N300MW汽轮机组热力系统分析- TMCR 毕业设计.docx
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1、N300MW汽轮机组热力系统分析- TMCR本科生毕业设计开题报告 2010 年 月 日学生姓名学号专业热能与动力工程题目名称N300MW汽轮机组热力系统-TMCR课题目的及意义目的:汽轮机是高等院校热能与动力工程专业的一门专业课程,是现代化国家重要的动力机械设备。通过本次设计,可以使我进一步深入学习汽轮机原理,基本结构等相关知识,同时也为我以后的工作打下了良好的理论基础。通过这次设计,还可以培养我的实践技能,总结合巩固已学过的基础理论知识,培养查阅资料、使用国家有关设计标准规范,进行实际工程设计,合理选择和分析数据的能力,锻炼提高运算、识图计算机绘图等基本技能,增强工程概念,培养了我对工程技
2、术问题的严肃、认真和负责的态度,并在实践过程中吸取新的知识。意义:基于300MW汽轮机热力系统分析提高了我对本专业知识的理解,设计中要用到许多本专业的课程,不仅是知识的巩固,更重要的是通过设计使我提高了对已有知识的应用能力,也提高了我对未知知识的求知欲望,同时也为我以后的工作打下了良好的理论基础。所以本次毕业设计让我们理论应用于实际,使我们受益匪浅。本系统N300MW汽轮机是亚临界中间再热两缸两排汽凝汽式机。有八级抽汽供给三台高压加热器,一台除氧器和四台低压加热器。主要参数: 主蒸汽压力: 16.67 主蒸汽温度: 538 再热蒸汽温度:538 排气压力:0.00539Mpa主要内容根据华北水
3、利水电学院热能与动力工程毕业设计任务书的规定,此次设计包括几个阶段,基本内容如下:第一部分 N300MW汽轮机概述1了解汽轮机工作的基本原理2掌握汽轮机各组成部分的工作原理及结构特点。主要包括 汽缸、隔板与隔板套、转子、动叶片等第二部分 热力系统的设计设计并绘制以下各系统图1主再热蒸汽系统2主给水系统3凝结水系统4抽汽及加热器疏水系统5轴封系统6高压抗燃油系统,润滑油系统7本体疏水系统8发电机水冷系统9绘制原则性热力系统图10调节保安系统图第三部分 热力系统的计算热力系统的计算有传统的常规计算方法、简捷计算、等效热降法等。本设计采用3种计算方法,对所设计的热力系统进行经济性指标计算,并对计算结
4、果进行分析。对常规计算方法,可参考热力发电厂。而简捷计算作为一种热力系统分析理论,应用于热力系统局部定量分析中,具有简捷方便和准确的明显特点,目前在生产实践中已得到广泛的应用。对这部分的要求是:(1) 熟练掌握3种热经济指标的计算方法(2) 应用 3种方法对N300MW在额定工况下机组的经济性指标进行计算(3) 在h-s图上绘制该工况下的热力过程线。(4) 分析各种因素对汽轮机组经济性指标的影响时间安排12周,开题报告33周,N300MW汽轮机概述46周,热力系统的设计79周,原则性热力系统的计算10周, 外文翻译1112周,编写毕业论,准备答辩采取的主要技术路线或方法本次设计本着理论联系实际
5、的思想,认真对原始资料进行分析,全面把握热电联产机组系统经济性分析,搜集大量相关资料,其中包括图书馆以及网上查阅。评价热力发电厂热经济的方法有很多,但从热力学观点来分析,只有两种基本的分析方法,基于热力学第一定律的热量法和基于热力学第二定律的 熵方法。我国火力发电厂采用热量定量评价其热经济性,常用的热经济性指标主要有能耗(汽耗,热耗,煤耗)以每小时或每年计其耗量,能耗率(汽耗率,热耗率,煤耗率)以每或计算,效率以百分比度量。对于设计中出现的问题,要及时准确的查阅相关资料,并请教指导老师。为保证设计质量,设计过程的阶段成果应定期的上交指导老师,经指导老师批改都,对错误部分要及时纠正,并吸取教训,
6、降低错误率。在整个设计过程中我将使用计算机和手工结合,进行基本的计算和绘图。首先对原始资料和实例进行分析和调研,做到对原始资料心中有数,并对具体数据的优势和困难有深入的了解。其次是查阅相关的资料和规范,了解相关的新技术,新理念,新设备,并力争在设计中体现。指导教师意见 签 名: 年 月 日备注参考文献 汽轮机原理 沈士一 庄贺庆等 著 热力发电厂 叶涛 著 汽轮机设备及运行 刘爱忠 著 火电厂热系统节能理论 林万超 著 有关300MW机组的图册说明摘要节能是我国能源战略和政策的核心。火电厂既是能源供应的中心也是资源消耗及环境污染和温室气体排放的大户,提高电厂设备运行的经济性和可靠性,减少污染物
7、的排放,已经成为世人关注的重大课题。热经济性代表了火电厂的能量利用、热功能转换技术的先进性和运行的经济性,是火电厂经济性评价的基础。合理的计算和分析火电厂的热经济性是在保证机组安全运行的基础上,提高运行操作及科学管理水平的有效手段。火电厂的设计、技术改造、运行优化以及目前国内外对大型火电厂性能监测的研究、运行偏差的分析等均需对火电厂的热力系统作详细的热平衡计算,求出热经济指标作为决策的依据。因此电厂的热力系统计算是实现上述任务的重要技术基础,直接反映出全厂的经济效益,对电厂的节能具有重要意义。本文主要设计的是300MW凝汽式汽轮机。先了解了汽轮机及其各部件的工作原理。再设计了该汽轮机的各热力系
