【正文】 熱動(dòng)專112學(xué)生姓名： 曹佳寧學(xué)生學(xué)號(hào)： 2011024232指導(dǎo)教師： 張瑞青 凝汽式汽輪機(jī)組初步設(shè)計(jì)及輔助設(shè)備選擇凝汽式汽輪機(jī)組初步設(shè)計(jì)及輔助設(shè)備選擇Preliminary design為裝有中間再熱機(jī)組凝汽式600MW火力發(fā)電廠熱力系統(tǒng)局部初步設(shè)計(jì)。通過本次設(shè)計(jì)應(yīng)達(dá)到能夠熟練并掌握電廠的熱力系統(tǒng)及系統(tǒng)設(shè)備的連接方式和運(yùn)行特性，能把書本知識(shí)和現(xiàn)場實(shí)際結(jié)合起來，能培養(yǎng)獨(dú)立思考和查閱文獻(xiàn)資料及綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力。一般，隨機(jī)組容量增大，為了便于發(fā)電廠生產(chǎn)管理和人員培訓(xùn)，發(fā)電廠一個(gè)廠內(nèi)機(jī)組容量等級不宜超過兩種，機(jī)組臺(tái)數(shù)不宜超過6臺(tái)。其次，汽輪機(jī)部分輔助設(shè)備的選擇：包括給水泵的選擇、凝結(jié)水泵的選擇及循環(huán)水泵的選擇。容量大的電力系統(tǒng)，應(yīng)選用高效率的300MW、600MW及600MW以上的機(jī)組。為便于人員培訓(xùn)、生產(chǎn)管理和備品配件的貯備，發(fā)電廠內(nèi)同容量的主機(jī)設(shè)備宜采用同一制造廠的同一型式或改進(jìn)型式，同時(shí)要求其配套輔機(jī)設(shè)備（如給水泵、除氧器等）的型式也一致。對大型引進(jìn)機(jī)組汽輪機(jī)最大進(jìn)汽量是指汽輪機(jī)進(jìn)汽壓力超過5%，調(diào)節(jié)汽門全開工況時(shí)的進(jìn)汽量（如不允許超壓5 %，則為調(diào)節(jié)汽門全開工況時(shí)的進(jìn)汽量）。裝有供熱機(jī)組的熱電廠，當(dāng)一臺(tái)容量最大的蒸汽鍋爐停用時(shí)，其余鍋爐的蒸發(fā)量應(yīng)滿足：熱力用戶連續(xù)生產(chǎn)所需的生產(chǎn)用汽量；冬季采暖、通風(fēng)和生活用熱量的60 % 75 %（嚴(yán)寒地區(qū)取上限），此時(shí)可降低部分發(fā)電出力。鍋爐燃燒方式主要決定于燃料特性和鍋爐容量，有三種燃燒方式，即四角噴燃爐、“W”火焰爐和前后墻對稱燃燒RBC型爐。（3）額定過熱蒸汽壓力Pb=：（3）額定過熱蒸汽溫度：541℃.額定再熱蒸汽溫度541℃（5）汽包壓力Pdu：（6）鍋爐熱效率：%3第三章 原則性熱力系統(tǒng)的擬定發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)是以規(guī)定的符號(hào)表明工質(zhì)在完成某種熱力循環(huán)時(shí)所必須流經(jīng)的各種熱力設(shè)備之間的聯(lián)系線路圖，原則性熱力系統(tǒng)只表示工質(zhì)流過時(shí)的參數(shù)，參數(shù)起了變化的各種必須的熱力設(shè)備，僅表明設(shè)備之間的主要聯(lián)系，原則性熱力系統(tǒng)實(shí)際上表明了工質(zhì)的能量轉(zhuǎn)換及熱能利用的過程，它反映了發(fā)電廠熱工內(nèi)容，即能量轉(zhuǎn)換過程的技術(shù)完善程度和熱經(jīng)濟(jì)性。擬定的原則是系統(tǒng)簡單、運(yùn)行可靠，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)較高的經(jīng)濟(jì)性。一方面提高三臺(tái)“高加”水溫；另一方面減少1“高加”溫差，使不可逆損失減少，以提高機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性。