第一章评价发电厂热经济性的基本方法.doc

第一章 评价发电厂热经济性的基本方法评价发电厂热经济性的基本方法：1热量法〔效率法：能量数量的利用2作功能力分析法〔yong分析法、熵分析法：能量的质量利用第一节 热量法一、循环热效率二、发电厂的各种损失及效率1、锅炉的热损失与效率2、管道热损失与管道效率3、汽轮机的损失与内效率汽轮机的相对内效率 汽轮机的绝对内效率 4、汽轮机的机械损失及机械效率5、发电机的能量损失与效率三、发电厂的总效率第二节 作功能力分析法第三节 凝汽式发电厂的主要热经济指标一、汽轮发电机组的主要热经济指标汽耗量：汽轮发电机组单位时间内生产电能所消耗的蒸汽量 D0=3600Pe／〔h0－hc>ηmηg kg／h 汽耗率：汽轮发电机组生产1kW.h电能所消耗的蒸汽量d0=3600／〔h0－hc>ηmηg kg／ 热耗量：汽轮发电机组单位时间内生产电能所消耗的热量Q0=D0〔h0－h‘fw>热耗率：汽轮发电机组生产1kW.h电能所消耗的热量q0=d0〔h0－hfw>=3600／ηiηmηg kJ／ 二、全厂性的主要热经济指标1、全厂的热耗量和热耗率全厂单位时间内、生产1kW.h生产电能所消耗的热量2、厂用电率厂用电量与生产的电能的比值3、全厂煤耗量和煤耗率发电煤耗量和煤耗率发电标准煤耗率供电标准煤耗率第二章 影响发电厂热经济性的因素及提高热经济性的途径第一节 蒸汽参数对电厂热经济性的影响一、蒸汽初参数对电厂热经济性的影响1、蒸汽初参数对理想循环热效率的影响1当蒸汽初压力和终压力一定时,蒸汽初温度上升,则循环效率增加,反之则反。

2若保持蒸汽的初温度t0和终压力Pc不变,蒸汽初压力P1提高,理想循环热效率不是始终随压力的不断提高而提高,存在一个转折点,即当蒸汽初压力提高到某一数值后,继续提高初压力,理想循环热效率不再随之提高,而是开始下降在工程实用范围内,理想循环热效率也是随初压力的提高而提高,但提高的速度是递减的结论：若蒸汽初温、初压同时改变,由于循环初温度愈高时提高初压力愈有利,所以循环效率提高2、蒸汽初参数对汽轮机相对内效率的影响1提高初温对相对内效率的影响相对内效率提高2提高初压对相对内效率的影响若在汽轮机的容量、蒸汽初温度和终压力一定的情况下提高蒸汽初压力,则情况与提高蒸汽初温度时相反,相对内效率降低3、提高蒸汽初参数的限制1初温的提高受金属材料耐温性能的限制2初压提高,设备壁厚和零件质量增加,汽轮机排汽湿度增加 无中间再热的凝汽式汽轮机,蒸汽初压力的提高受汽轮机末级蒸汽湿度的限制为解决由于压力P0提高使末级湿度<1-x>增大的问题,发电厂一般都采用蒸汽中间再热来降低末级湿度二、蒸汽终参数对发电厂热经济的影响1、蒸汽终参数对循环效率的影响降低排汽压力,可以提高循环热效率汽轮机的相对内效率略有下降但是,总起来说,降低蒸汽终参数对电厂热经济性的提高是显著的；换句话说,循环热效率的提高数值足以补偿汽轮机相对内效率的降值。

排汽压力降低,排汽比容增大,需增大末几级叶片高度和排汽口尺寸,此时汽机低压部分质量和造价,凝汽器的尺寸及造价都要增加,冷却水流量、电耗也要增加2、降低终参数的限制终参数的降低受到自然条件和技术条件的限制降低排汽压力首先受到凝汽器冷却水进水温度t1的限制凝汽器的工作压力是靠冷却水不断带走排汽的放热量而维持,因此排汽温度tc,不可能低于冷却水的进水温度t进口 其次,冷却水在凝汽器中的温升Δt=t出口+t进口,即冷却水出口水温与进口水温差取决于冷却水量G或循环倍率m,一般合理的温升为6～11℃另外,降低排汽压力还要受到凝汽器传热端差δt的限制,δt=tc+t出口,它与凝汽器面积、管材、冷却水量G等有关, δt一般为5～10℃第二节 再热循环对电厂热经济性的影响 定义：在汽轮机高压缸作功后的蒸汽被引至再热器加热后再返回汽轮机中、低压缸继续作功的过程称为蒸汽中间再热,其装置循环称为再热循环一、蒸汽中间再热的目的：采用中间再热初始的目的是在提高蒸汽初压P0时,以减小膨胀终湿度,从而保证汽轮机安全运行 随着高参数、大容量机组的发展,在再热参数选择合适时,采用再热除能减少排汽的终湿度外,还可以提高大容量机组的热经济性。

