21摘 要火力发电厂采用的各种动力循环包含各种不同的热力系统。机组热力计算的实质是表明循环的特征，衡量工质的能量转换、热量利用程度和技术完善程度。本文对800MW机组的循环进行了讨论，并以其为例进行了原则性热力计算。本文首先对热力系统涉及到的相关概念及热力系统计算方法做了简要介绍，并以800MW机组为设计本体，结合实际生产运行中的情况，汇总各项数据，用Matlab工具绘制汽轮机汽态膨胀过程线。采用并联法对该机组进行原则性热力计算，主要包括用并联法计算各抽汽系数、计算主要热经济性指标并对结果进行校核。最后，根据计算结果绘制全厂原则性热力系统图以及全面性热力系统图。关键词：800MW机组；原则性热力系统；并联法计算；Matlab1AbstractPower cycles that power plant using including various of thermal system. Unit thermodynamic calculation intend to show the characteristics of cycles, measure the degree of working fluid energy conversion、the degree of heat using and the degree of technology improvement.The paper discusses 800MW unit,and takes it as example to carry out principle thermodynamic calculation.The paper first gives a brief introduction to the calculation method of the thermodynamic system related to the concept and thermal systems. In this paper, we base on the 800MW unit . combine with various data to the actual operation of the situation and use Matlab tool to draw the Steam Turbine-state expansion process line. We calculate the principle thermodynamic system by conventional method. This includes calculating the extraction coefficient by parallel method and the heat index of economic, and Comparative analysis the results.Finally, map out the diagram of principle and comprehensive thermodynamic systems.Key words: the 800MW unit；principle thermodynamic system；parallel method；Matlab2目录摘 要1Abstract2绪 论4第一章 题目简介与机组资料61.1 题目简介61.2 原始资料61.2.1 汽轮机型以及参数61.2.2 回热加热系统参数61.2.3 锅炉型式及参数61.2.4 汽封系统及其参数71.2.5 其他数据8 1.3 原则性热力系统计算公式8第二章 火电厂热力系统电算化方法82.1 水和水蒸气热力性质计算82.2 热力发电厂系统并联算法102.2.1 算法概况112.2.2 800MW凝汽式机组并联法算法12第三章 计算程序运行及结果223.1 绘制蒸汽膨胀线223.2 汇总汽水参数表233.3 回热抽汽量计算243.4 汽轮发电机组热经济性指标30第四章 误差分析与总结314.1 计算结果对比314.2 误差分析324.3 总结33谢 辞33参考文献34附 录35附录 800MW机组参数35附录-1 结构参数35附录-2 汽轮机参数35附录-3 回热系统有关参数35附录-4 锅炉有关参数36 附录-5 其他参数附录 800MW凝汽式机组并联法主程序38绪 论从能量转换的角度来看，火力发电厂最基本的系统包括：蒸汽发生系统、汽轮机热力系统（简称热力系统）、冷端系统这三大系统，其中热力系统的任务是将锅炉产生蒸汽的热能转换尾汽轮机轴端的机械能。回热系统作为热力系统的最重要组成部分，对于提高电厂蒸汽动力循环的效率起着关键作用。对回热系统的计算和深入研究，可以帮助我们用更有效的方法提高热力发电厂的热经济性，以达到节约能源、可持续发展的目的。用图来反映热力系统，称热力系统图。热力系统图被广泛应用于设计研究和运行管理。由于热力系统规模庞大，系统复杂，常将热力系统图分类。按图的功能划分，可分为全面性和原则性两类。发电厂全面性热力系统图，无论从内容上还是数量上都要比原则性热力系统图都要复杂。为了既清晰又不过于复杂，通常属于热力设备本身的有机组成部分（如锅炉本体的汽水管道，系统及本体的疏水管道，给水泵轴密封水等）和一些次要的管道，（如工业水系统）不予表示，对某些辅助系统（如热力辅助设备的空气管道系统，锅炉定期排污系统）予以适当简化，另行绘制这些局部系统的全面性热力系统。