5段抽汽(4“低加”)經(jīng)再熱后的蒸汽過熱度很大，所以加裝內(nèi)置式蒸汽冷卻器。 補(bǔ)充水系統(tǒng)的擬定鑒于目前化學(xué)除鹽水的品質(zhì)難以達(dá)到很高的標(biāo)準(zhǔn)，所以采用化學(xué)處理補(bǔ)充水的方法。 原則性熱力系統(tǒng)圖600MW亞臨界原則性熱力系統(tǒng)圖。4）再熱蒸汽參數(shù)（進(jìn)汽閥前）：熱段：prh=，trh=537℃冷段：P’rh=，t’rh=315℃。4）除氧器至給水泵高差：。2）額定蒸發(fā)量：Db：2027t/h。額定再熱蒸汽溫度541℃。全廠汽、所示，將各汽水流量用相對α表示。主蒸汽門后壓力p0’ =（1△p0）p0=（）=。由prh’=、hrh=hrh’=，查水蒸氣性質(zhì)表，得中壓聯(lián)合汽門后再熱蒸汽溫度trh =℃。hw1由已知的twpw，查水蒸氣性質(zhì)表可得。得H1出口溫度：式中加熱器上端差。由t’w,1=℃，查得H1進(jìn)水比焓hw,2=。由pw,sg=,hw,sg=,反查焓熵圖得軸封加熱器出口水溫tw,sg=℃。1kg 第三級抽汽做功wa,3：。1）鍋爐參數(shù)及有效利用熱量計(jì)算過熱蒸汽參數(shù)：由Pb=，tb=541℃，查表得過熱蒸汽出口比焓hb=。鍋爐有效熱量q1：2）管道效率計(jì)算3）全廠熱效率計(jì)算4)全廠發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率系數(shù)式中暖風(fēng)器吸熱量，按下式計(jì)算：相應(yīng)于1kg標(biāo)煤的輸入量發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率bs：5)全廠熱耗率6)全廠供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率 式中ε廠用電率。從熱力學(xué)第二定律的觀點(diǎn)，完整的動(dòng)力循環(huán)必須要有一個(gè)冷源，凝汽系統(tǒng)在蒸汽動(dòng)力循環(huán)（朗肯循環(huán)）中起著冷源作用，通過降低排汽壓力和排汽溫度，來提高循環(huán)熱效率。 凝汽器的類型及選擇凝汽器有混合式和表面式兩種類型。表面式凝汽器中，冷卻介質(zhì)與蒸汽被冷卻表面隔開不直接接觸，能保持凝結(jié)水的清潔，所以現(xiàn)代大型汽輪機(jī)組普遍采用表面式凝汽器。按布置的方式分為臥式和立式兩種。： 高、低加熱器型號(hào)型號(hào)加熱水流量 t/h加熱汽流量 t/h加熱面積m2輸水溫度℃GJ1100219101100246GJ1180229101180205GJ82023910820177JD67033670JD58520585106JD756756JF82382364 軸封冷卻器的選擇 軸封冷卻器的作用軸封冷卻器又稱為軸封加熱器，其作用是防止軸封及閥桿漏汽（汽—?dú)饣旌衔铮钠啓C(jī)軸端逸至機(jī)房或漏入油系統(tǒng)中，同時(shí)利用漏汽的熱量加熱主凝結(jié)水，其疏水疏至凝汽器，從而減少熱損失并回收工質(zhì)。本次設(shè)計(jì)采用一臺(tái)軸封冷卻器。 真空泵型號(hào)型號(hào)轉(zhuǎn)速壓力吸氣量真空度2BE1353590r/min5kgt/cm25267m3/h 給水泵的選擇 給水泵的作用給水泵是熱力系統(tǒng)中最重要的一種水泵。中壓給水泵常用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，由于受電網(wǎng)頻率的限制，最高轉(zhuǎn)速只有3000r/min。缺點(diǎn)：①體積大；②泵體流道復(fù)雜，對鑄造加工技術(shù)要求高，造價(jià)高，僅適用于低壓、小容量機(jī)組的給水泵。目前，大容量、高參數(shù)鍋爐給水泵均采用圓筒形雙殼體多級離心泵。