汽轮机热力系统及辅助设备

毕业设计(论文)_某1000MW凝汽式汽轮机机组热力系统设计说明书

专业资料

word完美格式目录

第1章绪论 .............................................................. 1

1.1 热力系统简介 ...................................................... 1

1.2 本设计热力系统简介 ................................................ 3

第2章基本热力系统确定 .................................................. 5

2.1 锅炉选型 .......................................................... 6

2.2 汽轮机型号确定 .................................................... 7

2.3 原则性热力系统计算原始资料以及数据选取 ............................ 8

2.4 全面性热力系统计算 ................................................ 8

第3章主蒸汽系统确定 ................................................... 18

3.1 主蒸汽系统的选择 ................................................. 18

3.2 主蒸汽系统设计时应注意的问题 ..................................... 20

3.3 本设计主蒸汽系统选择 ............................................. 20

汽轮机概述

第一章汽轮机概述

电能是应用最广泛的能量，也是高品质的能量，电能在工业、农业、交通、国际等国民经济部门以及社会生活的各方面日益显示出不可缺少的重要地位。国家的电气化程度已成为国民经济经济现代化的重要标志，世界经济发展史证明，只有电力工业和发展才能促使国民经济的迅速发展。

热力发电厂作为我国主力发电力，是利用煤、石油、天然气或其它燃料生产电能的工厂。现代热力发电厂中拖动发电机的原动机主要是汽轮机。汽机是一种外燃回转式机械，与内燃机等相比较，具有可利用多种燃料，运转平稳、单机功率大、单机功率大、效率高、使用寿命长等一系列的优点。汽轮机作为热力发电厂的三大主机〔锅炉、汽轮机和发电机〕之一，汽轮机的连续安全经济运行即决定了热力发电厂自身的经济效益，也影响着国民经济各部门的发展。

汽轮机是将蒸汽的热能转换为机械能，藉以拖开工作机〔发电机等〕旋转的原动机。为保证汽轮机连续有效地进行能量转换，需配置假设干辅助设备，汽轮机及其辅助设备由管道、阀门连成的整体系统称为汽轮机组。

第一节汽轮机的分类及型号

1、汽轮机的类型很多，可按不同的方法分类。

按工作原理分，有冲动式和反动式；按级数分，有单级和多级；按热力过程分，有凝汽式、背压式、抽汽式、中间再热式；按工质参数分，有低压、中压、高压、亚临界及超临界；按主要结构分，有单缸式、多缸式、轴流式、幅流式等；按用途分，有发电用、船用、工业用。

