmiwD  = 计算误差 10 0%|| eee P PP ≈ 0 (4)热经济指标计算 : 1kg 新蒸汽的热耗量 q q = fw0 hh  = 684=（ kJ/kg） 汽轮机绝对内效率 i i = qwi = %  汽轮发电机组绝对电效率 e e = gmi  = =% 汽轮发电机组热耗率 oq oq =e3600 = )]./([8 4 8 5 74 0 6 4 3 6 0 0 hkwkJ 汽轮发电机组汽耗率 0d 0d = qq )]./([ hkwkJ 9 辅助系统的选定 主要包括主蒸汽系统、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、补水系统、锅炉排污系统、供热系统、厂内循环水系统等。 主蒸汽以再热系统的选定 本设计主蒸汽参数为 ， 535℃，因为机组小，故不采用再热系统。 主蒸汽系统包括从锅炉过热器出口联箱至汽轮机进口主汽阀的主蒸汽管道、 电动隔离阀 门、疏水装置及通往用新汽设备的蒸汽支管所组成的系统。 对于装有中间再热式机组的发电厂，还包括从汽轮机高压缸排汽至锅炉再热器进口 联箱的再热冷段管道、 电动隔离 阀门及从再热器出口联箱至汽轮机中压缸进口阀门的再热热段管道、 电动隔离 阀门。 主蒸汽系统的主要功能是：将高压高温的蒸汽从锅炉过热器出口输送到汽轮机高压缸的主汽门，它还为汽轮机轴封提供高压汽源，和为驱动给水泵的小汽轮机提供高压蒸汽汽源。 发电厂蒸汽系统具有输送工质流量大、参数高、管道长且要求金属材料质量高的特点，它对发电厂运行的安全、可靠、经济性影响很大，所以对主蒸汽系统的基本要求是系统力求简单、安全、可靠性好，运行调度灵活，投资少，运行费用低，便于维修、安装和扩建。 在管道设计上应 尽量满足以下要求：在有限的面积和空间中，以最少的材料费用，将管道布置得能完全满足系统的运行要求，做到选材正确、流阻较小、走向清楚、补偿良好、安装维修方便、支吊合理、避免水击、避免振动和降低噪声等。 选择蒸汽系统时，应根据发电厂的类型、机组的类型和参数，经过综合技术经济比较后确定，且应符合《火力发电厂设计技术规程》（ DL5000— 20xx） 3 的规定。 本设计，汽轮机配一锅炉，热负荷较小且稳定，因此采用单母管制系统。 该系统特点是发电厂所有的锅炉蒸汽先引至一根蒸汽母管集 中后，再由该母管引至汽轮机和各处用汽。 该系统的优点是系统比较简单，布置方便。 但运行调度还不够灵活，缺乏机动性。 回热加热系统（回热抽汽及疏水）的选定 机组回热系统是热力系统中最主要的部分之一。 在热力发电厂中，提高朗肯循环效 10 率的方法有多种，其中之一是采用多级给水回热加热，即从汽轮机的中间级抽出一部分蒸汽，在给水加热器中对锅炉给水进行加热。 与之相应的热力循环和热力系统称之为给水回热循环和给水回热系统。 由于汽轮机抽汽在加热器中对给水进行加热，减少了在凝汽器中的热损失，从而时蒸汽的热量得到了充分的利用 ，提高了循环的热效率。 回热系统涉及到加热器的抽汽、疏水、抽空气系统、主凝结水、给水除氧和主给水等诸多系统，没有足够的可靠、安全性和灵活性，火电厂难以发挥应有的效益。 本设计采取 5 级回热抽汽，其中第二高压回热与除氧器抽汽参数一样。 回热抽汽系统的抽汽级数、抽汽参数、加热器的形式、性能，疏水系统的形式，系统内管道、阀门的性能等因素都应该仔细地分析、选择，才能组成性能良好的回热抽汽系统。 各级抽汽管道在靠近各抽汽口处分别装设具有快速关断功能的电动隔离阀和气动止回阀各一个。 电动隔离阀布置 在 气动止回阀之前。 止回阀是汽轮 机突然甩负荷后的超速保护和汽轮机进水事故的第一保护。 隔离阀是汽轮机防进水的第一级保护。 第四级抽汽管道上，在隔离阀后母管上装设一个止回阀；抽汽至除氧器的管道上设置一个隔离阀和一个止回阀；至给水泵汽轮机的蒸汽管道上设置一个隔离阀和一个止回阀，在每个支管上再分别装设一个隔离阀和一个止回阀；至辅助蒸汽的管道上装设隔离阀和止回阀各一个。 装设支管止回阀的原因是：在第四级抽汽管道上连接有较多的热力设备，这些设备有接高压备用汽源，有接辅助蒸汽汽源，在机组启动、低负荷运行、突然甩负荷或停机时，其它汽源的蒸汽有可能回流到第四级 抽汽管道造成汽轮机超速，所以在除氧器用汽管道上串联两个止回阀起到双重保护作用。 第七、八抽各有两个接口。 其抽汽 汇成一处再 至各相应的低压加热器。 由于加热器出现异常水位运行 ,必将导致机组的经济性降低，因此加热器应该设置水位异常保护系统。 根据回热加热器的特点，除氧器的加热器采用混合式加热器。 其它加热器采用 表 面式卧式加热器。 加热器运行过程中会出现不凝结气体。 运行中不凝结气体对加热器性能的影响是很大的。 这些气体在管子外壁的凝结水膜周围形成一个气体层，减慢蒸汽扩散速度，增加传热热阻。 由于不凝结气体的存在，使抽汽量减少，将 会导致传热量的减少即降低给水温升，从而降低整个发电机组的效率。 