8、统,并用手绘了各系统图。最后对所设计的热力系统进行经济性指标计算,分析温度压力等参数如何影响效率。本设计采用了三种计算方法常规计算方法、简捷计算、等效热降法。关键词:节能、热经济性分析、热力系统AbstractEnergy is our countys energy strategy and policies.Thermal Power Plant is the center of energy supply and is large of resource consumption and environmental pollution and greenhouse gas emissions
9、. Improving power plant equipment operation and reliability of economic and reducing emissions has become a major issue of world attention.Represents the thermal power plant economics of energy use, advanced thermal conversion technology functions and running economy is the thermal power plant based
10、 on economic evaluation. Rational calculation and analysis of the Thermal Power Plant is to increased operating and running an effective means of scientific management based on ensure the safe operation of generating units. Power plant design, technological innovation, optimization and operation of
11、large thermal power plants at home and abroad Performance Monitoring, running deviation analysis require thermal power plant system on a detailed calculation of heat balance,then,calculate heat economic indicators as the basis for decision-making. Thus the plant system calculation is an important te
12、chnique to achieve these tasks based on and it is a direct reflection of the economic benefits of the whole plant. It is important to energy power plantThis article is designed to 300MW Condensing Steam Turbine.I first understand the components of the turbine and its working principle. I re-design o
13、f the turbine of the thermal system and hand-drawn map of each system. Finally, I designed thermal system on the economic index calculation, and analyze how parameters such as temperature and pressure affect the efficiency. This design uses three methods- conventional method, simple calculation, the
14、 equivalent enthalpy drop method.Keyword: energy, economic analysis of thermal, thermal system目录N300MW汽轮机组热力系统分析- TMCR1本科生毕业设计开题报告1摘要4关键词4Abstract5Keyword:6第一章 绪论911 毕业设计的目的912国内外研究综述9第二章 300MW汽轮机组的结构与性能1121汽轮机工作的基本原理1122汽轮机各部分的工作原理及结构特点11221 汽缸11222 隔板与隔板套12223 喷嘴13224 转子13225 叶片14第三章 热力系统的设计143.1主
15、、再热蒸汽系统143.1.1主蒸汽系统153.1.2再热蒸汽系统153.2主给水系统163.2.1除氧器163.2.2高压加热器163.2.3其他173.3凝结水系统173.3.1凝结水用户173.3.2凝结水泵及轴封加热器183.4抽汽及加热器疏水系统183.5轴封系统193.6高压抗燃油系统203.6.1磁性过滤器203.6.2自循环滤油系统213.7润滑油系统213.8本体疏水系统213.9发电机水冷系统223.10原则性热力系统233.11调节保安系统图243.11.1电子控制器柜243.11.2操作系统243.11.3蒸汽阀伺服执行机构243.11.4EH供油系统243.11.5保安