具有回热抽汽的汽轮机发电机组的热经济性，除与蒸汽循环参数、回热系统循环主要参数有关外，还与回热系统有密切的关系，诸如疏水收集方式，疏水冷却器，蒸汽冷却器的应用等，以及四项损失有关，即与抽汽管道压降、面式加热器的端差、回热系统的配置、实际回热焓升分配有关。 回热机组原则性热力系统计算方法，有传统的常规计算方法以及等效焓降法、循环函数法等。常规计算法的实质，实际上是由Z个加热器平衡方程式和一个凝汽器物质平衡式所组成的（Z+1）个线性方程进行求解，可解出Z+1个未知数（Z个抽汽系数和一个凝汽系数）。然后直接求解出所需的新汽耗量或机组功率、热经济指标等。常规计算通常有两种：串联法和并联法。串联法是指按照加热器压力“由高到低”的次序，依次对各个加热器进行热平衡、流量平衡计算，独立地求得各抽汽量或抽汽系数等未知量的方法。在计算过程中，有时需要进行局部的试算，在计算完毕后再加以检查修正，但总体上是顺序的、直接的计算。串联计算可以避开解方程组的麻烦，既可用于手算，亦可用于计算机计算。当进行变工况计算时，利用串联法解法可借助计算机迭代容易地将汽态参数的变化一并计算出来，这是其他计算方法所难以做到的。本次设计采用的是并联法计算，电算热力系统时，将z+1个方程式排成矩阵来计算，可同时解出全部抽汽系数。为计算方便，将回热加热器的蒸汽放热量、给水焓升和疏水放热量分别用q、来表示，写成矩阵方程。并联法只要用数字写一个矩阵，其余工作都可以由计算机完成。矩阵系数和热力系统的结构相对应，对于不同的热力系统结构，只需要改变矩阵系数就可以了。因此，该算法具有一定的通用性。另外，由于是计算机程序，因此电算方法也为实时测试、控制和优化提供了有力的工具。MATLAB是一个包含大量计算算法的集合。其拥有600多个工程中要用到的数学运算函数，可以方便的实现用户所需的各种计算功能。函数中所使用的算法都是科研和工程计算中的最新研究成果，而前经过了各种优化和容错处理。在通常情况下，可以用它来代替底层编程语言，如C和C+ 。在计算要求相同的情况下，使用MATLAB的编程工作量会大大减少。用MATLAB在并联法的基础上编制通用火电厂热力系统计算程序。程序首先输入热力系统的结构参数和设备参数，然后可直接进行计算。并联算法的突出优点是数形结合，程序充分利用MATLAB可视化计算的特点，在进行热力系统分析时可以同时绘出蒸汽在汽轮机内膨胀的H-S图，使得计算更直观，界面更友好，易于理解，计算方便，适于工程应用。控制工程广泛采用的编程工具正是MATLAB，因此，这为实时测试、控制和优化提供了方便的工具。第一章 题目简介与机组资料1.1 题目简介本机组为800MW超临界压力机组，采用单轴、五缸（高中低压缸均为分流）、六排汽、一次再热、凝汽式汽轮发电机组设计，配直流锅炉。1.2 原始资料1.2.1 汽轮机形式和参数1. 机组型式：超临界压力、一次中间再热、五缸六排汽、单轴、凝汽式汽轮机；2. 初参数：=23.5MPa,=5403. 再热参数： 高压缸排汽 =3.82MPa,=284 中亚缸进汽 =3.84MPa，=5404. 双压凝汽器：平均排汽压力 =0.0036MPa（=0.0032MPa，=0.004MPa）5. 额定功率：800MW6. 给水温度：1号高压加热器出口处270，3号高压加热器外置式蒸汽冷却器出口处2751.2.2 锅炉形式和参数1.锅炉形式：-67型直流锅炉2.过热器出口蒸汽参数：=25MPa，=5453.锅炉再热器入口、出口蒸汽参数：=3.74MPa，=280 =3.4MPa，=5454. 锅炉效率：=0.925. 原煤低位发热量=15660kj/kg,根据煤质条件装有暖风机，用汽轮机的五段抽汽来加热空气，进出口空气温度分别为1、50，室外温度为-5。暖风器的疏水经膨胀箱E，其扩容蒸汽引至7号低压加热器，疏水引至主凝汽器出口。 1.2.3 回热加热系统参数1. 该机组为八级回热（三高四低一除氧），末两级低压加热器H7、H8为混合式低压加热器。额定工况时机组各级回热抽汽参数见表1-1。表1-1 K-800-240-5型机组额定工况时回热抽汽参数抽汽管道压损Pj%33353333项 目单位H1H2H3H4H5H6H7H8抽汽压力PjMPa6.13.822.001.020.5050.2130.06630.0186抽汽温度t346284469379300204114X=97.7加热器端差t22402300 2.前置泵和给水泵均由驱动汽轮机（小汽轮机）同轴带动，其汽源取自主机的第三级抽汽，进入小汽轮机的蒸汽压力=1.67MPa，其排气压力=0.005MPa，相应焓值为=3400kj/kg，=2439kj/kg。小汽轮机为凝汽式，配有独立的凝汽器和凝结水泵并引至主凝汽器出口。设有双级串联网水加热器BH2、BH1，汽源分别引自主机的第五、第六级抽汽，其疏水引至热网疏水加热器DBH，最终引入主凝汽器出口。网水进出口水温分别为60、130，采暖热负荷。1.2.4 汽封系统及其参数 1.主机汽封及其参数 主机汽封用汽还有：=0.0006，=0.0004，=0.0006，=0.0004，=0.0003，=0.0003。表1-2 K-800-240-5型机