600MW汽轮机变功率经济性分析一、设计题目N600ＭＷ机组凝汽式汽轮机变功率经济性分析二、设计任务1.拟定600MW汽轮机原则性热力系统图。
2. 600MW汽轮机额定功率下回热系统热平衡计算，求出其主要热经济指标；3. 600MW汽轮机变功率（90~50%）下回热系统热平衡计算，求出其主要热经济指标；4. 600MW汽轮机高、低压加热器或凝汽器设计、计算、计算数据总表；5. 高、低压加热器结构工程图（AUTOCAD绘图）；6.用C语言编制加热器热平衡计算程序（清单、结果）。
三、设计成果1. 600MW汽轮机额定功率、变功率下回热系统经济性计算书一份；2. 原则性热力系统图；3. 热力过程曲线；5. 高、低压加热器结构工程图（AUTOCAD绘图）；4. 设计说明书。
四、设计原始资料1. 汽轮机（1）反动式汽轮机（1）反动式汽轮机型式：N600-16.67/537/537-（3）再热蒸汽参数：（4）排汽压力：（5）给水回热抽汽（8段），额定工况时的抽汽参数如表所示：表1 N600-16.67/537/537-机组回热抽汽参数（2）冲动式汽轮机（1）冲动式汽轮机型式：N600-16.67/538/538-（2）蒸汽初参数：（3（4）排汽压力：（5）给水回热抽汽（8段），额定工况时的抽汽参数如表所示：表1 N600-16.67/537/537-机组回热抽汽参数2. 给水泵与凝结水泵（参考）（1）主给水泵进口压力 （2）主给水泵出口压力 （3）主给水泵效率净正吸水头 （4）前置泵进口压力 （5）前置泵进口压力 （6）前置泵效率净正吸水头（7）凝结水泵出口压力3. 锅炉（略）4．给定的原则性热力系统图（图1）（1）反动式600MW汽轮机（2）冲动式汽轮机额定工况：Pe = 600 MW变功率：90~50% 额定功率6. 计算中选用的数据：（2）选定的各种效率 机组的机、电效率： 高加和除氧器效率： 低加效率：锅炉排污扩容器效率： 锅炉排污扩容器压力： （3）新蒸汽压损 再热蒸汽压损回热抽汽压损（4）补充水入口温度4. （1）设计任务书设计任务书简介；（2）对给定方案的经济性分析，指出给定方案中不足之处，定性分析对热经济性的影响； （4）600MW 机组主要经济指标计算结果的比较：列表标出新蒸汽汽耗量、凝汽量、给水温度、机组热耗率、机组内效率、全厂热耗率、全厂效率、标准煤耗率、节约标准煤量（按6500h/a ）计。
（5）原则性热力系统计算书附录1：原则性热力系统计算示例计算国产200MW 三缸三排汽凝汽式机组在设计工况下的热经济指标。
已知：N200-12.75/535、535型三缸三排汽凝汽式机组的初参数：00000012.75,535,0.64,3P Mpa t C P Mpa t C ==∆=∆=再热蒸汽参数：冷段压力 冷段温度 排汽压力给水泵出口压力凝结水泵出口压力该机组回热系统如图2所示。
（图2）表2 N200-12.75/535/535三缸三排汽凝汽式机组回热抽汽及轴封参数解：（一）整理原始资料（1）根据已知参数p 、t 在h-s 图上画出汽轮机热力过程曲线（图3）标出新汽、各抽汽点、排汽焓（0j c h h h ∑、、），及再热汽焓升。
或根据已知参数p 、t 查水蒸汽表得到上述各比焓的数值。
（2）列出机组回热抽汽系统计算点参数表（表3），得到个加热器出口水焓wj h 及有关疏水焓'jc h 或dwj h 。
（二）计算回热抽汽系数与凝汽系数 1. 高压加热器组的计算（1）H1的计算由H1的热平衡式求抽汽系数1α[][]'121111'11()/()(1038.41934.2)/0.980.0033(3381.641045.78)3139.261045.780.0471w w h sg sg h h h h h h ηαα---=---⨯-=-=H1的疏水系数：1110.04710.00330.0504d sg ααα=+=+= （2）H2的计算由H2的热平衡式求2α（将H2及其外置疏水冷却器作为一个整体）[][]'23112222()/()(934.2797.92)/0.980.0504(1045.78834.68)3042.63834.680.0582d w w h d w dw h h h h h h ηαα---=---⨯-=-=H2的疏水系数：2210.05820.05040.1086d d ααα=+=+= 再热蒸汽系数rh α（其中考虑扣除高压缸的轴封漏汽1sg α ）1211()1(0.04710.05820.0033)0.8914rh sg αααα=-++=-++=（3）H3的计算先确定给水泵的焓升pu w h ∆ 及给水泵出口水焓4puw h 。
