【導(dǎo)讀】1．在理論上熟練掌握電廠(chǎng)各主要設(shè)備和系統(tǒng)的工作原理。2．通過(guò)繪制全面性熱力系統(tǒng)圖，熟練掌握XXMW機(jī)組全面性熱力系統(tǒng)。3．掌握一般工程設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)步驟。4．進(jìn)一步提高理論水平和提高運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)的能力。5．培養(yǎng)查閱科技資料和獨(dú)立設(shè)計(jì)的能力。2．認(rèn)真對(duì)待此次畢業(yè)設(shè)計(jì)并完成設(shè)計(jì)任務(wù)。根據(jù)設(shè)計(jì)論文和答辯情況綜合評(píng)定，成績(jī)等級(jí)：優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格。每人具體的碳和灰分的數(shù)據(jù)見(jiàn)表2. 量，機(jī)組熱耗量，全廠(chǎng)熱效率，全廠(chǎng)熱耗率，發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率。鍋爐部分包括最大連續(xù)蒸。在確定完主機(jī)形式的基礎(chǔ)上進(jìn)一步擬定了主要系統(tǒng)并確定了主要輔機(jī)的形式。統(tǒng)的擬定包括主蒸汽管道系統(tǒng)的擬定，再熱機(jī)組旁路系統(tǒng)的擬定，給水管道系統(tǒng)的擬定，器及排污冷卻器管道系統(tǒng)的擬定，軸封管道系統(tǒng)的擬定，制粉系統(tǒng)的擬定等。本文設(shè)計(jì)在選型時(shí)僅依照安全經(jīng)濟(jì)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行優(yōu)化沒(méi)有考慮其他影響因素。

　　

【正文】 57 隔板汽封齒數(shù) z 個(gè) 選定 6 3 58 隔板漏氣損失 △ hp kJ/kg 按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算 59 葉頂軸向間隙 δ t mm 選定 60 圍帶厚度 △ s mm 選定 61 葉頂漏氣損失 △ hpt kJ/kg 按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算 62 級(jí)的平均干度 xm 2 20 xxxm ?? 63 濕氣損失 △ hx kJ/kg △ hx=(1xm)△ hu 64 級(jí)內(nèi)有效焓降 △ hi kJ/kg △ hi=△ htΣ△ h 65 級(jí)相對(duì)內(nèi)效率 η i % tii hh???? 80 80 66 級(jí)的內(nèi)功率 Pi kw 3600ii hDp ?? 25706 2. 汽機(jī)車(chē)間 主要設(shè)備的確定 （包括凝汽器、高壓加熱器、低壓加熱器、軸封加熱器等） 凝汽器 凝結(jié)水系統(tǒng)概述 凝結(jié)水系統(tǒng)的主要功能是將 熱 井中的凝結(jié)水由凝結(jié)水泵送出，經(jīng)除鹽裝置、汽封加熱300MW 機(jī)組熱力部分局部初步設(shè)計(jì) 19 器、低壓加熱器輸送到除氧器，期間還對(duì)凝結(jié)水進(jìn)行加熱、除氧、化學(xué)水處理和除雜質(zhì)。此外，凝結(jié)水系統(tǒng)還向各有關(guān)用戶(hù)提供水源，如給水泵的密封水、減溫器的減溫水、各有關(guān)系統(tǒng)的補(bǔ)給水以及汽輪機(jī)低壓缸噴水等。 凝結(jié)水系統(tǒng)組成 凝結(jié)水系統(tǒng)主要包括凝汽器、凝結(jié)水泵、凝結(jié)水補(bǔ)充水水箱、凝結(jié)水精處理裝置、汽封加熱器、低壓加熱器以及連接上述各設(shè)備所需要的管道、閥門(mén)等。 