因此 本设计中，在高压 加热器上安设 了 排 汽 装置。 疏水系统： 用来疏泄和收集全厂各类汽水管道疏水的管路及设备，称为发电厂的疏 11 水系统。 疏放水系统不但影响到发电厂的热经济性，也威胁到设备的安全和可靠运行。 将蒸汽管道中的凝结水及时排掉是非常重要的，若疏水不畅（如管径偏小），管道中聚集了凝结水，会引起管道水击或振动，轻者会损坏支吊架，重者造成管道破裂、设备损坏的安全事故。 水若进入汽轮机，还会损坏叶片，引起机组振动、推力瓦烧损、大轴弯曲、汽缸变形等恶性事故。 因 此，对疏放水系统的设计、安装、检修和运行都应足够重视。 为回收汽轮机本体疏水的工质及其热量，一般设有高、低压疏水扩容器各一台，压力较高的引至高压疏水扩容器，其余压力较低的引入低压疏水扩容器，并按照疏水压力高低的顺序排列，压力高的在外侧，压力低的在内侧，以保证疏水畅通并防止倒流。 扩容后的蒸汽引至凝汽器的喉部（汽侧），扩容器扩容后的疏水引至凝汽器的热井。 这种疏水方式，阀门集中，便于控制、维修，又由于汽水分离，避免了热井内汽水冲击。 在机组启动初期，所有加热器疏水通过加热器汽侧放水直接排至地沟，直到水质合格。 如果 抽汽压力比较低，高压加热器疏水逐级用疏水调节阀排至高压加热器，然后，经疏水调节阀将汇集疏水排至高加危急疏水扩容器，扩容器降压后回收至凝汽器。 待压力提高后，该疏水可进入除氧器。 如果抽汽压力比较 高 ，五 号低加、六号低加 和轴封加热器疏水逐级用疏水调节阀和均压箱排至高压凝汽器。 七 、八号低压 加热器疏水逐级用疏水调节阀和均压箱排至低压凝汽器。 给水系统的选定 给水系统类型和选择 给水系统是从除氧器给水箱下降管入口到锅炉省煤器进口之间的管道、阀门和附件之总称。 它包括了低压给水系统和高压给水系统，以给水 泵为界，给水泵进口之前为低压系统，给水泵出口之后为高压系统。 给水系统输送的工质流量大、压力高，对发电厂的安全、经济、灵活运行至关重要。 给水系统事故会使锅炉给水中断，造成紧急停炉或降负荷运行，严重时会威胁锅炉的安全甚至长期不能运行。 因此对给水 系统 的要求是在发电厂任何运行方式和发生任何事故的情况下，都能保证不间断地向锅炉供水。 给水系统类型的选择与机组的类型、容量和主蒸汽系统的类型有关。 主要有以下几种类型： 12 （ 1） 单母管制系统 该系统设有三根单母管（水泵入口侧的低压吸水母管、给水泵出口侧的压力母管和锅炉给水母管）。 其中吸水母管和压力母管采用单母管分段，锅炉给水母管采用的是切换母管。 单母管给水系统的特点是安全可靠性高，具有一定的灵活性，但系统复杂、耗钢材、阀门较多、投资大。 对高压供热式机组的发电厂应采用单母管制给水系统。 （ 2） 切换母管制系统 当汽轮机、锅炉和给水泵的容量相匹配时候，可作单元运行，必要时候可通过切换阀门交叉运行，因此其特点是有足够的可靠性和运行的灵活性。 同时，因有母管和切换阀门，投资大，钢材、阀门耗量也相当大。 这种系统的优缺点和单元制主蒸汽管道系统相同，系统简单，管路短、阀门少、投资省，便于机炉集中控制和 管理维护。 当采用无节流损失的变速调节时候，其优越性更为突出。 它适用于中间再热凝汽式或中间再热供热机组的发电厂 （ 3） 本设计的实际情况结合以上类型的优缺点，在本设计中将选用单元制系统 制的给水系统。 除氧系统的选定 锅炉给水主要由主凝结水及补充水组成，水中经常含有大量溶解的气体，如氧气、二氧化碳等，造成给水中溶氧的原因多是从补充水和主凝结水带入了空气，或从系统中处于真空设备、管道等不严密处吸入了空气。 换热设备中的不凝结气体的集结，会导致传热恶化，降低机组热经济性和安全性。 水中含有溶解的活性气体， 其溶解度随温度升高而下降，温度愈高这些气体就愈容易直接和金属发生化学反应，使金属表面遭到腐蚀。 其中危害最大的是氧气，氧对钢铁构成的热力设备及管道会产生较强的氧腐蚀，而二氧化碳将加剧这种腐蚀，如水中溶氧会造成腐蚀穿孔引起泄漏爆管。 随着锅炉蒸汽参数的提高，对给水的品质要求愈高，尤其是对给水中溶解氧量的限制更严格。 因此，给水必须除氧，并严格控制给水含氧量在允许范围。 我国《电力工业技术管理法规（试行）》中规定，给水含氧控制指标为： 工作压力为 及以下锅炉，给水溶解氧应小于或等于 15μg/L； 工作压力 为 及以 上 锅炉，给水溶解氧应小于或等于 7μg/L； 除氧器的运行有定压和滑压两种方式，在本设计中，选用定压运行方式。 为确保除 13 氧器在底负荷（ 20%以下）时候仍能自动向大气排气，仍应装有至高一级回热抽汽管道上的切换阀和压力调节阀，与单独连接方式相比，其关闭本级抽汽的负荷由 70%降到20%。 与前置连接方式相比，其出口水温无端差，所以该连接方式的热经济性是最高的，适合于高、中压双抽机组。 补给水系统的选定 火力发电厂热力设备及其管道在运行过程中，总是不可避免地会有一些蒸汽和凝结水损失，如系 统水、汽排放和泄露，。