由于凝結(jié)水泵是從高度真空的凝汽器中抽取飽和狀態(tài)的凝結(jié)水，故容易吸入空氣和產(chǎn)生汽蝕。 凝結(jié)水泵的類型其結(jié)構(gòu)形式有以下兩種：1) NL型凝結(jié)水泵2) LDTN型凝結(jié)水泵 凝結(jié)水泵的選擇1).凝結(jié)水泵臺(tái)數(shù)、容量的選擇 凝汽式機(jī)組的凝結(jié)水泵臺(tái)數(shù)、容量應(yīng)滿足下列要求：單臺(tái)凝汽式機(jī)組宜裝設(shè)兩臺(tái)凝結(jié)水泵，每臺(tái)凝結(jié)水泵容量為最大凝結(jié)水量的110%；如大容量機(jī)組需裝設(shè)三臺(tái)容量各為最大凝結(jié)水量55%的凝結(jié)水泵時(shí)，應(yīng)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。在設(shè)備條件具備時(shí)，宜采用與凝結(jié)水泵同軸的凝結(jié)水升壓泵。 除氧器及給水箱的選擇 除氧器的選擇1).除氧器的作用給水系統(tǒng)中溶解于水中的氣體主要有兩個(gè)來源，一是補(bǔ)充水帶進(jìn)：二是處于真空狀態(tài)下的熱力設(shè)備及管道附件不嚴(yán)密漏進(jìn)了空氣。大氣式除氧器的工作壓力略高于大氣壓力，以便把水中離析出來的氣體排入大氣。再高參數(shù)大容量機(jī)組上，廣泛采用高壓除氧器，給水溫度可加熱至158～160℃，含氧量小于7μg/L。 連續(xù)排污擴(kuò)容器的選擇 連續(xù)排污的作用為保證鍋爐的爐水品質(zhì)，在汽包鍋爐的爐水中要加入某些化學(xué)藥品，使隨給水進(jìn)入鍋爐的結(jié)垢物質(zhì)生成水渣或呈溶解狀態(tài)，或生成懸浮細(xì)粒呈分散狀態(tài)，這些雜質(zhì)留在爐水中，隨著運(yùn)行時(shí)間的增長，爐水含鹽量超過允許值，這不僅使蒸汽帶鹽，影響蒸汽品質(zhì)，還可能造成爐管堵塞，影響鍋爐安全運(yùn)行。在超高壓和中壓鍋爐機(jī)組中，為簡化系統(tǒng)常采用單級連續(xù)排污利用系統(tǒng)。　即；總?cè)莘e2).排污擴(kuò)容器選擇的類型選型根據(jù)容積室選取型號(hào)為LP－，：名稱型號(hào)容量工作壓力工作溫度重量連續(xù)排污容器260℃ 定期排污擴(kuò)容器的選擇 定期排污擴(kuò)容器的作用定期排污擴(kuò)容器的目的是降溫減壓防止傷人，減少對環(huán)境的污染，溶解出來的蒸汽可以收回，但本次設(shè)計(jì)考慮到定期排污量較小，沒有進(jìn)行回收。 定期排污擴(kuò)容器的選型根據(jù)《火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)規(guī)程》（三）定期排污擴(kuò)容器的容量應(yīng)考慮鍋爐事故水的需要，按鍋爐額定蒸發(fā)量110%。 疏水?dāng)U容器的選擇根據(jù)《火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)規(guī)程》，中間再熱機(jī)組或主蒸汽采用單元制系統(tǒng)的高壓凝汽式電廠可不設(shè)疏水箱和疏水泵。2）工業(yè)水泵的總?cè)萘繎?yīng)滿足所連接的工業(yè)水系統(tǒng)最大用水量的需要，另加10%富裕量。選擇臺(tái)數(shù)：一般原則上裝設(shè)兩臺(tái)，其中一臺(tái)運(yùn)行，另一臺(tái)備用。在水源條件允許的情況下，宜采用直流或混流供水系統(tǒng)。2).混合供水系統(tǒng)但水源隨季節(jié)變化很大、某時(shí)期出現(xiàn)最小流量不能滿足電廠用水要求，應(yīng)考慮采用混合供水系統(tǒng)。其工作特點(diǎn)是冷卻水量大，壓力低 ，故要求循環(huán)水泵具有大流量、低揚(yáng)程的特性，屬高比轉(zhuǎn)速泵。