2、我国生产的汽轮机所采用的系列标准及型号已经统一，汽轮机产品型号的表示方法是：

Δ ×× ×× ×

变形设计参数

蒸汽参数

额定功率〔MW〕

汽轮机型式〔代号〕

3、

NZK－凝汽式直接空冷，300－机组额定功率300MW，16.7－主汽压力16.7MPa，537－主汽温度537℃,537－再热汽温537℃。

第二节近代汽轮机组一般包括以下设备系统

1、汽轮机本体，包括配汽机构、转子、汽缸、轴承座等。

2、调节保安油系统，包括调速器、调速转动执行机构，危急遮断装置、油箱、主油泵等。

汽轮机600MW汽轮机原则性热力系统设计计算

600MW汽轮机原则性热力系统设计计算

毕业设计 ............... 错误! 未定义书签。

内容摘要 . .................................................. 3

1. 本设计得内容有以下几方面： . .......................... 3

2. 关键词 .............................................. 3

一．热力系统 . .............................................. 4

二．实际机组回热原则性热力系统 ............................. 4

三．汽轮机原则性热力系统 ................................... 4

1. 计算目的及基本公式 .................................. 5

1.1 计算目的 . ....................................... 5

1.2 计算的基本方式 .................................. 6

2. 计算方法和步骤 ...................................... 7

3. 设计内容 ............................................ 7

3.1 整理原始资料 ....................................... 9

3.2 计算回热抽气系数与凝气系数 ......................... 9

回热循环 ............................................. 10

600MW级超临界直接空冷凝汽式汽轮机概述

1.1 概述

二期工程2×600MW级超临界直接空冷凝汽式汽轮发电机组，汽轮机设备为东方汽轮机有限公司生产超临界空冷汽轮机，型号为：TC4F-26(24.2MPa/566℃/566℃)，型式：超临界、一次中间再热、三缸四排汽、单轴、直接空冷凝汽式汽轮机；该机组额定出力637MW；最大连续出力为662MW，汽轮机采用复合变压运行方式；具有七级非调整回热抽汽。给水系统采用2×50%汽动给水泵，不设备用泵，由于主汽轮机采用直接空冷汽轮机，其背压变化幅度较大，给水泵驱动汽轮机排汽不宜排入主汽轮机的空冷器中，每台给水泵汽轮机各自配置一台水冷凝汽器，给水泵驱动汽轮机排汽凝结水直接排入主汽轮机的排汽装置中，给水泵汽轮机本体疏水排入给水泵汽轮机凝汽系统中。

由于二期汽轮机乏汽采用空冷冷却系统，节省了一期湿冷系统的风吹、蒸发、排污等水量损失，年平均节约水量约1904m3/h。其用水量比一期湿冷系统节水70％。投资上与混凝式间接空冷系统相比，可降低工程投资35.7％；与表凝式间接空冷系统相比，可降低工程投资40.2％。

王曲电厂超临界机组与我厂一期亚临界机组相比汽轮机组热耗将低约4.5%。超临界机组是指锅炉的新蒸汽的压力大于临界压力（22.115MPa）小于25MPa的锅炉和汽轮机发电机组。在超临界和超超临界状态，水由液态直接成为汽态（由湿蒸汽直接成为过热蒸汽或饱和蒸汽），热效率高。因此，超临界，超超临界发电机组已经成为国外，尤其是发达国家主力机组。由于机组效率提高，污染物的排放也相应减少，经济效益十分明显。

超临界机组是火电机组大家族中的“节能减排新星”。超临界机组和亚临界机组特点比较它具有如下特点：

(1) 热效率高、热耗低。可节约燃料，降低能源消耗和大气污染物的排放量。

(2) 超临界压力时水和蒸汽比容相同，状态相似，单相的流动特性稳定，没有汽水分层和在中间集箱处分配不均的困难，并不需要象亚临界压力锅炉那样用复杂的分配系统来保证良好的汽水混合，回路比较简单。

火电厂主要设备简介

火力发电厂是利用化石燃料燃烧释放的热能发电的动力设施，包括燃料燃烧释热和热能电能转换以与电能输出的所有设备、装置、仪表器件，以与为此目的设置在特定场所的建筑物、构筑物和所有有关生产和生活的附属设施。主要有蒸汽动力发电厂、燃气轮机发电厂、内燃机发电厂几种类型.

火电厂主要设备：

汽轮机本体

汽轮机本体（steam turbine proper）是完成蒸汽热能转换为机械能的汽轮机组的基本部分，即汽轮机本身。它与回热加热系统、调节保安系统、油系统、凝汽系统以与其他辅助设备共同组成汽轮机组。汽轮机本体由固定部分（静子）和转动部分（转子）组成。固定部分包括汽缸、隔板、喷嘴、汽封、紧固件和轴承等。转动部分包括主轴、叶轮或轮鼓、叶片和联轴器等。固定部分的喷嘴、隔板与转动部分的叶轮、叶片组成蒸汽热能转换为机械能的通流部分。汽缸是约束高压蒸汽不得外泄的外壳。汽轮机本体还设有汽封系统。

锅炉本体

锅炉设备是火力发电厂中的主要热力设备之一。它的任务是使燃料通过燃烧将化学能转变为热能，并且以此热能加热水，使其成为一定数量和质量（压力和温度）的蒸汽。由炉膛、烟道、汽水系统（其中包括受热面、汽包、联箱和连接管道）以与炉墙和构架等部分组成的整体，称为“锅炉本体”。

热力系统与辅助设备

汽轮机部分的辅助设备有凝汽器、水泵、回热加热器、除氧器等。把锅炉、汽轮机与其辅助设备按汽水循环过程用管道和附件连接起来所构成的系统，叫做发电厂的热力系统。发电厂的热力系统按照不同的使用目的分为“原则性热力系统”、“全面性热力系统”、“汽轮机组热力系统”等。发电机本体