已知给水泵出口压力为17.65out p Mpa = ，根据除氧器压力和除氧器安置高度，可知除氧器入口压力为0.75in p Mpa = ，取给水的平均比容为30.0011/av v m kg = ，给水泵的效率为0.78pu η= ，则给水泵的焓升为：3310()100.0011(17.650.75)23.83(/)0.78pu av out in w puv p p hkJ kg η-∆=⨯⨯-==给水泵出口水焓为：44666.9623.83690.79(/)pu puw w w h h h kJ kg =+∆=+=由H3的热平衡式求3α 图3表3[]'342233'33()/()(797.92690.79)/0.980.1086(834.68784.86)0.043385.24784.86pu d w w h d w h h h h h h ηαα⎡⎤---⎣⎦=---⨯-==-H3的疏水系数：3320.040.10860.1486d d ααα=+=+=2. 除氧器HD 的计算由除氧器物质平衡方程式得进水系数4c α 关系式43421()c d sg αααα=-++由于除氧器进、出口水量不等，4c α是未知数。
为了避免在最终的热平衡式中同时出现4α 和 4c α两个未知数，可如此处理：先用不考虑'h η 的方式写出热平衡方程式：Σ流入热量=Σ流出热量，'444332245w d sg sg c w h h h h h αααα=+++，然后将上述的4c α关系式代入，整理成以进水焓5w h 为基准，不含4c α 并考虑h η 的热平衡式：出水量为准的吸热量/h η=Σ放热量，可得[][]'45335225445()/()()(666.96598.99)/0.980.1486(784.86598.88)0.004(3444.06598.88)3277.22598.880.0114w w h d w sg sg w w h h h h h h h h ηααα-----=---⨯--⨯-=-=则 43421()1(0.14860.01140.004)0.836c d s g αααα=-++=-++= 3. 低压加热器组的计算（1）H5的计算由H5的热平衡方程式求抽汽系数5α[][]'4563355'55()/()0.836(598.88512.05)/0.980.008(3286.34602.4)3105.98602.40.0221c w w h sg sg h h h h h h αηαα---=-⨯--⨯-=-=H5的疏水系数：5530.0210.0080.029d sg ααα=+=+=（2）H6和H7的计算由于78msgw w h h 、 未知，不能直接分别从H6和H7的热平衡方程式计算抽汽系数6α和7α 。
其解法有多种。
①一种是因为多了2各未知数，需要增加2各热平衡式（疏水泵混合点A 和SG1的热平衡方程式）与H6和H7的热平衡方程式联立求解出6778msgw w h h αα、、、；②是假设78msgw w h h 、，由H6和H7的热平衡方程式分别求出67αα、，然后校核，多次修正逼近。
③合理选择划分热平衡范围，以避开78msgw w h h 、2各未知数，仍用2各热平衡方程式联立求解得出67αα、。
下面用第3种方法求解。
（ 图4）这时用图4所示2种热平衡来求解均可，但二者都面临混合点A 前后水流不相等，因7c α 为未知数的问题。
可先由混合点的物质平衡求出7c α 的关系式，代入热平衡方程式中以消除7c α 。
混合点A 的物质平衡方程式7474674567656767()()()()()c cd c d c d d d d d a b c αααααααααααααααα=-=-+=-++=+=+ 用图2-18（a ）热平衡范围来求解。
先用Σ流入热量=Σ流出热量 拟出2个热平衡方程式，消去 后整理成放热量=Σ吸热量/h η： 对H6包括混合点A 的热平衡方程式'''665577774666d c w d c w d h h h h h h αααααα+++=+代入式（a ）、(b 、)(c)，整理后再考虑h η，上式则为''''''6667755677777467()()()()/w d w w c w w hh h h h h h h h h h h h ααααη-+-+-+-+-=- （1）对H7包括SG1的热平衡方程式'''77446678774477sg sg d c w d sg sg c w h h h h h h h ααααααα+++=++代入式（a ）、(b 、)(c)，整理后再考虑h η，上式则为''''77778444566778478()()()()()/w w sg sg sg d w w c w w hh h h h h h h h h h h h αααααη-+-+-++-+-=- （2）将是（1）、（2）代入已知数值联立求解6α、7α6776(2982.14523.98455.06438.9)0.029(602.4523.98455.06438.9)(455.06438.9)0.836(512.05438.9)/0.98(2889.56455.06438.9306.52)0.0033(3172.13390.88)(0.029)(523.98455.06438.9306αααα-+-+⨯-+-++-=⨯--+-+⨯-+++-+-.52)0.836(438.9306.52)/0.98=⨯- 联解最后求得：670.02390.0363αα==将6α、7α数值代入式（a ）得7c α数值74567()0.836(0.0290.02390.0363)0.7468c cd ααααα=-++=-++=（3）H8的计算由于7sgw wc h h 和未知，在拟定H8的热平衡方程式时也应避开它们，以减少方程个数和计算工作量。