热力发电厂课程设计报告2.docx
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热力发电厂课程设计报告2
中北大学热力发电厂课程设计报告
学年第学期
专业:
能源与动力工程
学生姓名:
课程设计题目:
日立250MW凝汽机组热力系统及疏
水热量(DC系统)利用效果分析
起迄日期:
2016.6.6--2016.6.17
课程设计地点:
慎学楼E201
指导教师:
娄晓静
负责人:
完成任务书日期:
2016年6月日
1本课程设计任务…………………………………………………1
2原则性热力系统的拟定…………………………………………2
3原则性热力系统原始参数的整理………………………………2
4原则性热力系统的计算…………………………………………3
5局部热力系统的改进及其计算…………………………………6
6小结………………………………………………………………8
7参考文献…………………………………………………………9
一本课程设计任务
1.1设计题目
日立250MW凝汽机组热力系统及疏水热量(DC系统)利用效果分析。
1.2计算任务
1、对原始热力系统计算其机组内效率,并校核。
2、确定原则性热力系统的改进方案,并对改进后的原则性热力系统计算其机组内效率。
3、将改进后和改进前的系统进行对比分析,并作出结论。
对原始热力系统计算其机组内效率,并校核。
4、整理机组的参数和假设条件,并拟定出原则性热力系统图。
5、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。
6、将改进后和改进前的系统进行对比分析,并作出结论。
1.3设计任务说明
对日立MW凝汽机组热力系统及疏水热量(DC系统)利用效果分析,我的任务是先在有DC系统情况下通过对抽汽放热量,疏水放热量,给水吸热量等的计算,求出抽汽份额,从而用热量法计算出此情况下的汽机绝对内效率(分别从正平衡和反平衡计算对比,分析误差)。
然后再在去除DC系统的情况下再通过以上参量计算出汽轮机绝对内效率(也是正平衡计算,反平衡校核对比)。
最后就是对两种情况下的绝对内效率进行对比,看去除DC系统后对效率有无下降,下降多少。
二(如附图)
三原则性热力系统原始数据整理
3.1原始数据的整理
3.1.1汽轮机型式及参数
日立250MW机组
初蒸汽参数:
P0=16.7MPa,t0=535oC
再热蒸汽参数:
tzr=535oC,hzr=3532.2kJ/kg
低压缸排汽压力:
Pc=0.005MPa
给水泵小汽轮机耗气份额及焓值:
αq=0.035342,hnq=2372.2kJ/kg
额定功率Pe=250MW
回热系统:
八级回热抽汽,“三高四低一除氧”
轴封及门杆参数表:
名称
①
②
③
④
⑤
⑥
份额αfi
0.0024259
0.00233
0.000032545
0.0014904
0.004962
0.00088
焓值hfikJ/kg
3388.9
3026.6
3026.6
3251.5
3026.6
3116.4
3.1.2计算点参数表
H1
H2
H3
H4
H5(除氧器)
H6
H7
H8
抽汽压力Prj
0.0513
0.108
0.224
0.396
0.683
1.49
3.51
5.99
抽汽焓hj
2634.3
2749.5
2879.7
2994.8
3109.5
3312.2
3027.9
3149.7
加热器压力Pnj
0.0482
0.101
0.21
0.373
0.655
1.4
3.36
5.63
Pnj下饱和水温tnj
80.41
99.88
121.76
144.11
162.29
195.05
240.23
271.46
上端差
3.33
2.67
2.76
2.84
-
-1.21
-0.19
-1.13
出口水温tw,j
77.08
97.21
119
138.27
162.28
196.26
240.41
272.59
水侧压力
0.68775
0.68775
0.68775
0.68775
0.68775
18.37
18.37
18.37
出口水焓hw,j
323.2
407.8
499.9
582
685.5
843.2
1041.7
1194.9
进口水温
77.077
97.214
119.004
138.270
162.277
196.262
240.41
272.590
进口水焓hwj-1
310.2
323.2
407.8
499.9
582
685.5
843.2
1041.7
下端差
6.000
6.214
5.564
5.559
-
7.054
5.537
5.511
疏水温度td,j
79.988
83.290
102.778
124.563
-
171.296
201.8
245.92
加热器疏水焓hsj
334.9
348.8
430.9
523.3
-
725.2
861.2
1066