在发电厂中，同步发电机是将机械能转变成电能的唯一电气设备。因而将一次能源（水力、煤、油、风力、原子能等）转换为二次能源的发电机，现在几乎都是采用三相交流同步发电机。在发电厂中的交流同步发电机，电枢是静止的，磁极由原动机拖动旋转。其励磁方式为发电机的励磁线圈FLQ（即转子绕组）由同轴的并激直流励磁机经电刷与滑环来供电。同步发电机由定子（固定部分）和转子（转动部分）两部分组成。定子由定子铁心、定子线圈、机座、端盖、风道等组成。定子铁心和线圈是磁和电通过的部分，其他部分起着固定、支持和冷却的作用。转子由转子本体、护环、心环、转子线圈、滑环、同轴激磁机电枢组成。

QD20燃气轮机原理

QD20燃气轮机机组

第 1章概述

1.1 燃气轮机简介

燃气轮机（Gas Turbine）是以连续流动的气体为工质、把热能转换为机械功的旋转式动力机械，包括压气机、加热工质的设备（如燃烧室）、透平、控制系统和辅助设备等。

走马灯是燃气轮机的雏形我国在11世纪就有走马灯的记载，它靠蜡烛在空气燃烧后产生的上升热气推动顶部风车及其转轴上的纸人马一起旋转。15世纪末，意大利人列奥纳多·达芬奇设计的烟气转动装置，其原理与走马灯相同。

现代燃气轮机发动机主要由压气机、燃烧室和透平三大部件组成。当它正常工作时，工质顺序经过吸气压缩、燃烧加热、膨胀做功以及排气放热等四个工作过程而完成一个由热变功的转化的热力循环。图1-2为开式简单循环燃气轮机工作原理图。压气机从外界大气环境吸入空气、并逐级压缩（空气的温度与压力也将逐级升高）；压缩空气被送到燃烧室与喷入的燃料混合燃烧产生高温高压的燃气；然后再进入透平膨胀做功；最后是工质放热过程，透平排气可直接排到大气、自然放热给外界环境，也可通过各种换热设备放热以回收利用部分余热。在连续重复完成上述的循环过程的同时，发动机也就把燃料的化学能连续地部分转化为有用功。

燃气轮机动力装置是指包括燃气轮机发动机及为产生有用的动力（例如：电能、机械能或热能）所必需的基本设备。为了保证整个装置的正常运行，除了主机三大部件外，还应根据不同情况配置控制调节系统、启动系统、润滑油系统、燃料系统等。

燃气轮机区别于活塞式内燃机有两大特征：一是发动机部件运动方式，它为高速旋转、且工质气流朝一个方向流动（不必来回吞吐），使它摆脱了往复式动力机械功率受活塞体积与运动速度限制的制约，在同样大小的机器内每单位时间内通过的工质量要大得多，产生的功率也大得多，且结构简单、运动平稳、润滑油耗少；二是主要部件的功能，其工质经历的各热力过程是在不同的部件中进行的，故可方便地把它们加以不同组合处理，来满足各种用途的要求。

汽轮机主要辅助设备

汽轮机主要辅助设备(总22页)

--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可--

--内页可以根据需求调整合适字体及大小-- 汽轮机主要辅助设备 1．汽轮机的辅助设备主要有哪些？汽轮机设备除了本体、保护调节及供油设备外，还有许多重要的辅助设备。主要有凝汽器、回热加热设备、除氧器等。

2．凝汽器由哪些设备组成？

汽轮机凝汽设备主要由凝汽器、循环水泵、抽气器、凝结水泵等组成。

3．凝汽设备的作用是什么？

凝汽设备的作用是：

⑴ 凝汽器用来冷却汽轮机排汽，使之凝结为水，再由凝结水泵送到除氧器，经给水泵送到锅炉。凝结水在发电厂是非常珍贵的，尤其对高温、高压设备。因此在汽轮机运行中，监视和保证凝结水是非常重要的。

⑵ 在汽轮机排汽口造成高度真空，使蒸汽中所含的热量尽可能被用来发电，因此，凝汽器工作的好坏，对发电厂经济性影响极大。

⑶ 在正常运行中凝汽器有除气作用，能除去凝结水中的含氧，从而提高给水质量防止设备腐蚀。

4．凝汽器的工作原理是怎样的？

凝汽器中真空的形成主要原因是由于汽轮机的排汽被冷却成凝结水，其比容急剧缩小。如蒸汽在绝对压力4kPa时蒸汽的体积比水的体积大3万多倍。当排汽凝结成水后，体积就大为缩小，使凝汽器内形成高度真空。

