水电联产系统汽轮机组的性能计算与分析

【摘要】：水是生命之源,但人类可以利用的淡水资源非常有限。如今水资源短缺已经成为制约经济发展和社会进步的一大瓶颈。发展海水淡化技术,向海洋要淡水,是解决水资源供需矛盾的最有效途径。水电联产利用电厂的电力和蒸汽为海水淡化装置提供动力,可以合理调配发电量与产水量的关系,以实现能源高效利用和降低海水淡化成本。 本文基于超临界350MW凝汽式机组与低温多效蒸发海水淡化装置组成水电联产系统。通过编程计算汽轮机组和水电联产系统的变负荷性能,讨论了系统在煤耗方面的经济性。汽轮机组的变工况计算包括汽轮机的变进汽量工况计算与定进汽量工况计算。 变进汽量工况计算结果表明,从汽轮机的第5抽汽口抽汽供给海水淡化装置作为热源时,同一发电功率下,随着供汽量的增加煤耗量均匀增加,每增加一吨供汽量煤耗量增加约50 kg。不同供汽量下,水电分产与联产的煤耗量差值(即绝对省煤量)均大于0,说明水电联产比分产更经济。发电功率越小,绝对省煤量与分产煤耗量的比值(即相对省煤量)越大,同一发电功率下,供汽量越大相对省煤量也越大,即联产比分产更省煤。 从汽轮机的不同抽汽口抽汽供给海水淡化装置,供汽量一定时,随着抽汽参数的降低(即抽汽位置的后移),各发电功率下,绝对省煤量都逐渐增加。对于同一抽汽口,发电功率越大绝对省煤量越大。同一发电功率下,抽汽位置越靠后,产生单位供海水淡化蒸汽所消耗的标准煤量越少。对于同一抽汽口,单位供汽量的煤耗量随发电功率的降低而升高。 以一台4效带TVC的LT-MED海水淡化装置为例,利用平行进料MED海水淡化装置仿真软件,计算得到海水淡化的造水比。计算结果表明,同一发电功率下,随着抽汽位置的后移,虽然蒸汽参数下降引起造水比降低,但产出单位淡水所消耗的标准煤量仍呈降低趋势,说明采用机组的低参数蒸汽供给海水淡化装置会提高水电联产系统的造水经济性。对于同一抽汽口,发电功率越大,造水比越大,单位造水煤耗越小。 在定进汽量的变工况计算中,取汽轮机进汽量D0=1079300 kg／h。计算结果表明,对于同一抽汽口,随着供汽量的增加发电功率呈线性降低,用于海水淡化的煤耗量增加,单位供汽量的煤耗量增加,单位造水煤耗增加。同一供汽量下,抽汽位置越靠后,发电功率越大,用于海水淡化的煤耗量越小,单位供汽量的煤耗量越小,单位造水煤耗越小。 【关键词】：海水淡化 水电联产 煤耗量 造水比
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：P747
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-29
• 1.1 海水淡化的研究背景及意义9-11
• 1.2 海水淡化的主要方法及生产能力概述11-21
• 1.2.1 海水淡化的主要方法11-16
• 1.2.2 海水淡化的生产能力概述16-21
• 1.3 海水淡化技术的应用21-25
• 1.3.1 国外海水淡化技术的应用21-22
• 1.3.2 国内海水淡化技术的应用22-25
• 1.4 水电联产海水淡化的研究25-27
• 1.4.1 国外水电联产海水淡化的研究25-26
• 1.4.2 国内水电联产海水淡化的研究26-27
• 1.5 本文的研究内容27-29
• 2 超临界350 MW凝汽式机组热力系统29-37
• 2.1 机组热力系统简介29-30
• 2.2 计算原始资料30-33
• 2.2.1 汽轮机型式及参数30-31
• 2.2.2 汽轮机各抽汽口蒸汽参数31-32
• 2.2.3 高、低压加热器参数32-33
• 2.2.4 热力系统其余参数33
• 2.3 设计工况计算33-37
• 2.3.1 抽汽、漏汽系数计算34-35
• 2.3.2 汽轮机通流量计算35-37
• 3 水电联产系统汽轮机组的变工况计算37-51
• 3.1 变进汽量工况计算中发电功率变化的工况计算37-44
• 3.1.1 级组通流量及抽汽参数计算38-39
• 3.1.2 加热器参数计算39-40
• 3.1.3 加热器抽汽系数计算40-42
• 3.1.4 汽轮机排汽系数计算42-43
• 3.1.5 汽轮机膨胀功及进汽量计算43
• 3.1.6 迭代计算43-44
• 3.2 变进汽量工况计算中供汽量变化的工况计算44-47
• 3.3 定进汽量工况计算47-48
• 3.4 水电联产的热经济指标48-51
• 3.4.1 总热耗量与煤耗量48
• 3.4.2 水电分产与联产的煤耗量差值48-49
• 3.4.3 水电联产煤耗量的分配49-51
• 4 计算结果与分析51-63
• 4.1 变进汽量工况计算的结果与分析51-57
• 4.1.1 定抽汽口供汽51-53
• 4.1.2 变抽汽口供汽53-57
• 4.2 定进汽量工况计算的结果与分析57-63
• 结论63-66
• 参考文献66-70
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况70-71
• 致谢71-72

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