再熱蒸汽溫度調(diào)節(jié)主要采用分隔煙道擋板調(diào)節(jié)，即用調(diào)節(jié)煙道擋板開度來改變通過再熱器通道的煙氣量來達(dá)到調(diào)節(jié)再熱氣溫的目的。 主蒸汽管道類型發(fā)電廠常用的主蒸汽管道系統(tǒng)有四種形式：集中母管制系統(tǒng)、切換母管制系統(tǒng)、單元制系統(tǒng)、擴(kuò)大單元制系統(tǒng)。單元制系統(tǒng)是指一機(jī)一爐相配合的連接系統(tǒng)，汽輪機(jī)和供其蒸汽的鍋爐組成獨(dú)立的單元，與其他單元之間無任何蒸汽管道連接。 再熱機(jī)組旁路系統(tǒng) 旁路系統(tǒng)的作用1).縮短啟動(dòng)時(shí)間，改善啟動(dòng)條件，延長汽輪機(jī)壽命；2).保護(hù)再熱器；3).回收工質(zhì)，降低噪聲；4).減少安全門動(dòng)作次數(shù)，延長使用壽命。繞過汽輪機(jī)中、低壓缸，通過連接在再熱器熱段蒸汽管和凝汽器間的減溫減壓裝置后進(jìn)入凝汽器的管道系統(tǒng)，稱為低壓旁路系統(tǒng)或II級旁路系統(tǒng)。其主要作用是在機(jī)組的各種運(yùn)行工況下，對給水進(jìn)行除氧、升壓和加熱，為鍋爐省煤器提供數(shù)量和質(zhì)量都滿足要求的給水。 .2 主給水管道的類型給水系統(tǒng)的類型：1）單母管制給水系統(tǒng) 2）切換母管制給水系統(tǒng) 3）單元制給水系統(tǒng)對裝有高壓供熱式機(jī)組的發(fā)電廠應(yīng)采用母管制；對裝有高壓凝汽式機(jī)組的發(fā)電廠可采用單元制，擴(kuò)大單元制和母管制系統(tǒng)；對裝有中間再熱凝汽式或中間再熱式機(jī)組的發(fā)電廠應(yīng)采用單元制系統(tǒng) 主給水管道的選擇本設(shè)計(jì)采用的是單元給水系統(tǒng)，其特點(diǎn)是系統(tǒng)簡單，管路短，閥門少，投資少，便于機(jī)爐集中控制管理和維修方便，特別是給水泵采用改變給水泵的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)給水量。鍋爐過熱器的減溫水及I級旁路的減溫水由給水泵出口母管直接供給；再熱器減溫水由給水泵三級抽汽接出。亞臨界及超臨界參數(shù)機(jī)組由于鍋爐對給水品質(zhì)要求很高，所以在凝結(jié)水泵后設(shè)有除鹽裝置。汽輪機(jī)在第一次啟動(dòng)和大修后，凝汽器內(nèi)無水為此設(shè)有經(jīng)過化學(xué)處理的補(bǔ)充水管道，機(jī)組啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)正常后化驗(yàn)，凝結(jié)水的質(zhì)量是否合格，若不合格，將凝結(jié)水從放水管中放掉，待水質(zhì)合格后，關(guān)閉放水門，開啟去凝汽器的閥門。 回?zé)峒訜崞鞴艿老到y(tǒng)在汽輪機(jī)中做過一部分功的蒸汽，引入回?zé)峒訜崞骷訜峤o水，可提高鍋爐的給水溫度，降低機(jī)組煤耗。除八段抽汽外，各抽汽管道均裝設(shè)電動(dòng)截止門和液壓逆止門，八段抽汽管路未裝截止門或逆止門的原因是該段抽汽壓力已低于大氣壓，蒸汽比容較大，管徑較粗，無論截止門或逆止門都不宜執(zhí)行，另外該抽汽是從汽輪機(jī)最末二級前抽出的壓力很低，壓降小，焓降也小，作功能力小，即使突然甩負(fù)荷或自動(dòng)主汽門關(guān)閉時(shí)，蒸汽倒流汽輪機(jī)內(nèi)也不能使汽輪機(jī)超速，但是當(dāng)?shù)蛪汗芟敌孤r(shí)，機(jī)組有進(jìn)水的危險(xiǎn)，此時(shí)必須停機(jī)處理。汽輪機(jī)自動(dòng)主汽門和調(diào)速汽門還有門桿漏氣，鍋爐連續(xù)排污擴(kuò)容器產(chǎn)生的蒸汽以及給水泵的再循環(huán)管均從水箱底部接入。