凝汽器的真空形成和维持必须具备三个条件： ⑴ 凝汽器铜管必须通过一定的冷却水量。

⑵ 凝结水泵必须不断地把凝结水抽走，避免水位升高，影响蒸汽的凝结。

⑶ 抽气器必须把漏入的空气和排汽不凝结的气体抽走。

5．对凝汽器的要求是什么？

对凝汽器的要求是：

⑴ 有较高的传热系数和合理的管束布置。

⑵ 凝汽器本体及真空管系统要有高度的严密性。

⑶ 汽阻及凝结水过冷度要小。

⑷ 水阻要小。

⑸ 凝结水的含氧量要小。

⑹ 便于清洗冷却水管。

⑺ 便于运输和安装。

热力系统及辅助设备

热力系统及辅助设备》复习和习题汇总

0 《绪论》

复习：

0-1 何谓电力生产弹性系数 ?为什么要求电力生产弹性系数大于 1?

0-2 我国电力工业的发展方针有哪些（十二五期间） ?

0-3 我国优化发展煤电的基本思路有哪些？习题：通过上网查资料，回答下列问题 :

习题 0-1 至 2012年底, 全国发电装机容量已经达到多少 ?其中:水电、火电和核电分别占多少（%）？

习题 0-2 至 2011 年底，我国已投运的百万千瓦超超临界火电机组共有多少台？分别安装在哪些地方 ?

1 《凝汽式电厂的热经济性》

复习：

1- 1 朗肯循环的基本热力过程有哪些？各过程相应的设备分别有哪些？

1- 2 火电厂为什么不采用卡诺循环作为基本循环 ?

1- 3 何谓凝汽式电厂的热效率？该效率一般由哪几部分组成？其中影响最大的是哪一部份？

1- 4 提高火电厂热经济性的基本途径有哪些？

1- 5 何谓火电厂的汽耗率、热耗率、供电标准煤耗率？教材 P19：1-1 ，1-2 ，1-3 ，1-4 ，1-6 ，1-8 ，1-9。习题：习题 1-1 已知某凝汽式电厂的各项效率分别为：锅炉热效率 ηb=0.88 ，管道效率 ηp=0.97 ，汽机绝对内效率 ηi =0.39 ，汽机机械效率 η m=0.98 ，发电机效率 ηg=0.99 。试计算该电厂

热效率。

习题 1-2 某纯凝汽式电厂 , 其汽水参数如右图所示。已知：电功率 Pe=125MW，ηb=0.911，ηm=0.98 ，ηg=0.985 ，不考虑给水泵中水的焓升，不计排污损失和汽水损失。试计算该电厂的热经济指标：汽耗率d，电厂热耗率 q，电厂热效率 ηcp，发电标准煤耗率

bs。

2 《影响发电厂热经济性的因素及提高热经济性的发展方向》复习：蒸汽参数的影响 :

2- 1 读图（图2-2, 图2-4, 图2-5），简述提高蒸汽初温对循环热效率、相对内效率、绝对内效率等的影响，以及提高初温所受的技术限制。

汽轮机的基本原理及其附属设备介绍

一、汽轮机的基本原理

1、汽轮机的组成

汽轮机又名蒸汽透平机(steam turbine)，是将蒸汽的热能转换成机械能的一种旋转式原动机。

（1）汽轮机的组成：转子和静子。

（2）转子：转动部分的总称。包括：转轴、叶轮、叶片、联轴器及其附件。

（3）静子：不转动部分的总称。包括：汽缸、进汽机构、排汽机构、汽封、滑销系统、轴承和盘车装置等。

汽轮机工艺图

2、汽轮机分类

汽轮机的分类

3、背压式汽轮机

排汽直接用于工业或供热，排汽压力高于大气压力，没有凝汽器。当排汽作为其他中低压汽轮机的工作蒸汽时，称为前置式汽轮机,因此没有冷源损失，能量利用率高，但发电量完全由热负荷决定。(凝汽式机组排汽在凝汽器中被冷却水带走的热量为2140-2220kJ/kg,称为冷源损失,而蒸汽带入汽轮机的热量3400kJ/kg左右) 背压式汽轮机