疏水冷却器后疏水焓hdwj
322.70
407.34
499.55
581.80
-
2792.41
2803.73
2793.68
四原则性热力系统计算
αfw=1高低加效率ηh=1
4.1加热器抽汽份额计算
(1)#8高加
抽汽份额:
α8(h8-hdw8)=αfw(hw8-hw7),α8=αfw(hw8-hw7)/(h8-hdw8)=0.4303
疏水份额:
αs8=α8=0.4303
(2)#7高加
抽汽份额:
α7(h7-hdw7)+αf1(hf1-hdw7)+αs8(hdw8-hdw7)=αfw(hw7-hw6),
α7=[αfw(hw7-hw6)-αf1(hf1-hdw7)-αs8(hdw8-hdw7)]/(h7-hdw7)=0.8984
疏水份额:
αs7=α8+α7+αf1=1.3311
(3)#6高加
抽汽份额:
α6(h6-hdw6)+αs7(hdw7-hdw6)=αfw(hw6-hw5-Ƭb),
α6=[αfw(hw6-hw5-Ƭb)-αs7(hdw7-hdw6)]/(h6-hdw6)=0.0094
疏水份额:
αs6=αs7+α6+αf1=1.3241
(4)#5除氧器
混合加热器抽汽份额:
(α5+αq)(h5-hw5)+αf5(hf5-hw5)+αs6(hdw6-hw5)=αH(hw5-hw4)
αH+αs6+αf5+α5+αq=αfw,αH=0.7696α5=1.1340
(5)#4低加
抽汽份额:
α4(h4-hdw4)=αH(hw4-hw3),α4=αH(hw4-hw3)/(h4-hdw4)=0.02623
疏水份额:
αs4=α4+αf1=0.02866
(6)#3低加
抽汽份额:
α3(h3-hdw3)+αs4(hdw4-hdw3)=αC5(hw3-hw2),
α3=[αH(hw3-hw2)-αs4(hdw4-hdw3)]/(h3-hdw3)=0.02855
疏水份额:
αs3=αs4+α3=0.05721
(7)#2低加
抽汽份额:
α2(h2-hdw2)+αs3(hdw3-hdw2)=αH(hw2-hw1),
α2=[αH(hw2-hw1)-αs3(hdw3-hdw2)]/(h2-hdw2)=0.02555
疏水份额:
αs2=αs3+α2=0.08276
(8)#1低加
抽汽份额:
α1(h1-hdw1)+αf2(hf2-hdw1)+αs2(hdw2-hdw1)+αf3(hf3-tsf3)+αf4(hf4-tsf4)+αf7(hf7-tsf4)=
(αH-α1-αs2-αf2)(hw1-hwn)
α1=(αH(hw1-hwn)-αf2(hw1-hwn+hf2-hdw1)-αs2(hw1-hwn+hdw2-hdw1)-αf3(hf3-tsf3)-αf4(hf4-tsf4)-αf7(hf7-tsf4))/(h1-hdw1-hw1+hwn)=0.05127
凝气份额:
αs1=αs2+α1+αf2=0.1364
4.2凝气系数αC
1.由热井物质平衡得αC+αq+αs1+αf3+αf4+αf7=αH,αC=0.5969
2.由汽轮机物质平衡得
αfw=αC+α1+α2+α3+α4+α5+α6+α7+α8+αf1+αf2+αf3+αf4+αf5+αf7,
αC=αfw-α1-α2-α3-α4-α5-α6-α7-α8-αf1-αf2-αf3-αf4-αf5-αf7=0.5969
两种方法的计算结果一致,证明计算正确。
4.3正平衡内效率计算
(1)做功量
循环内功=抽汽做功+漏汽做功+凝汽做功=
α8(h0-h8)+α7(h0-h7)+α6(h0+Δqrh-h6)+α5(h0+Δqrh-h5)+α4(h0+Δqrh-h4)+α3(h0+Δqrh-h3)+α2(h0+Δqrh-h2)+α1(h0+Δqrh-h1)+αC(h0+Δqrh-hC)+αf1(h0-hf1)+αf2(h0-hf2)+αf3(h0-hf3)+αf4(h0-hf4)+αf5(h0-hf5)+αf7(h0+Δqrh-hf7)=1534.153KJ/Kg
(2)循环吸热量
Q=h0-hw1+αrhΔqrh=3039.2767KJ/Kg
(3)内效率
ηi=Wi/Q=0.4547
4.4反平衡校核
(1)做功量
W=总吸热量—总损失=Q+Q(泵)—冷源损失—汽机损失=3039.2767-1429.37=1534.153KJ/Kg
(2)内效率ηi=Wi/Q=0.4547
误差符合要求,证明计算正确。
五局部热力系统的改进和计算
5.1方案改进思路和分析
由于上述系统装有疏水冷却器,降低了存在的下端差,减小了换热熵增,从而增大了做功能力,根据前述任务,我的改进方案就是在第三级疏水口将疏水冷却器去掉,这样以后,疏水焓值将提高,下端差增大,从而造成较大的损失,内效率降低,会减小系统经济性。
所以可以验证DC系统能增大内效率从而提高系统经济性。
5.1.1计算点参数表
H1
H2
H3
H4
H5(除氧器)
H6
H7
H8