如采用一次中间再热后,可以提高发电厂热经济性5％左右二、蒸汽中间再热的热经济性1、蒸汽中间再热对经济性的影响：1只要再热的附加循环效率大于基本循环效率采用蒸汽中间再热就可提高热经济性 2从热经济性看,蒸汽再热后的温度是越高越好不过,提高蒸汽再热后的温度和提高蒸汽初温度一样,也要受到高温金属材料性能和价格的限制因此,蒸汽再热后的温度一般也都限制在蒸汽初温度的使用范围内 3存在一个使再热循环热效率达到最大值的最佳再热压力一般实际的最佳再热压力p0<高压缸排汽压力>与新汽压力间的关系为： 再热前有回热抽汽时 ＝<0,18～0．22>P0； 再热前无回热抽汽时 ＝<0．22～0．26>P0 4大容量机组采用蒸汽中间再热可使汽轮机的相对内效率有所提高 采用中间再热使系统结构、布置、运行复杂性增加,同时增加金属消耗量且对调节系统要求高,故目前国内外的大型机组广泛采用一次中间再热,约可以提高电厂热效率4％～7％三、蒸汽中间再热的方法烟气再热法蒸汽再热法第三节 给水回热循环对电厂经济性的影响一、给水回热循环的热经济性从汽轮机的某些中间级抽出部分蒸汽加热锅炉给水以提高给水温度,称给水回热加热,简称给水回热。

具有给水回热加热的热力循环称为回热循环由于回热抽汽在汽轮机中作了部分功,它的放热全部被给水吸收,这部分抽汽无冷源损失,同时凝汽量Dc减少,整个机组冷源损失也可以减少,因而可以提高循环热效率,这就是采用给水回热加热的目的现代大中型机组采用给水回热,其节煤量可达10％～20％,所以给水回热在火力发电厂中得到普遍应用回热循环可看成是凝汽流循环与抽汽流循环的组合,组合后新的循环即回热循环的绝对内效率必然大于纯凝汽循环的绝对内效率 采用给水回热加热使汽轮机的绝对内效率得到比较显著的提高,有因素：1) 提高了锅炉给水温度,使循环热效率提高；2) 汽机排汽量减小,冷源损失减小；3) 对汽轮机结构有利采用给水回热加热后,增大了耗汽量,即增加了汽轮机高压缸的通流量,有利于减少其通流部分的各种损失二、影响给水回热循环热经济性的参数1、回热级数回热级数增加,热经济性提高；系统复杂,投资增加2、回热加热分配等焓升分配法,几何级数分配法,焓降分配法3、给水温度最佳给水温度第四节 热电联合生产一、热电联合生产的概念 当动力设备只用来生产一种能量时〔电能或热能,这种能量生产方式称为分别能量生产,或称单一能量生产如果发电厂用凝汽式汽轮发电机组发电,同时又用电厂锅炉直接对厂外热用户供热,这样的生产方式仍属分别能量生产方式。

发电厂同时对热电用户供应电能和热能,而其生产的热能是取自汽轮机作过部分或全部功的蒸汽,同一股蒸汽汽流〔热电联产汽流既发电又供热的能量生产方式称为热电联合生产〔简称热电联产其热力循环称供热循环装有这种动力设备的发电厂称为热电厂 热电厂利用作了一部分功的蒸汽的低品位热能对外供热,进行热电联产,就能减少能量损失热电厂节能的原因是：进行热电联产,大量减少电厂的冷源损失；用高效率的大型电站锅炉代替分散的、低效率的小锅炉进行供热,以减少锅炉的热损失前者称联产效果,后者称集中效果建设热电厂进行热电联产,并非不多耗燃料就行,因为一般热电厂建设要比热电分产建设多耗投资,热电联产节约的燃料必须保证收到一定的经济效益,这要根据具体条件通过技术经济比较论证确定二、热电厂总热耗量的分配1、热量法将总热耗量按生产热、电两种能量的数量比例分配热电联产效益归电2、实际焓降法将总热耗量按供热抽汽在汽轮机少作的功〔焓降不足与新蒸汽实际焓降的比例来分配供热的热耗量热电联产效益归热3、作功能力法将总热耗量按蒸汽的最大作功能力在热、电两种产品中进行分配热电联产效益折中三、热电厂的热经济指标热电厂的发电、供热热效率热电厂的发电、供热标准煤耗率热电厂的燃料利用系数：热电厂生产的电、热总能量与消耗的燃料能量之比。

热电联产汽流生产的电能称为热化发电量,生产的热量称为热化供热量供热机组的热化发电率：热化发电量与热化供热量的比值四、热电联产的效益 〔1由于热电联产大大减少了冷源损失,因而可以节省大量燃料,热电联产与热电分产相比,其节煤量可达20％～25％； 〔2由于节省燃料,热电联产还可相应减少燃料开采费用、运输费用以及与输煤系统有关的其它设施费用； 〔3热电厂通过合理地选择厂址,采用现代的烟气净化装置和高烟囱,以减轻城市煤、灰运输负担,并可大大减轻城市的煤、灰污染及热污染,改善城市环境卫生； 〔4由于热电厂采用较完善的大型动力设备代替分散的小型动力设备,可以大大提高劳动生产率,改善劳动条件； 〔5需要供热的企事业单位及住宅区中,不需要建设单独的锅炉房、煤场和灰场,减少这些设施的占地面积； 〔6根据热电联产节能的原理,在老电厂扩建改造中,可以采用高参数或超高参数汽轮机的排汽〔背压汽轮机或抽汽〔调整抽汽式汽轮机作为原有汽轮机的进汽,即高压叠置,增加原有电厂的容量,并提高其热经济性高压叠置又称内部热化,可提高电厂热经济性12％～18.5％；〔7改善供热质量提高发电厂热经济性的方法：提高蒸汽初参数、降低蒸汽终参数、增大机组大容量、采用中间再热、给水回热加热、对有较稳定热能需求地区的电区采用热电联产。