4、调节抽汽式汽轮机

从汽轮机某级后抽出一定压力的部分蒸汽对外供热，其余排汽仍进入凝汽器。由于热用户对供热压力有一定的要求，需要对抽汽压力进行自动调节（用于回热抽汽的压力无需调节)，因而汽轮机装备有抽汽压力调节机构，以维持抽汽压力恒定故称为调节抽汽。根据用户需要，有一次调节抽汽和两次调节抽汽。

揭去上汽缸的国产30万汽轮机汽缸和转子图 5、

汽轮机的级、级内能量转换过程

（1）汽轮机的级：静叶栅动叶栅是汽轮机作功的最小单元。

能量转换过程

（2）级内能量转换过程：

具有一定压力、温度的蒸汽通过汽轮机的级时，首先在喷嘴叶栅通道中得到膨胀加速，将蒸汽的热能转化为高速汽流的动能，然后进入动叶通道，在其中改变方向或者既改变方向同时又膨胀加速，推动叶轮旋转，将高速汽流的动能转变为旋转机械能。能量转换过程

（3）冲动级：当汽流通过动叶通道时，由于受到动叶通道形状的限制而弯曲被迫改变方向，因而产生离心力，离心力作用于叶片上，被称为冲动力。这时蒸汽在汽轮机的级所作的机械功等于蒸汽进、出动叶通道时其动能的变化量。而这种级称为冲动级。

汽机热控部分系统介绍

汽机侧热控系统介绍

汽机系统设备简介

说明：本篇内容均以岱海电厂1#机组为例进行介绍

上海汽轮机厂生产的N600-16.7/538/538型600MW机组。最大连续出力可达648.642MW.这是上海汽轮机厂在引进美国西屋电气公司技术的基础上，对通流部分进行改进后的新型机组。汽轮机有一个单流的高压缸、一个双流的中亚缸和两个双流的低压缸组成。该汽轮机为一次中间再热，采用8级抽汽，分别用于4台低加、1台除氧器、3台高加及小汽机、热网等的加热汽源。主机的润滑油管路采用套装式设计，可有效地防止因高压油泄露导致的火灾事故发生。

汽机系统汽水流程

锅炉过热器来的新蒸汽从高压缸下部进入置于汽机两侧的两个高压主汽调节联合阀，由该阀的两侧的调节阀流出，经过4根高压导汽管进入高压缸喷嘴室，通过调速级后由高压缸下部两侧排出进入锅炉再热器。锅炉再热器来的再热蒸汽从机组的两侧的中压再热主汽调节联合阀及4根中压导气管进入中压缸，经过反动式压力级后从中压缸上部排汽口排出，合并两根连通管，分别进入1号和2号低压缸。经过低压缸后排入2个凝汽器，排入凝汽器的乏汽被循环水冷却后凝结成凝结水后，由凝泵升压后经化学精处理装置、汽封冷却器、四台低加加热后进入除氧器。除氧器的除氧水由给水泵升压后经过3台高压加热器进入锅炉省煤器，构成汽机热力循环。

汽机控制系统及设备介绍

一、循环水系统

1.1 循环水系统概述

循环水系统是在全厂各种运行条件下连续供给冷却水至凝汽器，以带走主机及给水泵小汽轮机所排放的热量。循环水系统并向开式冷却水系统及水力冲灰系统供水。

1.2 循环水泵技术规范和要求

型式：立式斜流泵。固定叶片，筒形，定速。

用途：循环水泵安装在室内湿式泵坑中，用于抽送循环水，

配置：2台50%容量泵，春、夏、秋季节每台机组的两台同时运行，冬季一台泵运行即能满足机组要求。

联锁与保护：当循环水进口水位（循环水母管压力）低于某一值时，要跳运行泵，同时联备用泵；循环水泵上游的旋转滤网前后压差达到某一值时，要跳运行泵，联备用泵。这些都是在两台泵互为备用时，起到联锁作用。保护停泵的条件还有循环泵冷却水入口流量低，电机定子温度高高，循泵轴承温度高高中任一信号来到时。