16、系统25第四章热力系统的计算264.1常规计算方法264.1.1 整理原始资料274.1.2计算回热抽气系数与凝汽系数304.1.3新汽量计算及功率校核354.1.4热经济性指标计算384.2热力系统简捷计算404.2.1热力系统的计算444.2.2热经济指标计算454.2.2.1毛经济指标464.2.2.2半净经济指标464.2.3 热耗率反平衡检验计算474.3 等效焓降法计算474.3.1 给水泵损失功b544.3.2 轴封漏气的损失功f2554.3.3 轴封漏气的损失功f155第五章 设计总结56致谢56参考文献57附录57附录1 外文翻译57附录2 附图73第一章 绪论11 毕业设计
17、的目的汽轮机是高等院校热能与动力工程专业的一门专业课程,是现代化国家重要的动力机械设备。通过本次设计,可以使我进一步深入学习汽轮机原理,基本结构等相关知识,同时也为我以后的工作打下了良好的理论基础。通过这次设计,还可以培养我的实践技能,总结合巩固已学过的基础理论知识,培养查阅资料、使用国家有关设计标准规范,进行实际工程设计,合理选择和分析数据的能力,锻炼提高运算、识图计算机绘图等基本技能,增强工程概念,培养了我对工程技术问题的严肃、认真和负责的态度,并在实践过程中吸取新的知识。12国内外研究综述汽轮机现状简述: 1983年瑞典工程师拉伐尔创造了世界上第一台轴流式汽轮机。这是一台3.7kW的单机
18、冲动式汽轮机。转速高达2600r/min。相应的轮周速度为475m/s。在这台汽轮机中,拉伐尔解决了等强度轮盘、绕性轴和缩放喷嘴等较为复杂的汽轮机技术问题。到1900年这前后的十几年里基本形成了汽轮机的两种基本类型 多级冲动式汽轮机和多级反动式汽轮机 自70年代以来,工业发达国家汽轮机的制造水平普遍进入百万级。双轴汽轮机一度发展较快,最大单机功率达到1300MW我国自1955年制造第一台中压6MW汽轮机以来,在以后的30几年的时间里,已经走完了 从中压机组到亚临界600MW机组的全过程,特别是近10几年内,发展较快。只预示着我国将制造出更大功率等级的汽轮机,逐步赶上世界先进水平。目前国际上主要
19、制造企业:美国通用公司,美国西屋电气公司,日本3菱公司等。国内主要有:上海汽轮机厂,哈尔滨汽轮机厂,杭州汽轮机厂(工业用)等。作为现代化国家重要的动力机械设备,在国民经济中起着极其重要的作用。 汽轮机具有以下优点: 1、单机功率大。 2、热经济性高。 3、运行安全可靠。 4、可以利用多种燃料和使用寿命长。 汽轮机的设计制造现状: 本世纪40年代后,尤其是最近20几年,汽轮机发展特别迅速。现代汽轮机的设计和制造主要围绕增大单机功率为主。增大单机功率能减少单位功率的材料消耗和制造工时,增大单机功率后适宜用较高的蒸气参数,可提高机组的热经济性,节约电厂占地面积。 自70年代以来,工业发达国家汽轮机设
20、计和制造进入了百万级。目前,最大的单机功率可达到1300MW。 我国自1955年制造第1台中压6MW汽轮机以来,在以后几10年时间里,已经走完了从中压机组到亚临界600MW机组的全部过程,特别是近10年时间里,发展较快。这预示着我国将制造出更大功率等级的汽轮机,逐步赶上世界先进水平。我本次设计的是300MW汽轮机,它是由哈尔滨汽轮机制造厂制造的亚临界中间再热两缸两排汽凝汽式汽轮机,型号N300-16.67/538/538。有八级抽汽供给三台高压加热器、一台除氧器和四台低压加热器。第二章 300MW汽轮机组的结构与性能21汽轮机工作的基本原理汽轮机的基本工作原理是汽轮机将蒸汽的热能转换成机械能的
21、蜗轮式机械。在汽轮机中,蒸汽在喷嘴中发生膨胀,压力降低,速度增加,热能转变为动能。高速汽流流经动叶片时,由于汽流方向改变,产生了对叶片的冲动力,推动叶轮旋转做功,将蒸汽的动能变成轴旋转的机械能。汽轮机的转子与发电机转子是用联轴器连接起来的,汽轮机转子以一定速度转动时,发电机转子也跟着转动,由于电磁感应的作用,发电机静子线圈中产生感应电流,通过变电配电设备向用户供电。从能量转换的角度讲,蒸汽的热能在喷嘴内转换为汽流动能,动叶片又将动能转换为机械能,反动式叶片,蒸汽在动叶膨胀部分,直接由热能转换成机械能。22汽轮机各部分的工作原理及结构特点汽轮机本体是完成蒸汽热能转换为机械能的汽轮机组的基本部分,
22、即汽轮机本身。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。大功率汽轮机的运行特性除了与汽轮机的热力特性有关外,还受其结构特点及系统特性的影响,尤其是转子、汽缸、动叶栅、静叶栅、轴承、阀门等部件的性能,对运行的安全及经济性均产生重大影响。 随着汽轮机容量的增大,进汽参数的提高,汽轮机本体结构变得越来 越复杂,部件尺寸也变得庞大,为使设备在高参数下工作时金属
23、部件有足够的强度,汽缸、法兰、螺栓等设计制造得十分笨重。221 汽缸 汽缸是汽轮机的外壳,其作用是将汽轮机的通流部分与大气隔开,形成封闭的汽室,保证蒸汽在汽轮机内部完成能量的转换过程,汽缸内安装着喷嘴室、隔板、隔板套等零部件;汽缸外连接着进汽、排汽、抽汽等管道。汽缸的高、中压段一般采用合金钢或碳钢铸造结构,低压段可根据容量和结构要求,采用铸造结构或由简单铸件、型钢及钢板焊接的焊接结构。高压缸有单层缸和双层缸两种形式。单层缸多用于中低参数的汽轮机。双层缸适用于参数相对较高的汽轮机。分为高压内缸和高压外缸。高压内缸由水平中分面分开,形成上、下缸,内缸支承在外缸的水平中分面上。高压外缸由前后共四个猫
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