抽汽压力Prj
0.0513
0.108
0.224
0.396
0.683
1.49
3.51
5.99
抽汽焓hj
2634.3
2749.5
2879.7
2994.8
3109.5
3312.2
3027.9
3149.7
加热器压力Pnj
0.0482
0.101
0.21
0.373
0.655
1.4
3.36
5.63
Pnj下饱和水温tnj
80.41
99.88
121.76
141.11
162.29
195.05
240.23
271.46
上端差
3.33
2.67
2.76
2.84
-
-1.21
-0.19
-1.13
出口水温tw,j
77.08
97.21
119.00
138.27
162.28
196.26
240.41
272.59
水侧压力
0.68775
0.68775
0.68775
0.68775
0.68775
18.37
18.37
18.37
出口水焓hw,j
323.2
407.8
499.9
582
685.5
843.2
1041.7
1194.9
进口水温
77.077
97.214
119.004
138.270
162.277
196.262
240.413
272.590
进口水焓hwj-1
310.2
323.2
407.8
499.9
582
685.5
843.2
1041.7
下端差
6.000
6.214
7.933
5.559
-
7.054
5.537
5.511
疏水温度td,j
79.988
83.290
105.14
124.563
-
171.296
201.799
245.923
加热器疏水焓hsj
334.9
348.8
440.9
523.3
-
725.2
861.2
1066
5.1.2抽汽份额
同改进前方法可以求得各级抽汽份额为:
份额
H1
H2
H3
H4
H5(除氧器)
H6
H7
H8
αj
0.05127
0.02555
0.02855
0.02623
1.1340
0.0094
0.8984
0.4303
5.1.3正平衡内效率计算
(1)做功量
循环内功=抽汽做功+漏汽做功+凝汽做功=
α8(h0-h8)+α7(h0-h7)+α6(h0+Δqrh-h6)+α5(h0+Δqrh-h5)+α4(h0+Δqrh-h4)+α3(h0+Δqrh-h3)+α2(h0+Δqrh-h2)+α1(h0+Δqrh-h1)+αC(h0+Δqrh-hC)+αf1(h0-hf1)+αf2(h0-hf2)+αf3(h0-hf3)+αf4(h0-hf4)+αf5(h0-hf5)+αf7(h0+Δqrh-hf7)=1534.153KJ/Kg
(4)循环吸热量
Q=h0-hw1+αrhΔqrh=3039.2767KJ/Kg
(3)内效率ηi=Wi/Q=0.4547
5.2反平衡计算
(1)做功量
W=总吸热量—总损失=Q+Q泵—冷源损失—汽机损失=1534.153KJ/Kg
(2)内效率ηi=Wi/Q=0.4547
5.3改进前后对比及分析
(1)改进后,正平衡内效率变化量:
Δηi=0.4546859-0.4547008=-0.0000149
(2)反平衡内效率变化量:
Δηi=0.4547-0.4547008=-0.000008
故由数据可知,去除疏水冷却器之后,相对内效率降低,经济性减少,因此DC系统有利于经济性提高。
分析:
从改进前后来看,无论是正平衡还是反平衡,加入疏水冷却器汽轮机的绝对内效率都比去掉疏水冷却器内效率要高。
因为疏水冷却器能够减少下端差,致使熵增减小,做功能力损失也减小,从而经济性就随之提高了。
六、小结
本次课程设计我们组用了一个多星期的时间,从一开始的收据数据到检查数据的可靠性,再到最后一步一步的计算与校核,其中的不容易也只有经历了才知道,计算过程的复杂性,数据的繁多。
只有一直坚持才能到最后。
通过这次设计,使我将书本上的理论知识用于实践,从而加深的书本理论知识的理解,也对热力发电厂系统有了更加全面的认识。
同时通过本次课程设计,也学会了一些计算机软件的使用和技巧。
本次课程设计完全由自己选题,改进措施也由自己设计,甚至很多计算都是自己假设数据后算的,有很大的自主性,相比较课本上题目死一样的数据,这里更加的灵活。
。
在这次课程设计过程中,同学之间的相互交流和学习也是很重要的,每个同学都有自己独特优秀对问题的理解,我们相互之间交流就能够获得很多收获。
同时还能增进同学之间的友谊,也能提高学习水平。
最后,我要感谢课程设计给我带来的收获,虽然过程有时是痛苦的,但是我们学到了更多的知识与技能!
七、参考文献
[1]郑体宽,热力发电厂,北京:
中国电力出版社,2008
[2]林万超,火电厂热系统定量分析,西安:
西安交大出版社,1995
[3]汪孟乐,火电厂热力系统分析,北京:
中国电力出版社,1995
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