本設(shè)計(jì)的凝結(jié)水系統(tǒng)由凝汽設(shè)備、凝補(bǔ)水系統(tǒng)、汽封加熱器、疏水冷卻器和低壓加熱器等組成。 凝結(jié)水系統(tǒng)主要包括： 1. 凝汽器 2. 凝結(jié)水泵 2 臺(tái) 100%容量的凝結(jié)水泵，一臺(tái)運(yùn)行，一臺(tái)備用 3. 凝結(jié)水精處理裝置 100%容量一臺(tái)和 100%容量的電動(dòng)旁路 4. 汽封加熱器 5. 疏水冷卻器 6. 低壓加熱器 7. 凝結(jié)水補(bǔ)充水泵、凝結(jié)水收集水箱、水環(huán)式真空泵及冷卻器以及連接上述設(shè)備所需要的管道、閥門(mén) 凝汽器結(jié)構(gòu)與系統(tǒng) 凝氣設(shè)備概述 凝氣式汽輪機(jī)時(shí)現(xiàn)代火力發(fā)電廠(chǎng)和核電 站中廣泛蠶蛹的典型汽輪機(jī)，凝氣設(shè)備則是凝汽器汽輪機(jī)組的一個(gè)重要組成部分。凝氣設(shè)備工作性能的好壞直接影響著整個(gè)機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性和安全性。 工作原理 凝汽器正常工作時(shí)，冷卻水由低壓側(cè)的兩個(gè)進(jìn)水室進(jìn)入，經(jīng)過(guò)凝汽器低壓側(cè)殼體內(nèi)冷卻水管，流入低壓側(cè)另外兩個(gè)水室，經(jīng)循環(huán)水連通管水平轉(zhuǎn)向后進(jìn)入高壓側(cè)靠的兩個(gè)水室，再通過(guò)凝汽器高壓側(cè)殼體內(nèi)冷卻水管流至高壓側(cè)兩個(gè)出水室并排出凝汽器，蒸汽由汽輪機(jī)排汽口進(jìn)入凝汽器，然后均勻地分布到冷卻水管全長(zhǎng)上，經(jīng)過(guò)管束中央通道及兩側(cè)通道使蒸汽能夠全面地進(jìn)入主管束區(qū)，與冷卻水進(jìn)行 熱交換后被凝結(jié)；部分蒸汽由中間通道和兩側(cè)通道進(jìn)入熱井對(duì)凝結(jié)水進(jìn)行回?zé)帷?LP 側(cè)殼體凝結(jié)水經(jīng) LP 側(cè)殼體部分蒸汽回?zé)岷蟊灰肷蜿?yáng)工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 凝結(jié)水回?zé)峁芟?，通過(guò)淋水盤(pán)與 HP 側(cè)殼體中凝結(jié)水匯合，同時(shí)被 HP 側(cè)殼體中部分蒸汽回?zé)?，以減小凝結(jié)水過(guò)冷度。被回?zé)岬哪Y(jié)水匯集于熱井內(nèi)，由凝結(jié)水泵抽出，升壓后輸入主凝結(jié)水系統(tǒng)。 HP 側(cè)殼體與 LP 側(cè)殼體剩余的汽氣混合物經(jīng)空冷區(qū)再次進(jìn)行熱交換后，少量未凝結(jié)的蒸汽和空氣混合物經(jīng)抽氣口由抽真空設(shè)備抽出。 凝氣設(shè)備組成及作用 凝氣設(shè)備的主要任務(wù)包括以下兩方面：一方面是在汽輪機(jī)排汽口建立并維持 高度真空 。另一方面是將汽輪機(jī)的排汽凝結(jié)成潔凈的凝結(jié)水作為鍋爐的給水循環(huán)使用。 凝氣設(shè)備主要有凝汽器（冷凝器）、冷卻水泵（循環(huán)水泵）、水環(huán)式正空泵、凝結(jié)水泵組成。 凝汽器（冷凝器）的作用是利用低溫冷卻水，將汽輪機(jī)的排汽凝結(jié)成水，為汽輪機(jī)排汽口建立與維持一定的真空度、對(duì)凝結(jié)水除氧、蓄水。 冷卻水泵（循環(huán)水泵）的作用是為凝汽器提供低溫冷卻水，并帶走汽輪機(jī)排汽在凝汽器中放出的熱量。 