除氧器還裝有高位放水保護(hù)裝置，當(dāng)水位高出極限值時(shí)，通過電動(dòng)截門將水放到疏水箱。在正常運(yùn)行中。同時(shí)，保持加熱器內(nèi)水位在正常范圍內(nèi)，以保證加熱器的加熱效果并防止汽輪機(jī)進(jìn)水。加熱器放氣系統(tǒng)的作用是加熱器和除氧器中排出不凝結(jié)的氣體，以提高效率和防止腐蝕。疏水箱的疏水，再由疏水泵經(jīng)疏水調(diào)節(jié)閥、流量測量孔板，打入低壓加熱器H7出口的主凝結(jié)水管道。在機(jī)組啟動(dòng)初期，高壓加熱器疏水通過各高壓加熱器的啟動(dòng)疏水支管直接排至地溝。啟動(dòng)排氣裝置用于機(jī)組啟動(dòng)的水壓試驗(yàn)時(shí)迅速排氣，連續(xù)排氣裝置用于正常運(yùn)行時(shí)連續(xù)排出加熱器內(nèi)的不凝結(jié)氣體。低壓加熱器HHH7的連續(xù)排氣也是通過一只節(jié)流孔板和一只隔離閥進(jìn)入母管，再接入凝汽器。 真空及空氣管道系統(tǒng)熱力系統(tǒng)中，需要維持一定的真空或必須抽出空氣的設(shè)備，如凝汽器、回?zé)峒訜崞?、軸封冷卻器及凝結(jié)水泵等，用空氣管道將它們連通并通向凝汽器，再由真空泵將凝汽器內(nèi)空氣和部分排汽抽出使其組成真空及空氣管道系統(tǒng)。各段加熱器空氣管上，均裝有節(jié)流孔板，其作用是防止加熱器中蒸汽被大量帶走。這些熱量如果不能及時(shí)排出，積聚在設(shè)備內(nèi)部，將會(huì)引起設(shè)備超溫甚至損壞。如供給汽輪機(jī)潤滑油冷卻器、小汽輪機(jī)潤滑油冷卻器、閉式冷卻器等設(shè)備。閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的冷卻對象為發(fā)電機(jī)氫側(cè)密封油冷卻器、發(fā)電機(jī)空側(cè)密封油冷卻器及抗燃油冷卻器等。 潤滑油系統(tǒng)潤滑油系統(tǒng)的作用是給汽輪發(fā)電機(jī)的支持軸承、推力軸承和盤車裝置提供潤滑，為氫密封系統(tǒng)供備用油以及為操縱機(jī)械超速脫扣裝置供壓力油。這些部件組成重復(fù)的兩套供油系統(tǒng)，當(dāng)一套投入運(yùn)行時(shí)，另一套作為備用，如果需要即可自動(dòng)投入。卸荷閥動(dòng)作，切斷油泵出口與高壓油集管的聯(lián)系，將油泵的出口油直接送回油箱。回油箱的抗燃油由方向控制閥導(dǎo)流，經(jīng)過一組濾油器和冷油器流回油箱。運(yùn)行和備用兩套裝置有一個(gè)共同的過壓保護(hù)閥（溢流閥），用以防止EH油系統(tǒng)油壓過高，～，過壓閥動(dòng)作，將油泵出口油直接送回油箱。在發(fā)電機(jī)兩端設(shè)有兩組氫氣冷卻器和一個(gè)雙流環(huán)式密封瓦，一定壓力的密封油注入密封瓦與轉(zhuǎn)軸之間的間隙中，在靜止部分與轉(zhuǎn)動(dòng)部分的間隙中形成油膜。密封油系統(tǒng)正常運(yùn)行回路如下：軸承潤滑油供油管→真空油箱→主密封油泵（或備用密封油泵）→濾油器→壓差閥→發(fā)電機(jī)密封瓦→氫側(cè)排油（空側(cè)排油不經(jīng)擴(kuò)大槽和浮子油箱直接回空氣抽出槽）→擴(kuò)大槽→浮子油箱→空氣抽出槽→軸承潤滑油排油套裝管→汽機(jī)主油箱。45致 謝非常感謝張老師在我大學(xué)的最后學(xué)習(xí)階段——畢業(yè)設(shè)計(jì)階段給自己的指導(dǎo)，從最初的定題，到資料收集，到寫作、修改，到論文定稿，她給了我耐心的指導(dǎo)和無私的幫助。 通過這一階段的努力，我的畢業(yè)論文《凝汽式汽輪機(jī)組初步設(shè)計(jì)及輔助設(shè)備選擇》終于完成了，這意味著大學(xué)生活即將結(jié)束。同時(shí)我還要感謝在我學(xué)習(xí)期間給我極大關(guān)心