水環(huán)式真空泵的作用是在凝汽器開(kāi)始運(yùn)行時(shí)，抽出凝汽器殼體內(nèi)的空氣以建立真空；在凝汽器運(yùn)行過(guò)程中，將汽輪機(jī)排汽中夾帶的空氣和從真空系統(tǒng)部 嚴(yán)密處漏入的空氣不斷抽出，以維持凝汽器的真空。 凝結(jié)水泵的作用是把凝結(jié)水送回鍋爐（蒸汽發(fā)生器）或回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)繼續(xù)使用。 凝汽器的結(jié)構(gòu) 按照冷卻介質(zhì)的不同，現(xiàn)在熱力發(fā)電廠(chǎng)使用的凝汽器可以分為以空氣為冷卻介質(zhì)的空氣凝汽器和以水為冷卻介質(zhì)的表面式凝汽器兩種。然而，由于空氣凝汽器結(jié)構(gòu)龐大、金屬耗量多，并且建立的真空度也相對(duì)較低，故在一般的固定式電站中并不采用，只有在嚴(yán)重缺水的地區(qū)電站或有些移動(dòng)式發(fā)電機(jī)組上才使用。而水的放熱系數(shù)高，且表面式凝汽器又能收回潔凈的凝結(jié)水，因此水冷卻表面式凝汽器能很好 地完成凝汽設(shè)備的另個(gè)任務(wù)，故而稱(chēng)為現(xiàn)代發(fā)電廠(chǎng)汽輪機(jī)裝置中采用的主要型式，本設(shè)計(jì)采用水冷表面式凝汽器 。 按凝汽器內(nèi)凝結(jié)換熱的強(qiáng)度將換熱面分為主凝結(jié)區(qū)和空氣冷卻區(qū)兩部分，這兩部分之間用擋板隔開(kāi)?？諝饫鋮s區(qū)的換熱面積約占總換熱面積的 5～ 10%。蒸汽剛剛進(jìn)入凝汽器時(shí)，空氣相對(duì)含量很小，凝汽器總壓力基本等于蒸汽分壓力。蒸汽在主凝結(jié)區(qū)大量凝結(jié)，但空氣不能凝結(jié)，到達(dá)空氣冷卻區(qū)入口時(shí)蒸汽相對(duì)含量已經(jīng)大為減少。蒸汽在空氣冷卻區(qū)繼續(xù)凝結(jié) ，到空氣抽出口處，蒸汽和空氣的質(zhì)量流量已經(jīng)是同一數(shù)量級(jí)了，這時(shí)蒸汽分壓力才明顯減少，對(duì)應(yīng)飽和溫度也才降低，空氣和很少量的蒸汽才會(huì)得到冷卻。因此，設(shè)置空氣冷卻區(qū)可使蒸汽進(jìn)一步凝結(jié)，使被抽出的汽 氣混合物中的蒸汽量大為減少。同時(shí)，氣300MW 機(jī)組熱力部分局部初步設(shè)計(jì) 21 體混合物進(jìn)一步被冷卻使其容積流量減少，這不僅減少了工質(zhì)的浪費(fèi)，也減輕了抽汽的負(fù)擔(dān)。 抽汽設(shè)備確定 抽氣器的任務(wù)是抽除凝汽器內(nèi)不凝結(jié)的氣體，以維持凝汽器的正常真空。所以抽氣器的工作正常與否對(duì)凝汽器壓力的影響很大。抽氣設(shè)備的型式很多，應(yīng)用較多的有射汽抽氣器、射水抽氣器和水環(huán) 式真空泵等。本設(shè)計(jì)采用的是水環(huán)式真空泵。 水環(huán)式真空泵 水環(huán)式真空泵屬于機(jī)械式抽氣器，具有性能穩(wěn)定效率高等優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于大型汽輪機(jī)的凝汽設(shè)備上，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維護(hù)費(fèi)用較高。水環(huán)式真空泵的葉輪偏心裝置在圓形泵殼內(nèi)，葉輪上裝有后彎式葉片。葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，工作水在離心力的作用下甩向周?chē)?，形成近似與泵殼同心的旋轉(zhuǎn)水環(huán)。被抽吸的氣體經(jīng)吸水管、吸氣口進(jìn)入右側(cè)月牙形空間。隨著葉輪的旋轉(zhuǎn)，空間容積逐漸增大，形成真空，抽出氣體。氣體受葉輪的作用而旋轉(zhuǎn)，進(jìn)入左側(cè)月牙形空間，由于容積逐漸減小，氣體受壓縮而升壓。最后氣、水 混合物經(jīng)排氣口及排氣管排出。 抽真空系統(tǒng)確定 凝汽器側(cè)抽真空系統(tǒng)設(shè)置 3 臺(tái) 50%容量水環(huán)式真空泵，電動(dòng)機(jī)與真空泵采用直聯(lián)式。正常運(yùn)行時(shí)， 1 臺(tái)真空泵作為備用。抽氣器的任務(wù)是抽除凝汽器內(nèi)不能凝結(jié)的氣體，以維持凝汽器的正常真空。所以抽氣器的工作正常與否對(duì)凝汽器壓力的影響很大。任何一種抽氣器，不管其結(jié)構(gòu)和作用原理如何，其實(shí)都是一種擴(kuò)容器。它將蒸汽空氣混合物從抽氣口德壓力擴(kuò)壓到略高于大氣壓以排入大氣，其壓縮比一般為 15～ 40。 軸封冷卻器 （ 1）作用：用主凝結(jié)水來(lái)冷卻由各段軸封和高中壓主調(diào)節(jié) 閥抽出的汽 —— 氣混合物，使混合物中的蒸汽凝結(jié)成水，從而回收工質(zhì)，又使熱量傳給主凝結(jié)水，提高了汽輪機(jī)熱力系統(tǒng)的熱經(jīng)濟(jì)性。同時(shí)，將混合物的溫度降低到軸封風(fēng)機(jī)長(zhǎng)期運(yùn)行所允許的溫度。 （ 2）主要特性參數(shù) 加熱面積 110 ㎡ 水側(cè)工作壓力 蒸汽側(cè)工作壓力 冷卻水量 350t／ h 軸封加熱器的形 式見(jiàn)附圖：圖 21 沈陽(yáng)工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 給水泵的選擇 給水泵臺(tái)數(shù)和容量的確定 根據(jù)《火力發(fā)電廠(chǎng)設(shè)計(jì)技術(shù)要求》第 2 條，第 3條，第 4 條規(guī)定：在每臺(tái)給水泵中給水泵出口的總流量（即最大鍋爐給水量，不包括備用泵）均應(yīng)保證供給其連接系統(tǒng)的全部，鍋爐在最大連續(xù)蒸發(fā)量時(shí)所需的的給水量，即汽包鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量的 110％，對(duì)中間再熱機(jī)組給水泵 出 口的總流量還應(yīng)加上供再熱蒸汽調(diào)節(jié)溫度用的，從泵的中間級(jí)抽的流量以及漏出和注入給水泵軸封的流量差 ，前置給水泵出口的總流量應(yīng)為給水泵入口的總流量，從前置泵和給水泵之 間的抽出流量之和，每一給水泵系統(tǒng)應(yīng)設(shè)備用泵一臺(tái)，其容量應(yīng)根據(jù)給水泵的可用率及電網(wǎng)對(duì)該給水泵所連接的機(jī)組的要求，經(jīng)比較論證確定給水泵的揚(yáng)程。 300MW 機(jī)組配 2 臺(tái)容量各為最大給水量 50%或 1 臺(tái)容量為最大給水量 100%的汽動(dòng)給水泵， 1臺(tái)容量位最大給水量 50%的電動(dòng)調(diào)速泵備用。 泵的揚(yáng)程的計(jì)算入口壓力： M P aghPP HD 8 2 8 631 ????????? ?? （ 21） 出口壓頭： MPaP ? 揚(yáng)程： M P aH gs 7 5 2 ??? 容積流量： 每 臺(tái)容積： hmDD gs /% 3m a x ???????? （ 22） 容積流量： hmVDQ gs / 33 ?????? （ 23） 型號(hào)選擇： 根據(jù)容積流量： hm / 3 揚(yáng)程： MPaH gs ? 選取 50CHTA/6SP2（汽動(dòng)）給水泵兩臺(tái)，一臺(tái)電動(dòng)備用如下表： 表 21 給水泵性能表 凝結(jié)水泵的選擇 凝結(jié)水泵的凝結(jié)量的確定 臺(tái)數(shù)：根據(jù)《火力發(fā)電廠(chǎng)設(shè)計(jì)規(guī)程》第 1 條的規(guī)定：凝汽式機(jī)組的凝結(jié)水 給水泵 型號(hào) 50CHTA6SP 流量 m3 /h 646 揚(yáng)程 mH2O 轉(zhuǎn)速 r/min 5750 300MW 機(jī)組熱力部分局部初步設(shè)計(jì) 23 泵臺(tái)數(shù)、容量按下列要求選擇： （ 1）每臺(tái)凝汽式機(jī)組宜裝設(shè) 2 臺(tái)凝結(jié)水泵，每臺(tái)容量為最大凝結(jié)水量的 110％，大容量機(jī)組也可裝設(shè) 3臺(tái)凝結(jié)水泵，每臺(tái)容量為最大凝結(jié)水量的 55％。 （ 2）最大凝結(jié)水量應(yīng)為下列各項(xiàng)之和： A 汽機(jī)最大進(jìn)汽工況時(shí)的凝汽量 B 進(jìn)入凝汽器的經(jīng)常疏水量 C 當(dāng)?shù)蛪杭訜崞魇杷脽o(wú)備用時(shí)，可能進(jìn)入的凝汽器的事故放水量 D 進(jìn)入凝汽器的正常不給水量 揚(yáng)程：根據(jù)《火力發(fā)電廠(chǎng)設(shè)計(jì)規(guī)程》第 4 條規(guī)定，無(wú)凝結(jié)水除鹽設(shè)備時(shí)，凝結(jié)水泵的揚(yáng)程應(yīng)為下列各項(xiàng)之和： （ 1）從凝汽器熱井到除氧器、凝結(jié)水入口處噴霧頭的介質(zhì)流動(dòng)阻力，另加 10－ 20％的裕量。 （ 2）除氧器凝結(jié)水處入口與凝汽器熱井最低水位間的水柱靜壓差。 （ 3）除氧器最大的工作壓力，另加 15％的富裕量． （ 4）凝汽器最高真空 ． 有凝結(jié)水除鹽裝置時(shí)，凝結(jié)水泵和凝結(jié)水升壓泵的揚(yáng)程參考以上原則，并計(jì)入除鹽設(shè)備的阻力． H=Hs+ ?? 410 ()?+△ Hz+△ pd 其中： Pcy除氧器工作壓力等于 為 O。 Pn凝汽器工作壓力等于 為 O。 Hz 凝汽器和除氧器的水位差， +=。 ? 凝汽器平均比重。 3/)00 105 100 110 05 1()11( mkgnl ??????? ??? （ 24） △ HZ沿程阻力損失加熱器取 O，設(shè)備之間的聯(lián)絡(luò)管道?。? ?2= O ；△ Hz=? 6+20=41mH2 O △ pd 進(jìn)入除氧器的動(dòng)力壓頭，取 6mH2 O。 H=Hs+ ?? 410 ()?+△ Hz+△ pd (25) OmH pH dz24 /)(? ??????????? ? 容量計(jì)算 （ 1）最大凝結(jié)水量可按下式計(jì)算： DG=?DC=?619243=(26) 根據(jù)凝結(jié)水壓力 pn= 查水蒸汽表得凝結(jié)水比容 ? =沈陽(yáng)工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 （ 2）型號(hào)：根據(jù)揚(yáng)程和容量選擇凝結(jié)水泵 表 22 凝結(jié)水泵性能表如下 凝結(jié)水泵 型號(hào) 9LDTN2 流量 m3 /h 900 揚(yáng)程 mH2 O 84 汽蝕余量 mH2 O 轉(zhuǎn)速 r/min 1480 除氧器及給水箱的選擇 除氧器的選擇 根據(jù)《火力發(fā)電廠(chǎng)設(shè)計(jì)規(guī)程》第 2條，第 2 條，第 3條，第 5條規(guī)定：中間再熱機(jī)組的除氧器，宜用滑壓運(yùn)行方式，除氧器的總?cè)萘繎?yīng)個(gè)根據(jù)最大的給水消耗量選擇，每臺(tái)機(jī)組宜配一臺(tái)除氧器 ，高壓中間再熱凝汽式機(jī)組宜采用一級(jí)高壓除氧器及其有關(guān)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，應(yīng)有可靠的防止除氧器過(guò)壓爆炸的措施． 最大給水消耗量 Dmaxgs =Dgl +Dpw =1025+